国家资源环境数据库信息分类编码及应用模式

从资源环境信息分类编码基本概念与分类对象的依据、数据分层与资源环境信息分类以及资源环境概念数据库与逻辑数据库设计角度，描述国家资源环境数据库信息分类编码的概念模式与分类方法，并在优化、整合现有各类专题资源环境与基础地理信息的分类编码方案的基础上，提出国家资源环境数据库综合信息分类与编码应用模式；指出面向GIS的资源环境信息分类编码是在概念水平上解决空间信息分层组织与属性数据库结构设计的重要方法，它对资源环境数据库视图的建立、系统问的数据共享与互操作具有重要意义；本文还就某些与信息分类编码相关的问题与需要进一步研究的工作进行了讨论。

科学大数据开放共享机制研究及其对环境信息共享的启示

科学大数据得以充分利用和增值的前提是开放共享,而影响数据开放共享的关键问题是共享机制。本文首先分析了科学大数据的产生方式、数据类型、投资方式、管理主体和服务定位及其与共享程度的关系。进一步在分析国内外自上而下和自下而上科学数据共享通用机制与原则的基础上,结合国家地球系统科学数据共享平台、全球变化科学数据出版等实践,提出了数据汇交、数据出版、数据联盟和服务激励四种数据共享机制,并分析了每种机制中的关键问题及具体做法。最后,结合云计算、"互联网+"等新一代信息技术和思维,对环境保护大数据共享机制提出四点建议,即:国家统一投资建设的环境保护核心业务数据强制汇交机制,其他部委、机构环境保护相关数据联盟交换机制,企业、科学家个人数据出版等激励机制,以及社会公众数据的"众创机制"。

资源环境模型库系统与GIS综合集成研究——以生态系统的综合评估系统为例

资源环境模型库系统通用平台进行总体设计、研发以及与GIS的有效集成,是充分高效地利用资源环境研究领域已有模型和开发新模型的前提条件,也是研究各种重大资源环境问题的关键性技术手段与支撑平台。论文在对模型库系统研究进展和大量资源环境数学模型构建的模型库进行理论分析的基础上,结合资源环境模型极具综合性与复杂性特点,构建了资源环境模型库系统通用平台的总体框架,并对资源环境模型库系统核心组成部分的功能结构及其与GIS的综合集成进行了设计。作为案例研究的生态系统的综合评估系统,充分有效地集成了大量的空间模型和非空间模型,它实现了生态系统综合评估模型的自动生成,为生态系统综合评估的相关研究问题提供了信息化、智能化的辅助决策支持工具。

资源环境模型库管理系统研究进展

资源环境模型库管理系统是资源环境研究中的关键问题之一。建立资源环境模型库管理系统通常有两种途径。一种途径是采用模型管理技术,其主要方法包括数据式模型管理、结构化模型管理、面向对象的模型管理和基于知识的模型管理,这种方式的优势是可以有效地管理资源环境模型,但对空间数据处理的功能较弱,需要编写大量的程序代码。另一种途径是在GIS中管理模型,如ArcGIS中的ModelBuilder,这种方式的优点是可以充分利用GIS的空间数据处理能力,但对复杂模型的支持较差。根据以上两种方式的特点,本文提出了一种面向对象的资源环境模型管理框架,把模型抽象为模型类与模型实例,采用面向对象方法表达模型,通过构建资源环境模型引擎处理空间数据和模型数学方程;利用模型库和数据库,可以实现模型的有效管理和模型重用。

资源环境模型库管理系统的构建方法研究

模型管理是资源环境研究领域急需解决的难题之一。根据抽象程度的不同,模型可以分为尺度模型、概念模型和数学模型,资源环境模型常表现为数学模型。通过对大量资源环境数学模型的分析和归纳,可以把资源环境模型划分为两个层次:模型类和模型实例,并采用面向对象方法表达资源环境数学模型。在资源环境模型库管理系统需求分析的基础上,采用"视图-模型库-引擎"的结构,在Win32平台下用VC++.net2003构建了一个资源环境模型库管理系统(REMMS)原型,并提出了REMMS构建中3个关键问题的解决方法:用对象序列化技术实现模型的存储、用流程图构建模型实例、采用资源环境模型库引擎驱动模型实例的运行。

地球科学知识图谱一站式共享服务系统

知识图谱作为当前最有效的知识组织和服务方式,已经成为人工智能的基石,在语义搜索、机器翻译、信息推荐等方面得到了广泛的应用。大数据时代下,地球科学(以下简称地学)分散、多源、异构数据的整合集成、挖掘分析及其知识的智能发现等迫切需要知识图谱的支撑。为了促进地学知识图谱的建设与应用,自2019年启动以来,“深时数字地球国际大科学计划”(Deep-time Digital Earth,简称DDE)就将知识图谱作为其重要的研究建设内容,经过3年多的建设,DDE已经建设形成了大量的地学知识图谱,亟需一站式共享这些知识图谱。文章首先介绍了DDE知识图谱内容体系,分析了DDE知识图谱内容组成及其特征;在此基础上,开展了地学知识图谱一站式共享服务系统的设计,包括系统功能体系和架构的设计;最后介绍了系统实现的技术路线及其关键技术。实践证明系统可有效实现DDE知识图谱的一站式共享服务,可为类似的知识共享服务系统提供参考。

地学领域科学数据处理与分析软件自主性分析

科学数据的重要性已得到广泛共识,随着科学数据的不断积累,其数据处理分析软件的能力水平将成为科学数据能否高效发挥作用的关键和瓶颈。地球科学领域研究涉及多尺度、多类型、多来源的数据,其数据处理与分析软件的需求极为强烈。本研究针对地球科学领域的特点,分析其主要数据处理和分析软件的现况,辨识我国的软件自主程度。调研分析涉及地理、海洋、地质、大气、生态、灾害、农业等16个专题,选取了177个主流软件/工具,重点获取其软件/工具名称、概况、主要功能、应用服务/典型案例、优缺点、对标产品等指标。分析发现地学科学数据处理与分析领域软件/工具完全开放(开源)的占三分之二,商业的、限制性的或开放程度不明确的占三分之一。主要软件/工具开发国家有美国、中国、加拿大、英国等以及一些国际组织。从专题分布看,主要体现在土地退化、人口社会经济、知识图谱、遥感处理等。自主保障风险较高的软件主要在空间化、大气、野火、冻土等专题。约三分之一的专业软件/工具可以直接应用到国家科学数据中心,且可与云平台结合。结合人工智能时代和“数据要素×”的发展,从五个方面提出加强我国自主科学数据处理软件/工具的开发应用建议。

地理信息系统与水文模型集成研究述评

从地理信息系统与水文模型的集成方式 ,水文模型计算域的空间离散等方面讨论了GIS与水文模型的集成问题 ,再从四个方面分析了GIS与水文模型集成存在的问题。由于分布式水文模型对空间数据的需求 ,又从GIS、RS与水文模型的集成现状与发展讨论了集成研究的目标。

海洋地理信息系统理论基础及其关键技术研究

海洋地理信息系统(MGIS)具有时空处理的强大能力,并在应用上具有潜在优势.以提取海洋现象特征为例,对其在海洋科学中的位置和作用进行了剖析,进而比较分析了MGIS不同于陆地地理信息系统的特殊理论技术的需求,从而定义其功能体系结构.结合所构建的MGIS,详细阐述在本系统创建中主要的理论技术关键,由此展示MGIS对我国海洋调查、研究、资源开发和保护以及国防建设等工作具有的重要意义.

地理信息系统支持下的滑坡-水文耦合模型研究

降雨及地形特征等因素对于滑坡发生有明显的控制作用。为了有效地将地表地形与斜坡的地下水运动特征结合起来,进行滑坡的稳定性分析,将工程中广泛采用的极限平衡方法与基于DEM的水文分布模型进行有效的集成,提出滑坡-水文耦合模型,在GIS中实现对滑坡快速有效的分析、预测,并建立了滑坡稳定的综合判定标准。通过模型的验证达到较高的精度。

地理信息系统支持下的滑坡灾害分析模型研究

运用GIS等技术手段 ,集成相关模型对滑坡变形失稳危险性进行分析是一个重要研究内容。进行有效的滑坡灾害分析的关键是采取适当的分析模型及模型单元。通过对已有的基于GIS的分析模型的综合论述 ,对各种分析模型及模型单元的特点及其局限性进行了详细分析 ,并取得一些重要认识。

中国地质环境信息服务平台研究

为了满足地质环境数据充分高效地服务于中国地质环境管理、综合评价、可视化展示及辅助决策等需求,在分析国内外地质环境信息服务平台应用现状的基础上,总结当前中国地质环境信息服务平台特点及存在的主要问题;提出"分布集成、统一管理、集中服务"的建设模式,进而设计平台逻辑层次,功能体系及内、外接口,并构建中国地质环境信息服务平台。结果表明:中国地质环境信息服务平台逻辑上分为5个层次,自底向上依次为基础设施层、数据层、功能层、服务层和用户层;其功能体系包括分布式地质环境数据集成系统、地质环境信息服务基础支撑系统、地质环境智能感知系统、地质环境综合评价系统和地质环境一张图服务系统;平台五大系统在统一的集成框架下,具有较好的交互性与实用性,可实现分散、多源、异构地质环境数据的整合集成,地质环境变化信息的实时感知,综合信息分类分级评价,地质环境信息多维表征与一张图展示等功能。中国地质环境信息服务平台的构建,对于充分规划、配置、发挥地质环境资源,辅助地质灾害应急决策等具有重要意义。

中国人类遗传资源共享利用的标准化研究

中国人类遗传资源平台是国家自然资源科技共享平台的一部分。为规范我国人类遗传资源的收集、整理、整合、保存及共享利用,在我国相关法律法规的支持下,作者参照国内外资源整合成功的经验,对我国人类遗传资源的整理整合及共享利用的标准化进行了研究,文中简要报道人类遗传资源整理整合、数据库建设及共享利用的标准化研究结果。

“数字地球”与地理信息科学

本文简要概括了数字地球的涵义及特征 ,分析了地理信息系统与地理信息科学的关系 ,概括了地理信息科学的主要内容 ,提出了建立地理信息科学的关键问题 ,指出发展地理信息科学首先要解决的是空间数据库和对地理现象的描述。

第四代地理信息系统研究中的尺度转换数字模型

分析了空间插值模型、数字地面模型和它们与地理信息系统集成的研究进展、存在的缺陷和需要解决的理论问题 ,论述了建立基于曲面论和遥感反演方法数字模型及实现其与地理信息系统有效集成的必要性和可行性 .

资源环境模型库系统集成分析

基于国内外计算机与系统工程领域的模型库系统建设理论和技术,在对资源环境模型进行汇集、修正、分类的基础上,结合资源环境模型的综合性与复杂性特点,对模型库系统研究进行理论分析,并对资源环境模型库系统通用平台进行总体设计与研发,是高效地利用已有的知识和模型、开发必要模型的前提条件,是研究各种重大资源环境问题的关键性技术手段与支撑平台。论文在对模型库系统理论技术及其应用的研究进展进行阐述的基础上,提出了资源环境模型库系统通用平台的总体框架,并对资源环境模型库系统核心组成部分的功能结构进行了设计。

世界数据系统CoreTrustSeal数据中心认证实践——以WDC可再生资源与环境数据中心为例

科学数据中心是科学数据管理的重要载体,评估认证对于科学数据中心规范化的科学数据管理具有重要意义。荷兰数据认可印章(DSA)建立了可信赖数字仓储核心认证机制,为数据存储库提供核心级认证。国际科学联合会世界数据系统(WDS)与DSA联合推出CoreTrustSeal合作认证,并在全球开展国际科学数据中心认证。随着我国《科学数据管理办法》于2018年3月出台,我国科学数据中心也面临着提高专业化水平和国际化影响的紧迫需求。在此背景下,本文阐述分析了CoreTrustSeal认证要求的三大类条款和16项指南。介绍了成立于1988年的WDS可再生资源与环境数据中心(WDC-RRE)在实际认证工作中的做法。提出科学数据中心要加强顶层设计、重视数据编目、提高国际化水平、加强认证佐证材料准备、提高认证材料的可访问性等数据中心认证的体会和建议。WDC-RRE于2018年4月提交申请,于2019年2月正式通过CoreTrustSeal认证,成为亚洲地区地学领域第一个通过该国际认证的世界数据中心。

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

1 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.

中国海岸带及近海科学数据平台研究与开发

基于海洋数据的多样性和时空复杂性的特点,采用目前先进的大型空间数据库管理软件———Oracle9i的ArcSDE,ArcGIS桌面系统,完成了海岸带及近海科学数据平台实体的装载和组织工作,并在ArcObject组件的基础上开发了基于C/S的数据平台的前端管理系统,当前该系统可以实现面向海洋用户的遥感数据无缝拼接、多源数据多种快速查询、提取、影像数据的装载以及影像元数据的管理和修改等多种功能.该系统主要服务对象是涉及国家主管海岸带和近海专业的科研调查部门或个人,自其建立以来已经陆续开展一些应用服务,达到了理想的效果,满足了用户的需求.

地球科学知识图谱比较分析与启示:构建方法与内容视角

地球科学(以下简称地学)知识图谱将地学知识以有向图的方式进行形式化表达,具有强大的知识表达能力、开放互联能力和推理预测能力,是地学与人工智能交叉融合发展的基础设施之一,已成为当前地学研究中重要的研究热点。因此,国际上很多科学组织或团队先后开展了地学领域的知识图谱研究,并构建了一系列具有代表性的知识图谱。然而,目前尚缺乏对这些知识图谱的深入研究和分析。文章从基本情况、构建方法、主要内容及特点等方面,对当前国际上主要的地学领域知识图谱进行了系统的比较分析,并在此基础上,指出了对未来地学知识图谱研究的启示:从构建方法上,应构建地学知识图谱统一表达模型,建立融合多源、多模态数据的知识源,研究地学知识表示与计算方法;从内容上,应加强地学知识时空特征描述,考虑地学知识复杂时空关系和推理规则;从应用上,应发展地学知识质量评估和修正方法,提升地学知识图谱应用成效。