百度等按照时间或焦点的传统新闻检索方式，缺少对新闻事件在时间维度和空间维度及时空发展规律上的组织和表达。鉴此，本文提出了一种在时间和空间维度对在线简易信息聚合（Really Simple Syndication，RSS）新闻进行多维描述和时空可视化的方法，帮助用户全面、直观理解焦点新闻事件的时空发展过程及趋势。该方法从新浪、百度和Google等多家网站的RSS新闻服务中抽取新闻，将新闻报道时间近似为新闻事件发生时间进行时间维度描述，动态解析并识别新闻概要中的中文地名词汇，进行地址匹配和空间定位，完成新闻事件空间维度描述。以H7N9禽流感热点新闻为例，本文通过过度颜色、统计折线图进行时间维可视化表达，以大小渐变的圆形符号进行空间维可视化表达，多维度描述并展示了H7N9禽流感新闻事件的发展过程和趋势。
考古遗址是研究古代人类活动的重要场所。重建考古遗址三维模型对于历史回溯、古环境恢复和古迹保护等考古工作均具有重要的意义。传统考古发掘过程中普遍采用的手绘图件难以实现考古现场环境的模拟与再现，也不能准确地反映出遗址中文化层与其所包含地物的空间关系。近年来，考古学家引入各类勘察新技术用于考古文化层与遗迹的三维建模，但这些方法无法应用于已完成发掘工作的遗址三维重建。针对这一问题，本文提出一种以考古发掘过程中普遍采用的手绘图件为数据源的考古遗址三维建模方法。该方法以探方为基本建模单元，将考古文化层与遗迹分开建模，利用探方分布图及探方图建立考古文化层三维模型，利用遗迹图建立考古遗迹三维模型，并以三维实体布尔运算方法，将两者无缝整合，构建完整的田野考古遗址三维模型。最后，以湖南澧县八十垱东区为研究区，验证了本文相关研究成果的有效性与实用性。实践证明，该方法能够充分利用传统考古过程中积累的大量资料，有助于将传统考古学在宏观尺度下的定性描述转化为现代“数字考古”中微观尺度的定量描述。
动线法（即运动符号法），能综合表达空间实体或现象的作用方向、运动路线、数量增减、质量变化等，是计算机地图制图的重要方法之一。本文分析了直线动线符号在信息表达中存在的局限性，以及曲线动线符号所具有的优势，对曲线动线符号的组织形式、位置、颜色、方向、宽度、曲率等方面作了分析，同时对曲线动线符号提出了制图算法，具体包括：曲线符号模型算法、避障路径算法、汇流与分流算法等；并以Map Server开源软件作为平台，利用C++语言进行程序设计，建立了Web的动线法自动制图算法实验系统，且以河南省流动人口数据为例，进行算法应用分析。结果表明：该算法极利于时空数据的可视化表达，具有很好的应用前景。
SVG作为移动互联时代获得各种丰富图形信息的有效表达方法，已成为LBS中空间信息表达与描述的热点应用之一，但目前的研究大多没有考虑多源数据格式向SVG格式转换后的图像质量评价问题。针对多源空间数据向SVG格式转换方法和转换效果评价技术，本文设计了栅格数据和矢量数据向SVG格式转换的表达方法，分别利用直接载入栅格图像和编程实现矢量数据转换的方法实现了多源空间数据向SVG格式的有效转换；从定性与定量相结合的角度分析了转换前后的图像质量，设计了角点检测评价指标和流程，提出了基于Harris角点检测的SVG转换前后图形几何质量的评价方法。实验证明：SVG格式比较适用于位置服务中对空间数据尤其是矢量数据的表达，经过SVG转换后的图像，无论是栅格数据还是矢量数据都具有较高的图像质量，且栅格数据的转换效果相对略差于矢量数据；验证了一种基于SVG的移动位置空间服务信息表达和组织模式，对普及和强化SVG在位置服务系统中的应用具有一定的推动作用。
在高精度建模方法越来越丰富的背景下，三维城市场景往往具有较大的场景规模和较高的复杂性，因此，当单台计算机难以满足实时绘制的需求时，多采用更加适合超高分辨率大屏幕显示的Sort-First方式进行并行绘制。针对现有研究性能量化分析的缺乏，及自适应负载平衡方法的缺陷，本文通过Sort-First并行绘制系统的加速比模型，分析绘制节点数、显示分辨率、网络传输速度、任务划分等因素对系统性能的影响，以及将绘制时间和传输时间的和作为反馈，对现有负载平衡策略进行了改进。本文给出了系统达到最高加速比，即负载完全均衡理想情况下的一个量化的必要条件。最后，基于Sort-First的并行绘制实验验证上述分析。实验结果表明：本文的改进加强了各节点的负载平衡性，在一定程度上提高了性能。
水道是连接两侧大陆或岛屿的狭长水域，是水上的生命线。在海洋中，水道通常与岛屿相伴而生，特别在礁体丛生的海域，岛礁与水道间的关系更为微妙，岛礁的价值在某些方面体现在其对水道安全的影响。本文以岛礁和水道的空间配置为出发点，提出基于Voronoi图的岛礁水道空间配置模型，利用岛礁对水道的控制强度，从水道的安全角度，描述岛礁的价值。最后，利用相关数据计算岛礁对水道的控制范围及强度，对岛礁与水道间的空间配置关系进行探讨。结果表明，空间配置关系是影响岛礁对水道的控制的重要因素，在空间相互关系的制约下岛礁的区位优势更能凸现其对水道的有效控制。该模型对海洋中岛礁分布区的水道安全及岛礁价值的研究有着重要的意义。
城市道路交通状态具有空间自相关特征。某一道路交通状态的变化会对其周边道路产生影响，故把握道路交通状态的空间自相关性是提高交通规划、交通预测水平的基础。然而，城市道路交通状态又具有空间异质性，即道路交通状态的影响扩散并非各向同性，其使得道路交通状态空间自相关性的度量更为复杂，因此仅从地理空间下道路之间的邻近关系出发进行分析有失偏颇。同时，城市道路具有拓扑结构特征和几何形态特征，二者对于交通状态自相关性的影响和制约，却未引起足够重视。本文从城市道路的拓扑结构特征和几何形态特征出发，提出了一种新的交通状态空间自相关路段识别规则，即基于交通状态变化的路段空间识别规则，通过拓扑社区发现方法刻画路段在空间上的聚集特征，同时，基于Stroke跟踪的几何形态概化来描述道路交通状态变化影响的空间异质性。结果表明，利用本文提出的识别规则产生的交通状态自相关路段集合，较仅考虑地理空间邻近或拓扑结构的识别规则更为合理，更好地揭示了城市道路交通状态的空间自相关特征。
本文首先对20世纪80年代发展起来的全波形反演应用及其在勘探地球物理领域的发展进行了分析；其次，面对定量化、精细化的地震勘探要求，提出了将地震勘探全波形反演与其他数据处理环节或处理技术相结合的研究设想，并展望了全波形反演的发展趋势；最后，论述了全波形反演研究中地震波场数值模拟、反演初始速度模型获取、目标函数形式选择、寻优算法启用及各向异性介质中的应用等关键问题，并总结了通过Laplace域的全波形反演获取反演初始速度模型、结合射线追踪并充分发挥并行计算之于波动方程方法来模拟地震波场的巨大优势，及灵活选用反演目标函数形式和寻优算法更新速度模型参数来加快全波形反演方法的实用化进程。
城市潜能是城市空间相互作用的一个量化指标，用以表征区域内任一地点所受到的周围所有城市的作用合力。以城市人口规模作为潜能计算指标的城市潜能即为城市人口潜能。由于在地理信息系统中通常以点代表城市的空间位置，以点的属性字段存储城市人口数量，因此，城市人口潜能模拟最便捷的方法是建立基于城市点源数据的空间分析模型，但这种方法存在明显不足：（1）国家基础地理信息数据库中的城市点位经纬度绝大多数与现实中的城市人口质心不吻合；（2）多数城市通常都由空间上相互分离的多个城市用地斑块构成，城市辖区内部的斑块与斑块之间也存在相互作用。本文通过将独立的城市斑块作为基本空间分析单元来设计基于城市人口潜能的模拟技术方案，提出了斑块分层方法，构建了京津冀时间耗费栅格面，通过python建模技术，在ArcGIS平台上实现了对京津冀城市人口潜能的精细化数值模拟。
中心城市腹地合理地划分对区域的资源整合、协调发展起到关键性的作用。本文立足于加权Voronoi图，将城市的中心性强度及综合交通可达性作为权重引入断裂点模型中，修正了断裂点模型中的城市人口规模，构建了加权Voronoi图城市腹地界定新模型；并以成渝经济圈36个中心城市为例，对模型进行验证。研究表明，成渝经济圈各中心城市腹地与行政区范围吻合度较差。根据腹地与行政区范围大小的比值将城市划分为3类：比值大于100%的城市具有良好的适合腹地向外扩展的条件，对周边城市的发展有较大影响；比值在60%~100%之间的城市对周边城市的发展起到一定作用；比值小于60%的城市则说明周边城市的影响力远远大于本市。而四川省的成都市和重庆市的主城作为区域实力最强的城市，其腹地范围并不是最大的，这表明城市腹地的范围及大小主要由中心城市的综合实力和周边城市的综合实力共同决定。这是对成渝经济圈各城市腹地的重新界定，对成渝经济圈城市规划有一定参考意义。
本文通过对湿地景观的时空动态发展过程其形成空间格局的分析，构建了基于ANN-CA的银川平原湿地景观时空模拟模型，并对湿地景观格局过程与主要驱动力因子间的响应关系进行了情景模拟。研究结果表明：年降水量对天然湿地中的河流湿地和湖泊湿地的驱动作用呈正相关关系，对水稻田和坑塘湿地的影响不显著；人口密度对人工湿地的驱动作用呈正相关，随着人口密度的增加，水稻田和坑塘向各个方向大面积蔓延，河流和湖泊等天然湿地的面积则逐渐减少；随着农业生产活动的加强、农业总产值的增加，河流和湖泊缓慢减少，水稻田和坑塘等人工湿地分布迅速扩张。
锡林郭勒盟为我国北方典型草原区，草地的退化与恢复影响生态系统的防风固沙服务功能。为了便于制定区域生态恢复的防治措施，实现草地生态系统的可持续发展与防治土壤风蚀危害，本文基于气象、遥感数据，运用RWEQ（Revised Wind Erosion Equation）模型，结合锡林郭勒盟的草地覆盖度变化对20世纪90年代以来的防风固沙服务功能的时空变化趋势进行了定量评估，并分析了草地覆盖度变化对防风固沙服务功能的影响。研究表明：锡林郭勒盟土壤风蚀以微度和轻度侵蚀为主，主要集中在植被盖度较高、降水相对较多，风场强度相对较低的东部、中部和南部地区；中度以上区域主要集中在西部的荒漠草原区与浑善达克沙地区，且侵蚀面积随侵蚀强度的增加而递减；防风固沙服务功能量的分布趋势与土壤风蚀模数的分布趋势基本一致；防风固沙服务功能保有率的分布特征与植被盖度的分布特征基本一致，表现为由西北到东南逐渐增加的趋势；在气候暖干化背景下，受京津风沙源治理工程实施的影响，以微度和轻度侵蚀为主的草地覆盖度减小区转为以微度和轻度为主的覆盖度增加区，轻度和中度以上侵蚀为主的草地覆盖度减小区转为基本持衡区；草地覆盖度的降低与增加对土壤风蚀的加剧和抑制作用明显，大部分地区的防风固沙服务功能保有率的下降（提升）与风蚀季节草地覆盖度的减小与提升呈显著正相关（r>0.6，p<0.05）
在人口分布及其相关研究中，常常会遇到小尺度人口数据部分缺失的问题。本文以湖北省鹤峰县为例，在分析土地利用与人口分布关系的基础上，从全局与局部、线性回归与非线性回归考虑，基于土地利用类型，分别利用地理加权回归（GWR）方法、格网方法、BP神经网络方法对缺失数据的行政村人口数据进行模拟，并进行了多角度精度对比验证。研究结果表明：（1）各种土地利用类型中，耕地、林地、城镇村及工矿用地、交通用地是影响研究区村级人口分布的主要因素；（2）30个调查村中，3种方法模拟的人口总数误差小于3%，通过每个村的模拟值与实际值相比，BP神经网络方法能更好地模拟研究区村级人口的分布，格网方法次之，GWR方法最差；（3）研究区各村人口分布呈现较高的空间正相关性，各乡镇的人口密度在空间上并不独立，而是呈现紧密的集聚特征。
大气二氧化碳是开展全球气候变化和碳循环研究的关键数据。卫星遥感技术与模式模拟相结合的反演方法已成为获取该数据的重要手段，但模式输入参数本身的误差会对大气二氧化碳反演精度产生影响，须在反演算法设计中加以关注。本文利用RTTOV10快速辐射传输模式模拟Aqua/AIRS红外探测仪17个大气二氧化碳反演通道，计算了这些通道上大气顶出射辐射对温度廓线、臭氧廓线、水汽廓线、地表温度和地表发射率的参数误差的不确定性，并与二氧化碳增加0.5%时造成的不确定性进行对比，分析二氧化碳对上述参数误差的敏感性。结果表明，温度廓线误差是干扰AIRS大气二氧化碳反演的主要因素，其次是臭氧廓线误差，而水汽廓线、地表温度和地表发射率的误差对二氧化碳反演的影响在除去个别通道后可忽略不计。最后，本文以通道为单位，确定了各通道上的高敏感参数、敏感参数和不敏感参数，为二氧化碳反演通道的选择和反演算法的设计提供了参考。
本文提出了一种湖面面积误差机理模型。首先，以椭圆形（或圆形）、三角形、六边形的面状地物为例，推算不同空间分辨率遥感影像提取面积间的关系，据此推测不同空间分辨率影像提取的湖面面积之间存在着较为固定的函数关系，且函数的系数与湖面的几何形状有关。然后，构建了不同空间分辨率影像的湖面面积间的误差模型，并用多组不同影像提取了艾比湖、阿雅克库木湖面积数据验证其有效性和适应性。结果表明：误差机理模型成功模拟了低空间分辨率影像提取的湖面面积与高空间分辨率影像提取的湖面面积之间的误差关系，可在一定程度上估计误差的具体数值并予以校正。因此，该模型具有校正低分辨率影像提取的湖面面积的能力，为在大区域范围准确地提取湖面面积创造条件。
蒙古高原包括蒙古全部、俄罗斯南部和中国北部部分地区。蒙古高原的土地利用/覆盖格局与变化，对揭示该区域乃至整个东北亚地区的资源、环境和生态特征，促进该区域可持续发展具有重要的现实和科学意义。本文以在蒙古国中央省及其所含首都乌兰巴托市为研究区，利用空间分辨率为30m的TM影像，采取QUEST（Quick Unbiased and Efficient Statistical Tree）决策树方法，通过图像目视解译，获取了研究区2010年土地覆盖分类数据。结果显示，草地占据研究区总面积的70.88%，其次是森林占14.83%、裸地占10.73%、农田占2.98%、水体占0.31%、建筑用地占0.27%、湿地占0.02%。通过野外实地采集的139个GPS验证点进行精度评价发现，一级土地覆盖类型的总体精度可达72.66%。针对草地的二级分类的总体精度有较明显下降，其主要是由于中蒙科学家对于草地类型分类体系的差异所造成的典型草地和荒漠草地的混分。
传统空间插值方法可获得福建省区域内降水的总体分布，但该地区气象站点较稀疏且分布不均，导致该区域内降水的空间插值结果误差较大。为提高插值精度，本文利用TRMM卫星数据以弥补站点数据的不足，尝试将TRMM数据作为“软数据”、台站数据作为“硬数据”，两者相结合后采用贝叶斯最大熵（Bayesian Maximum Entropy，BME）方法对福建省降水的时空格局进行分析。以2000-2012年近13年20个气象站点的年降水量和月降水量为基础数据，分别利用普通克里格法（Ordinary Kriging，OK）和TRMM为“软数据”的BME插值法，分析福建省多年降水的时空分布格局，并对2种方法的插值结果进行比较。结果表明：在时空分布上，以TRMM数据为辅助变量的贝叶斯最大熵插值结果能更好地体现降水的局部差异特征；在误差评价上，以TRMM数据为辅助变量的贝叶斯最大熵插值结果的MAE和RMSE较小，表明TRMM数据作为“软数据”参与插值的BME方法可以在一定程度上弥补站点数据的不足，有效降低预测结果的绝对误差。通过对福建省降水插值的时空分布格局分析和误差评价可看出，BME插值法通过对基础台站数据，以及TRMM卫星产品数据的利用，使降水的时空分析结果更加真实客观，同时，为TRMM卫星降水数据的应用提供了一个新思路。
山东省是我国的近海养殖大省，近30年来，养殖用地的数量和空间分布发生了较大的变化。本文选择山东省沿海养殖用地为研究对象，以TM/ETM+、CBERS、HJ-1等多源遥感影像数据为基础，运用人机交互解译的方法，提取了1980年代末、2000、2005和2010年共4个时期的养殖用地信息，并运用单一土地利用动态度、重心迁移、景观破碎度等模型，研究近30年山东沿海养殖用地的时空演变格局。结果表明：（1）山东沿海地区养殖区面积呈增加趋势，养殖用地的单一土地利用动态度在1980年代末至2000年最大，为16.95%，2000至2005年下降到5.63%，2005至2010年最小，为5.19%。（2）养殖用地变化表现出空间异质性，东营市养殖面积增长速度最快，共净增加608.22km2，其次为滨州市和威海市，青岛市和潍坊市呈现为先增加后减小的趋势。（3）近30年养殖区的破碎度增加了4.5倍，养殖区的分布重心向西北方向迁移。（4）增加的养殖用地主要源于城乡工矿居民用地、水域和耕地，而减少的养殖用地主要转化为城乡工矿居民用地和水域。
城市化致使城市环境问题的产生，城市热环境问题就是其中之一。本文从不透水面方面研究对城市热环境的影响。根据福州市1989年和2001年LandsatTM/ETM+遥感影像数据，利用线性光谱分解法提取两时相不透水面信息，并离散化分级为中低、中、中高、高密度区4个区域，分别计算这4个区域的地表温度（LST）、归一化植被指数（NDVI），并进行相关性分析；根据阈值法和范围法分别计算不透水面的PD、AI、LPI等景观指数，结果表明：两时段内不透水面的面积有所增加，在高密度区增加明显；不透水面与地表温度的呈正相关，相关系数分别为0.66和0.71；不透水面景观指数对FISA敏感，景观指数整体的变化趋势与地表温度的变化趋势相一致，FISA值越大，温度越高，且各斑块的形状越来越复杂，空间的连续性越强；聚集度越高，人类活动也越强。
鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区内时常有烧荒事件发生，这对保护区生物多样性和区域生态环境造成一定影响，快速、便捷、准确地获取烧荒地信息是该区域环境管理的紧迫需求。本文针对2012年1月初鄱阳湖南矶山湿地发生的烧荒事件，采用环境与灾害监测预报小卫星影像数据，以鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区所在的新建县为研究区。以面向对象的遥感影像分析方法，通过对影像的多尺度分割，根据影像的光谱信息、空间特征、纹理特征等，构建烧荒地提取的规则集，对影像中的烧荒地信息进行提取，并利用混淆矩阵对信息提取结果进行精度检验。精度检验结果表明，烧荒信息提取的总体精度为99.38%，Kappa系数为0.89，证明面向对象的遥感信息提取方法可以有效、快速地提取烧荒地信息，避免了传统方法中的椒盐状破碎图斑的现象。
