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期刊信息/Journal information
地球信息科学学报
地球信息科学学报

徐冠华

双月刊

1560-8999

dqxxkx@igsnrr.ac.cn

010-64888891

100101

北京大屯路甲11号

地球信息科学学报/Journal Journal of Geo-Information ScienceCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊以地球系统信息流为主要研究对象。是探索地球信息机理、地球信息认知方法和地球信息时空图谱新学科生长点的应用基础科学。推动地球信息科学的发展与创新、全球变化与区域可持续发展的深化研究，加强国际学术交流。
正式出版
收录年代

    "新时代地图的机遇与挑战"专刊导言

    杜清运张岸任福
    1-2页
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    从第31届国际制图大会看地图制图学的研究进展

    刘纪平车向红王勇徐胜华...
    3-14页
    查看更多>>摘要：2023年8月13日至18日,第31届国际制图大会在南非开普敦举行.本文首先简要介绍了第31届国际制图大会概况.然后,在详细分析大会专题报告的基础上,重点归纳和总结了国际上地图制图学在基础理论、地图制图与地理信息技术、地图数据、地图产品、空间数据基础设施建设、公众应用、可持续发展和历史文化伦理八个方面的研究新热点,并分析得到了以下特点:一方面地图制图更加注重多要素融合制图、用户/场景体验增强和快速制图能力;另一方面,地理信息技术在多模泛在感知、大数据融合处理、人工智能分析、知识构建与服务等方面不断深化;此外,面向资源管理、生态保护、社会发展等的全球/区域/国家/城市可持续发展应用,已成为各国政府机构、科研机构、产业企业等共同努力的热点方向.另外从国际地图大赛获奖地图可以看出地图可视化方法融入了更多的现代元素和文化印记,更加注重"人-图"互动.最后,探讨了大数据与人工智能时代地图制图学在理论体系、技术方法和应用服务方面的发展趋势,并对我国地图制图学科发展与国际合作提出了建议.

    地图制图学地理信息ICA地图可视化GeoAI时空大数据SDGs人工智能

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    自动驾驶高精度地图特征分析及发展展望

    杜清运况路路任福刘江涛...
    15-24页
    查看更多>>摘要：智能网联汽车逐渐成为当代智能交通系统的不可或缺的组成部分,而作为智能网联汽车核心要素的自动驾驶高精度地图在推动交通智能化发展方面扮演着至关重要的角色.高精度地图有效地建立了驾驶员、汽车、道路环境、驾驶环境、意义环境和社会环境之间的紧密联系,推动了自动驾驶技术从L0级别逐步演进至L5级别.本文聚焦于智能网联汽车与自动驾驶高精度地图发展的迫切需求,首先对高精度地图的内涵、主流基础数据模型、概念及特点进行了介绍,强调高精度地图是实现智能网联汽车自动驾驶的全新地图数据范式;其次,浅析了高精度地图在全生命周期中的采集、构建、更新、应用、审核和管理等环节中所涉及的感知数据类型多样、地图构建方法多元、众源更新技术多种、地图应用方式多类、地图审核流程智能、地图管理模式创新等多维特征;同时,提出了一种典型的高精度地图众源更新技术路线.针对高精度地图审核当前问题,介绍了一种在线智能审图方法.以高精度地图深圳试点为案例,介绍了其应用现状及探索经验.最后,对高精度地图的发展进行了展望.

    智能网联汽车自动驾驶系统高精度地图导航电子地图众源更新地理信息地图审核人工智能

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    机器地图及其概念模型

    游雄贾奋励田江鹏杨剑...
    25-34页
    查看更多>>摘要：无人平台对复杂环境的自主认知能力是制约其广泛应用的关键问题,已成为当前地图学、人工智能、机器人等领域的研究热点.本文基于地图学的视角,交叉融合人工智能、机器人和认知科学的相关研究思路与成果,借鉴心象地图的作用功能,提出适用于无人平台认知环境的新型地图——机器地图,并对其特征进行了分析.类比心象地图的构建与运用机制,结合人工认知系统的设计决策点和核心认知能力,给出了机器地图概念模型的设计原则,提出"两环三图"的概念模型.该模型说明了机器地图与无人平台的内在联系,并勾勒出机器地图的功能部件与运行逻辑,为开展机器地图研究提供顶层框架和理论指导;类比心象地图的结构组成,提出了包含感知地图、工作地图和长时地图的机器地图逻辑构成,并分析了3类地图的内容与转化关系.在结论部分指出了机器地图的双向促进研究路线.机器地图的研究,能够提升无人自主平台对于复杂环境的认知和学习能力,也为智能时代地图学的发展探索新路径,具有十分重要的意义.

    机器地图无人自主平台心象地图持续自主学习"测制用"一体概念模型逻辑构成

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    新一代人工智能驱动下地图学研究的机遇与挑战

    张岸朱俊锴
    35-45页
    查看更多>>摘要：随着生成式人工智能(AIGC)为代表的新一代人工智能的快速发展,加速了各个学科转向人工智能驱动的科学研究,地理空间智能(GeoAI)技术在解决传统制图学任务注定会比传统的方法具有更好的性能,地图学也因此迎来了新的机遇与挑战,产生智能地图制图新领域,形成智能地图制图学.地图学研究有人工智能传统,但是过去受限于人工智能工具的计算能力等原因,并未取得很大的进展.随着进入智能化时代,人与机器都将成为制图与读图的主体.地图内容的产生经历了专家生成内容和用户生成内容的阶段,正在向人工智能生成内容阶段发展.人工智能与地图传输模型的结合衍生出智能地图传输模型,包括制图信息智能获取、智能制图、智能读图、地图信息智能解读4个环节,进而从这4个方面对智能地图的研究进展进行了分析和梳理.研究显示,使用智能化方法解决地图学问题的研究仍然处于起步阶段,人工智能与地图学结合仍存在诸多挑战,包括缺乏训练数据集、模型算法缺乏泛化能力和可解释性等,这些也是未来可以发展的方向.

    生成式人工智能智能地图制图学地理空间智能智能读图智能制图

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    学科交叉驱动的地图思维演化

    任福王昭杜清运李中...
    46-55页
    查看更多>>摘要：信息通讯技术时代,地图表达对象已着眼于物理空间、社会空间以及信息空间组成的三元空间.伴随"数字化""智能化"和"智慧化"等信息化阶段的演进,地图学知识体系也随之发生着深刻变化.在此过程中,地图思维演化成为认识、理解和构建空间思维的重要途径,可以具体提炼为"数-形-图-谱"4种思维方式."数思维"是对传统二元空间中地理实体和现象的定量化描述和表达,追求空间描述的"精度和准确";"形思维"是"数"的符号映射,以可视化形式承载人类的地理学洞察力,看重"相似与保真";"图思维"进一步完成区域事象之间关系和结构的抽象,形成意义整体,是建立"地图/GIS+行业应用"的思维基础,其基本路径涵盖隐喻启示、泛化表达和知识链接;"谱思维"是按照对象的类别或系统,采取某种特征将一系列地图编辑起来,形成具有动态演化特征的概念体系.多学科驱动下,地图"数-形-图-谱"4种思维方式在语法特征、语义功能、语用特征、实现路径、表达类型和关键技术方面都存在着显著的差异性.测绘科学更多立足于地图"数-形"思维,重在科学量度和表达地理要素的空间分布;地理学更加偏向于"图-谱"思维,重在揭示地理现象的规律与机制.

    地图学地图思维空间思维思维演化地理学测绘科学地理信息科学三元空间

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    声音地图:元素解析与符号化方法研究

    吴明光孙彦杰路威王静文...
    56-71页
    查看更多>>摘要：声音地图在描述自然人文环境、记录历史文化、辅助城市规划等方面有着较大的应用潜力.当前的声音制图以噪音制图为主,对声音景观的关注不够,还存在声源数据获取成本高,听觉信息难以视觉表达等问题.针对上述问题,本文提出一种利用带位置标签的声音数据进行声音制图的方法.首先,综合声音景观理论和城市印象理论,梳理出声音地图的四类构成元素:声音标志、声音路径、声音区域和背景声音.然后引入深度学习、空间聚类等方法,设计了从带位置标签的声音数据中解析声音地图元素,提取声音类型、声压级、频率以及情感的技术方法.在此基础上引入联觉的概念,设计了声音标志点符号、声音路径线符号和声音区域面符号,给出了它们的多变量颜色编码方案.最后,以南京仙林大学城为例,对所提出的数据分析和符号化方法进行了实验验证,结果表明本文方法在有效性和效率均优于象形符号方法.本文所提出的方法有望丰富声音数据的分析手段、丰富声音的符号化方法.

    声音地图声音景观声音情感联觉声音符号声音属性分析地图符号设计多变量符号设计

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    隐喻地图的基本理论问题

    苏世亮王令琦杜清运张江玥...
    72-84页
    查看更多>>摘要：学术界关于隐喻地图的相关研究依然处于初级探索阶段.隐喻地图的合理概念范畴、生产机制、话语生产原理、设计框架等基本理论问题尚未得到解决.针对这些局限性,本研究以隐喻地图的生成机制和话语生产原理等基本理论问题为具体突破点,首先定义符号学视角下"地图"的概念,并以此为基础从认知语言学相关理论入手,在阐释地图隐喻功能的基础上,界定了隐喻地图的基本概念及内涵,同时甄别出隐喻地图形象性和多义性两大基本特征;其次,通过厘清视觉隐喻发生的原理,解析了隐喻地图"相似性融合-相似性凸显-符号化"的生成机制;再次,引入语言符号学理论明晰了隐喻地图的话语生产原理,构建了基于"组合关系-聚合关系"的符号组构原理和"刺点生成"的语义传递法则;最后,以生成机制及话语生产原理为基础,提出了"明确主体-构建喻体-营造语境"的隐喻地图设计理论框架,并结合实际案例论证了其合理性和可操作性,以期为隐喻地图理论体系构建与实践应用提供参考.

    隐喻地图视觉隐喻生成机制话语生产符号学地图学理论专题地图设计

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    以用户地理位置为中心的兴趣点标签云

    成晓强刘仲宇吴华意唐岭军...
    85-98页
    查看更多>>摘要：以基于位置的服务(Location-Based Service,LBS)为研究场景,针对常规地图表达兴趣点的局限,结合标签云的表达优势,设计了一种以用户地理位置为中心、面向兴趣点可视化的"LBS标签云",并初步实现了一种基于标签径向移位的布局方法.LBS标签云的主要创新是将一个布局中心点引入常规标签云,并根据标签与中心点的空间关系来确定标签的摆放位置.本文设计的布局方法如下:首先,将LBS用户的地理位置作为布局中心点;然后,基于兴趣点名称生成文字标签,并根据兴趣点属性确定标签的字号、字色及其他视觉变量;最后,在极坐标下根据标签与中心点的关系计算标签的初始摆放位置及布局优先级,并按优先级将标签从初始摆放位置依次向外径向移位至与其他标签无压盖的位置.在标签移位过程中,着重考虑角度相邻关系以确保标签距离远近的顺序关系,利用四叉树剖分字形轮廓提高了标签碰撞检测的效率.实验以景点类兴趣点为例,探讨了LBS标签云在3个场景下的可用性及可扩展性.结果表明,相比常规地图,LBS标签云不仅可以展示更多的兴趣点,而且可以有效突出用户关注的信息,如兴趣点的热度、评分及通行时间等.虽然LBS标签云包含一定的距离变形,但多种视觉变量的协同有效缓解了距离变形导致的认知误差.综上,LBS标签云可完整、直观地表达兴趣点的空间分布、多维属性及其与用户位置的关系,是一种新型的、适宜用户高效认知周边环境的可视化形式.

    基于位置的服务兴趣点标签云标签地图中心型地图径向移位可视化地理信息可视化

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    增强现实地图载体的空间认知负荷特征研究

    张国永龚建华张冬
    99-109页
    查看更多>>摘要：本文依据增强现实数字地图与地理场景在时空、尺度和语义等的上下文关联性,研究并划分了包括存在上下文关联的地理实体空间载体、模型实体空间载体,以及不存在上下文关联的虚位空间载体三类AR地图载体.选取二维纸质地形晕渲图、三维打印地形实体模型、以及桌面虚位空间3种不同类型载体的AR地图为研究对象,以目标搜索和路径规划为任务目标,开展不同载体AR地图空间认知实验研究.结果表明,在2组实验中三维实体模型载体AR地图的认知负荷指数(CLI)分别为2.53和4.84均显著低于二维地图和虚位载体,具有认知负荷低、沉浸在场感强的认知特征;二维地图载体的认知负荷指数略低于虚位空间载体,但两者并无显著差异;同时,两组实验对比分析结果显示,随着任务难度提升,二维地图载体和虚位空间载体AR地图的认知负荷显著增加,但三维实体模型载体AR地图的认知负荷未显著增加,表明实体模型载体在面向复杂空间认知任务时具有较低认知负荷的优势.此外CLI和任务难度的同步变化也表明脑电数据对空间认知实验敏感,能有效反映空间认知实验过程中的认知特征变化.

    增强现实地图空间认知地图载体三维打印地形模型虚位空间认知负荷脑电实验

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