李代超
, 王英杰, 戚均慧
LI Daichao, WANG Yingjie, QI Junhui
通讯作者:
收稿日期: 2017-08-11
修回日期: 2017-11-30
网络出版日期: 2018-03-02
版权声明: 2018 《地球信息科学学报》编辑部 《地球信息科学学报》编辑部 所有
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作者简介:
作者简介：李代超（1989-）,女,博士生,主要从事空间信息可视化研究。E-mail: lidc.14b@igsnrr.ac.cn
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摘要
可视化是促进地理区划知识发现的有效手段,但目前地理区划知识可视化方面的研究较为欠缺,无法满足复杂区划知识的可视化表达及知识发现需求。因此,本文从充分认知区划先验知识出发,建立区划知识的地图表达内容体系,研究面向不同类别区划知识的地图可视化表达方法,进而探讨综合多维区划知识的图谱表达范式,并在此基础上进行了可视化应用案例研究。实验表明,本文提供了有效的区划知识表达和发现策略,可为读者开展进一步的决策和研究提供支持和依据。
关键词：
Abstract
Geographical regionalization is a traditional and important content of geographical research. Geographers have carried out research on the dominant factors, characteristics of various geographical regions and the relationship of constraints and dependencies among these geographic elements over the years, accumulating a wealth of procedural knowledge as well as producing a large number of geographical regionalization plans. Some of them are multi-angle, multi-time and serialized. Map visualization is an effective tool and information carrier for expressing the zoning knowledge. However, the current research has always focused on the theory, method and technology of regional division and seldom pay attention to the combination of zoning knowledge and visualization method. In the process of compiling the national zoning atlas (the new century edition), we sorted out academic papers, monographs, reports and atlas related to zoning and found that most of the zoning knowledge existed in the form of text. Visualization is only used to represent the partitioned results. The combination of zoning knowledge and visualization theory and method is very weak, and the visualization expressive content is limited as well as the form of visualization, which is not enough to reflect the profound knowledge connotation and association of geographical zoning. It leads to the lack of zoning knowledge utilization. It hinders the knowledge acquisition in the zoning map. The cartography of new period has changed gradually from the presentation of the data to the expression of knowledge and guide the reader to find out rules which can also show the depth of scientific research to promote the re-use of knowledge. This article starts from making a cognition for prior knowledge of geographical zoning, and establishes the expressive content system of the knowledge of geographical zoning. Then, we study the visualization expressive method for the different knowledge of zoning maps, and discuss visual method of the comprehensive multi-dimensional zoning knowledge based on geo-informatic graphic. Finally, we use a visual case study, which shows that this paper provides an efficient strategy for knowledge representation and discovery, and it can be a further support for research decision-making of various regional factors.
Keywords：
区划是地理学的传统工作和重要研究内容,是从区域角度观察和研究地域综合体,探讨区域单元的分异组合、划分合并和相互联系[1,2]。地理区划相关地图成果与刻画地理实体（现象）空间形态的普通地图相比,其表达内容时空动态语义和内在规律更为抽象和概括,是区划专家综合分析的结果,蕴含丰富的地理知识。多年来,地理学家对区划要素不同区域的主导因素和主要标志、各种地理要素的特征及制约与依存关系进行了深入的研究,积累了丰富的过程性知识,产出了大量的地理区划成果,其中不乏多视角、多时序、系列化的区划方案,反映了区划的多观点性和动态发展性。
地图是表达区划知识的有效工具与信息载体,然而区划研究领域一直以来重视区域划分理论、方法与技术手段等方面的研究,对区划相关知识与地图可视化表达方法的结合关注较少[1,3]。在新世纪版《国家区划地图集》编研任务开展的过程中,编委会对区划成果相关的学术论文、专著、报告及地图集等资料进行了梳理,各类文献中区划知识的表达方式可分为以下几类：区划编研类文献包含对区划对象影响因素、区域分异规律等知识的系统描述,相关内容多以文字形式呈现[4,5,6];区划成果介绍类文献主要通过文字阐述区域特征等信息,并辅以示意性地图或列表表现区划分区结果[7,8];区划相关地图集侧重于以地图形式表达区划分区结果[9,10,11],部分地图集考虑叠加区划影响因素的空间分布信息或结合统计图表等形式表达少量辅助信息[12,13]。
总体上看,目前区划可视化多侧重于对区划分区结果进行表达,表达内容单一,表现形式局限,区划专业领域知识与可视化理论方法结合较为薄弱,尚未形成表达各类区划知识的可视化方法体系以及能全面整合区划知识并反映多种知识关联性的图谱表达范式,不足以反映地理区划研究深刻的知识内涵及关联。这些问题的存在造成了区划地图内涵贫乏、信息传输效率程度低、知识的集成性差、实用性不强等问题,从而导致现有区划成果中的知识无法得到充分展现与利用,降低了区划地图中知识的获取效率。
新时期地图学逐渐由数据的呈现向知识的表达以及引导读者进行知识发现的方向转变[14],从而展现科学研究的深度,促进知识的再利用。如何设计区划地图才能使读者深刻理解地理区划的内涵和不同知识间的关联,并支持发现未知的知识或信息,成为区划地图表达研究的强烈动机。因此,本文在充分认知区划先验知识的基础上,建立区划知识的可视化表达内容体系,研究面向不同类别区划知识内容的地图可视化表达方法,并基于此探讨综合多维区划知识的图谱表达范式,提供有效的区划知识表达和知识发现策略,为读者开展进一步抉择和研究提供支持和依据。
绝大多数地理区划遵循着相似的过程[1],即在深入分析相关主导因素和主要标志、不同区域各种地理要素的质量和数量特征、地理要素间的相互制约与相互依存的关系的基础上,对地理单元进行归并或划分,形成反映区划要素区域分异规律的分区分类方案。区划单元与区域影响因素、区域特征结构以及不同区划方案之间相互关联,构成了解释地理区划的形成机制、格局、观点差异与演变过程的复杂知识体系,反映了区划专家进行深层次认知、思考、推理的结果,是本文区划知识表达的主要对象。本文在对现有区划方法论和区划实践分析的基础上,考虑部分区划成果的多观点性和动态发展性,以区划分区知识、区划属性特征知识、区划影响因素知识、区划观点差异知识、区划演变规律知识5大类区划为核心内容,构建区划知识的可视化表达内容体系。
（1） 区划分区知识。区划分区知识是区域划分结果的具体表现,包括区域单元、区域界线的空间分布和类型,用于反映区划要素的空间分异规律和格局。
（2） 区划属性特征知识。区划是承载了区划要素多维属性特征的复杂综合体。地理区划的属性知识可分为区划单元的属性知识和区划界线的属性知识。其中,区划单元的属性知识可分为区域区划单元属性知识和类型区划单元属性知识。区域区划划出的是现代自然过程中相互依存的个体,将相似性的地理信息单元合并,将差异性较大的信息单元划分为不同子区,用于反映区域的差异性[17,18]。类型区划则划分出自然历史过程形成的具有共同特征的区,侧重于对每种类型进行描述,便于求同和比较[19]。因此,区域区划的属性特征知识主要不同反映区划单元的差异,类型区划的属性特征知识用于揭示各类型单元属性特征的异同。区划界线的属性知识是指在以区划界线为中心的一定缓冲区范围内属性特征,由于大多数区划界线是在模糊的渐变客观中寻找变率最大的空间[20],因此区划界线特征知识体现了相邻区划单元的标志性差异和渐变特征,揭示了区划界线的内涵。
（3） 区划影响因素知识。区划是地球系统中各个要素和过程相互联系、相互作用结果的体现,因此区划影响因素对于分析区域分异规律的内部机制、时空变化成因至关重要。区划专家通过图形叠加、数理统计、空间分析等方法,判断相关因素与区划要素的相关性,从众多区划相关要素中选取一系列影响因子,筛选区划指标,构建区划指标体系,并确定指标的权重或贡献率,从而定量地描述各指标对区划要素的影响程度。区划影响因素知识主要包括区划影响因素与区划要素空间关系和定量关系两层含义。区划影响因素与区划要素的空间关系用于反映影响因素与区划分区的空间耦合关系。区划影响因素与区划要素的定量关系包括影响因素与区划要素的相关性以及对其的影响程度,区划要素与区划影响因素的相关性由回归分析等数理统计方法确定,区划影响因素对区划的影响程度可由区划指标权重表示。
（4） 多时序区划方案演变知识。由于区划要素本身的动态变化性以及时代需求的变化,部分地理区划呈现不断动态发展的态势,形成了一系列多时序区划方案,如我国多期的经济区划、农业区划、贫困区划等。区划演变知识是指随时间变化更新的一系列区划方案的空间格局随时间变化的特征,包括区划边界的推移、区划单元类型的变化与单元的消长等,能够揭示“格局”与“过程”之间的交替转化规律,反映区域发展变化的趋势。
（5） 多观点区划方案差异知识。由于区划方案制定者的认知、专业背景、立场、角度不同,加之研究手段、方法、学术积累等多种因素的综合影响,导致同要素的区划方案在学术观点上有所差异。区划观点差异性知识是指同一要素的不同区划方案之间的差异,包括区划目的、内涵、原则、应用范围、区划界线分布等多方面的差异。区划观点差异性知识的表达有助于多个同类区划方案观点的整合,从多个角度认知区划对象,揭示各区划方案之间的区别与联系,为进一步开展区划的研究和应用提供参考。
在上述5个基本区划知识类型的基础上,结合同要素区划方案的数量和时序特征,本文考虑分别对单一方案区划、多观点区划和多时序区划方案涉及的各类知识进行整合,构建一系列区划方案的地图表达知识体系（图1）,为表达地理区划的多维知识、进行图形化知识发现奠定基础。
图1 区划知识的地图表达内容体系
Fig. 1 The content system of map presentations of geographic-zoning knowledge
地理区划图按照分区指标特征不同可分为分类区划图和分级区划图2种：分类区划图以质量指标作为划分的依据;分级区划图则以数量指标作为分区依据[14]。在地图表示方法上,分类区划图多采用质底法表现各分区的类别;分级区划以等值区域法或分级图法表示各分区的数量等级。地理区划按照区划方案的等级体系可分为单层级别区划和多层级区划：单层级区划在图例系统的设计上,一般采用图形图式加文字的基本图例模式对区划单元符号的含义进行解释;多级区划则多采用综合图例系统对区划分区的层级特征加以概括,该类图例系统分为2部分,一部分用不同宽度的线条表示不同等级的区划界线,另一部分用图形符号和编号表示区划单元。其中,高等级区划以图形符号和高等级区域编号表示,低等级区划单元仅以相应的区域编号加以标识,并分别辅以文字描述图形和编号的内涵,在图例的要素编排上,可通过图形和文字的分组归并、分级列表等形式体现区划分区知识的等级性,如图2所示。
（1） 区划单元属性特征知识的可视化表达方法。区划单元的属性特征可分为数量特征和质量特征。对于区划的数量特征,在区域区划中,可利用分区统计图表法表达各区的特征差异,如图3（a）所示,类型区划中,可通过统计图表展现各类型区数量特征均值的差异,如图3（b）所示。同一区划单元往往兼有某种要素的多种质量类型（如灾害区划中同一灾害区包含多种灾害类型的组合[21],公路自然区划同一公路区中兼有多种土质带类型[22]等）,因此可采用质底法以网纹、色彩叠加等方法揭示不同区域单元类型组合的关联性和差异性,如 图4（a）所示。此外,对于区划原始资料中出现的以长句描述的复杂质量特征可通过表格的形式展现,如图4（b）、（c）所示。
图3 区划数量特征知识的可视化表达方法
Fig. 3 Visualization on the knowledge of quantitative attributive of zoning
图4 区划质量特征知识的可视化表达方法
Fig. 4 Visualization on the knowledge of quality attributive of zoning
（2）区划界线属性特征知识的可视化表达方法。区划界线属性特征的表达需根据区划方案先验知识选择区划界线的划分的标志指标,并以区划界线为中心的缓冲区作为制图单元,将标志性指标分布数据与区划界线进行叠加,突出展现区划界线两侧的差异性和渐变特征,如图5所示。
图 5 区划界线属性特征知识的可视化表达方法
Fig. 5 Visualization on the knowledge of attributive characteristics of regional boundary line
（1）区划影响因素空间分布规律的可视化表达方法。区划与其影响因素的空间关联关系主要包括邻接、共生、包含、覆盖、交叠等,可通过区划界线与区划影响因素分布数据叠加的方式表现,反映二者之间的空间关联、耦合、制约等关系,如图6所示。
图6 区划影响因素的空间分布知识的可视化表达方法
Fig. 6 Visualization on the spatial distribution knowledge of regional related factors
（2）区划影响因素与区划要素定量化关系的可视化表达方法：区划影响因素与区划要素相关性程度的表达可依据区划原始资料中所用相关性分析方法的不同选取合适的可视化方法,以其中最常见的回归 分析法为例,可通过回归模拟曲线图的方式表达影响因子与区划要素的相关性程度 （图7（a））。区划影响因素对区划要素的影响程度可由区划指标体系的指标权重度量,层级较少的指标体系信息可用气泡图表示,气泡颜色表示指标的类别,气泡的大小表示指标的权重（图7（b））;具有多层级关系的指标体系（图7（c））可用Tree map的方法[23]表达：以颜色不同的矩形区分不同的指标,矩形的大小表示各指标的权重,对指标体系中处于较高层次的各类一级指标,在矩形中以色相变量进行标识,同时在不同矩形之间设置较宽的间隔,不同的二级指标可用矩形色相的细微差别和较小的间距加以区分,各三级指标则以黑色的分割线进行划分（图7（d））。
图7 区划影响因素与区划要素的定量化关系可视化表达方法
Fig. 7 Visualization on the quantitative relation knowledge of regional elements and its relevant factors
根据区划观点差异程度,可将多观点区划方案可分为2类：① 区划目的、原则、分类分级体系基本一致,仅在区划界线的局部走向或部分区域名称等方面有所差异,此类差异性知识可通过多方案地图叠加的方法表达（图8（a））;② 区划的目的、原则、分类分级体系不同,相应的区划地图图形差异较大,在图形上不具有可比性,因此可通过表格的形式对比表现区划目的、原则、服务对象等方面的异同,同时结合多方案区划分区知识系列地图表现区划分区知识的差异（图8（b））。
图 8 多观点区划方案差异知识的可视化表达方法
Fig. 8 Visualization on the knowledge of the difference of zoning views
多时序区划方案差异知识的表达分为2类： ① 对于方案分类体系基本相同多时序区划方案,当区划界线变化,区划单元类型不变时,可采用不同时序区划图叠加的方式反映区划边界的推移（图9（a））,当区划界线不变,区划单元类型变化时,可基于基图修正模型[24]分别表现各时段区域单元类型的变化（图9（b））,当区划界线和区划类型都发生变化时,可基于基图修正模型分别表现各时段区划界线和类型的变化（图9（c））;② 对于区划方案分类体系、区划目的、原则、服务对象等内容均有较大差异的多时序区划方案,由于其内涵可等同于区划观点差异性知识中的第二类,因此可借助表格的形式对比不同时序区划目的、原则、服务对象的差异（图9（b））。
图 9 多时序区划方案差异知识的可视化表达范式
Fig. 9 Visualization on the knowledge of the differences of multi-sequential zonings
可视化既是知识认知结果的表达方式,也是知识发现的有效途径[15]。借助可视化手段对复杂的区划知识体系进行表达,能够有效地刺激用户基于视觉发现知识的本能[16]。格式塔心理学认为人类在认知上倾向于从视觉图像中发掘连贯的模式。地学信息图谱是应用地学分析的系列多维图解来描述现状、表达关联、反映时空规律一种有效的可视化组织形式[25]。本文所阐述的地学信息图谱（Geo-informatic Graphics）与知识图谱（Knowledge Graph）概念有所不同,前者是指按照一定指标递变规律或分类规律排列的一组能够反映地球科学空间信息、规律的数字地图、图表、曲线或图像[26],而后者是通过有向图的方式表达实体、概念及其相互之间语义关系的数据组织形式或产品,本质上是一种语义网络（SemanticNetwork）[27]。因此,本文从充分认知区划知识的类型和特征出发构建区划知识体系,设计面向不同知识类型的区划知识系列地图,进而通过地图的排列组合构建区划系列知识图谱,将不同特征、不同视角、不同时序的知识通过可视化贯穿、交织起来,表达多维度的复杂区划知识,给予用户更大的知识创新机会。借助不同谱系之间的可视化组合分析,结合自身领域的知识积累,探索知识的关联性,从而发现新的衍生知识,并进一步启发和引导深层次的知识挖掘（图10）。
图10 区划的可视化知识发现机制
Fig. 10 Discovery mechanisms of visualization knowledge of geographic zoning
本文通过可视化的形式在一个或多个地图版面内对各类区划知识进行组织,以知识类别为横轴,以时间序列或区划观点为纵轴,将面向不同类别的区划知识可视化图形进行排列组合,构建区划知识的图谱组合表达体系,力求从全方位体现区划知识之间的相互作用关系、反映区划要素的时空格局、过程和不同区划观点之间的异同。据区划知识体系的层次结构（图1）,区划知识的图谱组合表达范式可分为以下3种：① 单一区划方案知识的图谱组合表达范式,包括区划分区知识、区划属性知识以及区划影响因素知识的综合表达,即在同一地图版面内,先从表达区划分区知识出发,通过与一系列区划属性特征图、影响因素图的关联表达,反映区划知识之间的空间关系规律性及相关作用程度（图11（a））;② 随多时序区划方案知识的图谱组合表达范式,包括多时序区划方案区划分区知识、区划演变格局知识、区划属性知识、区划影响因素知识的表达,反映区划要素空间单元分布及演变规律、不同时序下区划要素形态结构特征以及复杂因子对区划要素影响,揭示区划要素时空格局的驱动机制（图11（b））;③ 多观点区划方案知识的图谱组合表达范式,包括多观点区划方案分区知识、区划观点差异性知识、区划属性特征知识、区划影响因素知识的综合表达,表现不同观点区划方案分区知识、区划属性知识、区划影响因素知识的差异性和关联性,形成对区划要素特征机理的多角度深入认知（图11（c））。以上各类图形、图谱的组合表达范式的建立,可有效地辅助读者利用跨图谱的视觉分析进行知识发现。
图11 区划知识的图谱组合表达范式
Fig. 11 Visual patterns of zoning knowledge based on geo-informatic graphic
本文多时序国定贫困县类型区划知识地图组合表达范式与知识发现为案例进行分析。以贫困县区划是用于表现贫困县与非贫困县2种县域类型的空间分布规律的一种区划,贫困区划中区划单元相互隔离,同一类型单元在空间上有重复,属于地理区划中类型区划的范畴[1]。自1986年起,中国开始了国家级贫困县的认定工作,后于1994、2001和2011年进行多次调整。本文以1986-2011年多期的国家级贫困县类型区划为例,研究随时间变化更新的一系列区划方案知识地图组合表达范式（图12）。
图12 多时序国定贫困县类型区划知识地图组合表达范式与知识发现
Fig. 12 Visualization of multi-sequential national-level poor county zoning knowledge based on geo-informatic graphic
多时序国定贫困县类型区划知识地图组合表达可分为以下3个部分：
（1）多时序国定贫困县类型区划分区知识与时间序列演变图谱（图11（a））。由于贫困县类型区划为二值类型区划,地图内容负载量较低,因此本节通过基图修正模型对分区知识图谱与时间序列图谱合并表达。这部分内容包括1994、2001和2011年国家贫困县的分布与变化,由3幅地图组成的图谱进行表达,其中橙色县域为当年与上期相比未有变动的贫困县,绿色县域表示调出的贫困县,红色县域表示新增的贫困县,反映了多年来国家贫困县的分布格局及演变规律。该图谱表明：中国贫困县的主要集中于中部与西交界区、东部地区中相对封闭的山地、丘陵劣区、西部塔里木盆地西南边缘、西南边缘黄河、长江源地区及雅鲁藏布谷北侧部分等地,其中东部地区多呈岛屿状分布,中部及西部多连片分布。从国家贫困县的多次调整来看,1994年国家对贫困县的划定方案进行了大幅度调整,相比1986年约有40%的贫困县有所变动,主要调出区集中于东南沿海宁夏北部、甘肃中部及北部等地,主要调出区域集中于西南地区、新疆西部边境地区;2001年相对1994年全国贫困县调整较小,调整区呈岛状均匀分布全国,2011年较2001年全国贫困县格局整体变动较大,主要调出区集中于西南地区,调入区域零星分布于东北地区、青海省中部、南部、内蒙古中部等地。
（2）贫困县类型区划属性知识图谱（图11（b））。根据《中国农村贫困监测报告》多年来贫困县监测的重点信息[28],以1994、2001和2011年贫困县类型区划中革命老区县、少数民族县、陆地边境县分布为主要内容构建贫困区划质量特征图谱,并选取历年贫困县扶贫资金投入、全国与贫困县贫困人口数量与贫困率、人均财政收入、农村家庭人均纯收入等统计信息形成区划数量特征图谱,其中区划贫困县类型区划质量图谱由3幅地图构成,主要采用质底法以网纹叠加的方式表现贫困县中特殊类型区域的类型组合差异,贫困县类型区划数量特征图谱由一组时间序列统计图表构成,反映贫困县多年各类属性特征的分布和演变。该图谱表明,大部分贫困县为少数民族县,其中有部分县同时也是革命老区县、陆地县,分别集中于湖南湖北交界处、陕甘宁交界处和昆明、新疆边境地区。从历年贫困县的各类统计特征看出国家对贫困县扶持力度的逐年递增,自2008年起扶贫资金投入大幅度增加;依据1978年和2008年前两次的农村贫困标准,全国及扶贫重点县历年贫困人口数量逐年减少,其中尤以“十一五”期间贫困人口下降速度最为迅猛,2003年以后国定贫困县脱贫速度明显快于与全国水平,贫困规模显著缩小,减贫效率逐步提升;根据县域社会经济统计结果,历年来国家贫困县人均预算内财政收入、农村居民家庭人均财政收入不断增加,但与全国水平仍有加大差距。
（3）贫困县类型区划影响因素知识图谱 （图11（c））。本文根据贫困区划相关研究中成因分析的先验知识,选取了地形破碎度作为相关因子,通过贫困县分布信息和地理破碎度分级地图的叠加表现多年来贫困县与地形破碎度的空间分布关系。该图谱表明：在地形破碎度高值区,贫困县一般会集中连片出现,但是在内蒙古、新疆等低值区,贫困县也出现了集中分布的特点,这说明地形破碎度和贫困有关系,但相关程度在不同区域有差异。
除了基于单个图谱序列进行分析,还可以时间为纵轴,以知识类别为横轴,将不同的图谱序列任意组合进行关联分析。例如,将国定贫困县类型区划分区知识与时间序列演变图谱和属性知识图谱中的类型特征图谱组合分析,可以发现历次贫困县调入区和调出区的主要县域类型;将贫困县类型区划属性知识图谱与影响因素知识图谱进行组合分析,可以分析历年贫困县中不同地域类型县、市与地形破碎度分布的相关关系;将国定贫困县类型区划分区知识与时间序列演变图谱和影响因素知识图谱进行组合分析,有利于探索地形破碎度与贫困县变更的关系,引导地形破碎度对县、市贫困状况的长期影响方面的研究。因篇幅有限本文在此仅举例说明还可根据需求进行开放式的组合分析,从而发掘更多规律。
本文提出了一系列有效的区划知识的可视化策略,以满足复杂区划知识的表达与知识发现需求。主要创新在于：① 集成区划领域知识与可视化表达理论,建立反映地理区划的形成机制、格局、观点差异与演变过程的区划知识可视化表达内容体系和面向不同类别知识的可视化表示方法体系,提高了区划知识的利用效率和区划地图的实用性;② 构建区划知识的图谱组合表达范式,揭示地理区划研究深刻的知识内涵及关联,为受众提供多维区划知的进一步知识发现策略;③ 将相关可视化方法和图谱表达形式应用于多时序贫困区划中,能够有效地揭示多年贫困区划的演变格局、区域分异规律和影响因素,体现贫困区划的知识内涵。
今后还需研究融合数理统计分析、空间分析、机器学习等技术的多维区划图谱组合分析可视化方法,进一步拓展知识发现的深度。
The authors have declared that no competing interests exist.
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对自然地理区划方法的认识与思考 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2008.06.001 URL [本文引用: 4] 摘要
在研习和继承前人区划研究工作与成果的基础上，着重于自然地理区划方法论及其体系的探讨。首先，深入阐述了自然地理区划的内涵，认为：自然地理区划既是区域划分的结果，也是区域划分的方法与过程，同时还是认识地理特征和发现地理规律的一种科学方法。第二，假设性认为自然地理区划是客观存在的，针对不同的区划目的和采用不同的区划原则所形成了不同类型的自然地理区划，如部门区划与综合区划、区域区划与类型区划等，则构成了对区划对象的多角度认识，并且这些区划间存在内在联系，具有一定的一致性和可转换性。第三，在分析总结各种自然地理区划方案研究的基础上，提出了包括区划本体、区划原则、区划等级系统、区划模型和区划信息系统的自然地理区划范式，其中自然地理区划原则、等级系统和区划模型构成了区划方法的核心，并且通过区划模型，实现区划原则、指标体系和单位等级系统的综合。最后，论文对自然地理区划信息系统研究所涉及的主要科学问题和主要功能作了简要的说明和讨论，并指出：在地理空间单元理论的指导下，可以实现在统一的科学框架下的各种自然地理区划的集成，并为开展综合区划研究提供可用的技术方法。
Understanding and thinking over geographical regionalization methodology [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2008.06.001 URL [本文引用: 4] 摘要
在研习和继承前人区划研究工作与成果的基础上，着重于自然地理区划方法论及其体系的探讨。首先，深入阐述了自然地理区划的内涵，认为：自然地理区划既是区域划分的结果，也是区域划分的方法与过程，同时还是认识地理特征和发现地理规律的一种科学方法。第二，假设性认为自然地理区划是客观存在的，针对不同的区划目的和采用不同的区划原则所形成了不同类型的自然地理区划，如部门区划与综合区划、区域区划与类型区划等，则构成了对区划对象的多角度认识，并且这些区划间存在内在联系，具有一定的一致性和可转换性。第三，在分析总结各种自然地理区划方案研究的基础上，提出了包括区划本体、区划原则、区划等级系统、区划模型和区划信息系统的自然地理区划范式，其中自然地理区划原则、等级系统和区划模型构成了区划方法的核心，并且通过区划模型，实现区划原则、指标体系和单位等级系统的综合。最后，论文对自然地理区划信息系统研究所涉及的主要科学问题和主要功能作了简要的说明和讨论，并指出：在地理空间单元理论的指导下，可以实现在统一的科学框架下的各种自然地理区划的集成，并为开展综合区划研究提供可用的技术方法。
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中国区划工作的回顾与展望 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0585.2005.03.002 URL [本文引用: 1] 摘要
在回顾国内外区划工作基础上,总结了我国区划工作各个发展阶段的特点,简单概述了我国区划工作中的方法论,讨论了区划工作中存在的若干问题.20世纪后半叶起,我国的区划研究进入系统研究和全面发展期.这期间我国区划工作的主要特点可归纳为:(1)众多区划方案的提出都有其深刻的历史背景,既是科学的总结,又与我国当时经济发展的水平和需求相关;(2)区划工作多是静态的,不能及时反映变化了的自然和人文要素;(3)现有区划工作未能将自然区划和经济区划很好地结合起来;(4)区划工作大多集中在陆地系统,对海洋系统的关注不够;(5)在区划方案的认定上,没有制度化的保障.为此,有必要在我国开展综合区划研究,并就编制我国综合区划方案中存在的一些关键科学问题进行探讨.
Regionalization in China: Retrospect and prospect [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0585.2005.03.002 URL [本文引用: 1] 摘要
在回顾国内外区划工作基础上,总结了我国区划工作各个发展阶段的特点,简单概述了我国区划工作中的方法论,讨论了区划工作中存在的若干问题.20世纪后半叶起,我国的区划研究进入系统研究和全面发展期.这期间我国区划工作的主要特点可归纳为:(1)众多区划方案的提出都有其深刻的历史背景,既是科学的总结,又与我国当时经济发展的水平和需求相关;(2)区划工作多是静态的,不能及时反映变化了的自然和人文要素;(3)现有区划工作未能将自然区划和经济区划很好地结合起来;(4)区划工作大多集中在陆地系统,对海洋系统的关注不够;(5)在区划方案的认定上,没有制度化的保障.为此,有必要在我国开展综合区划研究,并就编制我国综合区划方案中存在的一些关键科学问题进行探讨.
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中国自然地理区划研究的新进展与发展趋势 [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2010.11.032 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>依据自然地带性和区域分异规律进行自然区划历来是自然地理学的重要研究内容。它不仅是获取地理知识的重要途径，而且可为拟定和实施社会经济发展规划以及保护、改良和合理利用生态与环境提供必要的科学依据。本文在简要回顾国内外自然地理区划研究发展历程的基础上，总结了中国近年来自然地理区划研究工作的特点：区划要素类型多样、自然综合区划“生态化”明显、区划空间单元及其尺度系列完整、区划技术方法鲜有创新、区划方法论有所重视、区划方案应用指向进一步强化。分析了当前自然地理区划研究工作中存在的学术问题：认识论研究欠缺、方法论研究薄弱。最后，对自然地理区划的未来发展进行了展望：持续增加的国家需求、不断规范化的区划工作，并提出了地理区划的几个发展趋势。</p>
The new progresses and development trends in the research of physio-geographical regionalization in China [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2010.11.032 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>依据自然地带性和区域分异规律进行自然区划历来是自然地理学的重要研究内容。它不仅是获取地理知识的重要途径，而且可为拟定和实施社会经济发展规划以及保护、改良和合理利用生态与环境提供必要的科学依据。本文在简要回顾国内外自然地理区划研究发展历程的基础上，总结了中国近年来自然地理区划研究工作的特点：区划要素类型多样、自然综合区划“生态化”明显、区划空间单元及其尺度系列完整、区划技术方法鲜有创新、区划方法论有所重视、区划方案应用指向进一步强化。分析了当前自然地理区划研究工作中存在的学术问题：认识论研究欠缺、方法论研究薄弱。最后，对自然地理区划的未来发展进行了展望：持续增加的国家需求、不断规范化的区划工作，并提出了地理区划的几个发展趋势。</p>
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中国地貌区划新论 [J].https://doi.org/10.11821/xb201303001 URL [本文引用: 1] 摘要
地貌区划是研究自然环境空间分异的基础,在区域地貌研究中具有十分重要的地位.本文分析总结了国内外地貌区划的相关研究成果,系统探讨了地貌区划的具体步骤与方法、地貌区划的原则、各级地貌区划的依据和标准,提出地貌类型组合和地貌成因类型的基本异同是各级地貌区划的依据.本文以中国1:400万地貌图等新资料为基础,应用GIS方法,结合中国三大地貌阶梯及其内部地貌格局的特点,通过分析我国各地基本地貌类型组合的差异及其形成原因,将中国地貌区划分为东部低山平原大区、东南低中山地大区、中北中山高原大区、西北高中山盆地大区、西南亚高山地大区和青藏高原大区6个地貌大区,并分别简要论述了各大区的地貌特征.各大区内部又据次级基本地貌类型和地貌成因类型及其组合差异进一步分区,全国共划分了38个地貌区.
Research on geomorphological regionalization of China [J].https://doi.org/10.11821/xb201303001 URL [本文引用: 1] 摘要
地貌区划是研究自然环境空间分异的基础,在区域地貌研究中具有十分重要的地位.本文分析总结了国内外地貌区划的相关研究成果,系统探讨了地貌区划的具体步骤与方法、地貌区划的原则、各级地貌区划的依据和标准,提出地貌类型组合和地貌成因类型的基本异同是各级地貌区划的依据.本文以中国1:400万地貌图等新资料为基础,应用GIS方法,结合中国三大地貌阶梯及其内部地貌格局的特点,通过分析我国各地基本地貌类型组合的差异及其形成原因,将中国地貌区划分为东部低山平原大区、东南低中山地大区、中北中山高原大区、西北高中山盆地大区、西南亚高山地大区和青藏高原大区6个地貌大区,并分别简要论述了各大区的地貌特征.各大区内部又据次级基本地貌类型和地貌成因类型及其组合差异进一步分区,全国共划分了38个地貌区.
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中国自然保护综合地理区划 [J].https://doi.org/10.5846/stxb201306101598 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
综合自然地理区划可以为生物多样性保护和自然保护区体系建设等提供基础资料，为区域生物多样性政策的制定提供科学依据。随着我国自然保护区事业的不断发展，自然保护综合地理区划成为自然地理区划的重要研究内容之一。虽然我国自然保护区体系已经初步建立，但仍然没有一个同时依据生物因素和非生物因素分布规律，确定的自然保护综合地理区划方案，为生物多样性保护和自然保护区建设服务。利用GIS技术和PC-ORD4.0软件中的双向指示种分析（TWINSPAN）方法，将中国版图划分出3489个基本地理单元，并对这些地理单元进行了数量化分类。然后，根据这个分类结果，参考植被区划和地貌区划等，提出了中国自然保护综合地理区划方案。中国自然保护综合地理区划方案包括了8个自然保护地理大区、37个自然保护地理地区和117个自然保护地理亚地区。该区划具有以下特点：（1）利用TWINSPAN的数量分类方法进行地理区划的探索是区划方法上的创新，为自然地理区划的研究提供了新的研究途径。（2）选取的数量化指标是在结合已有专项区划资料提出的，有助于避免动植物分布指标的人为选择偏差，可以综合反映区域自然地理特征，对生物多样性就地保护和自然保护区体系建设具有较好的指导作用。（3）量化分析保证了地理区划的客观性，同时定性分析避免了量化分析过程中的误差，使区划结果更准确。
The comprehensive geographical regionalization of China supporting natural conservation [J].https://doi.org/10.5846/stxb201306101598 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
综合自然地理区划可以为生物多样性保护和自然保护区体系建设等提供基础资料，为区域生物多样性政策的制定提供科学依据。随着我国自然保护区事业的不断发展，自然保护综合地理区划成为自然地理区划的重要研究内容之一。虽然我国自然保护区体系已经初步建立，但仍然没有一个同时依据生物因素和非生物因素分布规律，确定的自然保护综合地理区划方案，为生物多样性保护和自然保护区建设服务。利用GIS技术和PC-ORD4.0软件中的双向指示种分析（TWINSPAN）方法，将中国版图划分出3489个基本地理单元，并对这些地理单元进行了数量化分类。然后，根据这个分类结果，参考植被区划和地貌区划等，提出了中国自然保护综合地理区划方案。中国自然保护综合地理区划方案包括了8个自然保护地理大区、37个自然保护地理地区和117个自然保护地理亚地区。该区划具有以下特点：（1）利用TWINSPAN的数量分类方法进行地理区划的探索是区划方法上的创新，为自然地理区划的研究提供了新的研究途径。（2）选取的数量化指标是在结合已有专项区划资料提出的，有助于避免动植物分布指标的人为选择偏差，可以综合反映区域自然地理特征，对生物多样性就地保护和自然保护区体系建设具有较好的指导作用。（3）量化分析保证了地理区划的客观性，同时定性分析避免了量化分析过程中的误差，使区划结果更准确。
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中国洪水灾害危险程度区划 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0559-9350.2000.03.001 URL [本文引用: 1] 摘要
洪灾的含义包括洪水和灾害两个方面。本文从气象、径流和地形三因素考虑，采用成因分析的方法，制成了洪水灾害程度区划图。以耕地和人口为经济因素指标。考虑洪水造成的灾害，制作成洪灾危险程度区划图。本文制作的区划图是客观的，已得到了一些领域专家的认可，可以作为防洪规划等宏观决策的依据。
Zoning of Chinese flood hazard risk [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0559-9350.2000.03.001 URL [本文引用: 1] 摘要
洪灾的含义包括洪水和灾害两个方面。本文从气象、径流和地形三因素考虑，采用成因分析的方法，制成了洪水灾害程度区划图。以耕地和人口为经济因素指标。考虑洪水造成的灾害，制作成洪灾危险程度区划图。本文制作的区划图是客观的，已得到了一些领域专家的认可，可以作为防洪规划等宏观决策的依据。
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能源矿产资源综合评价与区划报告[R] .Comprehensive evaluation and zoning report of energy and mineral resources[R] . |
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时空大数据面临的挑战与机遇 [J].https://doi.org/10.16251/j.cnki.1009-2307.2017.07.001 URL [本文引用: 2] 摘要
"大数据时代"的到来,正在改变着人们的工作、生活和思维方式。该文较全面地分析了目前大数据及其应用的研究现状,提出"时空大数据"的概念,并认为时空大数据就是时空数据与大数据的融合,并从大数据与时空大数据的背景、特征、本质和类型,分析了时空大数据带来的科学范式、时空信息传输和认知模型等方面的变化,同时对时空大数据的理论体系、技术体系和产品体系进行了探讨。
Challenges and opportunities of spatio-temporal big data [J].https://doi.org/10.16251/j.cnki.1009-2307.2017.07.001 URL [本文引用: 2] 摘要
"大数据时代"的到来,正在改变着人们的工作、生活和思维方式。该文较全面地分析了目前大数据及其应用的研究现状,提出"时空大数据"的概念,并认为时空大数据就是时空数据与大数据的融合,并从大数据与时空大数据的背景、特征、本质和类型,分析了时空大数据带来的科学范式、时空信息传输和认知模型等方面的变化,同时对时空大数据的理论体系、技术体系和产品体系进行了探讨。
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地学知识图谱的定义、内涵和表达方式的探讨 [J].
在地学图谱和地学信息图谱的基础上,本文提出了地学知识图谱的概念,并介绍了地学知识图谱的基本框架、特征和理论意义。地学知识图谱将地学知识以虚拟空间坐标的形式反映在地图上,用以展示地理对象特征空间分布,揭示出一些隐含的规律。它是对地理知识形式化的图形表达,具有语法和语义特征,因此,有可计算性。它的基本组成要素和结构由所表达的内容决定。地学知识图谱,不仅是一种知识表达和数据挖掘的手段,也是空间认知的一种方式和结果。
Conceptual frame work and representation of geographic knowledge map [J].
在地学图谱和地学信息图谱的基础上,本文提出了地学知识图谱的概念,并介绍了地学知识图谱的基本框架、特征和理论意义。地学知识图谱将地学知识以虚拟空间坐标的形式反映在地图上,用以展示地理对象特征空间分布,揭示出一些隐含的规律。它是对地理知识形式化的图形表达,具有语法和语义特征,因此,有可计算性。它的基本组成要素和结构由所表达的内容决定。地学知识图谱,不仅是一种知识表达和数据挖掘的手段,也是空间认知的一种方式和结果。
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地理空间数据的可视化 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-7949.2000.03.001 URL [本文引用: 1] 摘要
可视化是在数字化的背景中产生的，其作用是在人机交互的情况下发挥人脑有形象思维功能。地图本身是可视化的产品，并在发展过程中形成了一系列的理论与方法，这些都自然地会成了地理空间数据可视化技术的基础。地图学也因可视化方法的提出而获得新的动力。ＧＩＳ也因可视化的支持而为研究者提供了保使逻辑思维与形象思维相结合的认识工具。
Visualization in geo-spatial data [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1006-7949.2000.03.001 URL [本文引用: 1] 摘要
可视化是在数字化的背景中产生的，其作用是在人机交互的情况下发挥人脑有形象思维功能。地图本身是可视化的产品，并在发展过程中形成了一系列的理论与方法，这些都自然地会成了地理空间数据可视化技术的基础。地图学也因可视化方法的提出而获得新的动力。ＧＩＳ也因可视化的支持而为研究者提供了保使逻辑思维与形象思维相结合的认识工具。
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自然地域系统研究的回顾与展望 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0585.2002.04.002 URL [本文引用: 1] 摘要
本文在回顾国内外自然地域系统研究的基础上,分析了自然地域系统研究不同历史阶段的特点,自然地域系统研究中存在的若干问题与争论,如对于地带性学说的不同理解、自然地域划分原则、生态地理区域划分的性质、划分指标体系的选择、中国自然地域系统若干重要界线的划分、考虑人类活动的影响以及关于山地的划分与归属等.指出了自然地域系统研究在理论方法、研究和考虑人类活动可能产生的影响及其反馈以及研究手段等方面的发展趋势.
A retrospect and prospect of researches on Regional Physio-Geographical System(RPGS) [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0585.2002.04.002 URL [本文引用: 1] 摘要
本文在回顾国内外自然地域系统研究的基础上,分析了自然地域系统研究不同历史阶段的特点,自然地域系统研究中存在的若干问题与争论,如对于地带性学说的不同理解、自然地域划分原则、生态地理区域划分的性质、划分指标体系的选择、中国自然地域系统若干重要界线的划分、考虑人类活动的影响以及关于山地的划分与归属等.指出了自然地域系统研究在理论方法、研究和考虑人类活动可能产生的影响及其反馈以及研究手段等方面的发展趋势.
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自然区划方法与制图实践 [J].Practice natural zoning and cartographic [J]. |
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论中国综合自然区划 [J].Natural regionalization of China [J]. |
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自然地理区划问题探讨 [J].Discussion of natural geographical zoning [J]. |
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中国自然灾害的区域组合规律 [J].The regional combination of natural disasters in China [J]. |
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论中国公路自然区划 [J].The highway natural regionalization of China [J]. |
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专题地图属性信息的LOD表达与TreeMap可视化 [J].
提出一种面向专题地图属性信息的LOD可视化方法,应用新型层次结构信息可视化工具TreeMap实现了属性信息的多层次展示,随着专题地图尺度变化自适应调节属性信息的结构层次细节。并将面域拓扑制图技术Cartogram与之结合,建立了顾及区域拓扑特征的多层次属性信息空间定位方法,为受众提供了面向属性信息的跨层次空间认知策略。
The LOD representation and treeMap visualization of attribute information in thematic mapping [J].
提出一种面向专题地图属性信息的LOD可视化方法,应用新型层次结构信息可视化工具TreeMap实现了属性信息的多层次展示,随着专题地图尺度变化自适应调节属性信息的结构层次细节。并将面域拓扑制图技术Cartogram与之结合,建立了顾及区域拓扑特征的多层次属性信息空间定位方法,为受众提供了面向属性信息的跨层次空间认知策略。
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Temporal GIS design tradeoffs [J]. |
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地学信息图谱刍议 [J].Discussion on Geo-informatic graphic [J]. |
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地学信息图谱的研究及其模型应用探讨 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1560-8999.2003.03.022 URL [本文引用: 1] 摘要
地学信息图谱系以遥感与地理信息系统等新技术,充分发挥人脑的形象思维能力来解决资源环境问题.它是地学思维在新时代下的新发展,在地学研究中有重要的理论和实践意义.文章着重分析了地学信息图谱研究近况,并结合生态系统综合评估,论述了地学信息图谱在该领域的应用.
Discussions on geo-information atlas and its development and application [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1560-8999.2003.03.022 URL [本文引用: 1] 摘要
地学信息图谱系以遥感与地理信息系统等新技术,充分发挥人脑的形象思维能力来解决资源环境问题.它是地学思维在新时代下的新发展,在地学研究中有重要的理论和实践意义.文章着重分析了地学信息图谱研究近况,并结合生态系统综合评估,论述了地学信息图谱在该领域的应用.
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论地理知识图谱 [J].On geographic knowledge graph [J]. |
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