空间玻尔兹曼熵的研究进展与应用

摘要：

区域性、综合性、复杂性是新时代地理学的三大特征,其中复杂性研究是地理学飞跃的新路径.熵作为系统复杂性的核心指标,其研究、推广和应用对新时代的地理学有着重要意义.近年来地理学中熵的研究热点为玻尔兹曼熵(玻熵).玻熵的概念最早提出于1872年,是著名的热力学第二定律的核心,但玻熵在地学的应用长期停滞在探讨层面.其瓶颈在于缺乏针对空间数据计算玻熵的模型和方法,但该瓶颈在近5年得以突破.本文从玻熵的热力学概念与地理学推广难题、空间数据的玻熵计算模型、计算方法、实际应用4个方面进行及时且系统地综述.主要结论有:①目前的研究热点集中在空间栅格数据的玻熵,已研发出针对定性和定量型栅格数据的计算模型;②算法百家齐放,已呈现出基于边缘总长度、基于Wasserstein距离、基于多尺度层次的三大类算法;③已形成景观生态学和遥感图像处理两类应用;④未来研究需重视针对更多类型的空间数据的算法、使用玻熵替代香农熵验证先前研究中的结论、拓展玻熵应用等.

关键词：空间数据;玻尔兹曼熵;香农熵;空间信息论;景观生态学;区域可持续性

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资助基金：第二次青藏高原综合考察研究;香港研究资助局基金;国家自然科学基金项目;成都市重点研发支撑计划;地表过程与资源生态国家重点实验室开放基金;中央高校基本科研业务费专项资金

在线出版日期：2021-09-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1579-1590