地球信息科学学报

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论文

2006, 8(1): 1-2.

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《地球信息科学》是中国科学院主管,中国科学院地理科学与资源研究所主办的学报级综合性学术刊物,兼有学报与高级科普的双重任务:一是促进国家信息化、现代化,贯彻五个统筹,天、空、地一体化;二是加强地学信息机理研究与理论方法创新;三是深入研究地学数学模型,探索地学信息图谱;四是加强应用软件的二次开发,增强国产软件的国际竞争力。

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论文

地球信息科学的新天地

陈述彭

2006, 8(1): 3-6.

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地球信息科学作为地球系统科学与信息科学技术交叉融合的一个新兴领域,与时俱进,正在逐步形成共识,崭露头角。由于我国航天科技的光辉成就与信息技术的长足进步,通过国家建设和谐社会、实施五个统筹和自然灾害应急预警系统等战略需求,节约资源、改善环境、加速产业结构调整与循环经济等紧迫任务,使人们对地球信息科学有了进一步的理解

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论文

第一届多云多雨地区遥感国际会议在香港成功召开

邵芸

2006, 8(1): 6-6.

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由中国科学院暨香港中文大学地球信息科学联合实验室承办的第一届多云、多雨地区遥感国际会议于 2005年10月6-8日在香港中文大学成功举办。国家科技部,中科院,国际数字地球学会,国家遥感中心, 863-13主题办公室为会议主办单位,对会议的举办予以大力支持。

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地球信息科学论坛

多云多雨环境遥感研究与应用分析

林珲, 邵芸, 杨立民

2006, 8(1): 7-11.

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云、雾、雨往往导致获取同步观测陆面-大气或海面-大气的遥感数据的复杂性,使得多圈层探测的遥感数据缺乏连续性、实时性、准确性和可用性。所以,多云、多雨环境一直成为遥感对陆面和海面探测与研究的瓶颈。对我国来说,只有实现在多云、多雨地区的全天候、全天时地对地观测,我国的遥感应用才能形成一个较为完整的体系。我们提出了多云、多雨地区遥感这个概念,介绍这方面的研究进展。为解决这一瓶颈问题,通过多云、多雨环境下对地观测系统数据获取与信息处理的多学科研究,提出发展适用于多云、多雨环境的对地观测系统的科学思路与方案。

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地球信息科学论坛

中国数字海洋构建基准与关键技术

苏奋振, 杜云艳, 裴相斌, 杨晓梅, 周成虎

2006, 8(1): 12-15,20.

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地理信息系统(GIS)以其空间数据管理、空间分析和图形图像产品制作能力的强大,在海洋领域展现了巨大的潜力。但由于地理信息系统发展于陆地应用,面对海洋特性,有诸多不足。为此,本文在分析海洋特征的基础上,以中国海岸线为基准,构建中国数字海洋的原型系统。重点讨论了数字海洋的问题和解决办法,分析了以海岸线为基准的数据组织与处理,并探讨了其结构体系与集成方式,逻辑运算与可视化方法。

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地球信息科学论坛

地学数据集成及空间决策支持的方法与应用

葛咏

2006, 8(1): 16-20.

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空间数据分析技术的严重滞后出现了“信息爆炸”的现象。因此,由于地学数据多源性的特点,如何集成量纲不一,形式多样,既有定量数据,又有定性的文字描述,经验性和知识性的地学数据并使之帮助决策成为当前亟待研究的课题之一。本文讨论两个空间数据集成和决策支持方法:模糊证据权重和加权逻辑回归方法。与传统地学数据集成和空间决策支持方法如判别分析和其他多元回归不同之处在于,这两种方法在解释变量是连续和类别变量混合模式的情况下或响应变量取两类值的情况下处理的结果更为合理。

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地球信息科学论坛

近50年来富锦湿地景观遥感与GIS的时空动态分析

王志强, 张柏, 徐振华, 张树清

2006, 8(1): 21-25,29.

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湿地是重要的自然资源,但是由于自然和人为影响,湿地正在大面积的萎缩,导致功能和效益下降,并危及到区域的持续发展。本文以三江平原挠力河流域富锦(市)作为研究区域,以RS、GIS和Fragstats为技术手段,分析了自1954年以来沼泽湿地的空间和时间退缩过程及其驱动力,重建了自1954年以来的土地利用/土地覆被变化过程。结果表明,湿地面积由1954年的519.917．96hm²下降到105.008hm²,由占总面积的61．27％下降到12．39％,仅是原来面积的17．74％;而耕地面积由223 173．54hm²增加到597 156．25hm²,由占总面积的25．31％增加到70．45％。同时指,出人类的农垦活动是富锦沼泽湿地面积退缩的主要原因。

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地球信息科学论坛

地图学与地理信息系统专业点的分布与研究方向

李建新

2006, 8(1): 26-29.

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地图学与地理信息系统专业是地理学的二级学科,但其影响已远远超出了地理学的泛地学范围。全国所设学科点以北京、吉林、江苏和湖北最为集中,其大多数安置在地理学或地学等理学院系,目前仅海南、西藏、宁夏、青海 4省区没有设学科点。2005年全国有114所院校招收地图学与地理信息系统专业本科生,其中有师范院校31所、综合院校27所、理工科院校25所、农科院校8所、地质矿业和石油院校6所、林业院校5所、交通院校3所、建筑院校3所、邮电院校2所、信息工程院校2所、水利水电院校1所、经济学院1所;16所院校招收地图学与地理信息系统专业博士生,其中有综合大学6所、师范大学5所、海洋大学1所、中科院研究所4所;2004年全国有54所院校招收地图学与地理信息系统专业硕士生,其中有师范院校18所、综合院校16所、理工科院校3所、农科院校3 所、地质和矿业院校3所、林业院校1所、信息工程院校1所、海洋院校1所、中国科学院8个研究所。硕士专业共有281个研究方向,其中26个方向是地图学方向;博士专业共有126个研究方向,只有1个方向的核心词是地图, 1个方向含有经济一词、1个方向含有旅游一词,绝大多数方向都集中在理工科领域。

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地理信息系统开发应用

元数据驱动的土地信息系统可复用构件研究

岳建伟, 钟耳顺, 张秋义, 姚敏, 方利

2006, 8(1): 30-34.

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目前对土地信息系统的研究主要集中于特定项目,因此,在土地管理领域中可复用的构件非常匮乏,这对于土地信息系统的发展十分不利。此外,对元数据的研究,主要集中于元数据的标准、元数据的表达形式、元数据的管理和元数据的内容上,对元数据应用于土地信息系统的开发研究则较少。本文将元数据技术引入构件的开发中,采用元数据定义业务规则,通过元数据驱动构件的运行。在业务发生变化时,只需要改变业务规则在元数据库中的定义就可以使构件满足业务变化的需求,提高业务构件的可复用性,扩展了元数据的应用范围,为土地信息系统的快速开发奠定了基础。

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地理信息系统开发应用

LibPQ的PostgreSQL空间几何对象的实现方法

吴亮, 陆锋, 刘兴权, 申排伟

2006, 8(1): 35-38.

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利用PostgreSQL数据库管理系统所提供的访问接口LibPQ,实现了一种访问及操作空间几何对象的方法。该方法通过在客户端继承空间几何对象,并在自定义空间几何对象基础模型之上扩展的自定义空间数据模型。同时,充分利用自定义的扩展空间数据模型实现空间操作,进行GIS软件平台的研发。

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地理信息系统开发应用

视图的分布式数据共享机制与更新技术

申排伟, 陆锋

2006, 8(1): 39-44.

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在分布式空间数据库系统中,空间数据共享一般采用基于数据快照的共享机制来实现。该技术方法的基础是在本地数据库中保存远程空间数据的副本,因而将造成大量的数据存储冗余,并使得数据的一致性维护困难。本文提出一种基于视图的分布式数据共享方法,通过建立远程空间数据表的本地视图,再为该视图建立由更新操作触发的行级替代触发器,并在该触发器内编码,以解决远程空间表的本地视图不可更新问题;并通过所扩展的视图更新和查询功能,实现分布式环境下远程空间数据的本地共享。基于Oracle 9i的应用实例验证了本文所提出的共享机制,取得了令人满意的效果。

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地理信息系统开发应用

基于ArcXML的WebGIS构架设计与应用分析

黄丙湖, 张宏, 闾国年, 蒋文明

2006, 8(1): 45-49.

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ArcIMS体系结构主要包括客户端和服务器端两部分,ArcXML是与空间服务器通讯的标准语言,当客户端向运行在ArcIMS空间服务器上的地图服务发请求时,请求的信息就是采用ArcXML描述的．空间服务器根据请求的内容做出相应的反应,并将反应信息以ArcXML描述的格式返回给客户端。因此,ArcXML在ArcIMS软件中起到通信语言的作用。但是,ArcIMS软件在生成ArcXML请求信息并解析返回应答信息方面存在着不足,为此,本文提出采用MVC(Module-View-Control)的设计模式,探讨一种基于Microsoft Asp．Net开发环境的WebGIS组件,该组件能够自动生成ArcXML请求信息和解析返回的应答信息,该控件将MVC设计模式、Microsoft Asp．Net和ArcIMS三者的优点集成在一起。通过使用该控件,可以简化ArcIMS二次开发,为程序开发人员构建自己的WebGIS系统节省时间。

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地理信息系统开发应用

GIS组件的农产品安全管理信息系统的设计与应用

程街亮, 叶禾, 李洪义, 史舟, 杨大志

2006, 8(1): 50-54.

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利用Visual Basic6．0(VB 6．0)和美国ESRI的组件-MapObjects 2．0(MO)集成开发了浙江省主要农产品安全管理信息系统(ZJCSMIS),通过全省1:25万空间数据库和重点县市1:5万遥感影像空间数据库,结合农产品采样点属性数据库和农产品安全标准数据库,实现对全省和重点县市不同尺度的样点分布图的分类显示、缩放、漫游、属性标识、农产品安全行业标准咨询、空间定位查询及统计分析等功能,对土壤和作物样品的属性及测试结果进行专题显示,并可实现农产品安全信息数据的更新,为浙江省主要农产品安全信息的管理提供一个合理高效的平台。

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地理信息系统开发应用

鄱阳湖空间信息演示系统的生成与虚拟可视化应用

张忠, 韩嘉福, 刘岳

2006, 8(1): 55-60,139.

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鄱阳湖是我国第一淡水湖,生态环境特点显著,整合多源数据建立空间信息系统对提高该地区的科学认识具有重要意义。本文介绍了鄱阳湖空间信息系统及虚拟环境演示系统的设计与建设的核心技术与步骤。整个系统是由一系列专题空间数据库和基础地理信息数据库组成。利用VR-Map软件的三维显示功能及二次开发功能可以快速实现地形的虚拟三维可视化。

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模型构建与网络应用

地学专家系统的知识化数据模式研究

付炜, 邢广忠

2006, 8(1): 61-66,78.

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介绍了地学专家系统的知识化数据结构的设计原理与实现方法,采用知识表示的框架网络结构描述地理环境的实体单元,将各级专家知识的表示以指针链接,形成了由知识到语义的框架网络。采用了基于知识的扩展R-F 关系数据模式进行专家知识的表示,并讨论了系统知识库的组织结构和推理机的设计原理。该数据结构可以实现地理实体及其相互关系的完整性描述,并使系统知识库的操作简便易行,保证了推理机的实现。以乌鲁木齐河流域为试验区,阐述了流域土地合理利用规划决策专家知识的表示方法,以及专家知识表示的基本规则和系统专家知识的组织方式。此外,还讨论了系统推理机推理规则的设计原理与组织方法及推理算法。

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模型构建与网络应用

ALCGEIS知识获取与推理机设计

贾泽露, 刘耀林

2006, 8(1): 67-72.

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运用专家系统的知识获取和推理机设计原理与方法,探讨了ALCGEIS系统的基本结构、知识分级、知识获取过程和实现程序,推理机的基本原理和控制策略及其程序实现的算法,以及推理知识的搜索策略;论述了 AIEGEIS推理规则的设计方法及其推理算法。

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模型构建与网络应用

格网计算法在空间格局分析中的应用——以贵州景观空间格局分析为例

姚永慧, 张百平, 罗扬, 朱军, 岑纲

2006, 8(1): 73-78.

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格网地图与格网计算都是基于空间坐标系统来描述、分析、虚拟区域地理现象的有效方法之一。在空间格局分析应用中具有广阔的前景。景观类型的格网地图不仅能反映它们的空间分布,还能反映它们各自占据的生态空间情况。同时,格网地图还能将景观的空间异质性定量化、空间化和图形可视化表达。在格网地图和格网分析法的基础上,可以利用空间自相关分析、半方差分析等空间统计分析方法对景观的空间格局作进一步的深入研究。

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模型构建与网络应用

西太平洋地区国家间电信流影响因子及其作用分析

张葳, 路紫, 王然

2006, 8(1): 79-83,96.

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电信流是一种存在于空间反映人类的通信活动,电信流的大小是反映一个国家经济发展水平与利用ICTs技术的主要依据。本文在回顾自1970年以来国家间电信流研究的成果和发展过程的基础上,从模型进程中透视了电信流影响因子指标体系的变化,提出影响国家间电信流的八类因子:电信设备、经济发展、国际贸易、国际旅游、国家联系、政府促进、文化联系、空间结构。本文以西太平洋地区为例,运用数学方法对各类影响因子进行分析、排序, 并创新性地从分析结果中将各种物质流对电信流的作用归结为4种形式:增强、替代、协同和衍生作用。

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模型构建与网络应用

中国户外运动网站信息流对人流生成的导引机制分析——以乐游户外运动俱乐部网站为例

王杨, 路紫, 孙中伟, 孙静怡

2006, 8(1): 84-90.

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本文以乐游户外运动俱乐部网站为案例,探讨中小型“自我依托”户外运动俱乐部网站信息流对人流生成的导引作用问题,认为这种作用经过网站访问者的信息获取、知识转化、认知与决定的过程而发生,经过网站交流媒介的信息、集聚、交流和组织四种平台而完成。本文也初步确定与信息流对人流生成的导引作用相关的决策影响要素,认为计划、资金、会员以及赞助商和媒体4种要素对俱乐部网站的良好运行能起到决定性作用。通过将网站使用者作为出发点来研究虚拟一现实组织特征,也能发现许多信息社会人文地理学发展的问题。

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模型构建与网络应用

区域旅游信息化合作模式及其适宜度检测与应用

李彦丽, 路紫

2006, 8(1): 91-96.

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针对区域旅游信息化出现的合作趋势,借鉴国内外旅游信息化或其他行业信息化合作模式,归纳成五种不同类型的合作模式——联合-联盟式合作模式、产业链式合作模式、点式合作模式、梯级合作模式和两波叠加合作模式,并针对区域旅游信息化合作对不同模式进行的最佳选择问题,提供了模式的适宜度检测方法,最后以京津冀为例应用进行了旅游信息化合作模式的选取,并对所选的点式合作模式进行了分析,细化为PPP项目点模式、4-C领域点模式和5+2基地点模式。

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遥感技术与分析

中国西部地区遥感数据生态多样性多尺度模拟

马胜男, 岳天祥

2006, 8(1): 97-102,142,143.

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生态多样性(ecological diversity)是诸如物种和景观元等研究对象丰富性和空间分布均一性的综合,其多尺度测算与模拟已经成为生态学界研究的热点之一。其与传统多样性模型相比,Scaling生态多样性模型能够综合反映均一性和丰富性两个方面的多样性信息,同时考虑了空间尺度因素的作用,是一个理论上完美的生态多样性模型。利用Scaling生态多样性模型对中国西部地区三期遥感数据进行模拟,结果表明:①20世纪80年代末期-90年代末期,中国西部地区景观元多样性先减少后增加,其内部明显具有东高西低的空间分布规律;②省级行政区尺度上模拟结果说明陕西省景观元多样性最高,新疆维吾尔族自治区和西藏自治区最低;西藏自治区景观元多样性变化最显著,而甘肃省和重庆市变化最小;③县级行政区尺度上模拟结果发现中国西部地区存在11个景观元多样性的关键地区;④对比各尺度模拟结果,发现中国西部地区整体景观元多样性大于各省级行政区,各省级行政区大于省内县级行政区,说明Scaling多样性模型能够反映空间尺度因素与生态多样性间存在的正向相关关系。

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遥感技术与分析

高分辨率遥感影像特征分割及算法评价分析

明冬萍, 骆剑承, 周成虎, 王晶

2006, 8(1): 103-109.

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图像分割一直是图像处理和计算机视觉领域中的一项关键技术。本文首先从遥感影像地学处理与应用的角度阐述了影像分割技术对于遥感信息提取和目标识别的重要性,然后提出了基于特征的高分辨率遥感影像信息提取技术框架,建立了一套基于特征的遥感影像分割方法及分类体系。同时,鉴于遥感影像分割方法评价的重要性, 阐述了一种高分辨率遥感影像分割方法评价的思路,并对几种典型的基于特征的遥感影像分割方法进行定性和定量的试验和评价,对其各自的性能和适用面进行对比分析。最后,指出了遥感影像特征分割方法所存在的问题及其发展趋势。

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遥感技术与分析

Landsat5图像的增益、偏置取值及其对行星反射率计算分析

韦玉春, 黄家柱

2006, 8(1): 110-113,126.

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在对比不同时相的数据或建立遥感反演模型时,往往需要将图像的灰度值转换为反射率。增益和偏置是计算反射率时使用的两个基本参数。如果这两个参数发生偏差,反射率的计算结果就有问题,大气校正和其他相关工作的结果也是不可靠的。根据USGS文档和1995年以来的Landsat5遥感图像,对图像头文件中的增益和偏置参数的取值进行了分析,并按照标准单位将增益和偏置进行了转换。为了分析不同增益和偏置取值对反射率计算结果的影响,对比计算了植被和水体的行星反射率值。对2004年7月26日的太湖地区的TM图像。取值分为4种方案: (1)使用遥感软件ENV14．0计算;(2)使用图像头文件中的参数;(3)使用USGS提供的同期参数;(4)使用USGS提供的2003年前的参数。结果表明,不同增益和偏置取值导致计算结果变化较大。如果以方案3的USGS参数计算的结果为标准,那么,其他方案的相对误差值可从0．2％到20％以上。从各个波段的误差分布看,以第3波段的相对误差最小。从工作成果的可比性角度出发,建议统一使用USGS的增益和偏置参数计算Landsat5图像的反射率。

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遥感技术与分析

闽江口湿地遥感时空演变应用分析

兰樟仁, 张东水, 邱荣祖, 陈亨霖

2006, 8(1): 114-120.

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将闽江口湿地动态变化度、湿地变化转移矩阵和景观生态学的空间格局模型相结合,横、纵向分析了1986- 1994年、1994-2000年两个时期闽江口湿地的动态演变模式。研究表明,在两个时期不同的社会政策和经济发展阶段,人类活动对闽江口湿地的干扰强度与对象不同,造成两个时期不同的湿地演变模式。在1986-1994年间景观类型动态变化,以水田面积的扩张为主导,在1994-2000年间景观类型动态变化突出表现为城乡建筑用地对水田、非湿地农业的占用。在1986-2000年间,湿地景观中,人工水域破碎度增加,破碎化速度提高,形状更加复杂化;水田破碎度和形状复杂度都由增加向减弱转变;天然水域破碎度减小,形状复杂程度由减少变为增加;滩地破碎度由减少变为增加,形状复杂化由增加转向减少。在中、小时间尺度范围内,人类活动是影响闽江口湿地演变的主要原因之一,特别是近10多年来社会经济的高速发展,城镇化进程的加速,人类活动成为影响闽江口湿地的最主要原因。

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地图设计与应用

基于SuperMap的田野考古制图

杨林, 闾国年, 盛业华, 裴安平, 毕硕本, 孙懿青, 陈济民

2006, 8(1): 121-126.

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介绍了田野考古制图信息系统的设计思路和实现过程。针对田野考古的复杂性和多样性,采用基于数字近景摄影测量获取野外数据和GIS开发平台的三种制图方法:即摄影制图、扫描制图和电子制图,得到田野考古所需的各种探方图。其中,摄影制图是利用数码相机获取田野考古的原始影像,然后直接经几何纠正生成的正射影像上数字化得到田野考古所需的各种探方图;扫描制图基本原理与摄影制图相同;电子制图是基于GIS开发平台,在已知野外制图数据条件下的电子制图方式。同时,制定了野外工作规范和流程。实验证明田野考古制图信息系统不仅使考古制图更简单方便,改变了传统纸质保存地图的方式,而且能保证一定的精度。具有较高的推广应用价值。

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地图设计与应用

栅格地图信息量计算方法的验证分析

程昌秀, 陆锋, 牛方曲

2006, 8(1): 127-130.

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论文回顾了地图信息量计算方法的研究现状,引出了Wu等人的栅格地图信息量计算方法。栅格地图信息量计算方法摆脱了传统Shannon熵理论的束缚,将地图的信息量视为图中所有像元与周围像元视觉均差之和。由于栅格地图信息量计算方法难以用数学的方法来证明,论文分别以1:400万全国矢量数据和黄河三角洲的ECW影像数据为例,计算了它们在不同尺度下固定视窗内的信息量。两组实验均表明:用吴氏栅格地图信息量计算方法得到信息量值与人所认知的信息量间有一定的线性关系。最后论文展望了吴氏栅格地图信息量计算方法的应用前景。

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地图设计与应用

新疆阿克苏河流域降水空间变异特征分析

蒋艳, 周成虎, 程维明

2006, 8(1): 131-138.

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根据阿克苏河流域降水空间观测数据,其降水稀疏且分布不均匀的特点,选取不同模型对降水空间变化规律进行研究,其结果精确性差异很大。通常应用地统计理论研究降水空间变异性,一般只涉及单个变量,传统的多元回归分析虽然涉及多个变量的影响,但缺乏区域化的空间结构特征。揭示具有协同区域化特征的降水空间变异现象及建立其空间分布模型,既要考虑多元信息的空间位置关系,即同一变量在不同地理位置上的相关性,又要考虑多元信息由于空间重复性引起的协同关系,即同一地理位置上不同变量的相关性。本文用阿克苏河流域范围内的降水观测数据建立析取-协克立格模型,考虑高程变量对降水量空间分布的影响,定量地揭示降水区域化变量的空间变异规律,并将其结果用于降水量的空间最优插值。

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