河北唐山华北理工大学矿业工程学院 智鹏贵 秦一宁 苏亚航 063200
摘要：地理信息系统(GIS)是一种以计算机为基础的技术和方法，用于收集、管理、分析、建模和呈现地理空间数据，用于广泛的应用.地理信息系统提供了观测世界的强大手段和解决复杂问题的各种工具，在地球科学中起着至关重要的作用。科学界已经使用GIS来揭示关于地球和其他行星的令人着迷的细节。
这期专题介绍了GIS在地球科学方面的最新进展，包括了来自世界各地受人尊敬的研究小组的12份出版物。本特刊的研究和评论论文属于以下几个大类:地球科学信息(地理信息)、采矿、水文、自然灾害和社会。
关键字：地理信息系统（GIS）、地理空间数据
地理信息系统(GIS)是地理信息学中解决复杂空间问题的重要工具。本专刊包括几篇讨论空间数据分析基本算法的文章.叠加分析是空间数据分析中的一种基本操作方法，在地球科学应用中得到了广泛的应用。该算法包括交叉的主动-从空间索引分解、多策略希尔伯特有序分解和并行空间联合。将该算法应用于具有15615个元素和886547个点的多多边形土地利用地图，结果表明该算法能够高效地进行多边形叠加分析。因此,通过允许对大尺度空间数据进行空间数据分析处理，本研究有助于地理信息学。
GIS中的矢量图已广泛应用于包括地球科学在内的各个领域。目前,大量矢量地图数据在未经原始数据提供商许可的情况下,很容易被窃取和分发。他们对不同尺度下的苏格兰矢量地图的实验表明，与之前的方法相比，该算法在矢量地图数据的存储和传输方面提供了更高的安全性和计算效率。因此,该算法可用于提高在线和离线地球科学地图服务的安全性。QGIS是一种开源GIS软件,已在地球科学界得到应用.Dobesova评估QGIS的处理建模器(工作流设计的图形编辑器)的可视化表示法，使用表示法理论的物理学与眼球跟踪测量相结合。
这项研究的结果提供了一些实际可行的建议来提高的有效认知QGIS处理Modeler中，包括改变符号的填充颜色,增加规模和各种内部图标,删除功能图标,使用连接器的直线代替曲线,并提供一个补充整个模型的预览窗口。地球传感器网络产生大量的地球科学数据，这些数据可以使用GIS进行处理,用于不同的目的和智能决策。Malik和Kim提出了一个地理传感器框架，多个客户可以使用该框架来部署自己的地理传感器网络，将传感器对象绑定到所需位置，为已上传的网络生成地理传感器服务，并使用一个地理传感器复合工具箱来管理这些服务.该框架是基于rest和SOAP web服务实现的。性能分析表明，轻量级的RESTful web服务是实现和访问方便的最佳选择。
必须有系统和战略性的矿山规划、作业和环境管理，以提高矿物生产率、作业效率和采矿环境的稳定性.为了实现这些目标，GIS已被有效地用于矿山开发的设计和优化。审查在矿山开发中,特别是在矿山规划、作业和环境管理中使用的基于GIS的方法和应用。他们观察到,基于地理信息系统的方法，包括数据库管理、空间分析、绘图和可视化，在全球、区域和地方各级有效地用于地雷开发的所有阶段。在矿山规划阶段,采用基于GIS的方法进行矿山储量估算、露天开采边界优化、矿山基础设施设计和潜在冲突分析。基于GIS的各种矿山作业系统已在矿山现场实现，包括运输作业、无线通信、矿山管理、安全监控、井下通风和排水系统等。此外，开发了各种GIS应用程序,以支持矿山复垦规划和再利用设计的决策。
这种紧密耦合的方法是通过开发基于格点玻尔兹曼方法(LBM)的湍流模型来实现的，该模型在GIS中具有潜在的共享FluentEntity模型。实例研究表明,所提出的基于GIS的模型能够有效地提供网格域分解、模拟、可视化和分析功能，并与传统计算流体动力学方法相比，提高了计算效率。GIS与仿真模型的紧密耦合方法适用于煤矿井下灾害。
在水文研究中,GIS促进了用于分析径流现象的动态模型以及考虑与径流过程相关参数的空间变异性的分布式参数模型的发展,基于地形的水文模型(TOPMODEL)是一种在GIS中采用数字高程模型(digital elevation MODEL, DEM)的分布式参数模型。但是,TOPMODEL会受到DEM分辨率的影响.在径流模拟过程中,Park研究了一个对输入参数变化不敏感的可靠DEM网格分辨率。在韩国东角和叶茂戎流域的案例研究表明，在大约40m的DEM网格分辨率下，TOPMODEL的效率几乎没有变化,但随着分辨率的增大,其变化更加明显.研究结果对理解和量化不同DEM分辨率下拓扑模型的建模行为具有重要意义
通过Twitter、Facebook、Flicker和微博收集的社交媒体数据可以用来提高对城市水文的理解.该研究收集了2017年6月至9月期间中国北京每小时的降水数据和共计332万条地理标记的微博。降雨量与人类活动之间的一致性可以通过水库和主要交通枢纽的分布来解释。结果表明,在网格尺度和城市尺度上，人类对暴雨事件的响应是一致的，尽管存在一定的时间滞后。
地理信息系统的发展将其应用于自然灾害的空间分析。特别是GIS已广泛应用于滑坡敏感性制图。GIS生成的滑坡易感图可以有效地用于未来的土地规划和监测。回顾了印度喜马拉雅地区降雨诱发滑坡的研究，首次为该地区的研究人员提供了参考点，并总结了更好地解决滑坡灾害研究和管理最迫切需要的改进。他们的研究表明，纳入气候变化因子和获取计算模型的最高质量的基本输入数据对于绘制滑坡易感度图至关重要。建立了中国子昌县263个滑坡事件的滑坡清单图，选取了14个滑坡条件因子，分析了条件因子与滑坡发生的相关性。
结论：
结果表明，与四种集成模型相比，BFT模型的预测准确率最高。不同的土地用途由运输网络连接，以改善人类活动的可达性.功能区的聚集模式随时间变化是动态的，与城市居民的出行行为密切相关。
参考文献：
1.《一种有效的多边形叠加分析并行算法》Zhou, Y、Guan, Y；
2.《基于GIS的采矿应用审查》Choi, Y、Park,S；
3.《基于出租车GPS轨迹分析网络交通流空间群落模式及其随时间的变化》Guan, M、Chen, Z。