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矢量数据多尺度空间索引方法的研究

武汉大学学报（信息科学版） 2009年第5期34卷 597-601页

作者：程昌秀中国科学院地理科学与资源研究所北京市大屯路甲11号100101

阐述了近年来国内外出现的Reactive Tree、GAP-tree、Multi-Scale Hilbert R-tree、Multiple R-tree等6种矢量数据多尺度空间索引方法,对它们的优缺点作了较为详细的评述,为索引方法的选择和应用提供了一定的理论依据。最后,给出了对后... 详细信息

阐述了近年来国内外出现的Reactive Tree、GAP-tree、Multi-Scale Hilbert R-tree、Multiple R-tree等6种矢量数据多尺度空间索引方法,对它们的优缺点作了较为详细的评述,为索引方法的选择和应用提供了一定的理论依据。最后,给出了对后续研究有指导性的结论,提出了高维索引、优化索引等多尺度空间索引方法未来的研究方向。

关键词：矢量数据多尺度空间索引

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中国农产品贸易结构演化及对粮食安全的影响

地理学报 2022年第10期77卷 2599-2615页

作者：王念程昌秀林耿中山大学地理科学与规划学院广州510275 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519082

利用可比净出口指数、贸易集中度指数、Hilbert曲线、时空多元模式可视化、岭回归等方法,对1992—2020年中国农产品贸易结构演化进行分析,并解释其与粮食安全的关系。结论认为:①1992—2020年中国农产品贸易总体格局发生了转变,表现为... 详细信息

利用可比净出口指数、贸易集中度指数、Hilbert曲线、时空多元模式可视化、岭回归等方法,对1992—2020年中国农产品贸易结构演化进行分析,并解释其与粮食安全的关系。结论认为:①1992—2020年中国农产品贸易总体格局发生了转变,表现为对国际进口的依赖显著增强,猪肉、牛肉、玉米、高粱、油菜籽等众多农产品由出口转变为进口状态。快速增长的进口直接增加了国内食物的供应,提升了粮食安全水平。②农产品进口呈现产品结构和空间结构双集中的叠加效应,这种效应使得重点农产品进口极易受美国、澳大利亚等少数国家贸易政策变化的不利影响;在出口方面,农产品集中度较小,随着与“一带一路”等地区国家贸易的发展,地理集中度也显著降低。较低的集中度有利于稳定出口的经济效益,保障出口部门农业生产的稳定性。③中国农业生产出现部分进口产品生产规模压缩的趋势,加上高度集中的进口结构,将使得国内农业生产与粮食安全保障在面对外部冲击时更加脆弱。建议在坚持贸易开放的同时,优化农产品的生产和贸易结构,引导形成合理的农业种植格局。

关键词：农产品贸易结构进口出口粮食安全中国

时空Moran散点图及其在中国干旱时空聚集区识别中的应用

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地球信息科学学报 2022年第7期24卷 1301-1311页

作者：王峥程昌秀李畅北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875 威斯康星大学麦迪逊分校地理系麦迪逊53706-1404

干旱灾害给整个自然灾害体系带来的经济损失最为严重,也是目前检测难度较高的自然灾害之一。SaTScan在灾害时空聚集区的识别中已有应用,但其存在参数设定困难、识别区域不够精确等问题。本文对Moran散点图和局部空间关联指标(Local Indi... 详细信息

干旱灾害给整个自然灾害体系带来的经济损失最为严重,也是目前检测难度较高的自然灾害之一。SaTScan在灾害时空聚集区的识别中已有应用,但其存在参数设定困难、识别区域不够精确等问题。本文对Moran散点图和局部空间关联指标(Local Indicators of Spatial Association, LISA)进行时空扩展,提出了一种时空Moran散点图的方法,根据研究者对关注现象阈值及置信程度的要求,筛选出符合条件的点,并将其绘制在对应的时空坐标系上,从而得到时空聚集区。以2009—2014年中国干旱时空聚集区识别为例,结果表明:(1)时空Moran散点图识别到的干旱时空聚集区与实际基本相符,验证了方法的有效性;同时,与时空扫描法相比,该方法具有识别结果边界清晰、精确,参数设置容易等优点;(2) 2009年和2011年呈现大范围、较强的干旱时空聚集区,2010年和2014年出现局部、较强的干旱时空聚集,而2012年和2013年的干旱时空聚集情况较轻。综合来看,2009—2014年干旱时空聚集区主要出现在云贵川、东北、黄淮地区和长江中下游等地区。

关键词：时空聚集区时空扩展 Moran散点图 LISA SaTScan 干旱干旱识别 NSPEI

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新时代地理复杂性的内涵

地理学报 2018年第7期73卷 1204-1213页

作者：宋长青程昌秀史培军北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875

20世纪以来,经地理学者不断探索和努力,地理学已经形成了其特有的学科特征。首先从认知方法和思维角度,阐述了新时代地理学所面临的困境;从新技术、新秩序、新数据、新方法以及新动因等方面,诠释了地理学的新时代特征。其次,针对地理区... 详细信息

20世纪以来,经地理学者不断探索和努力,地理学已经形成了其特有的学科特征。首先从认知方法和思维角度,阐述了新时代地理学所面临的困境;从新技术、新秩序、新数据、新方法以及新动因等方面,诠释了地理学的新时代特征。其次,针对地理区域性的新内涵和地理综合性研究所需的新方法,提出了复杂性研究是地理学成功的新路径,并认为复杂性是地理学研究的第三特征。再次,重点讨论了地理研究存在的空间复杂格局、时间复杂过程和时空复杂机制,进而解释了地理复杂系统的基本概念,并就地理复杂系统的核心问题提供了相应的研究方法。最后,提出了新时代地理学面临的新挑战和新要求。

关键词：地理复杂性空间复杂格局时间复杂过程时空复杂机制地理学新内涵

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一种基于窗口查询的空间选择率估算方法

武汉大学学报（信息科学版） 2010年第4期35卷 399-402页

作者：程昌秀陈荣国朱焰炉中国科学院地理科学与资源研究所北京市朝阳区大屯路甲11号100101

针对任意空间查询区域提出了一种基于CD直方图选择率的估计方法,确定了影响空间点(x,y)直方图估计值的相关格子,并对其中确定的部分直接引用,对于不确定的部分则充分利用格子提供的信息进行了修正,从而可以较为精确地计算出空间点(x,y)... 详细信息

针对任意空间查询区域提出了一种基于CD直方图选择率的估计方法,确定了影响空间点(x,y)直方图估计值的相关格子,并对其中确定的部分直接引用,对于不确定的部分则充分利用格子提供的信息进行了修正,从而可以较为精确地计算出空间点(x,y)的估计值,为提高查询选择率估计值的准确性奠定了基础。

关键词： CD直方图选择率估计窗口查询

“十三五”时期黄河流域PM_(2.5)时空分布规律及多尺度社会经济影响机制分析

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地球信息科学学报 2022年第6期24卷 1163-1175页

作者：耿佳辰沈石程昌秀北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875

黄河流域生态保护与高质量发展是我国新时代的重大战略任务。探究黄河流域PM_(2.5)浓度的时空变化趋势,并分析其社会经济影响因素,对该地区的大气污染防治和实现高质量发展具有重要意义。本文采用时间序列趋势估计、空间自相关分析、地... 详细信息

黄河流域生态保护与高质量发展是我国新时代的重大战略任务。探究黄河流域PM_(2.5)浓度的时空变化趋势,并分析其社会经济影响因素,对该地区的大气污染防治和实现高质量发展具有重要意义。本文采用时间序列趋势估计、空间自相关分析、地理探测器和地理加权回归方法,揭示了“十三五”时期年黄河流域不同尺度(全流域以及61个地级市)PM_(2.5)浓度值和变化趋势的时空分异特征,定量探究了社会经济因素对PM;浓度的影响机制及其时空过程。结果表明:(1)在“十三五”时期,黄河流域的PM_(2.5)污染情况整体好转,其浓度呈波动下降的趋势,平均每年下降约4.2μg/m^(3),彰显了我国大气污染防治攻坚战取得的重要成效;(2)山东、河南、山西和陕西的PM_(2.5)浓度值较高,但山东、河南改善速度较快,山西和陕西改善速度较慢;(3)以目前的改善速率推算,在黄河流域61个地级市中,54个市将能够完成“十四五”规划中PM_(2.5)浓度下降10%的目标,而咸阳、西安、榆林、太原、临汾、运城、晋城7市将难以完成;(4)人口密度、工业企业数、土地利用强度是导致黄河流域PM;浓度升高的主要社会经济因素,其解释力均达到50%以上;(5)从2015—2019年,土地利用程度指数和人口密度的主要影响区域均转移至黄河流域中部地区,建议山西、陕西、内蒙古应作为下一阶段治理工作关注的重点区域;(6)促进与环境承载力相协调的城乡发展、控制工业规模并提高其环保水平,是进一步治理黄河流域大气污染的重要策略。

关键词：大气污染污染防治时间序列估计空间自相关地理探测器地理加权回归高质量发展 “十四五”规划

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顾及空间集聚程度的中国高温灾害危险性评价

地球信息科学学报 2019年第6期21卷 865-874页

作者：张婷程昌秀北京师范大学地理数据与应用分析中心北京100875 北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875 北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875

高温危险性评估是高温灾害研究的基础性工作。本研究在传统高温灾害危险性评价的基础上增加了高温空间集聚程度指标,完善了高温危险性的评价角度,考虑了高温灾害群发对高温危险性的增强作用。基于高温日数、高温强度、高温空间集聚程度... 详细信息

高温危险性评估是高温灾害研究的基础性工作。本研究在传统高温灾害危险性评价的基础上增加了高温空间集聚程度指标,完善了高温危险性的评价角度,考虑了高温灾害群发对高温危险性的增强作用。基于高温日数、高温强度、高温空间集聚程度对1979-2017年中国高温危险性进行了综合评价,并分析了各项指标及其年际变化速率的空间分布特征,提取出高温综合高危区及和各指标同时增强的区域。研究结果表明:①不考虑高温空间集聚程度会造成内蒙古西部及东北部、山西北部等地的高温危险性被低估,存在4级高温危险性被低估为2级或3级;②目前高温综合危险性最强的地区分布在新疆天山南部、湖南东部等地,表现为年平均高温日数2036 d,高温强度1.190~2.180℃,平均集聚程度13.390~18.710个;③江苏、内蒙古甘肃交界处及四川重庆交界处等地的3项评价指标均逐年显著增强,具体表现为从1979-2017年,年平均高温日数变率0.419~0.740天/年,高温强度变率0.30~0.42℃/10年,平均集聚程度变率0.250~0.390个/年。今后这些地区可能成为高温综合危险性最高的地区。该高温危险性评价方法有助于提升高温灾害风险评估的准确性,危险性变化趋势结果有助于预估未来高温灾害的高危区。

关键词：高温灾害危险性评价综合高温危险性指标空间聚集程度变化趋势中国

地理协同论——从理解“人—地关系”到设计“人—地协同”

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地理学报 2019年第1期74卷 3-15页

作者：史培军宋长青程昌秀北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京100875 民政部-教育部减灾与应急管理研究院北京100875 北京师范大学地理科学学部北京100875 青海师范大学地理科学学院西宁810016

本文从地球进入"人类世"(Anthropocene)之后,实现世界可持续发展、建设人类命运共同体的角度出发,就地表系统的复杂性、人类面临的各种灾难以及将要面临的各种资源短缺和环境风险等问题,提出发展"地理协同论",即:地球表层系统与区域可... 详细信息

本文从地球进入"人类世"(Anthropocene)之后,实现世界可持续发展、建设人类命运共同体的角度出发,就地表系统的复杂性、人类面临的各种灾难以及将要面临的各种资源短缺和环境风险等问题,提出发展"地理协同论",即:地球表层系统与区域可持续性机理、过程与动力学,以实现地理学研究从理解"人—地关系"到设计"人—地协同"的转变。着眼于"人类世"时代地球表层系统由多尺度、多过程等组成的复杂性,回顾了区域论、综合论、系统论等经典地理学理论,从自然单元与社会单元的结合、自然资源利用与自然灾害防御、人类功与过的评价、自然地图与行政地图间的关系、动力学与非动力学的耦合等主题入手,深入讨论了现代地理科学与技术问题。通过理解灾害系统及其致灾成害机理、过程和动力学,构建凝聚度指标,量化综合减灾系统的复杂性。利用协同宽容、约束、放大和分散原理,以灾害风险防范共识最高、成本最低、福利最大、风险最小化为目标,构建以政府为主导、企业为主体和社区全面参与的综合灾害风险防范凝聚力模式。在分析都江堰工程如何实现除害与兴利并举的基础上,综合阐释了"人类世"时代"适度改造自然",以实现人与自然的协同。

关键词：人类世资源短缺环境风险经典地理学理论地理协同论除害与兴利并举区域可持续性

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矢量数据多尺度显示中的关键技术

武汉大学学报（信息科学版） 2009年第7期34卷 869-872页

作者：牛方曲甘国辉程昌秀祁铮中国科学院地理科学与资源研究所北京市100101 中国农业大学理学院北京市100083

针对矢量数据多尺度显示中的若干常见关键技术问题进行了讨论,并提出了相应的解决方案,同时结合具体的研究实例进行了实验,较好地实现了利用离散尺度模拟无级比例尺显示。

关键词：多尺度像素面积综合矩形框尺度采点