地图文化亟需传承、创新与发展——访我国著名地图学家、中国工程院院士王家耀

一千个人眼中有一千个哈姆雷特,每个人心中或许都有属于他们的瀚海和星空。地图重构地理世界也是一样,为人类创造着精神财富,这也是地图的魅力所在。在历史长河中,地图与文化相伴相生,地图用自己特有的符号表达着复杂的地理世界,成为时代的注脚。

王家耀:站在十年成果之上,正确理解现在,才能走向未来

党的十八大以来的十年间,在以习近平同志为核心的党中央领导下,我国各项事业都取得了优异的成绩,包括测绘科学技术在内的科技创新已经进入世界先进行列,地图科学技术作为测绘科学技术的分支学科之一,也取得了非凡成就.

改刊寄语

凡是过往,皆为序章。1984年,原解放军测绘学院(现解放军信息工程大学)创办《测绘科学技术学报》。历经了科技进步的日新月异、学术交流形态的发展变革、数字化浪潮的迭代重塑,《测绘科学技术学报》始终在行业发展的大潮中弘扬科学家精神、传播科研成果,成为了测绘学术研究的前沿阵地及军事测绘的一块瑰宝。连续8次入编《中文核心期刊要目总览》、3次被中国科学引文数据库核心库收录、连续12年入编中国科技核心期刊,多次获评原总参谋部优秀期刊奖、中国高校优秀科技期刊奖、全国优秀测绘地理信息期刊奖……一代代学报编辑部人筚路蓝缕、薪火相传,以对科学创新的热爱和编辑出版的执着,谱写了《测绘科学技术学报》的成就与辉煌!

地图学的守正与创新

首届“星湖杯”全国地图设计大赛(以下简称“星湖杯”)圆满落幕,作为大赛顾问,我有幸全程参与,并被这一赛事所展现的深厚底蕴与创新精神深深触动。地图学,这一跨学科的知识体系,既是地理信息的载体,也是文化传承的媒介,而此次大赛无疑是对其守正与创新理念的一次生动诠释。

时空大数据及其应用

首先从哲学时空观、国家管理和社会治理的时空观、作战指挥和军事行动的时空观、非线性复杂地理世界科学表达的时空观和大数据本质的时空观5个方面分析了时空大数据的理论依据,论述了时空大数据的内涵、构成和特征。在此基础上,给出了时空大数据应用的基础平台--时空大数据平台的内涵和功能,着重从内涵、功能、关键技术、采用标准、技术架构、服务共享特点及发展趋势等方面,综合分析比较了现行基于网络服务空间信息共享与空间数据互操作、基于网格服务的信息资源共享与协同工作和基于云计算的地理信息服务3种服务模式各自的特点。提出了基于“网格集成”与“弹性云”相结合的时空大数据平台的技术体制、关键技术及“共用时空大数据平台+”的应用概念模型,讨论了时空大数据平台在数字中国建设与数字经济发展及国家一体化算力网工程中的作用。

乡村振兴背景下黄河流域农村居民点分布格局的时空演变及其驱动力分析

本文利用景观指数、核密度估计、土地转移矩阵和地理探测器的方法,以城市群为研究单元,分析了1980-2020年黄河流域农村居民点的时空演变特征和驱动力。结果表明:①农村居民点总体用地规模在不断扩大,主要由旱地转换而来;中原城市群农村居民点密度变化最大;除关中平原城市群外,其他6个城市群农村居民点的形状变得更为规则。②农村居民点空间分布为“东南部聚集,西部、北部较分散”,呈现出更为密集的发展趋势,中原城市群变化最为明显。③农村居民点主要分布在高程1 km以下、距河流2~5 km处,其规模与距道路的距离成反比;道路是影响兰西、宁夏沿黄、关中平原和山东半岛城市群居民点分布的主要因素,而高程是影响呼包鄂榆、晋中和中原城市群居民点分布的主要因素。

关于地理信息系统与决策支持系统的探讨

首先对GIS和DSS的定义、结构及其基本功能作了简要分析 ,分析了二者进行集成的必要性和可行性 ,在此基础上提出了基于GIS的空间决策支持系统 (SDSS)作为DSS的一个新的研究分支 ,是一个解决与空间有关问题的决策支持系统。举例说明了SDSS在各领域的应用。还提出了研究知识工程。

一个用于空间聚类分析的遗传K-均值算法

空间数据挖掘是数据挖掘的一个新的分支,空间聚类分析是空间数据挖掘中的一个重要研究课题。本文在分析遗传算法及K–均值算法的优越性和不足的基础上,设计了一种遗传K-均值空间聚类分析算法,该算法兼顾了局部收敛和全局收敛性能。实验表明,其结果优于传统K-均值聚类方法及单纯的遗传算法聚类。

让城市更智慧

起步于20世纪90年代末期的中国"数字城市"建设取得了许多成就,但也存在不少问题。随着物联网和云计算等新一代信息技术的兴起、发展和产业化,为解决"数字城市"面临的问题提供了新的机遇,这就导致了"智慧城市"的提出。"数字城市"必然走向"智能城市",两者既有联系又有区别,"智慧城市"是"数字城市"的发展,有着不同于"数字城市"的新特征。物联网与云计算是"智慧城市"的战略技术支撑。"智慧城市"的应用涉及到城市运作的方方面面,其根本目的与任务是让城市更智慧,本质是让作为城市主体的人更智慧。

时空GIS的研究与进展

时空GIS是建立在时态数据库、GIS、人工智能等基础上的一种综合型应用性技术,其研究对象是时空世界中遵循着诞生、成长、生存,直至死亡等自然规律的事物和现象的时空信息。虽然时空GIS在理论和实践等环节的研究还不十分成熟,但它是未来GIS发展的一个必然趋势。本文主要在介绍时空GIS的研究意义的基础上,总结概括了时空GIS的概念、发展历史和现状,并对时空GIS研究的难点和方向进行了剖析。

数字高程模型及其数据结构

简要介绍了DTM的提出和应用情况,并对数字地面模型(DTM)、数字高程模型(DEM或DHM)、数字地形模型(DGM)等三个概念进行了论述,说明了它们的区别和联系,详细论述了离散点、不规则三角形、等高线、断面线和规则格网等几种数字高程模型的数据结构,并对不同数据结构的数字地面模型的特征进行了比较。

论地图学的属性和地图的价值

地图学和地图对测绘学和地理学来说都是十分重要的。不同历史时期的专家学者们对地图学的属性和地图的价值有不同的认识。本文从科学、技术、工程3个方面讨论了地图学的基本属性,总结了地图的科学价值、社会价值、法理价值和军事价值,对深刻理解地图学的基本属性和地图的价值,推动地图学和地图的健康、持续发展具有参考意义。

基于相似性保持和特征变换的高维数据聚类改进算法

提出一种基于相似性保持和特征变换的高维数据聚类改进算法。首先,通过相似性度量函数计算得到高维空间对象相似度矩阵,并利用近邻法、Floyd最短路径算法将相似度矩阵转换为最短路径距离矩阵;然后,将高维特征变换转化为遗传优化问题,利用特征变换降维后的二维数据进行k-均值聚类,并根据(高维坐标,降维后二维坐标)值进行RBF神经网络训练,当新对象输入时,利用训练好的神经网络对其进行二维映射,通过判断该对象与各聚类簇中心距离的远近获得其归属;最后,通过试验验证了改进相似性度量函数能够有效表达高维数据对象间的相似性,且基于特征变换的降维方法具有可操作性。

地理信息系统的演进与发展

分析了地理信息系统产生和发展的背景、地理信息系统软件体系结构和开发模式的发展变化,并基于开放的思想提出地理信息系统将向以网络服务和网格服务为主要形式的开放式GIS方向发展,以实现地理信息的共享与空间数据互操作以及信息资源共享与协同解决问题。

制图综合知识及其应用

阐述了制图综合知识的概念、结构和组织方法,提出了基于制图综合知识的综合任务提取、综合算法与结果的评估、综合操作监控以及基于知识的制图综合任务存储等原理和方法。实验表明,制图综合知识的使用,对制图综合各个环节的评价提供了依据,对综合自动化程度的提高有着重要的推动作用。

论网格与网格地理信息系统

文中论述和分析了网格、空间信息网格和地图上的格网等概念。在分析目前WebGIS的主要关键技术及实际功能和效果的基础上,从软件和数据两个方面分析了目前WebGIS存在的问题及其原因。针对目前WebGIS对于网格技术的不适应性,提出了关于基于多智能代理的网格地理信息系统的思考,论述了代理、移动代理和智能代理及其优势,给出了系统的体系结构,并对系统客户端、服务器及其智能代理技术进行了说明,研究了系统中移动代理的设计、迁移机制、巡回路线规划和通信机制等。最后给出了初步的结论和讨论意见。

《苏州市影像地图集》的设计与研制

影像地图集作为地图产品的一种表现形式,它是将直接复照客观现象的航空(遥感)信息与经过专业人员加工的地理信息有机地融合在一起,帮助人们科学地、客观地、系统地、直观形象地认知地理环境,正确理解地理现象的空间关系。结合《苏州市影像地图集》的设计与研制,着重讨论该图集的总体设计、表示内容和表示方法、资料的选取和处理以及数码打样、计算机直接制版新工艺流程等几个主要技术问题,为今后基于高分辨率航空(遥感)影像生产影像地图集在理论、方法和技术上提供参考。

地理国情与复杂系统

研究地理国情复杂系统的意义在于合理表达"资源—环境—生态—经济—社会"系统的综合复杂关系。针对我国地理国情统计分析工作所面临的研究内容不统一、范围不一致、目标不明确等问题,本文基于复杂系统理论和协调度分析方法,分别从概念、理论与方法的角度探讨并设计了相应的解决途径。通过对地理国情、地理国情普查、地理国情统计分析的概念以及三者间的关系分析,明确和界定了地理国情的统计内容和分析范围,具体化了地理国情统计分析目标;对比分析了地理国情与复杂系统的基本特征,以及协调度分析与地理国情统计分析的目标一致性,提出了地理国情复杂系统的概念,并对其进行了定量描述;复杂系统理论为地理国情统计分析提供了新的理论指导,协调度为地理国情统计分析提供了新思路。在此基础上设计了地理国情复杂系统的测度方法和决策分析方案。通过地理国情复杂系统协调度从宏观上分析总体趋势,结合各子系统间协调度和单系统协调度从微观上确定修复方向,并制定具体改进策略,从而实现地理国情统计分析的宏观目标。

海图水深综合的人工神经元网络方法

水深或水深点是海图的重要内容，水深综合是海图制图综合的重要方面，也是海图制图综合的难题之一。本文在分析海图水深综合要求的基础上，研究了水深综合的神经元网络的网络结构与作业策略、网络参数、网络学习、网络实现，并给出了实验结果。

基于遗传算法的制图综合模型研究

在指出制图综合大部分问题可以看作是优化问题的基础上,创造性地将遗传算法引入制图综合研究中,建立了基于遗传算法的制图综合模型。以点群目标选取为例,对基于遗传算法的制图综合模型中编码、适应度函数等关键性问题进行了深入的探讨。实验结果表明,基于遗传算法的制图综合模型是解决数字地图环境下自动综合问题的一条全新而可行的思路。