试论新世纪地理信息科学的发展

本文重点分析了当前国内外地理信息科学的形成与发展趋势和地理信息科学不断发展的历程 ,提出近期发展的前沿 ,以及当前地理信息产业化面临的一些重要问题。最后提出对地理信息科学发展的意见。     

低轨道人造卫星(CHAMP、GRACE、GOCE)与高精度地球重力场——卫星重力大地测量的最新发展及其对地球科学的重大影响

评述了卫星重力大地测量的最新发展及其对地球科学的重大影响。为了更好地理解地球内部物理构造与海洋动力学，以及大陆，冰川和海洋的相互作用，改善现有地球重力场模型（包括精度和空间解析度）是非常重要的。IUGG等国际组织对此已经强调了很多年。最近，由德国的GFZ（GeoForschungsZentrum)，美国的NASA（National Aeronautics and Space Adminitration)以及欧洲宇航局ESA（European Space Agency)开发研制了最先进的地球监测技术－SST（Satellite-to-Sateilite Tracking)。其主要特点是利用现有的GPS连续追踪新发射低轨道卫星，并由低轨道卫星对地球重力场作精密观测。已经发射和即将发射的卫星有3颗：GHAMP（Challenging Mini-Satellite Payload for Geophysical Research an Application)已经于2000年发射；GRACE（Gravity Recovery and Climate Experimert)定于2002年发射；GOCE（Gravity Field and Steady-state Ocean Cirulation Explorer)计划2004年发射，它们可以统称为重力卫星。载有SST技术的人造卫星的主要目的是获得具有前所未有的高精度和高空间解析度的全球重力场和大地水准面模型，加强人们对地球内部构造的理解并为海洋和气象研究提供更好地参考。上述3个重力卫星工作在有明显区别的不同波谱内，它们有不同的科学应用，仅有一小部分重合。所以，就应用而言它们是完全互补的。它们在地球科学中的应用将是广泛的，特别对于固体地球物理学，海洋学以及大地测量学等领域，它们将会带来革命性的变化，其意义不亚于GPS。     

初轨计算中的病态分析

本文对现有初轨计算方法进行病态性分析与误差分析；研究结果表明：病态对现有初轨算法的影响，主要来源于法方程系数中包含观测误差．系数行列式愈大，定轨精度的损失愈多，当■被随机误差项△μ淹盖时，现有初轨算法将失效．此外，仿真结果还显示：■与△μ的大小还极大地依赖观测弧段的空间位置，当观测弧段包含近站点作为中点时，■最大，而■小，此时定轨精度较高；当观测弧段位于近站点的某一侧时，■小，而■大，此时定轨精度较低，观测弧段愈偏离近站点，病态影响愈大；因而在观测时，应尽量使观测弧段与近站点对称（此时μ值较大），这是提高短弧定轨的一种有效途径．     

关于改进的Encke方法中参考轨道的选择和校正

对于改进的Ｅｎｃｋｅ方法，选择适当的参考轨道是一个关键．然而，对于人造地球卫星长弧轨道计算，目前所给出的几种参考轨道均需要逐段校正，这将给定轨问题带来附加的复杂性．本文将仔细探讨如何选择参考轨道和减少校正次数．     

Human spaceflight in the UK: the cost of non-participation

Human space exploration is not considered a strategic priority in the United Kingdom at present. However the UK would benefit from participating in human spaceflight, for both scientific and social reasons. From the point of view of medical science there are many parallels between the physiology of spaceflight and terrestrial disease processes, and studies of the response of astronauts to long-duration spaceflight can therefore help in the development of therapeutic strategies on Earth. On the social side, human spaceflight is an attractive vehicle for stimulating the interest of young people in science and engineering, something that must be of value for an aspiring ‘knowledge-based’ economy.     

卫星星座与编队飞行问题综述

卫星应用的日益发展需要由多颗卫星组成的卫星系统(形成各种类型的星座)来替代单颗卫星，这就给卫星轨道力学的应用增加了一些新内容。重点阐述了卫星星座整体结构的演化、卫星星座编队飞行中的星-星相对几何构形及其保持问题，以及星座卫星定轨所涉及的测控方式和天地基网联合定轨问题。这些内容都是卫星星座轨道力学中的重要组成部分。     

形变大地测量学的进展、问题与地震预报

简要概括了形变大地测量学的革命性进展，研讨了它的科学特色、功能和定义以及对地球科学和防灾减灾的推动。形变大地测量学有助于从根本上击破多年来制约地震预报的“瓶颈”，但也存在不少急待解决的问题。着重研讨了在21世纪前10年，形变大地测量学如何依托多年的学科积累并充分受益于人造卫星和数字化等新技术，开展创新性研究和试验以推进地震预报。为此，对当前的研究工作提出了12条科学技术途径。最后对学科名称提出了建议。     

任务轨道设计

本文首先说明太空任务与轨道设计的关系 ,接着介绍轨道的基本性质。从地球重力势的观点看各种常用的绕地轨道 ,包括地球和太阳同步轨道及Molniya轨道。从扰动的观点看常用的星际轨道 ,包括LISA、ASTROD、SOHO轨道。最后对星际轨道设计 ,说明二点边界值问题的数值解法、飞掠星体的应用、最佳化的考虑 ,并用以设计 2 0 1 5年发射的ASTROD初步任务轨道。     

Rapid Lateglacial tree population dynamics and ecosystem changes in the eastern Baltic region

A growing body of evidence implies that the concept of 'treeless tundra' in eastern and northern Europe fails to explain the rapidity of Lateglacial and postglacial tree population dynamics of the region, yet the knowledge of the geographic locations and shifting of tree populations is fragmentary. Pollen, stomata and plant macrofossil stratigraphies from Lake Kurjanovas in the poorly studied eastern Baltic region provide improved knowledge of ranges of north‐eastern European trees during the Lateglacial and subsequent plant population responses to the abrupt climatic changes of the Lateglacial/Holocene transition. The results prove the Lateglacial presence of tree populations (Betula, Pinus and Picea) in the eastern Baltic region. Particularly relevant is the stomatal and plant macrofossil evidence showing the local presence of reproductive Picea populations during the Younger Dryas stadial at 12 900–11 700 cal. a BP, occurring along with Dryas octopetala and arctic herbs, indicating semi‐open vegetation. The spread of Pinus–Betula forest at ca. 14 400 cal. a BP, the rise of Picea at ca. 12 800 cal. a BP and the re‐establishment of Pinus–Betula forest at ca. 11 700 cal. a BP within a span of centuries further suggest strikingly rapid, climate‐driven ecosystem changes rather than gradual plant succession on a newly deglaciated land. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

资源环境领域的信息化与本土化

本文重点论述了资源环境领域的深层研究问题;同时提出用信息化推动现代化的观点,进而对地球信息科学与数字地球的战略进行了概要地分析。