地球信息科学学报

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设立“地理信息数据开放特区”的建议——如何让地理信息系统(GIS)更好地为社会经济发展服务

叶嘉安

2004, 6(3): 1-3.

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1概述自20世纪80年代以来,地理信息系统(GIS)在欧美国家已被广泛应用。特别是在与民生和经济息息相关的行业,如商业、城市规划、物流、交通、人口普查、疾病分析等领域,GIS技术的运用更是得到空前的发展。虽然如此,GIS技术的发展也遇到不少阻碍。世界各国的经验表明,这些阻碍并非来自软硬件技术与人才培养等方面,而更多的是由数据政策间接引起的。特别是获取GIS数据的困难是发展这项技术遇到的最大障碍,与其他技术不一样,GIS如果没有有用的数据便无法应用。

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早期华夏先民到达美洲的考究

刘树人

2004, 6(3): 4-6.

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1910年印第安人殷福布族所指的“浮桥岛”即现在的白令海峡。该海峡两岸最窄处为86km,晴天雨后可以隔海相望,水深只有30～50m,中间还有2个小岛(大、小代奥米德岛)。这时先民们徒徙到美洲与古海平面变迁,即第四纪晚期大陆冰川不断溶化,海平面不断上升有关。大约距今14000年左右,海平面回升到-100m,从亚洲到美洲在白令海峡确实存在阿拉斯加陆桥；到了距今12000年最后一次冰期结束,海平面上升到-60m时,该陆桥仍然存在；到了距今9000年左右,海平面上升到-25m时,陆桥开始沉没,但水很浅,特别是冬季结冰,两岸徒徙也并非难事；到距今7000年以后,处于人类文明的前夜时,海平面至少比现在低5～6m,只要依靠简单工具如“筏”、“独木舟”就可以到达美洲,因此,中国许多先民从这时开始到达了美洲,这在中国古书也都有专门的记载和描述。足见,中国很早以前也是一个航海大国。

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基于案例推理的历史登陆战役地理环境分析

蓝荣钦, 杨晓梅

2004, 6(3): 7-11.

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基于案例推理是智能决策辅助系统中的一种重要技术。本文结合历史登陆战役地理环境,对登陆战役所涉及的各种地理要素进行了分析,把登陆地域所涉及的领域背景知识表示成概念层次树形式,使数据的分布模式具有更强的可视性。将案例推理技术引用于历史登陆战役地理环境查询分析系统,研究案例库的结构设计、案例的组织和表示、地理环境处置规则的表示等。叙述了案例库的建立方法、属性权重算法和相似性度量算法,以及系统的结构和实现方法。

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中国城镇体系空间分布特征及其变化

杨国安, 甘国辉

2004, 6(3): 12-18.

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城镇体系空间结构是人类活动区位选择的必然结果。通过对我国城镇密度、最邻近距离和空间自相关等定量研究,对我国城镇体系的空间结构进行了分析,从中发现中国城镇网络的密度在增大,东、中、西部发展的差距有进一步扩大趋势,城镇体系的空间联系有所加强。

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基于元数据和质量规则的土地数据检查

方利, 刘生权, 钟耳顺

2004, 6(3): 19-23.

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数据是土地信息系统运转的基础,实施数据检查以产生符合系统需要的数据,是土地信息系统建设的关键环节。目前的土地信息系统工程中,数据检查过程不规范,且无法重用。本文探讨了一种通用的土地数据检查方法,在分析通常的土地数据错误类型的基础上,提出建立元数据库和质量规则实施数据检查的方法。在吉林地籍信息系统空间数据库建设中得到验证,为土地信息系统建设的数据处理提供了良好的解决方案。

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农用地定级专家信息系统的研发

贾泽露, 刘耀林

2004, 6(3): 24-28.

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农用地定级专家信息系统是我国现阶段土地管理实践和社会经济发展的必然要求。本文分析了开发农用地定级专家信息系统的可行性。通过VC++6.0嵌入GIS控件(MO2.0)开发了以系数修正法为例的农用地定级专家信息系统,实现了农用地的自动定级,相关数据的存贮、查询检索、统计分析,为用户提供农用地的各种数据、图件等信息产品。

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基于Applet-CORBA的空间物流信息平台体系

刘明柱, 胡丽琴

2004, 6(3): 29-33.

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现代科学技术的迅速发展,尤其是信息技术的迅速发展,极大地促进了物流管理技术的发展。在供应链的“四流”,即物流、商流、资金流、信息流中,信息流提升到了前所未有的高度,信息获取和处理的实时性和准确性是物流管理成败的关键。本文首先简单介绍了物流管理技术、空间信息技术以及这两种技术集成的优势,然后结合当前分布计算技术中最具发展潜力的CORBA技术,设计了基于Applet—CORBA的空间物流信息平台,并对系统的体系结构进行了分析。

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基于B/S跨平台网上地理数据维护引擎的开发

王韩波, T. K. Yu

2004, 6(3): 34-37.

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本文以网上地理数据维护为主线,分析了目前WebGIS应用的优缺点,阐述了基于B/S结构的跨平台网上地理数据维护系统的开发思路和具体应用模式。

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基于Oracle数据库的空间信息元数据管理系统

王敬群, 占车生, 刘宝林, 刘相超

2004, 6(3): 38-42.

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结合国家基础地理信息系统(NFGIS)元数据标准(草案),介绍了空间数据的元数据管理以及相应的Oracle数据库设计和建立。并以宁波市地理信息系统为例,说明其空间信息元数据管理系统的建立流程和构架,获得成功的应用。研究表明,通过空间信息元数据管理系统的建立,实现元数据快速高效管理,最大程度满足了社会各行业用户对空间地理数据的需求。

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地籍信息系统数据库的构建

邱冬炜, 杨松林

2004, 6(3): 43-45,50.

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从地籍信息系统数据库的结构、管理、使用与维护等方面,提出了建立地籍信息系统数据库的基本要求。介绍了建立地籍信息系统数据库的方法。并分别对数据采集的方法、地籍数据的分层分类与编码、数据库的结构设计方案等一系列关键的技术要点进行了详细的探讨,阐述了在本项目开发过程中,一些所遇问题的解决方案,并总结了项目开发的实际经验。

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突发性疫情信息系统的研发——以SARS疫情分析为例

刘芸芸, 胡文亮

2004, 6(3): 46-50.

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“非典”象一场从天而降的灾难袭击了我国大部分地区。在抗击“非典”的过程中,面对海量的疫情统计数据的操作以及非典疫情分布的空间性,采用SARS疫情信息系统可以帮助人们更好的监测、防治、预警。同时也说明,建立突发性疫情信息系统势在必行。本文以SARS疫情信息系统为例,依据真实的疫情数据和系统建立的实践,所遇到的问题和经验加以总结。论述了突发性疫情信息系统的建立。分析了SARS疫情信息系统的特点,设计原则,系统组成和系统的建立过程。

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南麂列岛海洋自然保护区信息系统开发与应用

张华国, 周长宝, 黄韦艮, 滕骏华, 厉冬玲, 肖清梅

2004, 6(3): 51-56.

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南麂列岛国家级海洋自然保护区管理信息系统是采用集成技术开发的专用信息系统。该系统建立了可科学管理南麂列岛自然保护区的地理空间数据、贝藻类数据、水文气象数据、文本数据、多媒体数据等数据库系统,具有空间数据和属性数据的管理、更新、查询及其扩展等功能。介绍了南麂列岛土地覆盖状况分析的应用实例。系统对提高南麂列岛自然保护区管理,同时建设海洋类型的自然保护区信息系统具有重要的示范作用。

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社区管理信息系统的设计理念与应用框架

刘妙龙, 周琳

2004, 6(3): 57-61,67.

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公众参与GIS的设计与开发应用是地理信息系统的新发展领域。本文结合城市社区建设与管理信息系统的建设与应用实际,从公众参与的理念与内涵出发,讨论了公众参与的可能领域,参与途径；提出了公众参与GIS的信息基础,模块组成,系统结构与模型框架；通过一个简单的原型模型介绍,分析了公众参与GIS的问题与未来发展。

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基于无线局域网IEEE802.11技术的地理空间定位方法

孙如江, 闾国年, 叶春, 焦杰

2004, 6(3): 62-67.

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分析对比了多种地理空间定位方法,归纳了各种不同尺度下定位的特点,以及定位方法的实现过程,从IEEE802.11无线局域网技术的MAC协议出发,提出了基于无线局域网IEEE802.11技术的地理空间定位方法,实现的技术流程,并分析了其发展趋势。利用MAC的帧头和帧体都可以实现定位功能,利用MAC帧头的定位可以适用于计算能力较强的移动台上,而利用帧体的定位,由于只需解析内容不需要查询计算,所以能够用于手机等移动对象。使用无线局域网可以实现定位平台,同时又能实现无线接入的通信功能,所以大大降低了总的建设成本,因此具有很大的现实意义。

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“数字东营”的城域网规划与运行分析

赵军, 赵腾云, 王志安, 李仕勇

2004, 6(3): 67-71.

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“数字东营”工程主要由网络信息平台和基础数据平台两部分组成。根据数字城市建设的需求,东营市首先启动“数字东营”城域网项目,现已全面运行,效果很好。现就东营市数字化基础设施规划、网络整体规划以及相关问题进行分析。

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基于特征面向对象的地理网络模型研究

陆锋, 申排伟, 张明波

2004, 6(3): 72-78.

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地理网络建模强调的是对逻辑网络中的节点和联线的网络拓扑和语义操作过程。而传统GIS矢量数据表达所采用的平面图原子级弧段-节点数据模型强调的是几何信息的表达。对此,作者讨论了如何将基于特征的GIS概念建模方法引入地理网络表达中,克服平面图数据模型的不足之处,发展基于特征的地理网络数据模型,并着重阐述了逻辑网络模型的特点和应用特征。在地理网络的表达方法中,作者分析了面向对象方法和数据库技术相结合的途径,比较了传统关系模型和面向对象模型在地理网络表达中的差异,以及面向对象方法在地理网络路径系统表达和动态分段及其网络连通性规则表达中的优势所在。

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黄河三角洲土地生产潜力的GIS评价

方萌, 刘高焕

2004, 6(3): 79-83,2.

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黄河三角洲可持续发展信息系统数据库的支持下,以黄河三角洲为实验区,考虑影响土地生产力水平的多种因素,确定合理的数学模型,进行土地景观单元的土地生产潜力定量化评价计算。同时,分析了黄河三角洲土地生产潜力的数值分布和空间分布特征以及分级统计和制图,并提出了提高黄河三角洲土地生产潜力的相应建议。

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矿山虚拟现实中多细节层次模型的应用

冷海龙, 卞正富

2004, 6(3): 84-89.

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本文叙述了多细节层次(LODs)相关应用,对基于LODs技术的不同数据库表达方式进行了详细阐述,分析了LODs中不同细节层次平滑切换缓冲技术的应用原理。首先对大庄矿虚拟中使用LODs技术,较好地解决了原模型浏览时视觉不连续和画面跳变的问题。接着用VRML编程实现网上发布模型的LODs,解决了在IE等浏览器中模型漫游时不连续的问题。

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贝塞尔曲线在虚拟森林景观单树几何模型构建中的应用

石松, 於其之, 陈崇成, 朱泉锋

2004, 6(3): 90-93.

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虚拟景观模型的生成,需要对实际景观进行抽象和简化。树几何模型和数字高程模型(DEM)是构成虚拟森林景观的两大要素。而树几何模型的构建又是林业GIS三维可视化的基础。在树几何建模中,树干及树枝形状的可视化表达具有突出意义。由于实际树种的复杂性,在计算机中建树模型,通常采用基于过程建模的方式,而这将面临用户如何对模型进行交互式控制的问题：参数太少,不足以描述树形态特征,而参数太多,则模型难以生成和理解。为了解决这个问题,我们引进贝塞尔(Bezier)曲线这种基于控制点的自由曲线来描述树木中的树干以及树枝形状,利用对曲线控制点的变动来控制曲线的形状,进而生成形态各异的树形状,对此,我们基于ActiveX技术生成Bezier曲线控件。结果表明,该方法能够表示多种形状的树干与树枝,具有操作简捷、计算速度快,可视化效果良好的优点。

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土地利用动态监测的LFF图像融合改进应用

吴连喜, 余水根, 刘晓梅, 苏小霞

2004, 6(3): 94-98,2.

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遥感是快速获取土地利用/土地覆盖现势信息的重要手段之一。由于不同类型的卫星传感器获取同一地区的遥感数据日益增多,对不同平台、不同光谱响应范围的遥感数据源,用常规的遥感图像融合方法如HSI变换法、Brovey变换法和PCA变换法进行融合时,存在不同程度的光谱扭曲现象,即融合后图像的色彩与多光谱图像存在较大差异,从而影响了地物的识别。针对不同平台、不同光谱响应范围的遥感数据,本文在HSI变换的基础上,提出了一种改进的方法,即,首先对高几何分辨率的全色波段进行LoG滤波,然后将LoG滤波后的全色波段与多光谱经HSI正变换后的强度分量,进行灰度直方图匹配,并替换之,经HSI逆变换便得到融合图像。分析结果表明：LFF融合法的光谱保持性能优于HSI变换法,LFF融合后图像的分类精度高于HSI融合后的图像,LFF融合法是一种能较好保持光谱特性的融合方法。

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厦门市土地利用年际变化遥感分析

陈本清, 徐涵秋

2004, 6(3): 99-104,127.

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采用多步骤遥感图像分类以及后分类变化检测方法所得到的厦门市1989、1995和2000年的图像分类图及土地利用变化转换矩阵,查明了厦门市1989～2000年的土地利用变化：城乡建设用地、耕地以及林地／园地等主要用地类型的面积及变化；大量耕地被城市扩展侵占,数量不断减少,质量不断下降。分析认为,工业化和城市化的发展、人口的增长以及自然地理条件等因素是厦门市土地利用发生变化的主要驱动力。研究表明,利用3S技术可以快速有效地对城市土地利用年际变化进行动态监测,揭示城市土地利用动态变化的特点及其内在规律,为城市规划和政府决策部门提供参考依据。

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绿洲演变动态监测的遥感分析

崔卫国, 穆桂金

2004, 6(3): 105-107,125-127.

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绿洲演变是绿洲研究的核心问题。针对干旱区绿洲的特点,阐述了绿洲变化及其研究的特点和内容,在此基础上,以玛纳斯绿洲为例,分析了绿洲属性变化和空间位置变迁的遥感应用。研究表明,遥感技术进行短时间尺度内的绿洲属性变化研究,可以比较准确地掌握在特定时间内绿洲组分、结构及功能的变化情况。同时通过遥感影像反映出的水系变迁信息,结合地貌学的相关理论和绿洲的逐水竞生性,研究河道、扇缘、阶地等地貌类型与绿洲变化的关系,进而从更长时间尺度上分析绿洲空间位置变迁过程的方法。

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IKONOS等高分辨率遥感技术的发展与应用分析

朱光良

2004, 6(3): 108-110.

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对以IKONOS卫星为代表的高分辨率卫星遥感技术的发展作了分析,分析了米级分辨率卫星遥感技术在20世纪90年代中后期能快速发展的原因：首先,随着“冷战”的结束,国际政治形势出现了新变化,原来被各国军事部门限制的高分辨率卫星遥感技术逐渐解禁。第二,由于技术科学的发展,特别是军事部门在高分辨率卫星遥感技术方面已历经摸索、试验期,为该技术的大范围应用创造了条件。第三,20世纪90年代之前,卫星遥感资料的用户主要是政府部门。但进入90年代以后,经济的飞速发展使得卫星遥感资料的使用者范围逐渐扩大,对卫星遥感数据的需求量日益增加,这为卫星遥感技术创造了商业化运作条件。另外分析了高分辨率卫星遥感数据的应用领域,包括测绘、城市规划、土地管理、环境、农业等部门,并就具体的应用前景提出见解。最后,结合高分辨率卫星遥感数据的特点,对遥感数据分类技术和数据共享问题作了探讨。

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基于BP神经网络的SAR影像水面舰船检测

宋玮, 张杰, 姬光荣

2004, 6(3): 111-114.

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分析了水面舰船的SAR成像能力和探测优势。在总结已有的舰船检测方法的基础之上,根据舰船目标在SAR图像中的成像特点,提出了利用BP神经网络实现SAR水面舰船目标识别实验。进一步利用形态学方法对检测结果进行修整,结合已知的SAR图像的像元大小,提取舰船的长度和宽度信息,同时利用原始图像的经纬度内插实现舰船目标中心的定位。结果表明,BP神经网络具有很强的自适应性,在低信噪比的情况下,也能够取得良好的效果。

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科学数据保护与共享战略国际研讨会

2004, 6(3): 114-114.

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科技部与 CODATA 发展中国家科技数据保藏任务组、CODATA 中国国家委员会和 CODATA 美国国家委员会2004年6月22日联合召开科学数据保护与共享战略国际研讨会。

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美欧签署卫星定位系统合作相关协议

2004, 6(3): 114-114.

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美国和欧盟2004年6月26日在爱尔兰恩尼斯，就开发 GPS 和伽利略卫星导航系统的合作达成协议，并由美国国务卿鲍威尔、欧盟交通事务委员帕拉西奥及爱尔兰外长科恩签署了欧美双边合作协议。

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鸟瞰航摄历史遗迹景观的技术分析

钱育华, 杨林, 杨进生, 吕振洲, 王磊

2004, 6(3): 115-119.

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介绍了国内利用超轻型飞机航空摄影考古的首次试验,通过对历史遗迹的分析,取得良好的应用效果。本次试验采用国产的超轻型飞机蓝鹰AD-200Y型,携带常规照相机,在内蒙古自治区以呼和浩特市为中心的局部地区,进行20个架次飞行,从低航空高度环绕历史遗迹,多角度视野,进行航拍鸟瞰地表历史遗迹景观照片799张。这些照片反映历史遗迹的整体面貌,是地面田野考古无法做到的事。为考古研究提供了不可多得的资料。其技术工艺流程：①确定历史遗迹项目；②地形图分析历史遗迹基础地理环境(地理位置,地形地貌)；③分析交通气象状况；④航空摄影技术设计；⑤超轻型飞机技术完善；⑥照相机和胶卷选型；⑦拟定飞行安全措施；⑧飞行基地起降跑道选择；⑨航摄飞行实施和指挥；⑩历史遗迹鸟瞰景观数字化图像分析。

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地质调查剖面图的机助设计制图

左仁广, 汪新庆

2004, 6(3): 120-125.

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地质模型和数学模型的建立是解决问题的关键,从而使“计算机辅助野外地质调查系统”更便利、高效地适用于野外地质工作。实测剖面图是地质调查中,经常用到的技术方法和手段,以利对地质现象更清楚的认识。三联点构造描述方法及剖面图制作,是计算机辅助地质调查中十分重要的研究内容。本文探讨了三联点构造野外描述的内容及顺序、构造级别的划分等。对此选择VisualC⁺⁺为开发工具,设汁了实测剖面图子系统。分为数据录入模块、图形绘制模块及成果数据管理模块。同时介绍了实测剖面图的数据结构及图层划分,提出了实现数据录人模块和图形模块的方法。

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地球信息科学研究的进展——记IGU-CMGS & IWGIS2004会议在京召开

王劲峰, 周成虎

2004, 6(3): 126-126.

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IGU-CMGS&IWGIS 会议简况国际地理联合会(IGU)地理系统建模委员会(CMGS)与中国科学院地理科学与资源研究所(IGSNRR)资源与环境信息系统国家重点实验室(LREIS )联合举办的“国际地球信息与地理系统建模会议暨第五届北京国际地理信息系统研讨会(International Conference on Geo -informatics&
Geographical Systems Modeling and Fifth Beijing International Workshop in GIS，简称IGU-CMGS&IWGIS/Beijing2004 ) " , 2004年4月2-4日在北京中国科学院地理科学与资源研究所成功举行。

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