地球信息圖譜

地球信息圖譜第一頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日主要內(nèi)容1地球信息圖譜產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)2地球信息圖譜的定義和內(nèi)涵3地球信息圖譜的建立與傳輸理論4地球信息圖譜的應(yīng)用第二頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

地球信息圖譜地球信息圖譜是由遙感、地圖數(shù)據(jù)庫(kù)與地理信息系統(tǒng)的大量地球信息，經(jīng)過(guò)圖形思維與抽象概括，并以計(jì)算機(jī)多維動(dòng)態(tài)可視化技術(shù)顯示地球系統(tǒng)及各要素和現(xiàn)象的宏觀、中觀與微觀的時(shí)空變化規(guī)律。同時(shí)經(jīng)過(guò)空間模型與地學(xué)認(rèn)知的深入分析研究，進(jìn)行推理、反演與預(yù)測(cè)，形成對(duì)事物和現(xiàn)象更深層次的認(rèn)識(shí)，有可能總結(jié)出重要的科學(xué)規(guī)律。在此基礎(chǔ)上為經(jīng)濟(jì)與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的宏觀規(guī)劃決策與環(huán)境治理、防災(zāi)減災(zāi)對(duì)策的制定，提供重要科學(xué)依據(jù)與明確的具體結(jié)論。第三頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

地球信息圖譜遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、數(shù)字地圖、計(jì)算機(jī)制圖與多媒體電子地圖等技術(shù)的迅速發(fā)展為地球信息的獲取、加工、顯示和傳輸提供了有效方法，而計(jì)算機(jī)技術(shù)及其人工智能為地球信息圖譜的信息分析處理、可視化、三維及動(dòng)態(tài)顯示提供了技術(shù)手段。地球系統(tǒng)科學(xué)和地球信息科學(xué)的發(fā)展，為地球信息圖譜的研究奠定了科學(xué)基礎(chǔ)，而數(shù)字地球的發(fā)展為地球信息圖譜的建立提供了非常豐富且取之不盡的信息源和數(shù)字地球的應(yīng)用需求。第四頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

1.1地球信息圖譜產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)（1）地理信息圖譜的產(chǎn)生地球信息圖譜是在陳述彭院士的倡導(dǎo)下，以地球空間信息認(rèn)知理論為基礎(chǔ)，以遙感、地理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信、虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)制圖技術(shù)為支撐發(fā)展起來(lái)的一種時(shí)空復(fù)合分析方法論。第五頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

1.1地球信息圖譜產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)（1）地理信息圖譜的產(chǎn)生

地球信息圖譜單元是地球信息圖譜的"基本功能單元體"，是由內(nèi)部性質(zhì)相對(duì)均一的地理區(qū)域空間單元和內(nèi)部事件相對(duì)均一的地理過(guò)程時(shí)間單元合成的，是地學(xué)家組織地理信息，建立概念計(jì)算模型或者數(shù)理模擬模型、以反演歷史世界、理解和認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)世界以及推導(dǎo)和預(yù)測(cè)未來(lái)世界地理規(guī)律的基本時(shí)空復(fù)合體單元。第六頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

1.1地球信息圖譜產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)（1）地理信息圖譜的產(chǎn)生圖譜單元與地理單元一樣，也是多級(jí)別、多尺度的?？梢砸罁?jù)時(shí)空尺度的不同、研究目的的不同，以及特定的原則，進(jìn)行分級(jí)與分類，建立自己一系列的分類體系和分級(jí)體系，以此為不同的研究任務(wù)服務(wù)。第七頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

1.1地球信息圖譜產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)（2）地理信息圖譜的發(fā)展基礎(chǔ)隨著信息時(shí)代的到來(lái)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，GPS、RS、GIS、地圖學(xué)四者相結(jié)合并在地球系統(tǒng)科學(xué)和信息科學(xué)基礎(chǔ)上誕生了地球信息科學(xué)，同時(shí)受物理圖譜、生物信息基因圖譜的測(cè)示與繪制迅速發(fā)展的啟示，在傳統(tǒng)的地學(xué)圖譜基礎(chǔ)上，由陳述彭院士等倡導(dǎo)，開始了地球信息圖譜的探討和研究。第八頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

1.1地球信息圖譜產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)（2）地理信息圖譜的發(fā)展基礎(chǔ)地球信息圖譜是在現(xiàn)代空間技術(shù)和信息技術(shù)基礎(chǔ)上，GPS、RS、GIS、因特網(wǎng)等先進(jìn)的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，以及定位觀測(cè)臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，獲取與處理信息的手段有很大改進(jìn)，從而所取得的地球信息資源極大豐富，為地球信息圖譜的建立提供了很好的信息基礎(chǔ)。第九頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

1.1地球信息圖譜產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)（2）地理信息圖譜的發(fā)展基礎(chǔ)地球系統(tǒng)科學(xué)和地球信息科學(xué)為地球信息圖譜的發(fā)展奠定了科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)。

A.隨著地球系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展，對(duì)地球表層復(fù)雜巨系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)不斷深入，為地球信息圖譜的建立提供了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。B.地理信息系統(tǒng)、多媒體、互聯(lián)網(wǎng)以及虛擬技術(shù)都為地球信息圖譜的建立提供了強(qiáng)有力的技術(shù)方法和手段。其中包括三維、多維和動(dòng)態(tài)變化的可視化，各種智能化分析應(yīng)用軟件、多媒體電子地圖與互聯(lián)網(wǎng)地圖制作技術(shù)等，為地球信息圖譜的建立和發(fā)展創(chuàng)造了條件。第十頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日主要內(nèi)容1地球信息圖譜產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)2地球信息圖譜的定義和內(nèi)涵3地球信息圖譜的建立與傳輸理論4地球信息圖譜的應(yīng)用第十一頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2地球信息圖譜的定義和內(nèi)涵2.1地理信息圖譜的定義地球信息圖譜是由遙感、地圖數(shù)據(jù)庫(kù)、地理信息系統(tǒng)與數(shù)字地球的大量數(shù)字信息，經(jīng)過(guò)圖形思維與抽象概括，并以計(jì)算機(jī)多維與動(dòng)態(tài)可視化技術(shù)，顯示地球系統(tǒng)及各要素和現(xiàn)象空間形態(tài)結(jié)構(gòu)與時(shí)空變化規(guī)律的一種手段與方法。同時(shí)這種空間圖形譜系經(jīng)過(guò)空間模型與地學(xué)認(rèn)知的深入分析，可進(jìn)行推理、反演與預(yù)測(cè)，形成對(duì)事物和現(xiàn)象更深層次的認(rèn)識(shí)，有可能總結(jié)出重要的科學(xué)規(guī)律，在此基礎(chǔ)上為經(jīng)濟(jì)與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的規(guī)劃決策與環(huán)境治理、防災(zāi)減災(zāi)對(duì)策的制定，提供重要的科學(xué)依據(jù)與明確的具體結(jié)論。第十二頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.2地球信息圖譜與地學(xué)圖譜區(qū)別（1）地學(xué)圖譜在時(shí)間演化過(guò)程的系統(tǒng)中，能同時(shí)表達(dá)空間差異的地圖，都可以稱為地學(xué)圖譜。從嚴(yán)格的意義講，地學(xué)圖譜是指按照一定指標(biāo)遞變規(guī)律或分類規(guī)律排列的一組能夠反映地學(xué)空間分布規(guī)律的地圖、圖表、曲線或圖像等。它具有圖譜的一般特征，即通過(guò)圖形反映內(nèi)在規(guī)律，是對(duì)地理空間格局的真實(shí)表達(dá)，并可借助于其規(guī)律來(lái)推測(cè)未來(lái)。圖譜借助于計(jì)算機(jī)可視化與虛擬技術(shù)，能多維地、動(dòng)態(tài)地顯示地球各類現(xiàn)象的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征與時(shí)空演變規(guī)律。第十三頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.2地球信息圖譜與地學(xué)圖譜區(qū)別（1）地學(xué)圖譜①大地構(gòu)造圖譜。除常規(guī)大地構(gòu)造圖的內(nèi)容外，還可表示不同構(gòu)造體系的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化，并且總結(jié)歸納出各種構(gòu)造模式，按一定規(guī)則排序。②地震圖譜。除常規(guī)地震震中分布外，可增加地震成因類型(同地質(zhì)構(gòu)造與活動(dòng)斷層關(guān)系等)與時(shí)空變化規(guī)律。同時(shí)總結(jié)出各種地震模式,按一定規(guī)則排序。

第十四頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.2地球信息圖譜與地學(xué)圖譜區(qū)別（1）地學(xué)圖譜③水系圖譜。表示除詳細(xì)水系與水網(wǎng)密度外，還增加不同水系結(jié)構(gòu)特征及時(shí)空演變過(guò)程,以及河流流量的時(shí)空變化規(guī)律，并將各種水系(水網(wǎng))模式按一定規(guī)則排序。④熱帶氣旋圖譜。不只表示各月熱帶氣旋(臺(tái)風(fēng))的路徑或典型熱帶氣旋形成過(guò)程,而且可根據(jù)熱帶氣旋形成條件、演變過(guò)程與運(yùn)行路線,將各種熱帶氣旋有規(guī)則地排序,并歸納不同類型熱帶氣旋模式,作為預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的依據(jù)。第十五頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.2地球信息圖譜與地學(xué)圖譜區(qū)別（1）地學(xué)圖譜⑤垂直帶譜。表示不同氣候帶、不同干濕區(qū)及不同地形的垂直變化形成的自然景觀與生態(tài)、環(huán)境的垂直結(jié)構(gòu)變化(包括地形、氣候、植被、土壤、土地利用、農(nóng)業(yè)等特征)并且有規(guī)則地排序。⑥植物圖譜。不只表示不同氣候帶、不同干濕區(qū)的植被類型,而且還顯示植被時(shí)空演變及復(fù)原植被，并以一定規(guī)則排序。第十六頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.2地球信息圖譜與地學(xué)圖譜區(qū)別（1）地學(xué)圖譜地學(xué)圖譜反映的是研究對(duì)象整體所具有的共性，即概括了所有個(gè)體特例后，所歸納出的共性，具有通用性。地圖的主要功能是現(xiàn)象的載體，而圖譜則表達(dá)有效的信息，更突出地反映出事物和現(xiàn)象的時(shí)空變化規(guī)律。第十七頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.2地球信息圖譜與地學(xué)圖譜區(qū)別（1）地學(xué)圖譜

地學(xué)圖表可以用來(lái)描述現(xiàn)象的現(xiàn)狀，表達(dá)其有序的空間格局，是一種宏觀規(guī)律的外部表現(xiàn)，多為可感知的現(xiàn)象。地學(xué)圖譜則需要經(jīng)過(guò)推理、演化得到，它反映內(nèi)在規(guī)律，地學(xué)圖表表現(xiàn)的是靜態(tài)現(xiàn)象特征，而地學(xué)圖譜則表現(xiàn)動(dòng)態(tài)現(xiàn)象特征，包括方向性、動(dòng)態(tài)性等。地學(xué)圖表表現(xiàn)空間單元特征，地學(xué)圖譜則表現(xiàn)事件發(fā)生與發(fā)展的起點(diǎn)和過(guò)程。第十八頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.2地球信息圖譜與地學(xué)圖譜區(qū)別（2）地球信息圖譜地球信息圖譜是在現(xiàn)代空間技術(shù)和信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)通過(guò)遙感、計(jì)算機(jī)制圖與地理信息系統(tǒng)得到的大量地球信息的空間分析與地學(xué)認(rèn)知的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)圖形思維與抽象概括，并以計(jì)算機(jī)多維和動(dòng)態(tài)可視化技術(shù)，揭示出地球系統(tǒng)及其各要素和現(xiàn)象的空間形態(tài)結(jié)構(gòu)與時(shí)空演變規(guī)律的信息圖譜形式。

第十九頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.2地球信息圖譜與地學(xué)圖譜區(qū)別（2）地球信息圖譜地球信息圖譜是按照一定指標(biāo)遞變規(guī)律或分類規(guī)律排列的一組能夠反映地球科學(xué)空間規(guī)律的數(shù)字地圖、圖表、曲線或圖像。一般由三部分多組成：一是系列圖；二是描述性參數(shù)（數(shù)字、符號(hào)等）和數(shù)學(xué)模型；三是在建?；A(chǔ)上對(duì)地物特征的重組和虛擬。地球信息圖譜是采用圖形思維中的抽象概括方法和信息發(fā)現(xiàn)中的數(shù)據(jù)挖掘方法，對(duì)大量的地球科學(xué)信息進(jìn)行分析加工的成果結(jié)晶。第二十頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.2地球信息圖譜與地學(xué)圖譜區(qū)別（2）地球信息圖譜地球信息圖譜是形、數(shù)、理的有機(jī)結(jié)合，其宗旨是：用比較簡(jiǎn)單的圖形——模式——模型規(guī)律去理解、表達(dá)和虛擬復(fù)雜的地學(xué)現(xiàn)象。

形

是指地圖、圖像和表格等；數(shù)

是指定量化的模型與方法，理是指機(jī)理、規(guī)則和知識(shí)等。地球信息圖譜理論不僅包括地球信息的表達(dá)、表現(xiàn)形式的研究，信息獲取、分析、分解、綜合和解譯的數(shù)理解析方法的研究，信息的發(fā)生、傳輸、認(rèn)知的機(jī)理機(jī)制的研究，也包括上述表現(xiàn)形式、數(shù)理解析方法和機(jī)理機(jī)制的關(guān)系研究。第二十一頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.2地球信息圖譜與地學(xué)圖譜區(qū)別（3）地學(xué)圖譜與地球信息圖譜的差異

地球信息圖譜是由地圖和地學(xué)圖譜進(jìn)一步發(fā)展而來(lái)的，是屬于信息時(shí)代的產(chǎn)物。從一定意義上講，它不僅是一種比現(xiàn)有地球信息產(chǎn)品（地圖）更高一層次的產(chǎn)品，也是一種全新的信息研究和表達(dá)手段。

第二十二頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.2地球信息圖譜與地學(xué)圖譜區(qū)別（3）地學(xué)圖譜與地球信息圖譜的差異①地學(xué)圖譜是以地圖、遙感影像、調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料為主，而地球信息圖譜具有極其豐富的數(shù)字化的信息來(lái)源。鑒于對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的建立，3S技術(shù)的提高，圖像與各種信息分析處理技術(shù)與軟件的改進(jìn)，遙感、臺(tái)站網(wǎng)絡(luò)、調(diào)查統(tǒng)計(jì)、電子地圖以及GIS、數(shù)字地球?yàn)榈厍蛐畔D譜提供豐富的、源源不斷的各種數(shù)字化的信息源，為地球信息圖譜的建立創(chuàng)造了良好的條件。第二十三頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.2地球信息圖譜與地學(xué)圖譜區(qū)別（3）地學(xué)圖譜與地球信息圖譜的差異②地學(xué)圖譜以抽象概括的二維圖形或以系列圖形式表示事物和現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)變化，而地球信息圖譜通過(guò)計(jì)算機(jī)可視化，顯示事物和現(xiàn)象抽象概括的三維圖形及空間動(dòng)態(tài)變化，或隨時(shí)間的多維圖形連續(xù)序列變化。

即使圖譜采用地貌暈渲或透視寫景方法顯示三維立體效果，但只能固定一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)透視方向，而信息圖譜可顯示任一透視方向。第二十四頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.2地球信息圖譜與地學(xué)圖譜區(qū)別（3）地學(xué)圖譜與地球信息圖譜的差異③地學(xué)圖譜在顯示事物和現(xiàn)象的時(shí)空分布規(guī)律時(shí)，只能補(bǔ)充有限的插圖、圖表、數(shù)據(jù)，而地球信息圖譜擁有數(shù)據(jù)庫(kù)作依托，可通過(guò)查詢檢索獲取更多的相關(guān)信息與各種數(shù)據(jù)。第二十五頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.2地球信息圖譜與地學(xué)圖譜區(qū)別（3）地學(xué)圖譜與地球信息圖譜的差異④地學(xué)圖譜只能表示最終結(jié)果，修改與更新資料比較困難，而地球信息圖譜可以通過(guò)交互式操作系統(tǒng)（人機(jī)對(duì)話），改變分類、分級(jí)，或改變數(shù)學(xué)模型與變量參數(shù)，或設(shè)定不同的邊界條件，選擇最佳決策方案。而且在數(shù)據(jù)庫(kù)與計(jì)算機(jī)條件下，地球信息圖譜的資料更新與圖譜的修改也比較容易。第二十六頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

（3）地學(xué)圖譜與地球信息圖譜的差異⑤地球信息圖譜可建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，借助于較多的分析應(yīng)用軟件，提出各種具體明確的應(yīng)用方案，而且可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬分析、地理過(guò)程分析，反演過(guò)去，預(yù)測(cè)未來(lái)。2.2地球信息圖譜與地學(xué)圖譜區(qū)別第二十七頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.3地球信息圖譜建立過(guò)程與步驟地球信息圖譜的設(shè)計(jì)與建立的過(guò)程，實(shí)際是一個(gè)分析研究和探索的過(guò)程，比地圖的編制要復(fù)雜和困難得多。地圖信息傳輸模式與地球信息圖譜的生成與傳輸模式對(duì)比：第二十八頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.3地球信息圖譜建立過(guò)程與步驟地圖信息傳輸模式

第二十九頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.3地球信息圖譜建立過(guò)程與步驟地學(xué)信息圖譜的生成與傳輸模式第三十頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.3地球信息圖譜建立過(guò)程與步驟地球信息圖譜建立的步驟：①根據(jù)圖譜設(shè)計(jì)和建立的要求，從各類數(shù)據(jù)庫(kù)中提取所需信息，或采取某些手段補(bǔ)充獲取新的信息。并進(jìn)行分類、分級(jí)，必要時(shí)建立新的分類與分級(jí)體系。②找出所有分布的類型，然后按信息圖譜類型的定性與定量指標(biāo)進(jìn)行綜合集成，并確立各類圖譜的分布范圍與界線。第三十一頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.3地球信息圖譜建立過(guò)程與步驟③在進(jìn)一步抽象概括的基礎(chǔ)上，建立數(shù)學(xué)模型，以便圖形思維與模型分析相結(jié)合，進(jìn)行信息挖掘、知識(shí)發(fā)現(xiàn)及地學(xué)認(rèn)知，找出規(guī)律，或根據(jù)需要，制定供選擇的應(yīng)用方案。④進(jìn)行信息圖譜的多維與動(dòng)態(tài)可視化設(shè)計(jì)。以更好地顯示空間與時(shí)間的分布規(guī)律和動(dòng)態(tài)變化，反映己認(rèn)知的規(guī)律或具體明確的應(yīng)用方案。⑤建立信息圖譜的數(shù)據(jù)庫(kù)和建立各項(xiàng)指標(biāo)的查詢檢索系統(tǒng)。第三十二頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.4地球信息圖譜的分類與展望地球信息圖譜的內(nèi)容主要是反映事物與現(xiàn)象的分類系統(tǒng)、空間格局、發(fā)展過(guò)程與成因機(jī)制及相互關(guān)系。因此可按地球信息圖譜的性質(zhì)區(qū)分為：分類系統(tǒng)（按性質(zhì)劃分類型）圖譜，如動(dòng)物圖譜、植物圖譜、昆蟲圖譜、土壤圖譜等；空間格局圖譜（區(qū)域格局），如地質(zhì)構(gòu)造圖譜、山地垂直帶圖譜、水系圖譜、海岸帶圖譜、交通（運(yùn)輸）網(wǎng)絡(luò)圖譜等；發(fā)展過(guò)程圖譜（時(shí)空變化），如熱帶氣旋圖譜、環(huán)境污染圖譜、城鎮(zhèn)發(fā)展圖譜等。

（1）按信息圖譜的對(duì)象與性質(zhì)分類第三十三頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.4地球信息圖譜的分類與展望地球信息圖譜涉及從全球到較小的區(qū)域，尺度相差很大，從而所反映的時(shí)空分布規(guī)律差異很大。因此有必要?jiǎng)澐值貙W(xué)宏觀信息圖譜（大尺度）、中觀信息圖譜（中尺度）和微觀信息圖譜（小尺度）。（2）按信息圖譜尺度分類第三十四頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

2.4地球信息圖譜的分類與展望征兆信息圖譜反映事物和現(xiàn)象的狀況及異常變化或存在的問(wèn)題，為進(jìn)一步分析與推理提供基礎(chǔ)信息與格式化數(shù)據(jù)；診斷信息圖譜針對(duì)怔兆信息圖譜所反映的問(wèn)題與征兆，借助于各種定量化分析模型與工具，找出問(wèn)題的癥結(jié)，并進(jìn)行分類處理，即把過(guò)去對(duì)某一區(qū)域的認(rèn)識(shí)，通過(guò)圖形綜合分析，以圖譜形式實(shí)現(xiàn)區(qū)域診斷；實(shí)施信息圖譜是以診斷信息圖譜為依據(jù)，通過(guò)改變各種邊界條件，提出不同調(diào)控條件下的決策與實(shí)施方案。（3）按信息圖譜的應(yīng)用功能分類第三十五頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日主要內(nèi)容1地球信息圖譜產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)2地球信息圖譜的定義和內(nèi)涵3地球信息圖譜的建立與傳輸理論4地球信息圖譜的應(yīng)用第三十六頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

3地球信息圖譜的建立與傳輸理論地球信息圖譜的設(shè)計(jì)與建立的過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)分析研究和探索的過(guò)程，需要綜合采用地學(xué)機(jī)理探索、地學(xué)信息的時(shí)空分析和規(guī)律挖掘、計(jì)算機(jī)模式識(shí)別、地學(xué)信息的可視化，以及信息重組和虛擬現(xiàn)實(shí)等各種技術(shù)，產(chǎn)生具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的地學(xué)信息產(chǎn)品。第三十七頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

3地球信息圖譜的建立與傳輸理論首先，表現(xiàn)對(duì)信息圖譜進(jìn)行廣泛的收集與深入的分析，對(duì)圖譜的研究對(duì)象（地學(xué)要素、地學(xué)現(xiàn)象、地理區(qū)域）進(jìn)行深入研究與認(rèn)識(shí)，掌握其時(shí)空格局和規(guī)律；其次，進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的抽象和概括，即從研究對(duì)象中抽象出基本的組成單元，逐個(gè)描繪這些單元不同的形態(tài)圖形并盡量列舉，形成圖譜；再次，建立定性定量指標(biāo)體系與數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行計(jì)算機(jī)多維與動(dòng)態(tài)可視化設(shè)計(jì)，使圖譜具有計(jì)算機(jī)模式識(shí)別和虛擬現(xiàn)實(shí)的功能；最后，在建立數(shù)據(jù)庫(kù)和檢索體系的基礎(chǔ)上，形成完整的圖形譜系。

第三十八頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

3地球信息圖譜的建立與傳輸理論地球的許多現(xiàn)象非常復(fù)雜,一是現(xiàn)象本身時(shí)空演變過(guò)程與機(jī)制非常復(fù)雜,二是在發(fā)生發(fā)展過(guò)程中,它又受許多因素的影響和作用。圖譜不只是反映現(xiàn)象的空間分布特征與區(qū)域差異,而且揭示出與本身成因機(jī)制、演變過(guò)程同形態(tài)結(jié)構(gòu)相聯(lián)系的更深層次的規(guī)律。第三十九頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

3.1地球信息圖譜模型地球信息圖譜與數(shù)學(xué)模型是從不同側(cè)面對(duì)地理事物進(jìn)行描述的不同方法。圖譜形象直觀，而數(shù)學(xué)模型抽象精確。圖譜容易發(fā)揮人的形象思維能力，借助于圖形可以將多維的空間信息展現(xiàn)與2維地圖上，并通過(guò)譜又將它聯(lián)系在一起，從而實(shí)現(xiàn)降維，有助于對(duì)模擬的地理事物及其過(guò)程的理解，進(jìn)而改進(jìn)抽象的數(shù)學(xué)模型；而數(shù)學(xué)模型可以克服圖譜想象思維精確性的不足。因此，地球信息圖譜是傳統(tǒng)的圖譜和數(shù)學(xué)模型的統(tǒng)一體。第四十頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

3.1地球信息圖譜模型圖譜和數(shù)學(xué)模型都具有反演時(shí)空變化的功能。圖譜是從形象思維的角度進(jìn)行，而數(shù)學(xué)模型是從抽象思維的角度開展的。數(shù)學(xué)模型是眾多模型類型中的一種，是對(duì)所研究?jī)?nèi)容中最重要問(wèn)題的數(shù)學(xué)表達(dá)。模型可以說(shuō)是用物理或數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)對(duì)一些問(wèn)題基本要素的規(guī)范化表達(dá)。（1）地球信息圖譜的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)第四十一頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

3.1地球信息圖譜模型數(shù)學(xué)模型由5部分組成：①外部變量：影響系統(tǒng)的外部性質(zhì)，其中可以控制的變量稱為控制變量；②狀態(tài)變量：描述系統(tǒng)的狀態(tài)；③數(shù)學(xué)方程：用來(lái)描述生物和自然過(guò)程及其空間動(dòng)態(tài)，表達(dá)外部變量和狀態(tài)變量之間的關(guān)系；④參數(shù)：在過(guò)程的數(shù)學(xué)表達(dá)中，起著參數(shù)的作用；⑤通用常數(shù)：通過(guò)大量的案例研究確定的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，不隨時(shí)空尺度發(fā)生變化。第四十二頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

3.1地球信息圖譜模型數(shù)學(xué)模型一般說(shuō)來(lái)，可分為8大類：①經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停河糜诒磉_(dá)一個(gè)系統(tǒng)的行為而不解釋其因果關(guān)系的模型；②解釋模型：通過(guò)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)和功能要素來(lái)闡明一種過(guò)程的模型；③靜態(tài)模型：用于描述某一時(shí)間系統(tǒng)特定現(xiàn)象；④動(dòng)態(tài)模型：通過(guò)微分方程來(lái)描述狀態(tài)變量；⑤確定性模型：不包含隨機(jī)變量的模型；⑥隨機(jī)模型：包含隨機(jī)變量而且運(yùn)行結(jié)果不確定的模型；⑦解析模型：有定解的模型；⑧模擬模型：只有數(shù)值解的模型。第四十三頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

3.1地球信息圖譜模型與地球信息圖譜理論中的征兆圖譜、診斷圖譜和實(shí)施圖譜對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型的研究重點(diǎn)集中于變化探測(cè)模型、綜合評(píng)價(jià)模型和發(fā)展探測(cè)模型。（2）與地球信息圖譜理論相對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型第四十四頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

3.1地球信息圖譜模型變化探測(cè)模型所謂變化探測(cè)可定義為通過(guò)分析一個(gè)對(duì)象或現(xiàn)象在不同時(shí)期的狀態(tài)，來(lái)提取有關(guān)變化信息的過(guò)程。

自20世紀(jì)70年代以來(lái)，已有許多此類模型問(wèn)世。如單變量圖像區(qū)別模型，圖像比例模型，后分類比較模型，直接多期分類模型，植被指數(shù)區(qū)別模型，變化向量分析模型，背景消除模型，圖像回歸模型，變化信息集成模型，和基于曲線論的變化探測(cè)模型等。第四十五頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

3.1地球信息圖譜模型總和評(píng)價(jià)模型

綜合評(píng)價(jià)模型包括兩方面的內(nèi)容。以生態(tài)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)為例，一方面，生態(tài)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)被看作是環(huán)境影響評(píng)價(jià)的延伸，環(huán)境影響評(píng)價(jià)是預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)一個(gè)行動(dòng)對(duì)環(huán)境沖擊的過(guò)程，其結(jié)論被用作決策的依據(jù)；另一方面，戰(zhàn)略環(huán)境評(píng)價(jià)是與可持續(xù)發(fā)展緊密聯(lián)系在一起的，如為了保證可持續(xù)發(fā)展，土地利用絕對(duì)不能超過(guò)土地的承載能力，而為了保證土地利用不超過(guò)土地承載能力，就必須進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)。

第四十六頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

3.1地球信息圖譜模型發(fā)展預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)是決策活動(dòng)的不可缺少的組成部分。當(dāng)決策者確定了其目標(biāo)和目的之后，要對(duì)環(huán)境因素進(jìn)行預(yù)測(cè)，再采取相應(yīng)的措施以保證既定目標(biāo)和目的的實(shí)現(xiàn)。預(yù)測(cè)一般分為短期、中期和長(zhǎng)期等。預(yù)測(cè)模型可分為定性預(yù)測(cè)模型和定量預(yù)測(cè)模型兩種。第四十七頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

3.2地球信息圖譜發(fā)展歷程地球信息圖譜是一種地理時(shí)空分析方法論。它是現(xiàn)代技術(shù)和方法與我國(guó)傳統(tǒng)研究成果相結(jié)合的產(chǎn)物，它的發(fā)展經(jīng)歷了4個(gè)階段：景觀制圖實(shí)驗(yàn)，圖譜概念的提出，圖譜方法的應(yīng)用和地球信息圖譜理論的形成。第四十八頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

3.2地球信息圖譜發(fā)展歷程1955－1956年，在太湖東西洞庭山進(jìn)行了綜合景觀制圖實(shí)驗(yàn)，將景觀綜合圖劃分為相互補(bǔ)充的3類：景觀類型圖，景觀分區(qū)圖和景觀綜合剖面圖。試驗(yàn)結(jié)果表明：“景觀制圖是一個(gè)有希望、有困難，然而是有辦法解決的地理科學(xué)問(wèn)題。雖然由于這一時(shí)期的技術(shù)和方法的發(fā)展水平所限，還沒(méi)有提出一套完整的理論體系，但己看到了景觀綜合圖發(fā)展的光明前途。（1）景觀制圖實(shí)驗(yàn)第四十九頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

3.2地球信息圖譜發(fā)展歷程1961年，通過(guò)對(duì)地圖學(xué)發(fā)展的分析，提出了圖譜的概念。綜合地圖集的編制要求經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的數(shù)量統(tǒng)計(jì)，并按照類型區(qū)劃的方法加以分析，制定出可以反映區(qū)域地理特征的技術(shù)指標(biāo)，使地圖集能夠反映自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素和分布現(xiàn)象的相互制約、相互聯(lián)系及其區(qū)域歷史發(fā)展的過(guò)程。通過(guò)地理分布規(guī)律和歷史發(fā)展過(guò)程兩條線索，把地圖貫穿、交織起未，使它們成為反映區(qū)域全貌和區(qū)域特征的圖譜。（2）圖譜概念的形成第五十頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

3.2地球信息圖譜發(fā)展歷程1964年對(duì)圖譜方法的應(yīng)用作了初步總結(jié)。自然或經(jīng)濟(jì)區(qū)域綜合體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是很復(fù)雜的，既存在垂直地帶譜的變化，又具有水平地帶的不同形式的組合；圖譜不僅可以反映區(qū)域內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其分異規(guī)律，而且可以檢驗(yàn)和論證區(qū)域原則和指標(biāo)的準(zhǔn)確性。（3）圖譜方法的應(yīng)用第五十一頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

3.2地球信息圖譜發(fā)展歷程地球信息圖譜是在繼承中國(guó)傳統(tǒng)研究成果的基礎(chǔ)上，運(yùn)用衛(wèi)星遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)等當(dāng)代先進(jìn)技術(shù)和現(xiàn)代科學(xué)理論發(fā)展起來(lái)的，它是一種地理時(shí)空分析方法論。圖譜是一種源遠(yuǎn)流長(zhǎng)的中國(guó)傳統(tǒng)方式，主要運(yùn)用圖形語(yǔ)言進(jìn)行時(shí)間與空間的綜合表達(dá)與分析；地球信息圖譜則是應(yīng)用地學(xué)分析的系列多維圖解來(lái)描述現(xiàn)狀，并通過(guò)建立時(shí)空模型來(lái)重建過(guò)去和虛擬未來(lái)。

（4）地球信息圖譜理論的形成第五十二頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日主要內(nèi)容1地球信息圖譜產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)2地球信息圖譜的定義和內(nèi)涵3地球信息圖譜的建立與傳輸理論4地球信息圖譜的應(yīng)用第五十三頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

“地球信息圖譜”是一新興的學(xué)術(shù)思想，目前還處于認(rèn)識(shí)階段，對(duì)它的理解尚不很成熟，需要更多的學(xué)者和更多的研究工作來(lái)完善對(duì)其的認(rèn)識(shí).4.1數(shù)字地球與地球信息圖譜研究第五十四頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日第五十五頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

(1)在數(shù)字地球上，進(jìn)行處理、發(fā)布和查詢的信息，很大一部分與地理空間位置有關(guān)。同時(shí)，數(shù)字地球?qū)?shù)據(jù)的精度要求很高、數(shù)據(jù)量很大。因此，如此龐大而精確的地球空間信息數(shù)據(jù)是地球信息圖譜研究的重要信息源。(2)數(shù)字地球?yàn)榈厍蛐畔D譜研究提供強(qiáng)大的技術(shù)支持。(3)實(shí)施數(shù)字地球戰(zhàn)略為地球信息圖譜研究提供了良好的機(jī)遇。4.1數(shù)字地球與地球信息圖譜的研究第五十六頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

(4)數(shù)字地球思想將深化地球信息圖譜的理論研究。隨著數(shù)字地球研究的不斷深入,可以為地球信息圖譜的研究提供理論與技術(shù)基礎(chǔ)。目前興起的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)也是旨在通過(guò)對(duì)大量數(shù)據(jù)的分析,獲取新的知識(shí),其理論方面的逐步成熟對(duì)地球信息圖譜的理論與技術(shù)的研究起到推動(dòng)作用。所以,數(shù)字地球思想和數(shù)據(jù)分析與挖掘研究,也是地球信息圖譜研究的重要理論研究領(lǐng)域。(5)地球信息圖譜是數(shù)字地球分析、處理信息的重要手段，其理論研究必將推動(dòng)數(shù)字地球應(yīng)用的深入發(fā)展。4.1數(shù)字地球與地球信息圖譜的研究第五十七頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日地學(xué)圖譜的典范：中國(guó)地學(xué)界的先驅(qū)李四光的大地構(gòu)造模式；竺可楨的五千年氣候變遷，更是膾炙人口的。地學(xué)信息圖譜發(fā)展：自1998年開始，陳述彭、周成虎、承繼成、閭國(guó)年、魯學(xué)軍、岳天祥、齊清文、駱劍承、李軍等先后從不同角度介紹了地學(xué)信息圖譜的理論、技術(shù)方法和應(yīng)用實(shí)例，囊括了到目前為止在地學(xué)信息圖譜領(lǐng)域中的主要學(xué)術(shù)成果。4.2地球信息圖譜的應(yīng)用領(lǐng)域第五十八頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日地球信息圖譜應(yīng)用領(lǐng)域地球信息圖譜在地學(xué)研究領(lǐng)域中，有著極為廣泛的應(yīng)用前景：全球環(huán)境變化研究；區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)劃；資源調(diào)查和評(píng)價(jià)；環(huán)境監(jiān)測(cè)；城市規(guī)劃、減災(zāi)防災(zāi)。4.2地球信息圖譜的應(yīng)用領(lǐng)域第五十九頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日利用同一季節(jié)的時(shí)間系列的遙感圖像，提取伊洛河流域洛寧縣自1986年來(lái)土地利用演變過(guò)程，及其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)之信息圖譜。4.3.1研究區(qū)的地理背景4.3.2土地利用/土地覆被圖譜模型4.3.320年來(lái)洛寧縣土地利用變化圖譜特征4.3.4洛寧縣土地利用結(jié)構(gòu)時(shí)空變化分析4.3縣土地利用演化信息圖譜的建立第六十頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日4.3.1研究區(qū)的地理背景4.3縣土地利用演化信息圖譜的建立實(shí)驗(yàn)區(qū)（2328.50km2）位于洛河中游，屬山地景觀，海拔高度276～2,094m。這種選擇主要考慮：（1）陸地衛(wèi)星TM的一景數(shù)據(jù)（125/36）正好覆蓋該區(qū)，無(wú)拼接；（2）地貌類型齊全，有精耕細(xì)作農(nóng)業(yè)區(qū)（河谷地）和大面積林地，農(nóng)業(yè)景觀類型多樣，一定程度上反映了全流域的總體情況，是流域的一個(gè)縮影；（3）進(jìn)行過(guò)多次實(shí)地調(diào)查，便于衛(wèi)星數(shù)據(jù)解譯。第六十一頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

4.3.2土地利用/土地覆被圖譜模型4地球信息圖譜應(yīng)用第六十二頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日4.3.2土地利用/土地覆被圖譜模型

在該模型中，起點(diǎn)為空心圓，表示在時(shí)間段T0～T1之間記錄的土地利用類型起始的時(shí)刻是未知的。所有地理單元(土地單元)原有的空間·屬性一體化狀態(tài)(即土地利用類型)都記錄在起始采樣時(shí)刻T0。從T0開始，將最鄰近的兩個(gè)時(shí)刻的空間·屬性一體化狀態(tài)采用地圖代數(shù)運(yùn)算進(jìn)行數(shù)據(jù)融合-通過(guò)操作地理單元來(lái)實(shí)現(xiàn)，得到新的信息單元，它同時(shí)記錄著T0～T1，T1～T2，…兩個(gè)或者多個(gè)連續(xù)的時(shí)間段內(nèi)的空間·屬性一體化狀態(tài)(也就是屬性特征的時(shí)序變化態(tài)勢(shì))，即各時(shí)間段內(nèi)的空間·屬性·過(guò)程一體化數(shù)據(jù)，按照這樣的記錄方式，很容易提取自己所研究的地理過(guò)程的變化方式及其空間分布狀況。

4.3縣土地利用演化信息圖譜的建立第六十三頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日4.3.320年來(lái)洛寧縣土地利用變化圖譜特征土地利用圖譜分析由三個(gè)部分組成：第一：不同時(shí)序單元的土地利用圖譜，它的每一個(gè)圖譜單元都記錄了該空間單元在這個(gè)時(shí)序單元中土地利用類型的起始和終止?fàn)顟B(tài)，圖譜單元類型是由該空間單元土地利用類型的變化決定的；第二：圖譜單元列表，即主要土地利用變化類型表，按其面積進(jìn)行大小排序，由圖譜運(yùn)算得到；第三：轉(zhuǎn)移矩陣，即一定時(shí)序單元內(nèi)各土地利用類型之間轉(zhuǎn)換的面積矩陣和概率矩陣，并可利用空間數(shù)據(jù)查詢到任一轉(zhuǎn)移變化發(fā)生的空間位置。注：第一部分是整個(gè)圖譜分析的核心。

4.3縣土地利用演化信息圖譜的建立第六十四頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

1987年、1996年和1999年三個(gè)時(shí)期洛寧縣TM影像土地利用/土地覆被圖譜結(jié)果。4地球信息圖譜應(yīng)用1987年1996年1999年第六十五頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日將符合要求的分類結(jié)果進(jìn)行疊加，經(jīng)過(guò)處理之后，得到土地利用/土地覆被類型相互轉(zhuǎn)換的數(shù)量關(guān)系矩陣（表10-1、表10-2）和土地空間景觀特性數(shù)據(jù)（表10-3）。4地球信息圖譜應(yīng)用第六十六頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日第六十七頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日分別提取出不同的土地覆被類型，進(jìn)一步提取出農(nóng)業(yè)用地、未利用土地和林地轉(zhuǎn)換為其他土地覆被類型的有關(guān)數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的空間圖譜表示出來(lái)。4地球信息圖譜應(yīng)用第六十八頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日得出：圖10-7分別較好的反映了1987年到1996年、1996年到1999年農(nóng)業(yè)用地、未利用土地和林地等三種主要土地覆被類型轉(zhuǎn)換為其他土地覆被類型的空間過(guò)程?？梢钥闯?987年到1996年發(fā)生最大變化的土地覆被類型是未利用土地，而1996年到1999年發(fā)生最大變化的土地覆被類型是林地。表10-1、表10-2更好的反映了1987年到1999年洛寧縣土地利用的具體變化過(guò)程。4地球信息圖譜應(yīng)用第六十九頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期日

4.3.4洛寧縣土地利用結(jié)構(gòu)時(shí)空變化分析

4地球信息圖譜應(yīng)用（1）土地利用程度變化分析將從洛寧縣TM影像中獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)分別代入土地利用程度綜合指數(shù)和土地利用程度時(shí)空演變模型的表達(dá)式，計(jì)算后得到相應(yīng)的結(jié)果。（2）土地利用動(dòng)態(tài)變化分析利用從TM影像分類結(jié)果中獲取的洛寧縣土地利用轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，其結(jié)果為1987到1996年洛寧縣的土地利用變化動(dòng)態(tài)度為14.86，為土地利用快速變化型；1996年到1999年洛寧縣土地利用變化動(dòng)態(tài)度為11.32，為土地利用慢速變化型。第七十頁(yè)，共八十四頁(yè)，編輯于2023年，星期