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COVID-19: Challenges to GIS with Big Data

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Geography and Sustainability 2020年第1期1卷 77-87页

作者： chenghu zhou Fenzhen Su Tao Pei An Zhang Yunyan Du Bin Luo Zhidong Cao Juanle Wang Wen Yuan Yunqiang Zhu Ci Song Jie Chen Jun Xu Fujia Li Ting Ma Lili Jiang Fengqin Yan Jiawei Yi Yunfeng Hu Yilan Liao Han Xiao State Key Laboratory of Resources and Environmental Information System Institute of Geographic Sciences and Natural Resources ResearchChinese Academy of SciencesBeijing 100101China Institute of Automation Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China College of Resources and Environment University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China School of Artificial Intelligence University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China Commission on Geographical Information Science International Geographic UnionBeijing 100101China

The outbreak of the 2019 novel coronavirus disease(COVID-19)has caused more than 100,000 people infected and thousands of ***,the number of infections and deaths is still increasing ***-19 seriously threatens human health,production,life,social functioning and international *** the fight against COVID-19,Geographic Information Systems(GIS)and big data technologies have played an important role in many aspects,including the rapid aggregation of multi-source big data,rapid visualization of epidemic information,spatial tracking of confirmed cases,prediction of regional transmission,spatial segmentation of the epidemic risk and prevention level,balancing and management of the supply and demand of material resources,and socialemotional guidance and panic elimination,which provided solid spatial information support for decision-making,measures formulation,and effectiveness assessment of COVID-19 prevention and *** has developed and matured relatively quickly and has a complete technological route for data preparation,platform construction,model construction,and map ***,for the struggle against the widespread epidemic,the main challenge is finding strategies to adjust traditional technical methods and improve speed and accuracy of information provision for social *** the data level,in the era of big data,data no longer come mainly from the government but are gathered from more diverse *** a result,the use of GIS faces difficulties in data acquisition and the integration of heterogeneous data,which requires governments,businesses,and academic institutions to jointly promote the formulation of relevant *** the technical level,spatial analysis methods for big data are in the *** and for a long time in the future,the development of GIS should be strengthened to form a data-driven system for rapid knowledge acquisition,which signifies ts that GIS should be used to reinforce the

关键词： COVID-19 Big data GIS Spatial transmission Social management

长江经济带城市群可持续发展战略问题与分级梯度发展重点

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地理科学进展 2015年第11期34卷 1398-1408页

作者：方创琳周成虎王振波中国科学院地理科学与资源研究所北京100101

长江经济带是推动中国区域发展由"T"字型战略格局转变为新常态下"H"型战略格局的重要支撑带。长江沿江的六大城市群是推动长江经济带新型城镇化的空间主体,但在发育过程中存在着城市群空间范围界定脱离发育标准、带有强烈的政府主导性,... 详细信息

长江经济带是推动中国区域发展由"T"字型战略格局转变为新常态下"H"型战略格局的重要支撑带。长江沿江的六大城市群是推动长江经济带新型城镇化的空间主体,但在发育过程中存在着城市群空间范围界定脱离发育标准、带有强烈的政府主导性,整体发育程度弱于沿海城市群,越往上游城市群发育程度减弱,资源与生态环境保障形势严峻,城市群内部城市之间竞争大于合作,缺乏一体化统筹协调机制等问题。为此,应以流域一体化和交通一体化为主线,推进长江经济带城市群建设的一体化和市场化进程,构建"1+2+3"分级梯度发展的长江经济带城市群新格局;以差异化驱动力为支撑,因地制宜地突出各级各类城市群的发展优势与建设重点。未来,为确保长江经济带城市群可持续发展,应采取以下战略措施:成立长江经济带城市群一体化发展委员会,建立流域一体化的统筹协调机制;遵循城市群发育的科学规律,避免脱离实际催生扩大城市群;构建以城市群为战略桥墩的上下联动、以轴串群的流域生态经济带束簇状城镇体系;建立长江经济带城市群发展的公共财政制度和公共财政储备机制;加强长江经济带城市群发展的生态环境联防联治,建成生态型城市群;加快长江经济带城市群发展的创新驱动步伐,建设创新型城市群;重点建设一批支撑长江经济带城市群发展的重大工程和国家级新区。

关键词：城市群 “1+2+3”的城市群空间格局现状问题战略对策长江经济带

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室内地图表示方法研究与实践

测绘科学技术学报 2014年第6期31卷 635-640页

作者：游天周成虎陈曦信息工程大学河南郑州450001 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆乌鲁木齐830011

随着智能技术和室内定位技术的发展,位置服务已从室外拓展到室内,室内地图已成为室内位置服务的重要支撑工具。因此,室内地图采用何种表示方法,才能很好地引导人们快速进行室内导航和应用,是室内地图设计与制作中的热点和难点问题。此... 详细信息

随着智能技术和室内定位技术的发展,位置服务已从室外拓展到室内,室内地图已成为室内位置服务的重要支撑工具。因此,室内地图采用何种表示方法,才能很好地引导人们快速进行室内导航和应用,是室内地图设计与制作中的热点和难点问题。此处在分析室内空间认知特点的基础上,重点研究了室内多楼层、单楼层、室内外切换条件下,室内地图表示方法的特点,并以北京首都国际机场作为示例,制作了室内地图样图,验证了表示方法的合理性。为今后设计制作科学实用的室内地图,提供重要的方法参考。

关键词：室内空间室内地图表示方法多楼层单楼层首都国际机场

RaPC:一种基于栅格化思想的多边形裁剪算法及其误差分析

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测绘学报 2015年第3期44卷 338-345页

作者：范俊甫孔维华马廷周成虎季民周玉科山东理工大学建筑工程学院山东淄博255049 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 山东科技大学测绘科学与工程学院山东青岛266590

传统的基于矢量计算的多边形裁剪算法的时间复杂度介于O（NlogN ）-O（N^2）之间,且计算过程与特定的复杂数据结构耦合紧密,难以进行底层优化和细粒度并行化.在满足一定误差要求的前提下,采用栅格化处理思想可以实现多边形快速裁剪.本... 详细信息

传统的基于矢量计算的多边形裁剪算法的时间复杂度介于O（NlogN ）-O（N^2）之间,且计算过程与特定的复杂数据结构耦合紧密,难以进行底层优化和细粒度并行化.在满足一定误差要求的前提下,采用栅格化处理思想可以实现多边形快速裁剪.本文在已有多边形裁剪算法特征的基础上,提出了一种基于栅格化处理思想的多边形裁剪算法--RaPC 算法,并对其误差进行了分析和讨论.试验结果显示,RaPC 算法的计算效率随网格单元增大呈幂函数规律降低;当网格大小恒定时,RaPC 算法效率随多边形顶点数量呈线性增长,计算时间复杂度为O（N ）;在处理小数据集时Vatti算法表现出了较高效率,但是在处理包含大量顶点的多边形叠加时,RaPC 算法更为高效;RaPC 算法的面积误差与网格大小直接相关,提高网格空间分辨率可以有效地降低面积误差.RaPC 算法在处理包含大量顶点的多边形叠加分析时比Vatti算法更为高效.

关键词：栅格化多边形裁剪点面包含环绕追踪面积误差

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一种无接触供电的无线鼠标

电子技术应用 2011年第9期37卷 142-144,148页

作者：周成虎瓮嘉民张昆河南工程学院河南郑州451191

介绍了一种无接触供电的无线鼠标设计电路,无接触电能发射装置采用USB供电,通过自激振荡电路产生了138 kHz的高频振荡电压;无接触电能接收装置采用感应耦合方式获取电能。无线鼠标用无线模块nRF24E1构成信号发射和接收电路,该电路除具... 详细信息

介绍了一种无接触供电的无线鼠标设计电路,无接触电能发射装置采用USB供电,通过自激振荡电路产生了138 kHz的高频振荡电压;无接触电能接收装置采用感应耦合方式获取电能。无线鼠标用无线模块nRF24E1构成信号发射和接收电路,该电路除具备有线鼠标全部功能外,还可以离开电脑远距离灵活操纵鼠标。

关键词：无接触供电无线鼠标无线收发模块

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Web时空数据挖掘研究进展

地球科学进展 2011年第4期26卷 449-459页

作者：孙嘉裴韬龚玺周成虎中国科学院烟台海岸带研究所山东烟台264003 中国科学院研究生院北京100049 中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101

随着互联网的迅速发展,Web已经渗透到人类社会的各个角落,其中蕴含着大量关系社会、经济和生活的信息。从中挖掘出刻画事件时空范围的时空信息,可以为探索社会、自然事件以及行为主体的时空运动规律和知识提供丰富的素材。系统综述了We... 详细信息

随着互联网的迅速发展,Web已经渗透到人类社会的各个角落,其中蕴含着大量关系社会、经济和生活的信息。从中挖掘出刻画事件时空范围的时空信息,可以为探索社会、自然事件以及行为主体的时空运动规律和知识提供丰富的素材。系统综述了Web时空数据挖掘的理论、方法和应用,首先介绍了Web时空数据挖掘的概念及分类,详细阐述了Web时空信息的特点和提取方法,其次针对3类Web时空数据挖掘的内容、方法及应用进行了综述,最后探讨了Web时空数据挖掘面临的难题、研究热点和未来领域的发展方向。

关键词： Web时空数据挖掘空间数据挖掘时空信息地理信息提取

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新疆阿克苏河流域年径流时序特征分析

地理科学进展 2005年第1期24卷 87-96页

作者：蒋艳周成虎程维明中国科学院地理科学与资源研究所北京100101

阿克苏河是塔里木河的主要支流,依据阿克苏河流域内5个代表站的40余年年径流实测资料,选取多种径流统计参数,分析流域范围内不同径流补给来源的径流年内分配规律和多年变化特征。结果表明:阿克苏河流域径流补给具有垂直地带性和多样化特... 详细信息

阿克苏河是塔里木河的主要支流,依据阿克苏河流域内5个代表站的40余年年径流实测资料,选取多种径流统计参数,分析流域范围内不同径流补给来源的径流年内分配规律和多年变化特征。结果表明:阿克苏河流域径流补给具有垂直地带性和多样化特点,径流时序特征与径流的补给来源有密切关系;径流年内分配极不均匀,集中程度高;而径流的多年变化变差系数小,丰、枯频率密度近似正态分布,无特大丰水年和枯水年,径流量多年变化趋势比较稳定。

关键词：阿克苏径流补给来源年径流径流时序特征

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基于周期表的时空关联规则挖掘方法与实验

地球信息科学学报 2011年第4期13卷 455-464页

作者：柴思跃苏奋振周成虎中国科学院地理科学与资源研究所资源与信息系统国家重点实验室北京100101 中国科学院研究生院北京100049

地理现象的周期性往往掩盖了许多地学规律,这也是地学数据挖掘的一个主要内容。本文以周期表设计了一种时空层次关联规则挖掘方法———PRules-Miner。模型利用周期表的表现形式对时空数据进行组织,并通过两步挖掘过程发现具有"遥相关"... 详细信息

地理现象的周期性往往掩盖了许多地学规律,这也是地学数据挖掘的一个主要内容。本文以周期表设计了一种时空层次关联规则挖掘方法———PRules-Miner。模型利用周期表的表现形式对时空数据进行组织,并通过两步挖掘过程发现具有"遥相关"地理事物间的变化模式。模型算法分为3个步骤:(1)过滤周期表内无序数据:逐行地提取多周期内时空状态的频繁项,生成新的时空频繁状态表;(2)基于向下闭合引理,对时空频繁状态表中的对象进行时空拓扑匹配,得到时空关联规则候选集;(3)对于候选数据集进行时空拓扑验证,得到时空关联规则集。为证明模型算法的可靠性,应用***提供的20年AVHRR Product 016海表面温度遥感反演数据集和国家气象科学院提供的南京地区降水逐日数据资料,研究大洋暖池与南京降水间的时空关联规则。实践表明,这种挖掘方法具有以下特点:(1)算法基于面向对象思想,对地理对象状态进行独立描述。因此,所得时空关联规则与时空粒度无关,并能够挖掘出时空粒度不一致的地物间的关联关系。(2)算法使用笛卡尔积得到在时空拓扑阈值内匹配的时空候选集,并可以发现时域、空域均不邻接的事物间的时空关联规则,即时延不确定的地理现象的相互关联。

关键词：数据挖掘关联规则时空数据层次挖掘周期表

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一种以低秩矩阵重建的图像混合噪声去除算法

地球信息科学学报 2015年第3期17卷 344-352页

作者：孟樊杨晓梅周成虎中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院大学北京100049

近年来,低秩矩阵重建在机器学习、图像处理、计算机视觉与生物信息学等众多科学与工程应用领域中,迅速发展为一个新的研究热点,其主要涉及矩阵填充与稳健主成分分析2大问题,即分别从精确且不完全的采样矩阵元与从大误差矩阵元的分布较... 详细信息

近年来,低秩矩阵重建在机器学习、图像处理、计算机视觉与生物信息学等众多科学与工程应用领域中,迅速发展为一个新的研究热点,其主要涉及矩阵填充与稳健主成分分析2大问题,即分别从精确且不完全的采样矩阵元与从大误差矩阵元的分布较为稀疏的观测矩阵中恢复出原始低秩矩阵。鉴此,本文定义了稳健矩阵填充,即从非完全且存在稀疏误差的采样矩阵元中精确恢复出原始低秩矩阵,通过最小化核范数与l1-范数的组合构建了相应的凸优化模型,并提出了一种新颖的增广分部拉格朗日乘数法来求解此类最优化问题。通过将其应用于混合高斯与椒盐噪声去除的问题中表明,此算法对具有规则纹理及相似结构内容等低秩特征的影像中混合噪声的去除效果较好,其能同时去除影像中的椒盐噪声与高斯噪声,且有效保留影像中的纹理细节等信息;当影像中椒盐噪声密度较高而高斯噪声相对较小时,其去噪性能更佳。

关键词：混合噪声去除矩阵填充稳健主成分分析低秩矩阵重建增广拉格朗日乘数法