介 绍
地理分析模型是对地理系统要素及其作用关系、演化规律的抽象与表达。通过构建地理分析模型开展地理模拟可以实现反演过去、预测未来、模拟过程、揭示规律,从而增进对复杂、多样地理系统的认知与理解。近年来,随着观测手段与建模技术的更新与发展,已经涌现了大量地理分析模型,有效推动了人们对地理系统要素作用机制、演化规律、演变过程的认知,提升了对地理环境变化的预估与适应能力。由此可见,地理分析模型的构建与应用已经成为探索地理过程、人地关系,乃至应对全球变化、可持续发展等重大科学议题的重要方法。
为了推广自主研发和自主改进的地理分析模型并提升其社会服务价值,南京师范大学联合中国地理学会、中国自然资源学会、中国地理信息产业协会、国际数字地球学会中国国家委员会共同发起国产地理分析模型培训班,分别于2021年、2022年成功举办以“水文模型”、“时空建模与分析”为主题的两届模型培训班。在此基础上,本年度将以“可持续发展模拟与分析”为主题,举办第三届国产地理分析模型培训班,以促进国产地理分析模型的健康蓬勃发展,推动国家级模型服务生态系统建设,从而构建知识共享、成果互惠、服务社会的具备开放性与持久活力的自主模型系统生态圈。
组织单位
◇ 南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室
◇ 南京师范大学地理科学学院
◇ 中国地理学会
◇ 中国自然资源学会
◇ 中国地理信息产业协会
◇ 国际数字地球学会中国国家委员会
◇ 可持续发展大数据国际研究中心
◇ 国际地理联合会地理信息建模委员会
◇ 国际数字地球学会数字地球教育和能力建设工作组
◇ 国际数字地球学会青年科学家创新网络
◇ 亚洲地理学会青年地理学家工作组
◇ 国家地球系统科学数据中心长三角洲分中心
◇ 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心
导师介绍
中国科学院空天信息创新研究院研究员、博士生导师、中国科学院特聘研究员(二级),学术委员会委员、中国科学院大学岗位教授(A类)、中国科学院特聘核心骨干研究员,国家杰出青年科学基金获得者、万人计划科技创新领军人才,国家重点研发项目负责人。长期从事光学定量遥感研究,研究方向为陆地生态系统碳源汇定量遥感,叶绿素荧光遥感机理与模型和高分辨时序定量遥感算法与全球产品。获得国家科技进步二等奖、中国科学院杰出科技成就奖、北京市科学技术奖一等奖等。担任SCIENCE伙伴期刊《Journal of Remote Sensing》执行主编、《IEEE JSTARS》副主编、《Fundamental Research》编委、《地理科学》副主编、《遥感技术与应用》编委等。出版《植被定量遥感原理与应用》专著,并入选中国科学院大学精品课程教材。
中山大学大气科学学院教授,博士生导师,国家杰出青年基金获得者,第十六届中国青年科技奖获得者,爱思唯尔2020、2021、2022中国高被引学者。任SCI刊物《Ecological Processes》副主编,《The Innovation》、《Journal of Remote Sensing》、《遥感技术与应用》编委;第三、四次国家气候变化评估报告章主笔,中国气象服务协会理事,中国地理学会气象专业委员会委员,中国生态学学会区域生态专业委员会委员。主要从事陆地生态系统模型研究,目前主要集中于CO2、CH4、N2O等模型发展和改进,区域和国家尺度碳源汇评估,并利用遥感数据估算植被生产力和粮食产量。主持国家自然科学基金项目、863重点项目课题和国家重大研发计划项目课题等。发表SCI文章170余篇,其中第一作者或通讯作者的文章发表于《Nature Climate Change》、《Nature Communications》、《Science Advances》、《National Science Review》等国际SCI刊物。
中国科学院南京地理与湖泊研究所研究员/学术委员会委员,西北大学特聘教授,博士生导师,国家级人才计划入选者;兼任中国科学院流域地理学重点实验室副主任、青年地学论坛副理事长等职务,担任《Int J Appl Ear Obser Geoinfor》(JAG)、《遥感学报》等7个国内外高水平期刊编委和世界银行咨询专家。获江苏省333高层次人才、中国科学院青促会优秀会员、全国青年地理科技奖、中国科学院院长特别奖等荣誉。长期从事湖泊遥感和智慧流域等研究和实践工作,主持黄河联合重点基金等国家自然科学基金6项,水专项课题1项,江苏省杰出青年基金1项以及地方委托等项目20余项。发表SCI论文100余篇,连续3年入选“全球前2%科学家榜单”;授权发明专利11项,软件著作权登记20项。成果应用到太湖、巢湖、滇池、于桥水库、长潭水库等湖库,获省级科学技术一、二等奖项3项。
南京师范大学教授、博士生导师,可持续发展大数据国际研究中心分节点培育副主任,江苏省测绘地理信息学会先进个人、南京师范大学“青蓝工程”优秀青年骨干教师。《Transactions in GIS》客座编辑,《现代测绘》期刊编委,江苏省测绘地理信息学会委员。长期致力于地理智能建模,SDGs多指标交互关系挖掘,SDGs未来发展情景建模等,学术成果发表于《Science Bulletin》、《Earth's Future》、《International Journal of Geographical Information Science》、《Transactions in GIS》等期刊,获得发明专利4项,登记软著3项,主持国家自然科学基金面上项目2项,青年基金1项,国家重点研发计划课题子课题2项。团队研究成果“中国SDG多指标间协同与权衡关系分析”入选了《地球大数据支撑可持续发展目标报告(2022)》(共42个案例入选),该报告于2022年9月在联合国“全球发展倡议之友小组”部长级会议上由中方正式发布;研究成果“多指标相互作用下的未来土地利用情景预测”入选了《地球大数据支撑可持续发展目标报告(2021)》(共26个案例入选),该报告由王毅外长递交联合国,该成果同时入选了中华人民共和国恢复联合国合法席位50周年“地理大数据促进可持续发展目标监测和评估成果展”。
培训内容
由于土地覆盖在许多气候和环境过程中发挥着不可或缺的作用,全球气候观测系统将其指定为一个重要的气候变量。土地覆盖和变化影响区域降水模式、地表能量平衡、碳循环和生物多样性。准确的土地覆盖和变化信息对于气候缓解项目至关重要。我们基于Google Earth Engine提供了一套方便与CCD输出交互的免费工具,包括:(1)CCD生成的全时序拟合图;(2)空间数据查看器用于探索CCD模型系数和导数,并可视化变化信息;(3)用于访问这个工具底层功能的API。该工具可支持评估土地利用和土地覆盖动态的VHR卫星图像的多个档案;可对土地利用和土地覆盖动态的评估;使用谷歌地球引擎中的landsat卫星和MODIS图像生成了长时序拟合图和NDVI/NDSI的年时序图,还提供了一个强大的数据收集框架用于参考地表覆盖验证样本的收集。
陆地生态系统IBIS(Integrated BIosphere Simulator)模型,属于动态全球植被模型,能够动态模拟陆地表面生物物理特性、陆地碳通量以及植被动态特征。该模型采用分级和模块化结构设计,由四个子模块组成,包括陆面过程模块、植被动态模块、植被物候模块和土壤碳氮循环模块。其中,陆面过程模块通过模型输入的气象驱动数据,模拟地表以及植被冠层的能量收支、水分平衡和空气动力学过程,在分钟至小时尺度上实现对不同深度土壤层和叶片表面的水分、温度等变量的动态模拟。在此基础上,植被动态模块进一步模拟生态系统的总初级生产力、净初级生产力、生态系统呼吸等,量化生态系统的碳收支,并通过碳分配实现对植被地上和地下生物量及植被结构时空变化的模拟。植被物候模块主要根据陆面过程模块模拟的温度和水分,计算不同类型植被的返青期、枯黄期,实现对生态系统生长季开始、结束日期和生长季长度的模拟,调控叶面积指数等的时空变化。土壤碳氮循环模块主要通过刻画植物凋落物分解、土壤呼吸、土壤氮矿化、淋溶、植物氮吸收等过程,模拟土壤碳、氮通量和储量的变化。最后,耦合四个模块实现生态系统能量、碳、氮和水循环的过程模拟。
湖泊水环境关键要素可分为光学活性要素与非光学活性要素。光学活性要素主要包括浮游植物色素、非色素颗粒物和有色溶解性有机物等水色三要素浓度和固有光学特性,其遥感的关键是解析遥感反射率与光学活性要素之间的定量函数关系,实现直接的定量遥感反演或估算。非光学活性要素包括初级生产力、溶解CO2、营养盐等不具有光学活性的环境要素或参数。湖泊非光学活性要素遥感的关键是基于生物地球化学理论框架,解析这些环境要素与水色要素等遥感可获取参数间的定量函数关系,实现间接的遥感估算。
联合国可持续发展目标(SDGs)是实现可持续的综合框架,包含17个目标、169个子目标和超过230个指标,各目标/指标在一个复杂的互动网络中相互关联。曹敏教授及团队集成了时空地理加权回归、格兰杰因果检验和转移熵等统计学、信息论方法,挖掘SDGs多目标/指标间的协同与权衡关系(SDGs digger),并采用系统动力学和迭代预测方法,构建SDGs未来发展预测模型(SDGs prophet),预估不同发展情景下的未来实现进程,为动态政策制定提供实用分析工具。该方法案例连续两年入选了《地球大数据支撑可持续发展目标报告》。
培训方式
授课途径:腾讯会议
考核方式:每位学员至少选择3个模型进行学习,学习结束后提交实验报告,由模型主讲老师团队统一考核。考核通过的学员将获得由中国地理学会、中国自然资源学会、中国地理信息产业协会、国际数字地球学会中国国家委员会、南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室、南京师范大学地理科学学院联合颁发的结业证书。
培训时间
2023年8月23日-8月30日,每天上午9:00-12:00点(如有特殊情况导致培训时间变更,将于课前另行通知)。
报名条件
从事教学和科研工作的青年学者以及高校学生。
报名方式
截止日期:2023年8月13日。
通过审核的学员将以邮件的形式通知录取。
报名链接:
https://www.wjx.top/vm/h1dYIuE.aspx
报名二维码:
联系方式
本次活动由南京师范大学OpenGMS团队承办
统 筹:
陈 旻 教授
chenmin0902@163.com
联系人:
许 凯 18851098567
邮箱:xukai1215@126.com
吴 凯 18955506767
邮箱:wukai18955506767@163.com
活动官方网站:https://geomodeling.njnu.edu.cn/modelTrainingCourse/
活动联系群:第三届国产地理分析模型培训班-活动群(QQ群号:709187414)
地 址:北京市朝阳区大屯路甲11号
邮政编码:100101
电子信箱:gsc@igsnrr.ac.cn
电 话:010-64870663
传 真:010-64870663