多维动态地理空间信息主要科学目标

目前国际学术界对地理空间信息多维动态机理与框架的研究方兴未艾3美国国家科学基金会（NSFU997年资助的Varenius项目，将地理空间认知模型、地理概念的计算机实现和信息社会中地理学作用作为对象，研究普通地理世界的形成化模型、地理概念对域扩展、地理尺度的形式化、网络环境中空间数据的存取、非空间数据的空间表达，时空内插，空间条件约束、空间数据精度分析与评价、合作性空间决策支持系统、GIS中的人、空间和环境的社会含义、地理信息系统的互操作等。1994年以来国际学术界多次举行与此有关的专题学术讨论会，其中我国大陆学者和香港学者参与发起和组织了两年一度的“多维动态GIS”系列国际学术研讨会，先后于1997年（香港）、1999(北京）、2001(泰国）举行了三届会议。在测绘、GIS、计算机及其他相关领域的主要学术刊物上不断有这方面的研究论文发表，2000年两个重要的国际学术刊物ISPRSJournal、Geoinformatica分别出版了关于“多维动态GIS”的专辑（specialissue)。根据国际学术动态和我国国家信息化的实际需要，建议国家973计划对“地理空间信息的多维动态机理与框架的基础研究”给予重点支持。其主要科学目标包括：

1.建立多维动态地理空间信息分类结构和描述体系

从本体论、认识论和语言学三个角度研究现实世界空间实体及其间关系的语义模型，对地理空间信息的时态、尺度、动态、三维等属性进行形式化定义，发展三维、时空、模糊、层次等空间关系描述和表达方法，研究集主体-事件-状态为一体的时空概念模型，建立多维动态地理空间信息分类结构和描述体系，为实现从现实地理世界到计算机数字化世界的抽象提供公共框架。

2.建立多源地理空间信息的时空参考框架体系

通过研究地球重力场的时空结构与分布特性等，建立全球物理基准及其与区域物理基准的统一理论，构建由物理基准、时空参考框架（包括惯性参考框架和地固框架）、相对参考系组成的地球时空参考框架体系，发展多源地理空间信息的参考框架转换与投影变换的理论与标准。在此基础上，利用各种现有的大地测量、卫星测高和验潮数据，精化我国陆海大地水准面，研究我国陆海统一高程基准;研究解决我国三维、高精度、动态和实用大地坐标框架建设的理论问题;提出在时空参考框架下原有不同基准地理空间数据的转换与整合方法。

3.研究和构建多维动态地理空间数据框架

根据多维动态地理空间信息分类结构和描述体系，在时空参考框架之上，研究三维实体及其时空变化的时空对象模型、多尺度空间数据模型、球面层次数据模型，进行三维框架数据、三维网络数据、全球多尺度数据库、时序框架数据、无显式拓扑框架数据、移动服务框架数据的设计研究，为进一步构建国家多维动态地理空间数据框架提供思路和方法。

4.发展地理空间认知和作用的理论方法

根据人类空间认知和语言表达的特点，探索地理空间信息的人类语言表达（模拟形式）与计算机命题形式表达之间的转换关系，研究兼顾人类空间认知习惯和计算机符号处理的地理空间信息处理理论,发展定性和定量相结合的空间推理、空间数据概括和内插、空间数据匹配和融合、地学要素的图谱分析、时空统计分析、空间运筹等方法。在此基础之上，针对国家资源环境领域的1~2个热点问题(如国土环境演化、水资源可持续利用），研究多维动态地理空间信息施效的有关理论方法，包括地理空间信息的有效范围与模糊性（误差、质量）分析、地理空间信息的整合与协同作用机制等，发展资源环境系统空间性状、依存关系、变化过程、作用规律、调控机理的数字模拟和动态分析模型。