圆圆 测绘工程 对地理信息的尺度特性的深入分析 张玲 （四川省成都市勘察测绘研究院 四川成都 ６１ ００００） 摘要：地理信息属于三维空问信息范畴，也是地理信息科学研究的最为重要的范畴，其中尺度又是地理信息的固有本质特性。因此，对 地理信息的尺度特性的研究将有助于帮助研究地理信息科学。本文首先着重分析了地理信息尺度特性的显现基本规律，进而概况探索了 地理信息尺度特性的特征，并深入分析了其内涵，这些探索对于提升地理信息的研究和服务于社会需求兵有极强的参考价值。 关键词：地理信息 尺度特性 基本规律 探究 中图分类号：Ｐ２３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ６７２－３７９１（２Ｏ１３）１１（ｃ）－Ｏ０３４—０２ 地理信息属于空间三维信息，是指与 例尺变化为基础，通过对其比例变化的研 法不同，受到观测尺度的影响程度不同而 空间地理分布密切相关的信息，不仅包括 究，如采样粒度的改变等进而得出地理信 地表物体与环境固有的数量、质量、分布特 息的清晰表述，从而为地理信息的空间分 征和联系等基本信息，同时涵盖具有规律 析与研究提供帮助，提升人类对遥感造影、 性的数字、图形、图像和文字等基本信息。 卫星导航等现代科技的应用能力和发展水 客观世界是由庞大而复杂的信息源组成， 平。 现代地理信息科学借助近代数学、空间科 本文着眼于地理信息的尺度特性的基 学以及计算机科学等学科理论对地理信息 本属性出发，从分析地理信息尺度的内在 的获得、处理、传输、表达和分析加以研究， 属性，即尺度依赖性，到以多尺度表现地理 以服务于人类社会。其研究的重点是地理 信息，再到其尺度变换时的空间特性入手， 信息基本特点，概况的讲这些地理信息具 分析探索地理信息的相对稳定性、空间和 有可存储和传输性、可转换和扩张性、客观 时间结构性，从而揭开地理信息的神秘面 性、时间性和空间性等基本属性，对于普通 纱，为人类更好的利用和开拓地理信息知 人们而言其抽象性不言而喻，但现代地理 识提供一些参考意见。 信息已广泛应用于电子地图、卫星导航、遥 感造影等现代科技，充分体现了其商品性 ２尺度的特征属性分析 和共享性的特征。尺度理论是研究地理信 ２．１尺度的依赖性 息基本特点的重要理论学科，也是地理信 所谓的尺度依赖性是指尺度的变化会 息科学的基础理论之一。尺度理论贯穿于 导致地理信息特征的改变，从而导致被观 地图学到地理信息科学发展的全过程，因 测目标的结构和物与物之间组合关系的变 此，制图尺度、地理尺度、分辨率和操作尺 化，在这一变化过程中尺度和地理信息之 度等也就成为尺度理论的主要内容。尺度 间存在高度的依赖性。这种依赖性主要变 问题一直影响着地理信息的获取、分析、处 现在空间、时间和语义的尺度依赖性。其中 理等环节。 语义尺度依赖性主要是指研究变量的方法 为此，本文探索分析了地理信息的尺 选取不同而导致的尺度规律与知识的偏差 度特性，将其概况为尺度依赖性、尺度不变 或错误认知。 性、尺度一致性等特征，通过对尺度问题的 空间和时间尺度依赖性是从不同的空 深入探索，为人们实际生活中选择尺度、应 间尺度上观察和特定尺度上选取观察而存 用尺度等提供一些参考意见。 在尺度依赖性。其中空间尺度依赖性地理 实体的空间形态以及实体间的相对空间关 １地理信息的尺度特性 系会随着空间尺度的不同而有所不同。实 在人们的日常生活中，尺度问题无处 体之间的拓扑空间关系和空间形态随着比 不在，而尺度效应也被广泛的应用与诸多 例尺和地图图幅的缩小而发生变化。而在 现代科学，人们通过对尺度的观测和分析 特定时期的尺度测量则会受到空间等地理 其变化，物质状态的呈现形式等进行分析 现象的影响。对实体的观察周期和时间间 汇总以帮助地理信息的收集，如被测物体 隔则是时间尺度依赖性的重要影响方面。 的数量、质量、空间特性和时间属性等。所 间隔越大则地理现象和过程的时间规律以 谓的地理信息尺度效应是指尺度问题所引 及发展趋势的反映过程就越简便，从而造 起的地理信息的抽象表述、地理现象的清 成信息的不准确，甚至错误。 晰度以及被测物体的空间特性和时间属性 语义尺度依赖性则是从研究地理信息 等的一种响应。地理信息的尺度效应以比 变量之间的因果关系人手，因其采用的方 ３４ 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ 造成的规律或认知出现偏差的现象。语义 尺度依赖性受到空间和时间尺度依赖性的 影响。空间尺度和语义尺度在对同一地理 现象表述中存在差异性。此外，在尺度变换 过程中，新的空间目标和知识会因语义聚 合和分割而产生，地理目标的等级也随着 语义的层次关系发生变化。因此，保持语义 尺度依赖性的关键是确保语义关系的一致 性。 ２．２尺度的不变性 地理信息属于空间三维信息范畴，因 此，空间属性、时间属性以及语义属性构成 了地理信息尺度的三个维度。地理信息尺 度的不变性一方面表现在三个维度的相对 稳定性，这种稳定性是在一定限度范围内 的属性表现；另一方面则是尺度的变化不 会影响到空间、时间和语义之间的相对固 定性。此外，尺度的比例变换不会影响到地 理目标的粒度大小和广度范围之间的相对 特性。但粒度的大小会影响到人类的识别 能力，从而可能带来认知的偏差。总而言 之，尺度的不变性是在一定限度范围内的 地理信息维数和尺度相一致的特性。 ２．３尺度的一致性 对尺度一致性的研究应从两个方面入 手，一方面尺度的一致性要求从地理信息 的三个维度，即空间、时间和语义，与地理 现象特征项一致，及选择合适的粒度分辨 率、采样间隔和适度的比例尺，使得尺度观 测和其本质向符合；另一方面尺度一致性 要求空间尺度、时间尺度和语义尺度相一 致，确保在对地理现象的分析与表述中能 够提高地理数据信息的准确性，以此提高 人类利用地理信息的效率。 ３结语 地理信息作为一门应用科学已经被广 泛应用人类日常生活之中。如人们可以通 过电子地图、遥感影像以及卫星导航等现 （下转３６页） 测绘工程 返观测（以后单程观测），电子手簿自动记录 次监测每根立柱应布设一条倾斜边，在每 坐标分量较差应≤±５ ｍｍ。 各测站、测段的观测数据，内业将电子手簿 条倾斜边上、下各做一个明显的观测点，以 与电脑连接，将数据传输至电脑，打印水准 反射片作为点标记，编号与对应的位移点 ４结论 手簿，计算各项闭合差，以沉降基准点作为 同号。 变形监测的成果是获得了大量的变形 起算点，利用广卅Ｉ南方测绘仪器公司研制 ３．２倾斜边的测量 的南方平差易２００５进行水准平差，高程取 至０．１ ｍｍ位。 信息和变形规律，如何把各种影响因素分 首先使用全站仪定位出每条倾斜边对 离开来单独对工程变形的成因分析十分重 应的上下两点，因为倾斜边的测量只要求 要。数学模型的不断成熟为我们提供了许 上下两观测点的相对精度，所以倾斜边观 多解决问题的理论基础，但要发挥实际的 测点的作业方法采用单站极坐标法测量， 功效还需要我们科技工作人员更深一步的 ３倾斜测量 ３．１倾斜边的设置 选用２ 级或０．５ 级免棱镜全站仪单站极坐 探讨。按委托方要求本次倾斜测量为２号分 标法一测回测量倾斜边的上下两点坐标。 段装焊车间，所有倾斜边均为圆形钢管，为 根据现场作业条件，立柱上下两点的高差 了全面了解车间内立柱的倾斜情况，第一 平均在７ ｍ左右，同一点一测回（盘左、盘右） （上接３４页） 技术中的应用。 【４】张明锋，廖克，郑达贤．基于小波变换的 生态综合信息图谱的多尺度结构分析 代地理信息科学的应用，在交通运输、环境 ［Ｊ］．亚热带资源与环境，２００７，２（１）． 保护、气象预测等诸多方面加以利用。在生 参考文献 １】刘凯，毋河海，胡沽，等．地理信息尺度 【５】史文中．地理信息系统数据的不确定性 态环境监测，如水土流失、荒漠化等方面具 ［有重要的可操作性。为此，本文基于地理信 息科学的基本理论，及尺度理论的基础上， 在对地理信息的基本规律研究为背景下， 的三重概念及其变换［Ｊ】．武汉大学学 ｌ１ ８１． 问题［Ｊ］．测绘科学，２００６，３１（５）． 报：信息科学版，２００８，３ ３（１１）：ｌ１ ７８一 ［６】薛存金，苏奋振，杜云艳．海洋地理信息 系统集成技术分析［Ｊ］．２００８，３０（４）． ２］傅伯杰．景观生态学原理及应用［Ｍ】．北 分析了地理信息尺度特性之间的联系。进 【而从尺度的依赖性、尺度的一致性以及尺 息，即时间、空间和语义三个维度，这些探 究将有助干地理信息尺度特性在现代科技 京：科学出版社，２００１． ３】孙庆先，李茂堂，路京选，等．地理空间 度的不变性分析了地理信息的三维空间信 ［数据的尺度问题及其研究进展［Ｊ】．地理 与地理信息科学，２００７，２３（４）． 科技资讯 期刊投稿要求及说明 稿件要求 １．稿件应具有科学性、先进性和实用性，论点明确、论据可靠、数据准确、逻辑严谨、文字通顺。 ２．计量单位以国家法定计量单位为准；统计学符号按国家标准 统计学名词及符号》的规定韶写。 ３．所有文章标题字数在２０字以内。 ４．参考文献应引自正式出版物，在稿件的正文中依其出现的先后顺序用阿拉伯数字加方括号在段 末上角标出。 ５．参考文献按引用的先后顺序列于文末。 ６．正确使用标点符号，表格设计要合理，推荐使用三线表。 ７．图片要清晰，注明图号。 投稿说明 １．稿件须以电子文档形式发送。如为打印稿，请附软盘，软盘采用Ｗｏｒｄ格式。请勿一稿多投。来稿 一律不退，请作者白留底稿。 ２．本刊已加入《中国学术期ＴＵ（光盘版）》、《中文科技期刊数据库》、《万方数据数字化期刊群》等网络 媒体，本刊发表的文章将在网络媒体上全文发布。 ３．本刊编辑部对来稿有修改权，不愿改动者请事先说明。自收稿之日起１个月内未收到用稿通知， 作者可自行处理。 ４．来稿请注明作者姓名、单位、通讯地址、邮编、联系电话及电子信箱。 ５．如有一稿多投、剽窃或抄袭行为者，一切后果由作者本人负责。 ３６ 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ