项目支撑

基于GIS技术的景观格局指数空间展布实现与应用

景观格局指数空间展布方法的提出,能够为建立空间格局与生态过程间的关系提供技术支持。将格局和过程联系起来,从空间位置上揭示控制景观功能的关键地段,解释景观要素空间布局合理与否的问题,为景观格局优化提供有力的空间依据。另外,从土地利用变化的研究成果中也有理由认为采用景观格局指数空间展布方法会有助于解释空间格局与生态过程之间的关系。

净月潭遥感实验站开放式高性能地理计算

  1. 从科学研究的发展来看,地理过程(包括生态过程、水文过程等)模拟研究是以后地学发展的必然途径。地理过程模拟是基于地球系统中的动力、物理、化学和生物过程,通过数值模拟方法在高性能计算机上定量描述大气圈、水圈、冰雪圈、岩石圈和生物圈等的性状、演变规律和它们之间的相互作用,预测地球系统未来演变的规律。
  2. 地理过程模拟是定量研究自然变化和人类活动影响、寻求解决一系列重大资源、环境与灾害问题(包括全球变化与区域响应问题)的不可或缺的重要途径,其作用是以物理、化学、生物实验室的研究方法无法实现和替代的。
  3. 在现阶段一个地理过程模拟的有无及模拟性能的好坏,不仅仅只是反映实验台站当前的研究能力,在一定程度上还体现着研究所科学技术水平的高低。 在这种情况下,有必要率先实现地理计算平台。

沼泽湿地专题数据集成与数据库建设

面向国家在东北区域的战略需求与地球系统科学数据共享平台的总体部署,本项目将从地球科学的角度整合研究所陆地表层科学研究数据资源,建成全国范围的包括遥感影像数据、GIS矢量数据、植物、动物、土壤、植被、气候/气象要素的沼泽湿地专题数据库,为地球系统科学数据共享平台提供特色数据,健全地球系统科学数据共享平台的学科体系,满足国家对东北地区自然资源管理、生态安全和粮食安全的基本数据需求。

长白县地质灾害遥感解译

长白朝鲜族自治县位于白山市东南部山区,由于地质环境条件复杂,成为白山市地质灾害易发区之一。区内的主要地质灾害类型有:崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷和地裂缝等。地质灾害不仅造成财产损失,还造成人员伤亡。根据调查结果,区内地质灾害破坏作用的结果为造成1人死亡,2人受伤;累计损毁房屋632间,其中全毁222间,半毁410间,直接经济损失为213万元;累计损毁农田21225亩,直接经济损失782.01万元;累计损毁道路长44.37km,直接经济损失达935.66万元;损毁桥、涵分别为27座、122道,直接经济损失574.34万元。除已发生的地质灾害,还存在大量潜在的地质灾害,对人民生命与财产安全构成威胁。因此,防治和减轻地质灾害的发生与发展,已经成为迫切需要解决的重大问题。

编制长白朝鲜族自治县地质灾害防治规划,就是要有计划、有步骤、有针对性地开展长白朝鲜族自治县地质灾害防治工作,避免或减轻由于地质灾害造成的经济损失,以保护人民生命安全,促进长白朝鲜族自治县经济和社会可持续发展。

格网化资源环境综合科学调查管理平台开发

现实中的地理世界是错综复杂的,开放地理空间信息联盟(OGC)指出,地理对象的抽象过程存在9个层次。不同学科背景的研究者对地理客体有着不同的认知,从而提出不同的地理空间世界模型。另外,由于所使用工具的约束和所处技术水平的时代局限,地理空间数据信息化表达形式与过程也有差异。因此,目前地理空间数据的管理、检索、挖掘存在着的种种障碍,主要源于资源环境数据的数字化信息来源众多,其坐标系不同、投影不同、数据格式不同、时间不一致、语义不一致等因素,很难对不同时期的数据进行区域资源与环境动态变化分析,难以发挥历次综合科学考察与调查成果的综合优势与长期效应。通过对目前理论与技术方面的多方位调查和综合分析,发现建立地理空间格网模型与研发技术是解决以上问题的有效途径。在以纸张为主要信息载体的过去,经纬度坐标系、投影地理坐标系,解决了地球椭球体不可展的矛盾,实现了三维空间到二维平面的投影变换,但将地球上各向异性的度量扭曲为各向同性的欧氏空间,使得大区域内的距离、方位、面积的可视化量算是不精确的,甚至是没有意义的。

地球系统科学数据共享平台英文版网站开发

研究内容包括景观格局指数空间展布的实现方法,以及景观格局指数空间展布计算算法效率提高等。 实现景观格局指数空间展布计算之后,从技术角度来讲需要按照采样理论对景观格局指数空间展布的计算进行简化。因较大的采样间隔,或者是较大的滑动窗口会抹杀掉一些变化比较小的景观变化,而只是将所要研究尺度的特征表达出来。因此,不同的采样间隔或者是窗口大小也是研究内容,它们分别反映了景观格局指数空间展布的粒度与尺度。

多源地理因子数据汇集交换平台开发

目前应用景观格局指数中存在的问题是:仅用一个景观格局指数统计值是不能反映整个研究区景观格局的,也难以揭示生态过程的问题。因此提出将景观格局指数进行空间展布,形成空间意义上的景观格局指数二维变量,从空间角度实现景观格局与生态过程变量的叠加,有效地将格局和过程联系起来。

本课题的关键技术是将GIS空间分析方法与景观格局指数计算软件相结合,对景观格局指数进行空间展布。本研究在GIS空间分析、地统计分析、地图代数等方法的支撑下,针对景观类型图的大小,选择一系列不同尺度的采样窗口,结合景观格局指数计算软件,采用邻域算法计算每个采样窗口的景观格局指数,生成景观格局指数空间展布图。

防灾减灾知识服务项目

防灾减灾知识服务系统项目,由联合国教科文组织(UNESCO)防灾减灾部门及中国工程院国际工程知识服务中心支撑,提供面向国际、针对不同国家与地区的防灾减灾元数据目录、数据资源、教学视频、经验案例等方面的知识服务。由中国科学院地理科学与资源研究所承担总体任务,平台开发与测试由我所负责完成,用户包括中国及周边国家和地区的政策决定者、科研人员以及对防灾减灾有兴趣的社会公众等。

中科东地水鸟研究成果展示系统项目

2015年12月,中国科学院东北地理与农业生态研究所根据自身的研究特色,结合新的形式与任务,在湿地研究领域发挥跨领域、跨部门、跨学科的“产、学、研”不同创新单元的交流合作,联合地区研究优势单位东北师范大学,开展协同创新共建“湿地生态与环境国家重点实验室”。“中国东北湿地水鸟协同创新研究团队”是“湿地生态与环境国家重点实验室”建设的重要研究领域之一,同时作为协同创新共建实验室的重要纽带之一,在2015年12月28日进行率先组建。

“中国东北湿地水鸟协同创新研究团队”以国家战略需求为导向,以实现湿地生物多样性保护最大化为目标,以多学科协同创新为主体,以“生物-生态-景观-遥感-地理的所校协同”为路径,以体制机制改革为保障,全面推动湿地水鸟生物多样性保护问题的综合研究,服务国家湿地保护红线战略。

吉林省资源环境承载能力监测预警支撑项目

吉林省生态环境承载力技术平台提供面向吉林省地区的生态环境的文档发布、地图资源发布、地图可视化应用、评价计算公式等服务,实现了在线科学计算与环境计算的评价功能,以地图应用、指标分级计算为基本单元,在地图应用的基础上配有相对完善的区域环境文档说明。相关在线地图资源由OSGeo(开源地理空间基金会)中国中心提供服务接口,设计使用符合相关标准规范的网络服务接口,完成数据交换与互操作。用户包括吉林省地区的政策决定者、科研人员以及对生态环境有兴趣的社会公众等,用户可直接通过互联网、基于Web浏览器获取相关的数据与信息。

中科东地绿源大地电商应用系统

绿源大地平台提供农产品种类、最新动态、行业内幕、关于本站、招商合作等信息文档,实现了农产品溯源地分布地图可视化功能。用户可直接通过互联网、基于Web浏览器获取相关的地图数据与信息,相关在线地图资源由OSGeo(开源地理空间基金会)中国中心提供服务接口,设计使用符合相关标准规范的网络服务接口,完成数据交换与互操作。用户面向对有机产品与绿色食品有兴趣的社会公众等。

中科东地内陆盐碱地植物种质资源项目

目前我国内陆盐碱地植物种质资源家底不清,远未被调查、发现和系统整理。亟待详细野外实际调查补充和完善,系统开展我国北方内陆盐碱地植物种质资源调查地植物种质资源调查,符合我国盐碱地治理和生态建设的重大需求,特此开展了中科东地内陆盐碱地植物种质资源项目。

World Data System全球数据系统项目

世界数据中心(World Data Center,WDC)成立于1957年,是国际科学联合会(International Council for Science,ICSU)下属的国际数据组织。WDC成立的直接目的是为1957—1958国际地球物理年(International Geophysical Year,IGY)提供数据管理和共享服务。由于当年WDC在数据管理和服务上的成功,这一系统被永久保留并用于后续IGY以及更多科学数据和信息的管理和共享服务。

WDC在成立之初建有27个数据中心,集中分布在欧美等发达国家。50多年的发展使其涉及的学科和领域越来越广,目前已在全球建立了51个数据中心,分布在美国、欧洲、中国、日本和印度等国家和地区。WDC系统的不断扩大,促进了其在全球范围内的科学数据收集、交换、传播和共享服务,逐渐成为国际数据共享领域的一支重要力量;但与此同时,WDC体系本身存在的一些缺陷和问题也随着WDC体系的扩大而逐渐放大,并最终影响到了这个系统的有效组织和长期运行。

“十一五”以来,国家有关部门积极贯彻“整合、共享、完善、提高”的方针,旨为加强科技创新基础能力建设,推动我国科技资源的整合共享与高效利用,改变我国科技基础条件建设多头管理、分散投入的状况,减少科技资源低水平重复和浪费,打破科技资源条块分割、部门封闭、信息滞留和数据垄断的格局。

2014年10月9日,国际科学联合会世界数据系统(ICSU-WDS)中国秘书处筹建研讨会在中科院地理科学与资源研究所召开。WDS是由原世界数据中心(WDC)改组后,于2008年成立的国际数据组织。原WDC执委、WDC中国国家委员会秘书长孙九林院士,原WDS科学委员会委员、全国人大代表、中科院计算机网络信息中心阎保平研究员,中科院条财局信息化处陈明奇处长,中科院国际合作局国际合作处庄严副处长,现WDS科学委员会委员、中科院遥感与数字地球研究所李国庆研究员,中科院地理资源所国际合作处邓祥征处长,中科院地理资源所地球数据科学与共享研究室诸云强主任、杨雅萍副主任,WDS中国天文数据中心、海洋数据中心、寒区数据中心、可再生资源与环境数据中心、微生物数据中心、极地数据中心(筹)等负责人或代表参加会议。

2016年度继续教育与培训项目

为了扩大开源GIS的影响与使用,在中国科学院继续教育经费支持下,依托于OSGeo中国中心,中国科学院东北地理与农业生态研究所卜坤博士于2016年7月13日至7月15日,完成了为期三天的《面向地理信息的Python编程:数据处理、数据分析与地图制图》专业技术高级研修班培训课程。为方便学员实施操作,本次培训使用了IPython Notebook云科学计算环境。IPython + Notebook server 是一种基于云的科学计算开发环境,它既能够使开发者享受到云计算的强大计算能力,也能够使开发者无需在自己本地安装任何软件就能有良好的开发界面。此外,从本地到云端,带宽要求极低。

2017年度继续教育与培训项目

为推广Python在地理信息学科的应用,在中国科学院人事局继续教育工作支持下,依托于OSGeo中国中心与UNESCO/IKCEST防灾减灾知识服务平台,由中国科学院东北地理与农业生态研究所卜坤高级工程师主持完成了为期五天(于2017年9月18日至9月22日,授课三天)的《面向地理信息的Python编程:数据处理、空间分析与地图可视化》精品培训课程。中国科学院相关分院所、周边各省份科研单位及高校的百余名学员参加了此次精品课题培训班。本次培训班的老师包括东北地理所卜坤高级工程师,长春师范大学刘廷祥讲师与中国科学院大学宋现锋教授。卜坤博士为主要授课教师,其具有多年开源GIS软件、Python语言的开发工作经验,完成多套软件、网站程序,并运维有多项在线网站系统,对于传播开源GIS软件、地理科学数据共享、云计算/云GIS技术方面有重要的作用,在此次培训班上以具体项目应用为案例,重点讲解了Python语言及其在开源GIS的应用。刘廷祥讲师以Python语言在ArcGIS环境中的应用为主要讲解内容,宋现锋教授则重点讲解了Python语言在车辆轨迹数据挖掘中的应用。本次精品课程班以讲师讲授、问题解答与互动交流等方式完成了本次培训授课,对Python语言、开源GIS、ArcPy脚本及应用案例在学习工作中的应用进行了技术培训,对于增强科研人员编程素养,掌握地理数据处理的基本方法有重要的作用,达到了宣传教育的目的。