5·12 四川汶川地震，4·14 青海玉树地震及8·7 甘肃舟曲特大泥石流等突发性重特大自然灾害发生地区的灾后重建是非常复杂而漫长的工作。灾后重建规划是推进灾区恢复重建工作的重要依据，不断完善重建规划的理论和方法对提高我国综合减灾恢复重建能力意义重大。本研究通过系统梳理大量国际组织发表的文献资料，总结了1995 年日本阪神地震、2004 年印度洋地震海啸、2005 年美国Katrina 飓风的灾后重建规划及规划实施中的先进理念，分析提出积极推进今后我国在灾后重建过程中体现灾区民意和强化生产、生活氛围复兴(软环境重建)工作的重要意义。

以渭河流域(干流地区)为例，以水资源利用为主线，利用系统动力学方法，建立了渭河流域人地关系地域系统动态仿真模型，并利用Venple 软件，选取经济高速发展模式、缺水反馈模式、缺水污染反馈模式、调水耦合模式等4 种方案对该系统进行调控实验。结果表明：与传统的数理模型比较，利用系统动力学模型对流域人地关系地域系统进行模拟更能够反映出流域系统的非线性、高阶次和反馈性的特征，可以较好的模拟流域水资源、污染和经济发展的耦合关系；通过对4 种情形下建立的不同模式的运行结果进行比较，发现在经济高速发展模型中经济发展速度最快，但是加重了生态环境的负担，同时水资源和经济的矛盾会急剧恶化；缺水反馈模式和缺水污染反馈模式考虑了资源和环境的限制，是对经济高速发展模式的完善；调水调控模式将区外水资源引入渭河流域，在一定程度上减轻了环境和资源压力，经济保持一定的增长速度，是最接近实际，也是目前对渭河流域人地系统进行调控最可取的方案。建议政府部门在政策制定时考虑经济、资源、环境的统筹发展，综合考虑各种约束条件可能对区域发展造成的影响，使决策更为科学合理。

随着遥感应用的深入，传统将遥感影像像元当作纯净像元的方式所带来的问题已经被广泛认识到，混合像 元分解的相关理论和技术成为遥感领域的一个热点问题。本文总结了混合像元分解及超分辨率影像重建的主要理 论和方法。根据超分辨率影像重建的主要流程，分别回顾了混合像元端元类型选择、端元丰度分解和超分辨率影像 的重建，并对相关模型和技术给出了总结和评价。端元类型选择是确定在影像范围包含的纯净地物类型，重点介绍 了基于统计学和几何学的两种方法。端元丰度估计是目前该领域研究最多的方向之一，集中了很多新的理论和方 法，可变端元分解和盲源分解作为2 种效果较好的方法在文中作了详细的回顾和评价。空间自相关性是对丰度估 计的结果进行超分辨率重建的主要理论基础，如何在丰度约束条件下最大化空间自相关性是大多数基于混合像元 分解超分辨率重建的目标。最后，文章在总结目前混合像元分解及超分辨率遥感影像理论发展的基础上，给出了一 些意见和展望，指出考虑混合像元形成机理、综合多种模型及先验信息将有助于基于混合像元分解的超分辨率遥 感影像研究。

空间统计是20 世纪90 年代以后在经济地理，尤其是城市和区域研究领域中发展起来的重要研究方法。这 一方法考虑到事物发展的空间依赖性，大大革新了原有经典统计，并借助于地理信息技术增强了可视化效果，丰富 了在城市和区域研究中对空间的认识和预期。本文简明地综述了空间统计主要领域和内容，指出探索式空间分析， 局部空间统计和空间回归模型是空间统计与经济地理研究主要的结合点，代表了未来发展趋势；并就空间尺度、空 间权重矩阵、边缘效应和解释谬误等方面着重阐述了应用时应注意的问题。在此基础上，对近年来空间统计在社会 经济要素集聚、土地利用和城市空间结构、交通和房方产研究中的应用进行了回顾，总结其主要应用方面和价值。 空间统计将会大大提高对城市微观尺度的研究，为城市研究的基本理论假设和社会经济发展机理提供重要研究手 段，但对数据库建设提出了更高的要求。

当前用来计算分形维数的原始数据通常是栅格图像，但是现有的土地利用数据大多以矢量形式存放，若将其转为栅格形式后计算分维数，则将面临基于栅格图像所得到的分形维数的计算精度与像元尺寸以及图像自身大小有较大关系，并且在对栅格图像进行不规则形状提取时容易造成数据丢失等问题。鉴于此，本文利用Visual C#完成了基于Windows平台的矢量数据分形维数计算程序设计，并利用该程序对20世纪90年代三个时期的秦岭中段和鄂东南地区土地利用类型的分维数进行了求算。结果表明该程序是一种方便、实用而且精确的分维数计算方法。此外，从三期各类土地利用类型的稳定性指数来看，在秦岭中段地区表现为：居民点及工矿用地>未利用土地>水田>旱地>草地>林地>水域，而鄂东南地区则表现为：水田>未利用土地>居民点及工矿用地>旱地>林地>草地>水域，这说明在上述两个地区，林地、水域、草地的稳定性都相对较差，它们的潜在变化趋势也较大。

由于技术发展和地理学内部计量革命的兴起，自动化地理学在20世纪80年代的欧美国家应运而生，20世纪90年代逐渐被地理计算学取代。自动化地理学是指通过对一系列自动化工具和技术的综合选择和使用，研究空间现象，解决地理问题。自动化地理学一经提出，引起诸多学者的关注和反响。对其审视和批判的角度丰富多样，包括技术、学术、应用、社会政治等多个视角。这些评论和观点促使我们从不同的角度理解在数字环境下的地理表达及其产生的社会结果，也从概念和技术上为自动化地理学的发展提供了推动力。同时，对于我国GIS学科和地理学的发展也有深刻的借鉴意义。

在系统分析自然生产潜力经典研究成果的基础上，进一步考量社会经济因素的影响，根据土、肥、水、种、密、保、管、工8个影响作物产量形成的主要社会经济因素构建社会经济生产潜力系统，形成了较为完善的农业综合生产潜力指标体系；并引入社会经济修正函数对现有的农业自然生产潜力模型进行完善，构建农业综合生产潜力模型。农业综合生产潜力指标体系及其模型，为定量评估农业资源利用程度提供了一种有效手段。

鉴于经典采样和空间采样存在的局限性，提出了一种旨在寻找典型点的目的性采样设计方法。该方法通过分析与目标地理要素空间分布具有协同变化关系的环境因子，提取地理要素空间变化的典型模式，进而在典型模式上布设样点，即可获得典型点，从而减少所需样本量。以位于黑龙江鹤山农场的2个研究区为例，分别选择土壤厚度和表层有机质2个土壤属性，通过对土壤属性空间变化的4个协同环境因子进行模糊c均值聚类，获得对应土壤属性空间变化模式的环境因子组合；根据其模糊隶属度结果设计典型点并进行采样，最后结合典型点的属性值与环境因子组合模糊隶属度结果，采用加权平均模型得到土壤属性空间分布图，反映了土壤属性随地形变化的连续性分布。基于独立野外验证点，选择了4个评价指标对所得属性图进行定量评价。结果表明：2个研究区验证点集的预测值和观测值一致性指数均较高，可见本研究提出的方法是一种有效的样点布设方法。研究还对在每一环境组合类设计不同数量典型点所得土壤属性制图结果的差异进行了讨论，认为典型点增多并不一定能提高土壤属性空间推测的精度。

湿周法是以湿周作为衡量栖息地质量的指标来估算河道内流量的最小值。通过建立河道断面湿周与流量的关系曲线，依据该曲线确定变化点的位置，估算最小需水量的推荐值。根据国外对湿周法的研究应用，分别采用对数函数和幂函数关系对湿周—流量关系进行拟合。从理论上分析了湿周法采用斜率为1法和曲率最大法确定变化点的不同，得到不论采用对数函数还是幂函数关系拟合流量—湿周关系，斜率为1法的估算结果都要大于曲率最大法的估算结果。把湿周法应用到滦河流域两个水文站，以曲率最大法确定变化点，估算了两个站点的最小生态需水量。结果表明：①对数函数拟合流量－湿周关系得到的最小生态需水量都要大于幂函数拟合流量－湿周关系的结果；②湿周法估算的生态需水量都能满足河道内最小生态需水的要求，且较小河流对生态需水量的要求相对较大河流更高。

在系统认识和理解地理元胞自动机（CA）模型的基本性质基础上，重点从自然与人文综合的复杂地理系统模拟研究角度，对地理元胞模型所涉及的基本理论与方法问题进行了进一步的探讨。研究表明：从地理系统的模拟看，CA模型的研究和应用提供了一种从地理系统的微观出发、将自然与人文统一的地理系统模拟的新视角与新途径。在此基础上，提出了地理系统模拟的CA模型需要解决的三队基本关系和三个基本科学方法问题。

地球系统科学是地球科学发展的一个新的历史阶段，其以地球系统及其整体行为作为研究对象，迫切需要大量多学科、多来源、多类型、综合性地学数据资源的支撑。针对这一需求，我国国家科技基础条件平台设立了“地球系统科学数据共享网”这一支撑条件。为了构建该支撑条件的标准规范环境，本文分析了地球系统科学数据的特征，剖析了“研究型”数据对标准规范的需求，指出了其面临的3个关键问题。研究了地球系统科学数据共享的概念模式，根据定义的4条基本原则，分析了地球系统科学数据共享标准规范体系的定位，构建其体系结构。该体系结构包括4个大类，即机制条例类、数据管理类、平台开发类、数据服务类，具体包括18项条例、办法、规范和技术标准。其中，地球系统科学数据共享联盟章程、核心元数据标准、数据质量管理办法、数据分类标准是该体系中的引领性、核心标准规范。经过近6年的研究和应用，目前该标准规范体系已经在地球系统科学数据共享网的总中心和13个分中心试用，取得了良好的运行服务效果。未来，地球系统科学数据共享标准规范将“向下”、“向上”两个方向继续发展。

空间可达性是评价医疗设施布局合理与否的重要指标，传统的医疗设施空间可达性评价，或者从医疗服务供需状况着手，或者从供需双方之间距离因素着手，均无法全面评价居民实际所能获取的医疗资源。本文采用基于潜能模型的评价方法对江苏省如东县医疗设施空间可达性进行分析研究，该方法综合考虑了医疗设施服务能力、居民点人口数量、医疗设施与居民点之间的出行阻抗。研究表明，通过选取合适的出行摩擦系数，该方法能够较为全面准确地测度较小研究单元的医疗设施空间可达性，辅以GIS技术，可以很直观地揭示研究区域内医疗设施空间可达性差异，结合公共卫生管理部门制定的医疗资源配置标准，还可较为准确判定缺医地区，为政府相关部门规划决策提供依据。

经济集聚是工业社会中一种普遍存在的地理现象。它可以发生在不同的地理层面上，具有多种空间组织结构。在回答地理是否会影响集聚演化的问题上存在着两种不同的观点。其一是认为良好的地理环境将有助于经济集聚的产生，并且地理作用在其发展过程中持续存在；其二是认为地理仅是集聚形成的一个触发因子，其发展可以依赖纯经济因素而不是比较优势。本文运用数据挖掘技术，将演化时段分成集聚形成和集聚发展二个阶段，从另一个角度详细分析这两种观点。研究结论表明，集聚的形成受到自然地理要素的影响比经济地理要素要大。但经济地理要素对集聚增长具有显著的作用，经济因素和交通因素是集聚规模增加的关键所在，而自然地理因素作用被削弱了。

地理格网系统起源于早期的制图研究，并发展成为表达复杂地理现象、综合分析自然与人文数据、模拟地理系统功能与行为的基本方法。地理格网系统的组成包括格元、格边和格点，格元代表了区域面状特征，格点确定了格元的基本位置和点状特征，格边用于度量格元间的通量关系。在现代地球测量技术驱动下，地理格网系统的功能从传统的地图定位框架与地理现象表达，进一步拓展出多源地理空间数据融合、地理综合分析等新功能。研究椭球空间下的地理格网系统构建模型、误差分布、地学计算等是地理格网系统研究的前沿和基础性科学问题。

由于对地观测技术的迅速发展，空间数据的种类和数量增长迅猛，由空间数据反演得到的各种信息日趋膨胀，这些反演结果中的信息不少以软数据的形式出现。在实际应用中，这些软数据往往与空间插值的目标变量具有一定的相关性，甚至成为控制目标变量空间分布特征的重要因素。然而，由于这些数据通常表示为非数值形式，在计算和处理上存在着一定困难，以致被传统的插值方法所忽视，从而造成信息浪费。近来出现的空间软插值方法是一种利用空间软数据作为辅助信息并以改善插值效果的方法，能够较好的处理并利用软数据所隐含的信息，具有较好的应用发展前景。本文根据空间软数据的特点及其分类，系统综述了空间软插值方法及其应用领域。首先分析了空间数据软硬性质的根本区别，论述了软数据的分类和“硬化”方法，然后介绍空间插值模型中对空间软数据的集成方法和原理，最后对空间软插值方法及其应用研究领域进行了展望。

对西方地学计算的起源、概念、知识体系以及存在争议的问题进行了概括地介绍和评述。地理计算的发展动因在于探索空间复杂性的需要，发展源流则在于计算科学，技术主线可以归结为：计算机科学→计算科学→计算地理学→地理计算科学。地理计算与地理信息系统(GIS)具有密切关系，需要运用定量地理学的全套工具，横跨自然、人文两大领域，可望成为一个全新的知识领域，甚至有可能发展出一种新的研究范式。地理计算科学在西方发展迅速，但也存在一些令人不安的问题，其中之一便是缺乏知识建构的核心。由于地理计算具有超越地理学的意向和趋势，本文建议以计算地理学为主体之一，以“利用模型寻求理解”为原则，建立一个相对收敛的知识体系。

以山东莒县沭河上游流域地区为研究案例，通过对大汶口、龙山和岳石文化时期遗址空间结构及其与环境特征的关系分析，建立了基于GIS的沭河上游考古遗址预测逻辑斯蒂回归模型，较为精确地分析得出遗址分布与地形高度、河流分布等因子间的定量关系。研究结果表明，山东莒县沭河上游流域地区遗址点分布在高程较低和坡度低于3°的地方，说明遗址点多选择在较为适宜农业活动的地方；在遗址选择朝向上，整个研究区域的朝向分布比较均衡，但以西、西南、东和东南为主；史前人类的居住地主要沿支流分布，而远离干流，以避免洪水灾害的危害；随着时间的推进，遗址点所处位置的高程和坡度逐渐增高增大，距离河流的各种距离总体上也呈增加的趋势，这与人类克服环境限制能力的提高有关系。

针对资源环境研究领域对空间型社会经济数据的需求，本文以新疆天山北坡为试验区，在分析区域经济发展特征的基础上，根据分县控制、分产业建模的思路，建立基于土地利用的1 km栅格GDP空间化模型对统计型经济数据进行空间分布仿真模拟。对第一产业产值采用面积权重的方法进行拟合；对第二产业建立基于道路的反距离加权模型；第三产业则以城镇规模为基础，通过引入城市边缘距离概念建立多中心的距离衰减加幂指数模型。结果表明，天山北坡GDP空间分布模拟在分产业和分县水平上具有较高精度，模拟值与真实值间的相对误差均在1%以内。从研究区GDP的空间分布来看，高值区主要集中在米泉至沙湾一线，以乌鲁木齐市、石河子市以及克拉玛依市为核心向周围地区辐射；城市内部GDP密度由城市中心向外围递减，建成区GDP密度明显高于城郊及农村地区。1995、2000和2007年三期GDP模拟结果的对比较真实地反映了区域经济发展的历程，对准确把握区域经济动态具有一定的实用价值。

土地利用/覆被分类系统是碳蓄积研究的依据，然而各种碳蓄积研究所采用的土地利用/覆被分类系统不尽相同。根据1993年海南林业资源二类调查资料，我们按照USGS土地利用/覆被、LCCS土地覆被和中国科学院土地资源三种分类系统所定义的类别进行分类并计算了各自的碳储量和碳密度，为碳储量的进一步精确估算和土地覆被分类系统研制提供重要的科学依据。结果发现，（1）不同的土地利用/覆被分类系统所对应的总碳储量以及平均碳密度都有了明显的差别。林业调查资料的植被分类、FAO 土地覆被分类系统(LCCS)、USGS 土地利用/土地覆被分类系统以及我国学者常用的中国科学院土地资源分类系统的碳蓄积量(Tg C)分别是28.98、28.71、21.04和21.04；碳密度(t C/ha)分别是31.24、30.95、22.68和22.68。（2）土地利用分类系统和土地覆被分类系统之间的结果具有较大差异，其碳储量相差7.67～7.94 Tg C，碳密度则相差8.27～8.56 t C/ha；差距在26.47%～37.74%之间。与其他学者研究结果比较发现，土地利用/覆被分类系统造成的碳蓄积差异的变化方向是不定的，取决于具体的分类系统和材积—生物量函数。不同土地利用/覆被分类系统对于植被划分的不同，导致了材积—生物量回归方程和类别面积的差异是造成碳蓄积和碳密度估算差异的根本原因。目前常用的土地利用/覆被分类系统在估算碳蓄积中存在一定问题，不适合于高精度的碳蓄积计算。体现地表植被生物量差异、植被叶型和外貌特征、种类及树龄差异等内涵的土地利用/覆被分类系统利于陆地碳循环研究的深化。