《城市土地利用时空信息数字重建、分析与模拟》评述孙九林
城市土地利用变化模型及其驱动因素探究
城市土地利用变化模型及其驱动因素探究引言城市土地利用变化是城市化进程中的重要问题，它直接影响到城市规划、土地资源的可持续利用以及社会经济发展。
了解城市土地利用变化模型及其驱动因素，对于合理规划城市发展、保护土地资源具有重要价值。
本文将探究城市土地利用变化模型及其驱动因素，以期提供理论与实务指导。
一、城市土地利用变化模型城市土地利用变化模型是对城市土地利用变化的规律进行建模描述的方法，旨在揭示土地利用变化的动态过程，以帮助预测未来的土地利用情况。
目前常见的城市土地利用变化模型有马尔可夫链模型、细胞自动机模型和基于地统计学的模型等。
1. 马尔可夫链模型马尔可夫链模型是一种基于概率的统计模型，通过分析土地利用状态之间的转移概率，预测未来的土地利用状况。
该模型假设土地利用状态之间的转移概率只与当前状态有关，与历史状态无关。
马尔可夫链模型简单、易于计算，但不考虑历史的影响因素，模拟结果有一定的不确定性。
2. 细胞自动机模型细胞自动机模型是一种基于空间交互的模型，将城市土地划分为若干个细胞，并根据细胞之间的交互规则模拟土地利用变化过程。
该模型考虑了空间布局的影响，可以较好地模拟城市土地利用的空间分布特征。
然而，细胞自动机模型的参数设置较为复杂，对数据的要求较高。
3. 基于地统计学的模型基于地统计学的模型是一种通过对土地利用变化进行区域统计分析，揭示其空间分布格局与变化趋势的方法。
该模型通过构建土地利用变化的空间模式，探讨土地利用变化与驱动因素之间的关系，并预测未来的土地利用情况。
这种模型同时考虑了驱动因素的作用，可以为城市规划和土地资源管理提供科学依据。
二、城市土地利用变化的驱动因素城市土地利用变化是多种驱动因素的综合结果，从经济、社会、环境等多个角度分析驱动因素，对于把握城市土地利用变化的规律及制定相应的政策具有重要意义。
以下是常见的城市土地利用变化的驱动因素。
1. 经济因素经济因素是城市土地利用变化的主要驱动力之一。
基于SDG11.3.1的中国人口和土地城镇化分析与评价
基于SDG11.3.1的中国人口和土地城镇化分析与评价朱秀林1，蒋会平2，孙中昶2，赵相伟1（1.山东科技大学测绘科学与工程学院，山东 青岛 266590; 2.中国科学院空天信息创新研究院数字地球重点实验室，北京 100094）摘 要：结合1990—2015年中国不透水面产品和联合国发布的城市人口统计数据，首次利用联合国在“2030 年可持续发展议程”中提出的SDG11.3.1指标评价方法，对中国1990—2015年的人口城镇化和土地城镇化发展进行了分析和评价。
研究结果表明：对中国433个城市从整体、省份、城市群和城市规模进行分析，总体来说，城市应该从粗放利用向集约利用转型，提高土地利用效率，避免土地的低水平扩张。
关键词：城镇化 不透水面 城市扩张 人口增长 SDG11.3.1城镇化是人口向城镇集中并由此推动城镇发展的过程，也是人类发展的必然趋势[1-2]，主要表现为土地城镇化和人口城镇化两方面。
自1978年改革开放以来，中国经济高速增长，进入城市快速发展阶段，截止2018年底，城市数量已经从193个增加到672个，城镇化率已经从1978年的20%增长到2000年的35%、2018年的59%，城镇化问题将是中国在新世纪面临的第一大挑战[3-4]。
伴随着快速的城镇化进程，城市扩张迅猛，占用了城市周边大量的耕地等土地资源，同时也带来了巨大的挑战，包括住房短缺导致贫民窟居民人数不断增加、交通拥堵、空气污染和污水增加、淡水供应不足、废物处理、基本服务和基础设施不足等问题[5]。
因此，城镇化问题既关系到中国城镇本身的建设与发展，又关系到耕地保护、生态建设和可持续发展，已经成为当代中国备受关注的社会热点问题之一[6]，具有重要的研究意义。
2015年联合国在“2030年可持续发展议程”中提出了17项可持续发展目标（Sustainable Development Goals ，缩写SDGs ）和169 项具体目标。
近30a城市土地利用变化模拟研究进展
近30a城市土地利用变化模拟研究进展
李沐春;李柏延;王昀琛
【期刊名称】《宁夏大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(45)1
【摘要】城市土地利用变化模拟研究是当前土地科学领域的热点,基于文献综合法、归纳总结法和逻辑推理法,梳理国内外城市土地利用变化模拟的理论研究与实践进
展方面的文献,论述研究中取得的成果、不足及未来研究趋势,以期为城市土地利用
变化研究及城市土地管理制度的制定和科学决策提供参考.结果表明,城市土地利用
变化模拟研究已从单一的数量或空间预测,向多情景、多模型的耦合方式发展;城市
土地利用变化模拟的理论体系和模拟方式逐步完善,利益相关者在情景设置、情景
模拟和结果验证等过程中的参与度逐步提升;城市土地利用变化模拟研究仍存在局
限性,即缺乏全球和局地尺度方面的研究,模拟方式相对单一,模拟结果验证方法尚未成熟,存在过度依赖历史验证的问题.城市土地利用变化研究应聚焦增强模拟模型的
可扩展性和可靠性,从而进一步预测和解释土地利用变化的格局和过程,推进情景模
拟在决策支持系统中的应用.
【总页数】10页(P87-96)
【作者】李沐春;李柏延;王昀琛
【作者单位】陕西师范大学地理科学与旅游学院;西安邮电大学计算机学院
【正文语种】中文
【中图分类】F293.2
【相关文献】
1.近30a农八师垦区生态服务功能对土地利用变化的响应
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5.干旱区典型流域近30a土地利用/覆被变化和景观破碎化分析--以玛纳斯河流域为例
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ArcGIS_模型构建器在国土变更调查工作中的应用
地球科学与环境工程河南科技Henan Science and Technology总第806期第12期2023年6月ArcGIS 模型构建器在国土变更调查工作中的应用张凡1,2储金龙2,3李久林2,3李成1（1.合肥市测绘设计研究院，安徽合肥230001；2.安徽建筑大学建筑与规划学院，安徽合肥230601；3.安徽省城镇化建设协同创新中心，安徽合肥230601）摘要：【目的目的】利用ArcGIS 模型构建器构建流程化工具优化国土变更调查工作流程。
【方法方法】通过梳理国土变更调查技术要点，结合安徽省某县实际作业流程，在举证图斑制作、内业检查、耕地属性维护、举证信息表制作等方面利用ArcGIS 中的模型构建器制作模型工具。
【结果结果】工作人员只需简单操作即可完成复杂的数据处理、检查和表格制作。
【结论结论】ArcGIS 模型构建器在优化工作流程、提升工作效率的同时还能避免因软件频繁操作可能产生的失误。
关键词：ArcGIS ；模型构建器；国土变更调查中图分类号：P208文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）12-0097-04DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.12.019Application of ArcGIS Model Builder in Land Change SurveyZHANG Fan 1,2CHU Jinlong 2,3LI Jiulin 2,3LI Cheng 1(1.Hefei Surveying Mapping Design &Research Institute,Hefei 230001,China;2.School of Architecture and Planning,Anhui Jianzhu University,Hefei 230601,China;3.Research Center of Urbanization Development in Anhui Province,Hefei 230601,China ）Abstract:[Purposes ]Use ArcGIS model builder to build a process tool to optimize the work flow of landchange survey.[Methods ]By combing the technical points of land change survey and combining with theactual operation process of a county in Anhui Province,the model builder in ArcGIS is used to makemodel tools in the aspects of the production of evidential maps,interior inspection,cultivated land attri⁃bute maintenance,and the production of evidential information tables.[Findings ]The staff can complete complex data processing,checking and tabulation with simple operations.[Conclusions ]The workflowhas been optimized to improve work efficiency and avoid possible errors due to frequent software opera⁃tion.Keywords:ArcGIS;model builder;land change surve0引言《土地调查条例》规定，根据国民经济和社会发展需要，每10年需进行一次全国土地调查；根据土地管理工作的需要，每年需进行土地变更调查。
孙九林院士_地球系统科学理论与实践
２００６年第１期地球系统科学理论与实践●孙九林／中国科学院院士、中科院地理与资源研究所研究员（１０００００）随着人类社会谋求可持续发展的意愿不断加强，地球科学的研究需要回答诸如地球资源还能支持人类社会发展多久，人类生存环境对人类自身发展的极限承载力，全球环境在人类活动干预下的变化趋势，以及如何规范人类活动以达到人与自然协调发展的目的等问题。
回答这些问题，需要把地球的大气圈、水圈（含冰雪圈）、生物圈、岩石圈、地幔和地核以及近地空间视作密切联系的整体，并关注人类活动的影响，理解它们相互作用的过程和机理。
一、地球系统科学的产生与发展１．地球系统科学的定义地球系统科学（ＥａｒｔｈＳｙｓｔｅｍＳｃｉｅｎｃｅ）是２０世纪８０年代初国际科学界为迎接全球环境变化的挑战而提出的一门全新的集成科学。
地球系统科学是研究地球系统在复杂的相互作用中运转的机制、地球系统变化的规律和控制这些变化的机理，从而奠定全球环境变化预测的科学基础，并为地球系统的科学管理提供依据。
以理解地球系统整体运行与变化为目的的地球系统科学是一个新兴的、多学科交叉的复杂性科学研究领域，是一门新兴的学科。
２．地球系统科学产生的背景２０世纪８０年代诞生的地球系统科学，是人类社会需求和科学发展规律所驱动，基于资源、环境、生态、灾害等一系列全球性环境问题威胁着人类的生存与发展，人类活动在导致地球环境变化中的作用日益增大，并从局部范围步入到全球影响时代，而引起人们的普遍重视。
地球的大气圈、水圈、生物圈、岩石圈、地幔和地核等各个组成部分是一个具有密切联系而相互作用着的整体，是一个所有的组成要素处在相互作用之中的动态系统。
任一圈层过程都在不同程度上与其它圈层不同时空尺度过程存在着相互影响和制约，任一圈层的结构、功能和行为都是地球系统在局部的反映；其中某一成分的变化都会引起其它成分的响应，往往又是其它成分共同作用的结果。
科学技术突飞猛进，传统学科自身的成熟，促进了学科之间的联系和依赖。
土地利用现状及时空变化分析
土地利用现状及时空变化分析[摘要] 目前，修武县的第二次土地大调查已结束，通过这次土地大调查，摸清了修武县的土地利用现状情况，本文通过对比分析1996-2009年间的土地利用变化情况，介绍了近年来土地利用的时空变化与趋势分析，并就土地利用中存在的问题进行了分析。
[关键词] 土地利用调查时空变化0 引言土地是人类在这个星球上赖以生存的不可再生资源，是一个国家立国的基本要素。
土地利用变化是全球环境变化与可持续发展的重要研究内容，它不仅体现在数量结构的变化，更是空间格局的变化，通过对土地利用现状的时空变化分析，我们可以清晰地掌握土地利用存在的问题，对及时调整土地利用政策、科学编制土地利用总体规划提供决策参考。
1 研究区域概况修武县地处河南省西北部，太行山南麓，介于东经113°08′17”－113°32′03”，北纬35°07′39”－35°28′32”之间，隶属焦作市。
东邻新乡市获嘉县与辉县市，南和武陟县接壤，西与焦作市区毗邻，北靠山西省晋城市与陵川县。
县域东西宽约36公里、南北长约40公里，全县辖3镇、5乡、223个行政村，总面积为668.03平方公里。
2各类土地分布及利用情况（一）土地利用现状成果根据修武县土地利用现状调查数据库统计结果，目前修武县土地总面积为66803.66公顷，其中耕地24964.93公顷，占土地总面积的37.39%；园地318.83公顷，占总面积的0.48%；林地26106.82公顷，占总面积的39.08%；草地2635.06公顷，占总面积的3.94%；交通运输用地1712.48公顷，占总面积的2.56%；水利及水域设施用地1865.81公顷，占总面积的2.79%；其他土地1200.61公顷，占总面积的1.80%；城镇村及工矿用地7999.12公顷，占总面积的11.97%。
从调查结果可以看出，林地和耕地是面积最大的地类，说明修武县仍是一个传统的、以农业、林业为主的地区；城镇村及工矿用地面积比例11.97%，说明修武县城镇化率未达到一个较高的水平。
空间信息技术在卫生领域中的应用
空间信息技术在卫生领域中的应用
孙九林
【期刊名称】《中国医疗器械信息》
【年(卷),期】2005(011)007
【摘要】简要介绍了空间信息技术及其发展趋势，分析了空间信息技术在国家公共卫生信息化框架中的定位，详细介绍了空间信息技术在公共卫生基础数据获取、疾病监测分析研究、卫生突发事件应急机制辅助决策中的应用进展。
研究认为空间信息技术已经成为公共卫生领域研究的新方法和新思路。
最后，以“国家SARS 控制与预警地理信息系统”为例，深入展现了GIS在SARS控制和预警中发挥的重大作用。
【总页数】5页(P28-32)
【作者】孙九林
【作者单位】中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.利用空间信息技术保护历史文化遗产—记空间信息技术在文化遗产保护中的应用研究国家文物局重点科研基地（清华大学） [J], 周海粟
2.空间信息技术在法国减灾工作中的应用(一)法国卫星遥感技术的发展及应用 [J], 杨思全
3.空间信息技术在法国减灾工作中的应用(二)卫星遥感技术在减灾领域的应用动态
[J], 杨思全
4.信息技术在空间与图形教学中的优势——现代信息技术在小学数学“空间与图形”领域的应用研究课题成果 [J], 张之福
5.测绘地理信息技术在国土空间规划中的应用 [J], 卢亚龙
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专家简介
专家简介作者：来源：《农业工程技术·农业信息化》2016年第04期孙九林 Sun Jiulin （1937.8.10 -）汉族，中国共产党员，中国科学院地理科学与资源研究所研究员、博士生导师，中国工程院院士。
著名资源学家，我国农业与资源环境信息工程学科带头人之一，国家级有突出贡献专家。
长期从事地理信息系统与遥感应用、虚拟地理环境、信息化农业、农业大数据等领域研究。
先后主持完成全国资源综合开发决策信息系统、黄土高原国土资源数据库及信息系统、中国农业资源信息系统等多项国家级重大项目，提出了我国资源信息管理体系结构、资源信息分类编码、区域开发模型体系、统计型空间信息系统模式等，为信息科学在资源环境中的应用做出了开拓性贡献。
80年代主持西南、洛阳、黄土及全国国土资源信息系统的攻关，首次提出我国资源信息系统体系结构、资源信息分类编码、区域开发模型体系、统计型空间信息系统模式等，率先在国内建成多层次适合国土规划和宏观管理的信息系统，被国家计委推广全国使用，为信息技术在资源中的应用做出了开拓性贡献；90年代组织国家农作物遥感估产攻关，提出总体方案及集成技术等，建成国内第一个突破多项关键技术的多品种大面积估产实用系统，为全国估产系统的建立做出了开创性贡献。
“九五”期间主持“面向应用”的国家农业信息系统和青藏数据库攻关，把信息技术在农业和资源中的应用推向新阶段，并提出“资源环境虚拟科研环境”的构架，将信息在地学中的应用引向新阶段。
近年来除攻关任务外，还参与精确农业开发、智慧城市建设、农业大数据研究、精准扶贫咨询等。
编写“信息化农业总论”，系统阐述“信息化农业”的理论方法和技术及工程，为我国农业信息化做出重大贡献。
在取得的15项重大成果中，有11项获省部级以上18种奖励；专著11部，论文80余篇。
代表性学术著作：1、《信息化农业总论》，2001年，中国科学技术出版社；2、《中国农作物遥感动态监测与估产》等系列专著（5部），1996年，中国科学技术出版社；3、《国土资源信息分类体系与评价指标》，1992年，中国科学技术出版社；4、《中国亚热带东部地区能源研究》，1990年，科学出版社；5、《区域资源开发模型系统》，1992年，中国科学技术出版社；6、《中国21世纪可持续发展道路》，1999年，经济出版社。
南京都市圈耕地利用效率的时空格局及动态演进
摘要：基于2000~2020年南京都市圈的耕地利用投入产出面板数据，采用超效率EBM 、标准差椭圆、核密度估计函数和马尔科夫链等方法，对耕地利用效率进行了系统研究。
结果表明：（1）2000~2020年南京都市圈的耕地利用效率总体偏高，但距离有效前沿面仍存在一定的提升空间。
其中，南京的耕地利用综合效率稳步提升且数值最高，淮安和扬州的耕地利用综合效率>1，芜湖、马鞍山和宣城的耕地利用综合效率均值未达到有效前沿面。
（2）南京都市圈的耕地利用纯技术效率处于较高水平，规模效率处于较低水平，从未达到有效前沿面。
（3）南京都市圈耕地利用效率分布呈现偏“东北—西南”格局，且具有向东北方向偏移趋势。
耕地利用效率重心集中于南京市，并呈现“西南—东北—西南”方向的阶段性转移。
（4）南京都市圈的耕地利用效率一直存在明显的两极分化，不同地级市之间耕地利用效率绝对差值随着时间的推移扩大，应重点提高低值区域耕地利用效率。
（5）从长期看，南京都市圈内耕地利用效率呈现出向下减少趋势，且各状态间的内部流动性比较小，保持原有状态的可能性较大。
提出因地制宜，因城施策；加强地市间相互联系，促进资源优化配置；控制碳排放，促进耕地的低碳利用；加强农业科技创新力度的对策建议。
关键词：南京都市圈；超效率EBM ；时空格局中图分类号：F301.2文献标识码：A 文章编号：1008-1631（2023）05-0088-07收稿日期：2023-02-14基金项目：国家自然科学基金面上项目“都市圈乡村土地利用转型的格局、机理与效应———以南京都市圈为例”（42371269）；安徽省自然科学基金面上项目“都市圈跨界区域土地利用转型的格局、机理与效应———以南京与合肥都市圈为例”（2208085MD86）；2021年国家级大学生创新训练项目（202110370228）作者简介：吴九兴（1980-），男，江西宜春人，副教授，博士，主要从事城乡发展与土地利用研究。
三大技术盯守青海草地家底
三大技术盯守青海草地家底的相关研究，共完成各种研究课题27项，围绕高寒草地资源动态监测与智能评价的技术需求，形成融合草地生物量、植被覆盖度、地表温度、土壤水分、土壤有机质等指标的多源数据协同获取机制和高寒草地综合监测指标体系，研制了具备高寒草地协同监测、大数据集成管理、草地退化智能评价与决策预警等功能的业务化运行平台，构建了需求牵引、数据驱动、技术支撑的政企研互惠协同创新服务机制。
项目研究形成了三大突破性技术：一是定位观测-移动调查-遥感监测协同的高寒草地动态监测技术，二是高寒草地多源异构数据高效融合与集成管理技术，三是高寒草地退化智能评价与预警决策技术。
其中，高寒草地动态监测技术提出了基于地理规律和分融策略的采样设计方法，建成了由4个监测区和489个固定监测点构成的青海省高寒草地全覆盖监测网络体系，监测效率提高100%，连续观测时间延长150%，监测成本降低50%。
基于上述关键技术创新，项目建设了从终端感知与数据集成、知识发现与业务建模到管理决策与应用服务全过程一体化的运行平台，切实解决了前沿对地观测与信息技术在高寒草地监测与评价工作中的应用难题。
最终，项目取得专利授权11件，登记计算机软件著作权19套，发布青海省地方标准7部，出版著作6部，发表论文89篇。
由中国地理信息产业协会组织，中国工程院院士孙九林为主任的科技成果评● 样线法监测草原2020/ 82122 信息化测绘价委员会认为，该项目成果创新显著，促进了高寒草地监管领域的科技进步，在该领域总体居于国际先进水平，其中在广域、高海拔高寒环境下草地固定、移动与遥感集成监测工作方面达到国际领先水平。
深入无人区只为获得海量准确数据项目技术创新累累硕果，离不开团队人员辛勤耕耘和默默奉献。
青海草地茂盛期十分有限，每年的7月至9月是草地监测黄金时期。
为获得海量、准确的数据，项目组曾多次深入可可西里无人区。
2018年7月，在海拔4300多米的可可西里草地调查工作中，项目组车辆陷入沼泽地，与外界失去联系。
共享 体现科学数据价值——访中国工程院院士孙九林
访 中国 工 程 院 院 士孙 九 林
文， 荣 张捆 刘 Ｂ
科 学 数 据 是 科 学 研 究 的 生 命 ， 何 科 学 研 究 都 离 不 任 开 科 学 数 据 的 支 撑 随 着 我 国 科 技 研 究 的 日益 繁 荣 ， 界 ． 各 对 科 学 数 据 的 需 求 也 随 之 越 来 越 迫 切 ， 学 数 据 共 享 已 科 成 为 时 代 发 展 的 必 然 选 择 。与此 同 时 ，“ 学 数 据 共 享 工 科 程 ”的 有 效 推 进 ， 启 ｒ我 困 科 学 数 据 的 共 享 新 篇 章 ， 开 而 这 些 成 绩 的 取得 离 不开 科 学 界众 多有识 之 士 多年 来 的呼
就 是 信 息 的 基 础 。２）２ 底 ， 孙 九 林 的 倡 导 和 亲 自主 持 （ 年 ０ 在 ｒ 我 正 式 启 动 了 “ 球 系 统 科 学 数 据 共 享 服 务 ” ， 地 的
应 比较 集 中的 『题 之一 ， 多科 学 家 一 ｕ Ｊ 很 直呼
吁 由 家 财 政 支 持 的 科 研 项 目产 生 的 数 据
生 的 分 散 科 学 数 据 和 科 研 项 目产 生 的 数 据 为重 点的建 设项 目
据 了解 ，国 家 投 资 产 生 的 科 学 数 据 主
要 包 括 两 种 类 型 ， 是 行业 部 ｆ长 期 采集 一 Ｊ
和 管理 的科 学 数 据 ； 是 各 类科 技 汁划项 二
目产 生 的 研 究 型 数 据 。从 事 科 学 研 究 是 数
享 和流 通 中发 挥 其使 用 价值 ， 会 使一 些研 究 结果 无法 也
进 行 追 溯 检 查 和 验 证 ， 而 削弱 国 家对 科 技 投 入 的效 从
农业大数据专家孙九林院士:数据信息改造传统农业
农业大数据专家孙九林院士：数据信息改造传统农业孙海龙【摘要】国家《“互联网+”现代农业三年行动实施方案》(以下简称《方案》)明确指出,紧紧围绕推进农业现代化和农业供给侧结构性改革的目标任务,以推动现代信息技术在农业生产、经营、管理、服务各环节和农村经济社会各领域深度融合为工作主线,以推进农业在线化和数据化为根本任务,加强农业农村大数据建设,大力发展智慧农业,强化体制机制创新,全面提高农业信息化水平。
为深入贯彻落实党中央、国务院决策部署和《方案》实施要求,加快推进数据信息与农业产业链、价值链和供应链深度融合,驱动数字农业跨越发展,助力中国特色农业信息化取得重点突破,7月11日下午,农业部规划设计研究院《农业信息化》杂志孙海龙对中科院地理科学与资源研究所研究员、博士生导师,中国工程院院士孙九林进行了深度专访。
【期刊名称】《农业工程技术》【年(卷),期】2016(000)015【总页数】3页(P35-37)【关键词】改造传统农业;农业生产管理;农业信息化水平;农村经济;中国工程院院士;数字农业;国务院决策;资源研究所;地理科学;国内农业【作者】孙海龙【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】F3编者按国家《“互联网+”现代农业三年行动实施方案》（以下简称《方案》）明确指出，紧紧围绕推进农业现代化和农业供给侧结构性改革的目标任务，以推动现代信息技术在农业生产、经营、管理、服务各环节和农村经济社会各领域深度融合为工作主线，以推进农业在线化和数据化为根本任务，加强农业农村大数据建设，大力发展智慧农业，强化体制机制创新，全面提高农业信息化水平。
为深入贯彻落实党中央、国务院决策部署和《方案》实施要求，加快推进数据信息与农业产业链、价值链和供应链深度融合，驱动数字农业跨越发展，助力中国特色农业信息化取得重点突破，7月11日下午，农业部规划设计研究院《农业信息化》杂志孙海龙对中科院地理科学与资源研究所研究员、博士生导师，中国工程院院士孙九林进行了深度专访。
地球信息科学的前沿与发展趋势
收稿日期:2003-11-11; 修订日期:2004-01-02 基金项目:河南省科技攻关项目“GIS 支持下的河南省农业灾害预测技术体系建设”(0324100014) 作者简介:千怀遂(1956-),男,教授,博士生导师,主要从事遥感技术应用与自然地理研究。
E -mail :hs qian @ ① 肖峰.虚拟实在的本体论问题.http :∥/communion/meeting/2002-10.2003-8-20. ② 丛杭青,鄢建辉.赛博空间本体论的探究.http :∥/communion/meeting/2002-10.2003-8-20.地球信息科学的前沿与发展趋势千怀遂1,孙九林1,2,钱乐祥1(1.河南大学环境与规划学院,河南开封475001;2.中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101)摘要:地球信息科学是一门新兴学科,每个分支都有许多亟待深入的前沿领域。
地球信息哲学中的前沿领域主要涉及数字化世界的本体论问题、地球信息流和地球空间认识论问题以及地球信息科学的方法论问题等;地球信息机理中研究的前沿问题主要有地球信息转变机理、地球空间认知、地球信息表达方法的拓展、地球信息的不确定性、地球空间关系、地球空间尺度以及地球信息共享中的标准、规范和立法等;地球信息技术的前沿研究主要包括地球信息的集成和融合、GIS 中的空间分析与模拟、地球信息技术集成、地学可视化、虚拟现实技术、GIS 的互操作技术、地球信息的分布式计算以及GIS 中的面向对象技术等;地球信息工程的热点领域是信息基础设施和数字地球。
在未来的几十年内,地球信息科学将保持理论化、工程化和学科交叉领域泛化的发展特点;地球信息理论研究将呈现信息标准化和信息表达多维化的发展态势;地球信息技术的发展将具有集成化和智能化的特色;地球信息工程和应用将向平台网络化和应用社会化的方向发展。
关键词:地球信息科学;学科前沿;发展趋势中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1672-0504(2004)02-0001-07 自20世纪50年代以来,人类社会逐渐步入信息时代(Information Era ),社会信息化极大地改变了人们的生产方式、交往方式、生活方式和思维方式,信息或知识、信息技术成为社会进步和经济发展的主要动力,信息技术和信息科学得到了快速的发展。
2-孙九林(基于遥感的作物长势定量监测研究 )
(R 720－R 670)
40 30 20 10 0 0 5
R = 0.70
2
(R 720－R 700)/(R 700－R 670)/
(R 720－R 700)/(R 700－R 670)
40 30 20 10 0 0 1 2 叶面积指数 LAI 3 4
10
15
20
-1
25
• 纯数学分析法：纯经验方法，容易受建模样本的影响 纯数学分析法：纯经验方法， • 物理模型法：机理性方法，但目前还处于研究阶段，实际应用 物理模型法：机理性方法，但目前还处于研究阶段， 还有许多问题需要解决。 还有许多问题需要解决。 • 光谱指数法：半经验方法，一些参数指标的反演精度需要进一 光谱指数法：半经验方法， 步提高。 步提高。 氮浓度光谱指数：机理性不强 氮浓度光谱指数： 生物量光谱指数：高生物量水平容易饱和（ 生物量光谱指数：高生物量水平容易饱和（NDVI等） 等
2.基于遥感的作物氮素营养诊断技术研究现状 2.基于遥感的作物氮素营养诊断技术研究现状
已有研究中基于遥感技术反演的涉及氮素营养诊断的指标： 已有研究中基于遥感技术反演的涉及氮素营养诊断的指标： ），氮 叶绿素累积量（ 氮\叶绿素浓度（Eitel等，2007），氮\叶绿素累积量（ 叶绿素浓度（ 等 ）， Haboudane等，2002），叶面积指数（Rondeaux等，1996）、 ），叶面积指数 等 ），叶面积指数（ 等 ）、 生物量（ ）、密度 密度（ 生物量（Gitelson等，2004 ）、密度（Welsh等，2003） 等 等 ） 存在的问题: 存在的问题: 1）遥感数据解译方法需要改进，参数反演精度不高。 遥感数据解译方法需要改进，参数反演精度不高。
城市土地利用时空信息
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城市土地利用时空信息数字重建!分析与模拟
不仅具有较强的可拓展性与普适性&而且对土地管理与城市规划等具有重要的参考与应 用价值'
,本书从$ + 0 " "年时间尺度重建长春城市内部结构与垂直建筑楼层高度的演变过 程&揭示不同社会政治制度背景下的城市时空演变模式与驱动机制%构建局地尺度元胞
自动机模型与多主体模型集展长春城市 K O + T, 土地利用 时 空 结 构 演 变 未 来 情 景 模 拟% 构 建 区 域 尺 度 城 市 土 地 利 用 动 态 模 拟 模 型
( 覆被变化与局地尺度城市土地利用两个方面以尺度耦合方式开 坚持在大尺度土地利用
展研究工作&希望能够通过佩戴一只 " 望远镜$与一只 " 显微镜$来洞察与识别地球表 层系统各地理要素的演变过程!格局以及机理'在大尺度方面&试图通过遥感监测!模 型模拟等手段综合评价人类土地利用行为对地表土地覆被状态!生态环境以及区域气候 变化产生的效应%在局地尺度方面&试图通过高精度时空信息!实验观测以及实地调查 来揭示城市土地利用演化机制!机理以及对生态过程的影响' 在局地尺度上笔者从两个阶段递进式开展研究工作' % " " (% " $ " 年阶段性任务着 重解决 " 城市是如何演变的$ 这一科学问题' 城市演变对生 % " $ $% " $ ( 年进一步在 " 态环境影响程度以及交互机理$方面开展工作&通过国家!区域以及局地尺度不透水地 表遥感时空信息的介入开展城市化以及相关的生态环境效应研究&目前已经取得了初步 的进展'本书试图用城市土地利用时空信息的数字重建!分析与模拟来解释 " 城市是如 何演变的$ &本书的出版是对局地以及区域尺度城市演化机理研究阶段性工作的总结与 整理' 城市土地利用的 " 过程#格局#机制$是城市地理学研究的三个重要研究主题&城 市土地利用时空信息的数字重建!分析与模拟是阐述这三个主题的重要方法'其中&数 字重建是基础&分析是关键& 模拟是手段' 多尺度城市土地利用的 " 过程 # 格局 # 机 制$研究是本书的核心内容'本书中的城市土地利用时空信息&包括内部功能结构!空 间扩张以及相关的自然 人文信息' 本书通过数据! 方法! 模型的集成以 $ " " 年时间尺 度从城市的水平结构以及垂直结构三维立体空间分析其演变过程以及作用机制&模拟未 来城市动态演变情景&进而在北京城市与京津唐城市群进行空间尺度拓展应用'具体取 得以下重要的研究成果*
土地资源安全战略——认知、目标、研究方向与关键技术
Introduction for Land Resource Security Strategy ——Recognition, Target, Research Direction and
Key Technology
作者： 孙九林[1]
作者机构： [1]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
出版物刊名： 中国发展
页码： 71-75页
年卷期： 2019年 第4期
主题词： 土地资源;土地资源安全;土地科学与技术
摘要：土地资源开发与利用的主体和方法不同,使得土地资源战略画地为牢,各自为政的现象比较突出。
从人与资源的关系上看,土地资源安全应该从'数量、质量、结构和均衡'四个维度去认识其根本意义。
土地资源安全战略目标包括精准感知、精明利用、精细整治和智能管控四个维度。
土地资源安全战略的构建需要从技术、工程和管理三个维度来理解管控的机理,结合土地自然系统与人类活动发展的规律认识土地资源安全格局。
国土资源及农业信息研究学科带头人 中国工程院院士 资源学家孙九林
国土资源及农业信息研究学科带头人中国工程院院士资源学
家孙九林
佚名
【期刊名称】《湖北农业科学》
【年(卷),期】2013(52)22
【摘要】孙九林院士，资源学家，著名的“国土资源及农业信息”工程研究与应用的学科带头人，1937年8月出生于上海市，原籍江苏省盐城县。
1964年毕业于西安交通大学。
曾任中国科学院自然资源综合考察委员会副主任、研究员、博士生导师，陕西师范大学、河南大学兼职教授。
【总页数】1页(PF0002-F0002)
【关键词】中国工程院院士;学科带头人;农业信息;国土资源;资源学;西安交通大学;陕西师范大学;中国科学院
【正文语种】中文
【中图分类】G645.12
【相关文献】
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2.探索信息科学与农业科学结合的先行者--记中国工程院院士、农业与资源环境信息工程学科带头人孙九林 [J], 贾海琴
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生态环境自动遥感监测系统应用
生态环境自动遥感监测系统应用发布时间：2022-07-16T09:06:38.620Z 来源：《工程建设标准化》2022年37卷3月5期作者：冯林子[导读] “星图智慧不仅加快推动青岛市崂山区卫星应用和空天信息产业的发展冯林子天津同阳科技发展有限公司天津市 300384摘要：“星图智慧不仅加快推动青岛市崂山区卫星应用和空天信息产业的发展，同时也对教育工作和科研事业起着重要的支撑作用。
”近日，在空天信息与数字经济创新发展论坛上，山东科技大学测绘与空间信息学院教授孙林表示。
卫星测绘是基于各类测绘卫星获取地理信息和提供地理信息服务的重要手段，卫星测绘能力和应用水平是国家对地观测能力的直接反映。
加强卫星测绘能力建设，提升卫星测绘应用水平，对于抢占对地观测制高点、满足经济社会发展对地理信息技术和应用的迫切需求、推进测绘地理信息事业改革创新发展具有重要意义。
关键词：生态环境；自动遥感监测系统；应用1生态环境监测能力建设发展现状1.1生态环境监测网络建设日趋完善地方各级人民政府和生态环境主管部门积极落实《生态环境监测网络建设方案》要求，推动科学全面设点，生态环境监测网络覆盖范围和布局不断优化完善，目前基本建成了涵盖环境质量、重点污染源、生态状况等的国家、省、市、县四级监测网络。
其中，国家建成了由1436个城市环境空气质量自动监测站、2767个地表水环境监测断面和1946个地表水水质自动监测站、1500余个海洋环境监测点位、近8万个土壤环境监测点位构成的生态环境监测网络，为各要素环境质量评价与考核排名提供了全面支撑。
各类监测站点的功能和指标进一步拓展，部分水质自动监测站增加了重金属、生物毒性(鱼)、粪大肠菌群等监测指标；在京津冀及周边地区、汾渭平原及周边地区、长三角地区等重点区域90个重点城市积极推进颗粒物组分自动及手工监测网络建设，共布设102个颗粒物组分自动监测站、99个手工采样点、38个激光雷达观测站等，在78个城市开展118项挥发性有机物监测，在7个城市开展光化学监测，实现了我国环境空气监测从单纯的质量浓度监测向化学成分监测的重大推进，为准确研判污染来源和成因分析、做出有效应对措施提供了有力支撑。
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《城市土地利用时空信息数字重建、分析与模拟》评述
孙九林
(中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101)
中国科学院地理科学与资源研究所匡文慧博士撰写的《城市土地利用时空信息数字重建、分析与模拟》（地球信息科学基础丛书）专著在科学出版社于2012年4月出版发行。
全书以大16开本图文并茂形式全彩色印刷。
先睹为快，该书选题新颖，章节逻辑结构设计严密合理，集方法学体系与地学知识规律挖掘于一体，是一本值得研读的科学专著。
全球与我国经历了快速的城市化过程，2008年全球城市人口、2012年中国城市人口比例均首超50%。
我国城市快速空间扩张与“耕地红线”问题，城市内部不透水表面快速增长与城市生态“绿线”与“蓝线”问题正成为当前面临的重要科学问题。
由此，在现代地球信息科学支持下，构建相对完整的城市土地利用时空信息数字重建、分析与模拟的方法学体系以及科学解答“城市是如何演化”这一科学问题对于提高城市生态环境综合探测能力，进一步揭示城市化影响下的土地利用—生态过程—区域气候影响的交互作用机制以及地球系统各要素作用机理提供重要的科学基础。
阅读全书体会如下。
(1)多学科交叉与系统性。
在城市系统作用理论的支持下，本书总结了城市土地利用时空信息的多尺度性、人文属性以及高度动态性特征，构建的高精度遥感、地形图等多源数据以及地学知识参与下的城市土地利用时空信息数字重建方法体系，促进了历史与现代城市地理信息融合，丰富了地球信息科学方法学；进而从100年时间尺度科学解答城市产生、成长与发展整个过程城市土地利用时空“过程•格局•机制”这一城市地理学中重要的科学问题。
基于复杂性科学理论，集成多智能体模型（Multi-Agent）与元胞自动机模型（CA）构建了局地尺度城市扩张模拟模型，预测城市未来不同情景扩张过程。
在上述一系列方法学体系与地学规律揭示基础上，开展了时空尺度应用拓展。
全书涉及遥感、地理信息系统、城市地理、土地利用、智能体理论等多个科学，围绕“城市是如何演化的”这一科学问题，集数据、方法、模型与应用于一体，具有高度的系统性。
通过城市立体空间演变的“过程与格局再现”解释城市演变现代过程的自然—人文作用机制，为城市地理、土地利用、地理信息系统与遥感应用学科交叉提供了新的研究范式。
(2)城市土地利用演化与时空观。
进入21世纪，随着城市发展的程度、强度以及广度不断加强，一座座高楼大厦拔地而起，城市地理理论与方法也随之需要丰富其内涵。
城市土地利用的“过程、格局与机制”是城市地理学研究的三个重要主题。
城市土地利用问题历来是地理学家关注的焦点问题。
如托马斯（Thomas）提出了乌托邦式的城市建设模式，杜能（Thünen）提出农业区位理论，伯吉斯（Burgess）提出了同心圆城市土地利用模式，霍伊特（Hoyt）创立了城市土地利用的扇形理论。
这些古典区位理论以城市平面布局的静态模型为主。
本书提出了城市内部水平与垂直空间三维立体演化的“空间尺度”以及城市近100年整个成长历程的“时间尺度”城市土地利用演化新的时空观，丰富与发展了古典城市地理的理论水平，而且对于解答现代城市发展具有重要的现实意义。
伴随着21世纪空间信息技术的高度繁荣，融合了地理信息系统、全球定位系统、遥感、信息网络等多学科的地球信息科学理论与技术的发展为实现该书提出的新“时空观”，开展多尺度多维度城市土地利用时空信息的表达、数字重建以及动态模拟提供重要的技术支撑。
（3）数据—方法—模型集成与实用性。
综合系统地阐述了城市土地利用时空信息数字重建、城市土地利用演化的“过程•格局•机制”分析以及城市扩张未来情景动态模拟的技术方法体系；以东北老工业基地长春城市为例，收集了近100年来，半殖民地半封建社会时期、东北沦陷时期以及新中国成立以来记录的城市历史地图、城市规划图、城市地籍图、大比例尺地形图等高精度图件资料，揭示了近100年来城市产生、成长与发展整个历程的内部土地利用结构与垂直空间演化的时空特征以及驱动机制，进而模拟局地尺度不同情景城市土地利用扩张过程，并在京津唐城市群开展尺度拓展应用。
该书发展的一系列方法体系在城市规划、土地利用规划以及生态环境治理方面体现了较高的实用价值。
正如作者前言所述，本书是作者从人类活动高强度、最为剧烈的土地利用类型-城市土地利用入手，通过局地尺度（如同科学家佩戴的“显微镜”，侧重机理机制）与大尺度（如同科学家佩戴的“望远镜”，侧重效应评估）耦合方式开展研究，该书解答“城市自身是如何演化的”既是地球系统科学领域中城市化影响下的土地利用-生态过程-气候影响作用机制以及区域/国家/全球效应评估这一大科学问题前期必备课程之一，也是城市地理学与地球信息科学学科交叉新的研究方向。
在此祝贺匡文慧博士取得出色的研究成果的同时，期待沿着科研目标与学科主线继续深入。