新书推荐：地理时空场数据张量建模与分析

基于矩阵理论的时空场数据分析在支撑复杂地理对象表达、高维时空耦合特征分析和海量数据计算时存在局限性。为了寻求新的数学理论，开展可支撑多维多时空场数据分析的数据表达、分析和计算方法研究，建立形成多源高维地理时空场数据的统一表达、分析和计算框架，是提升现有时空分析表达能力、分析效率及应用水平的可能途径。

▲ 三维张量

张量是矩阵的高维扩展，是具有明确数学含义并可直接支撑数学计算的高维数组结构，为地理时空场数据模型构建提供了原生的支持。张量以维度运算为基础，具有较好的维度拓展特性和多维融合特性，可用于多维时空的统一组织、表达和操作，并可进行多维融合视角下的时空场数据的特征解析。现有的统计学方法、微积分及信号处理方法均可在该框架下进行重构，从而为现有地学分析模型向张量框架下的扩展提供坚实的理论基础。基于张量分析相关理论，不仅可建立多维耦合的地理时空分析框架，还可借鉴和继承现有算法与模型，在地理现象和地理过程的表达、分析与建模方面取得突破。

▲ 时空场数据分类

本书作者以 “基础理论研究—核心算法实现—典型案例应用” 为主线，尝试将高维分析的张量理论引入地理时空场数据分析方法。基于张量结构的多维融合和多维拓展特性，实现对多维规则和非规则时空场数据集的一体化建模、压缩存储、操作更新与检索查询。面向不同应用目标，从构建思路、整体架构和实现方法角度入手，构建算子化、函数化、模板化的自适应地理时空场数据计算框架，提出地理时空场特征测度、特征分析和数据计算的张量算子抽象方法，实现时空场数据基本测度、分析功能和业务流程在自封闭的张量系统下的统一构建。在应用研究方面，面向特征分析的地理应用，以气象再分析数据为基础，验证对于稀疏数据的多尺度特征解析、多分辨率的稀疏插补、高维时空场数据压缩和多视角综合的微弱信号提取等方面的分析能力。

本书得到多个国家自然科学基金资助 (42001320， 41976186， 41625004， 41971404)

左右滑动查看目录页

本文摘编自《地理时空场数据张量建模与分析》一书前言，有删减，图片来源于本书，标题为编者所加。本书是新一代 GIS平台关键技术丛书中的一本。

《地理时空场数据张量建模与分析》

ISBN 978-7-03-069505-5

李冬双 罗 文 俞肇元 袁林旺 等 著

责任编辑：周 丹 沈 旭

本书针对现有时空场建模分析方法面临的高维拓展困难、计算复杂等问题，引入具有多维结构支撑特性及维度拓展特性的张量理论，较为系统地探讨时空场数据的统一张量表达、特征分析与高效计算的关键理论与方法；构建多维规则和非规则时空场数据集的一体化建模、压缩存储、操作更新与检索查询方法和张量特征解析与探索性数据分析方法，并以全球气候模式模拟数据等为例进行实例验证。本书研究表明，基于张量理论可建立多维时空场数据的统一表达、分析与建模框架，突破基于矩阵分析的传统时空场分析在支撑高维、动态等复杂时空场数据分析上的局限性，可为多维时空数据的组织、管理、建模、分析、模拟提供新的理论和方法基础。
本书主要适合从事 GIS 及地学分析等方向的科研工作者和研究生、计算机程序设计与应用数学爱好者等阅读参考。

（本文编辑：洪弘）

地球为你而转！

欢迎关注：赛杰奥（sci_geo）

科学出版社地球科学订阅号