研究論文
岳天祥研究團隊關于“地球表層系統及其生態環境要素模擬分析原理“的科研成果在《中國科學：地球科學》作為封面文章發表
文章來源： | 發布時間：2020-07-31 | 【打印】 【關閉】
生態環境要素的格網化表達可抽象為數學“曲面”。 20世紀50年代初以來, 相繼誕生了各種曲面建模方法。例如，克里格法、樣條函數法、不規則三角網法和反距離加權法，以及趨勢面分析和生態環境要素逼近等。由于這些經典曲面建模方法的理論缺陷，誤差問題和多尺度問題是其面臨的主要挑戰。
岳天祥研究員及其研究團隊，經過近30年的原創性研究，將系統論、優化控制論和曲面論引入了地球表層系統及其生態環境要素的曲面建模, 建立了可有效合成內蘊量和外蘊量的高精度曲面建模（HASM）方法，并通過對HASM理論發展和應用研究的提煉總結, 形成了地球表層系統建模基本定理和生態環境曲面建模基本定理。
一個曲面由外蘊量和內蘊量共同唯一決定。內蘊量是生態環境曲面微觀細節信息的表達，可通過地基觀測和空間采樣獲取；外蘊量是全局宏觀信息的表達, 可通過衛星遙感和空間模型模擬獲取。許多學者已經意識到地球表層系統及其生態環境要素曲面建模中內蘊量和外蘊量集成的緊迫性和必要性。然而，到目前為止，還沒有一個有效的解決方案問世。
該項研究將地球表層系統及其生態環境要素，按自然、自然貢獻和自然變化驅動力來劃分，并將自然曲面、自然貢獻曲面和自然變化驅動力曲面統稱為生態環境曲面。在地球表層系統建模基本定理基礎上，演繹提出了生態環境曲面建模基本定理，系統地詮釋了宏觀格局信息和微觀過程信息的信息完備性以及信息處理方法理論完備性在生態環境曲面建模的核心作用。以京津冀地區為案例，對生態環境曲面建模基本定理關于空間升尺度、空間降尺度、空間插值、數據融合和模型-數據同化等推論進行了實證研究和精度分析。
生態環境曲面建模基本定理及其推論解決了半個世紀以來困擾生態環境曲面建模的誤差問題和多尺度問題，為形成和發展生態環境信息學，奠定了理論和方法基礎。
地球表層系統及其生態環境要素模擬分析原理的成果以“A fundamental theorem for eco-environmental surface modelling and its applications”為題，作為《中國科學：地球科學》(英文版)的封面文章，發表在2020年第63卷8期。
出版信息：
中文出版信息：岳天祥(通訊),趙娜,劉羽,王軼夫,張斌,杜正平,范澤孟(通訊),史文嬌, 陳傳法,趙明偉,宋敦江,王世海,宋印軍,閆長青,李啟權,孫曉芳,張麗麗, 田永中,王薇,王英安,馬勝男,黃宏勝,盧毅敏,王情,王晨亮,王玉柱,鹿明,周偉,劉熠, 尹笑哲,王宗,包正義,趙苗苗, 趙亞鵬, 焦毅蒙, Naseer U,范斌,李賽博,楊陽, Wilson J P. 2020.生態環境曲面建模基本定理及其應用.中國科學: 地球科學, 50(8): 1083–1105
英文出版信息：Yue T*, Zhao N, Liu Y, Wang Y, Zhang B, Du Z, Fan Z*, Shi W, Chen C, Zhao M, Song D, Wang S, Song Y, Yan C, Li Q, Sun X, Zhang L, Tian Y, Wang W, Wang Y, Ma S, Huang H, Lu Y, Wang Q, Wang C, Wang Y, Lu M, Zhou W, Liu Y, Yin X, Wang Z, Bao Z, Zhao M, Zhao Y, Jiao Y, Naseer U, Fan B, Li S, Yang Y, Wilson J P. 2020. A fundamental theorem for eco-environmental surface modelling and its applications. Science China Earth Sciences, 63(8): 1092–1112
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