第二届国产地理分析模型培训班

暨 “速度杯” 首届全国地理分析模型开发与应用竞赛

南京 · 2022年7月30日-8月6日

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,并于2021年成功举办以“水文模型”为主题的首届模型培训班。在此基础上,本年度将以“时空建模与分析”为主题,举办第二届国产地理分析模型培训班,同时启动“速度杯·首届全国地理分析模型开发与应用竞赛”,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。

首届回顾


2021年8月9-16日,首届国产地理分析模型培训班在线举办。本次培训班由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并主办,旨在提升地理模型的社会服务价值,重在推广自主研发和自主改进的地理模型,促进国产地理分析模型的健康蓬勃发展。

首届国产地理分析模型培训班开班仪式

首届培训班主题聚焦国产水文模型,南京师范大学刘军志教授团队就SEIMS模型,河海大学段青云教授团队就UQ-PyL模型,清华大学杨大文教授团队就GBHM模型,武汉大学夏军院士及北京师范大学叶爱中教授团队就DTVGM模型,分别讲授了模型的建模背景、配置与使用方法、案例实操等相关知识,并为学员答疑。

首届国产地理分析模型培训班主讲老师在线授课

首届培训班共收到了1500余份报名表,涉及10多个国家和地区的384所高校、研究院所、企业等单位,其中包括美国宾夕法尼亚州立大学、加拿大滑铁卢大学、英国曼彻斯特大学、瑞典隆德大学、德国柏林洪堡大学、荷兰特温特大学、意大利罗马大学、澳大利亚皇家墨尔本理工大学欧盟研究中心、韩国高丽大学、日本山梨大学等国际知名高校和研究机构。经过审核,首届培训班共录取了1280名学员。

主办单位


  • 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

协办单位


  • 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
  • 亚洲地理学会青年地理学家工作组
  • 江苏省地理学会
  • 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

竞赛冠名赞助单位


  • 速度时空信息科技股份有限公司(速度中国)
速度杯 · 首届全国地理分析模型开发与应用竞赛

1.竞赛类型

  • 模型开发竞赛
  • 模型应用竞赛

2.题目设置

  • 模型开发竞赛以“时空建模与分析”为主题,参赛者自拟题目进行模型开发。
  • 模型应用竞赛由竞赛主办单位及导师团队拟定题目,参赛者自选题目应用模型解决地理问题。

3.参赛方式

竞赛允许单人或组队参赛(队伍人数不超过三人),通过报名方式页面报名链接(或二维码)进行报名。

  • 模型开发竞赛
    当报名审核通过后,即可开始自选题目并准备参赛模型;
  • 模型应用竞赛
    应用竞赛题目将于培训班课程结束后(预计8月6日)公布,届时参赛者可以选择题目开始准备比赛。

4.结果提交方式

  • 模型开发竞赛
    通过主办方提供的软件生成相关模型元数据文档以及模型使用说明文档,在主办方指定网站上创建模型条目,提交模型相关资料(包括模型元数据文档、模型使用说明文档、模型代码、可运行的模型程序等)。
  • 模型应用竞赛
    模型应用竞赛:在主办方指定网站填写模型应用说明并提交相关资料。

上述软件以及网站将在后续通知中详细说明,参赛者需要在培训班结束两个月内(10月6日前)提交结果。

5.评比原则

  • 模型开发竞赛
    a. 模型是否可以正常运行。
    b. 模型元数据是否详尽。
  • 模型应用竞赛
    a. 模型应用是否合理性,相关地理问题是否能得到有效解决。
    b. 模型应用说明文档是否详尽。

主办方将综合参赛人数、工作量、作品完成情况等指标,评比出获奖作品。(最终解释权归评比委员会所有)

6.竞赛颁奖

主办方将于培训班结束三个月内(11月6日前)公布竞赛评比结果。

根据实际参赛人数,将设立一、二、三等奖和优胜奖若干,获奖者将得到由中国地理学会、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联合颁发的荣誉证书及相关奖励。


详细说明见后续通知。

导师介绍


王劲峰研究员
中国科学院地理科学与资源研究所

兼任中国科学院大学时空统计学首席教授,中国地理学会地理模型与地理信息分析委员会主任,中国GIS协会理论方法委员会主任(2004-2011),国际空间统计学旗舰期刊《Spatial Statistics》副主编,以及IJGIS等多部地理信息分析国际权威学术期刊编委。创建了空间分异统计理论及其软件工具www.geodetector.cn,已被25个国家学者运用于从基因、地学到宇宙的广泛领域;主持制定了《空间抽样与统计推断》国家标准;出版中英文专著18部,SCI/SSCI论文200余篇,包括Lancet Infectious Diseases、Lancet Planetary Health、PLOS Medicine、Nature Communications等。



黎夏教授
华东师范大学

国际欧亚科学院院士,英国社会科学院院士,国家杰出青年科学基金获得者,国家重点基础研究发展计划首席专家。现任华东师范大学地理科学学院教授,中国地理信息系统协会理论与方法专业委员会副主任、中国地理学会地理模型与地理信息分析专业委员会副主任。创建了地理模拟系统理论,将元胞自动机推广到土地利用模拟中,建立了耦合气候变化和人类活动的全球土地利用模拟模型。解决了大尺度、精细化模拟,以及与陆面模型耦合难题。所提出的GeoSOS系列土地利用模型(http://www.geosimulation.cn/)拥有完全自主知识产权,是目前国际分辨率最高的土地利用模拟模型,被评价为国际上四大著名土地利用模型之一,并被国际人文地理百科全书特别推荐,可为未来地球模拟、联合国可持续发展目标评价、全球变化分析、国家一带一路研究等提供重要的未来情景预测。同时,多篇论文发表在Nature Communication和Nature Sustainability等国际顶级刊物上,有关研究被同行评价为先驱研究。多年连续入选Elsevier中国高被引学者,入选2020科睿唯安全球高被引科学家,多篇代表作位列SCI地理学领域引用前1%。获发展中国家科学院(TWAS)地球科学奖。


岳天祥研究员
中国科学院地理科学与资源研究所

中国科学院地理科学与资源研究所研究员、博士生导师、生态环境信息学研究室主任、中国科学院大学生态环境信息学首席教授。2001年以来,主持国家杰出青年基金、国家自然科学基金重点项目、国家重点基础研究计划项目(973)、国家科技支撑计划项目,国家高技术研究发展计划项目(863)、国际科技合作重点项目和中国科学院知识创新工程重要方向项目等20余项课题。曾担任联合国MA评估报告(2005年向全球发布)主导作者、联合国IPBES情景与模型方法评估报告(2016年向全球发布)主导作者和联合国IPBES全球评估报告(2019年向全球发布)主导作者。目前,兼任中国环境科学学会生态环境模型专业委员会主任、《地理科学》副主编以及《Science China Earth Sciences》、《Transactions in GIS》、《Journal of Geographical Sciences》、《中国科学-地球科学》、《地球信息科学学报》和《生态学报》等国内外重要期刊编委。开创性地建立了高精度曲面建模(HASM)方法,有效地解决了半个世纪以来困扰曲面建模的误差问题和多尺度问题,为生态环境信息学发展奠定了方法基础。出版中外文专著10余部,在国内外学术刊物上发表学术论文约300篇,其中SCI/SSCI检索论文100余篇。


卢宾宾副教授
武汉大学

武汉大学遥感信息工程学院副教授,博士生导师,新疆大学“天山学者”讲座教授,中国优选法统筹法与经济数学研究会数学建模与算法分会理事,Mathorcup数学建模竞赛阅卷专家组成员,中国地理学会会员,《Resources, Environment and Sustainability》期刊编委,《Frontiers in Plant Science》客座编辑。长期致力于地理加权建模技术框架、地理加权回归分析技术理论和开源工具开发等方面的空间统计领域研究,建立了包括地理加权回归分析、地理加权汇总统计量、地理加权主成分分析和地理加权判别分析等技术的空间异质性地理加权建模框架,开发和维护地理加权建模技术R函数包GWmodel和shp2graph,最新推出了地理加权建模技术高性能软件工具GWmodelS,学术成果发表在IJGIS、CEUS、Journal of Statistical Software、Spatial Statistics、EPB、GSIS、TGIS等期刊,已授权发明专利1项、软件著作权2项,出版《R语言空间数据处理与分析实践教程》教材一部,主持国家自然科学基金面上项目1项、青年基金项目1项,“十四五”国家重点研发项目专题1项,协作主持国家自然科学基金民航联合重点基金2项、国家自然科学基金面上基金项目1项、国家自然科学基金民航联合培育基金项目1项。


董冠鹏教授
河南大学

河南大学杰出人才特区计划第三层次特聘教授、博士生导师、时空大数据与流域可持续发展实验室主任,国际知名SSCI期刊Environment and Planning B编委,英国高等教育协会注册会士。长期关注于时空间统计模型模型开发、地理计算、居民福祉与环境健康、城市与区域可持续发展等研究方向,相关研究成果发表于《Annals of the American Association of Geographers》、《Computers, Environment and Urban Systems》、《International Journal of Geographical Information Science》等国际著名期刊。以子课题负责人身份参与英国经济社会理事会基金项重大项目,英国、欧盟和中国联合项目等国际重要科研项目。荣获2016年The Jon Rasbash Prize for Quantitative Social Science,该奖项由英国经济社会科学基金会国家定量方法研究中心颁发,每两年授予一位对定量和计算社会科学做出突出创新性贡献的青年学者。



培训内容


名称 主讲人 介绍
地理探测器(GeoDetector) 王劲峰研究员、徐成东副研究员 空间分层异质性(spatial stratified heterogeneity)普遍存在,例如土地类型、气候分区、胡焕庸线、遥感分类等,是世界规律性在地理空间的体现。为了解析自然界空间分异规律及其驱动力,王劲峰及团队提出了一种新的统计学方法:GeoDetector, 实现了对空间分异程度的度量、显著性检验和归因分析。此方法无线性假设,具有优雅的形式和明确的地学含义。其公理是:如果X引起Y,则两变量的空间分异趋于耦合。此方法已被自然和社会科学不同领域学者使用,许多成果发表在国际专业和综合顶刊。
地理模拟与优化系统(GeoSOS) 黎夏教授、李丹博士 GeoSOS是根据黎夏教授、叶嘉安院士、刘小平教授及其团队多年来在地理元胞自动机、多智能体建模和空间优化研究的基础上,由黎夏教授提出。主要包括三个重要模块组成:地理元胞自动机(CA)、多智能体系统(MAS)、生物智能(SI)。此外,本系统具备了将模拟和优化耦合的能力,由此能大大改善模拟优化的结果,为复杂的资源环境模拟和优化提供了强有力的过程分析工具。
高精度曲面建模(HASM) 岳天祥研究员、杜正平工程师 为了解决生态环境曲面建模的误差、多尺度、非线性、运算速度和大数据处理等理论问题,岳天祥研究员团队通过曲面论、系统论和优化控制论以及现代计算机技术的有机结合,创建了集成外蕴量(例如卫星遥感信息)与内蕴量(例如地面观测信息)的高精度曲面建模(HASM)方法,进而提炼形成了地球表层系统建模基本定理和生态环境曲面建模基本定理及其关于空间插值、尺度转换、数据融合和模型-数据同化的推论和算法。
地理加权模型软件(GWmodelS) 卢宾宾副教授、董冠鹏教授 在关于空间距离衰减规则的空间局部建模思想框架下,涌现了一系列不同类型的地理加权建模技术(Geographically weighted models,GWmodel),形成了完整的空间异质性分析技术框架,包括地理加权汇总统计技术(Geographically weighted summary statistics,GWSS)、地理加权主成分分析技术(Geographically Weighted Principal Components Analysis,GWPCA)、地理加权回归分析(Geographically Weighted Regression,GWR)、地理加权判别分析技术(Geographically Weighted Discriminant Analysis,GWDA),推动了探索性数据分析、高维数据理解、解释性分析、分类预测等问题的解决。

培训方式


第二届国产模型培训班采取线上视频授课、OpenGMS平台辅助学习以及期终考核相结合的培训方式。每堂课程由主办方协助授课团队完成,学员须在课程开始前完成签到。

本次培训不收取任何费用。

授课途径

本次培训班的开班仪式将全程对外直播,模型培训课程将使用腾讯会议平台对报名通过的学员进行授课。开班仪式直播地址:https://live.bilibili.com/4901698

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。考核通过的学员将授予由中国地理学会、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。

培训总体日程


日期 主要内容 主讲人/主持人
7月30日 开班仪式 袁林旺教授
7月30日-31日 地理探测器(GeoDetector) 王劲峰研究员、徐成东副研究员
8月1日-2日 地理模拟与优化系统(GeoSOS) 黎夏教授、李丹博士
8月3日-4日 高精度曲面建模(HASM) 岳天祥研究员、杜正平工程师
8月5日-6日 地理加权模型软件(GWmodelS) 卢宾宾副教授、董冠鹏教授
8月6日 结业仪式 陈旻教授

培训课程安排


报名方式


报名条件

模型培训班:从事教学和科研工作的青年学者以及高校学生。

模型竞赛:高校在读学生。

报名方式

培训班及模型竞赛可以通过网上报名: https://www.wjx.top/vj/mGLVT4V.aspx

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(本次活动由南京师范大学OpenGMS团队承办)


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