中山大学自然灾害研究中心

中山大学长江学者特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者、国家人事部首批新世纪百千万人才工程国家级人选、中山大学“985工程”GIS与遥感的地学应用科技创新平台负责人、中山大学遥感与地理信息系统研究中心主任。
　　在元胞自动机（CA）与地理模拟方面进行了深入系统的研究，提出了CA模糊状态的概念，利用灰度来反映状态的连续变化，从而改善了模拟的效果；并通过与GIS结合将资源和环境等多种约束性引进CA模型中，获取了优化的空间格局；提出了用于规划的CA模型。这些成果都大大地拓展了CA的在地理的应用领域。在国际上较早地提出了CA模型纠正和知识发现的新方法。建立了基于神经网络的CA模型，利用遥感数据对神经网络进行训练来自动获取模型的参数。提出了将数据挖掘技术应用于CA进行地理模拟的新方法。共发表160多篇学术论文。在最权威的GIS刊物 International Journal of Geographical Information Science发表论文8篇（6篇为第一作者）。被Progress in Physical Geography 4次、Progress in Planning 2次列入为最新研究成果。所发表的CA论文被SCI引用为国际最多的学者之一，被统计为2005年度International Journal of Geographical Information Science网上下载最多的前十篇论文, 多篇论文被引用数位于发表期刊的前5%论文中。

该方向以中山大学国家“985”科技创新平台“基于GIS与遥感的地学应用科技创新平台” 为依托，为自然灾害研究中心种类项目的研究及系统开发提供技术支持和平台支撑。

主要研究方向
◆ 基于多普勒雷达及卫星的暴雨、台风、洪水灾害的观测、监测技术及平台；
◆ 突发性灾害的应急响应及救灾系统；
◆ 元胞自动机（CA）与地理模拟
◆ 多智能体、CA与GIS、RS的结合研究
◆ 各种灾害的风险评估、影响评估、管理系统的开发；
◆ 基于GIS/RS的协同防灾减灾集成技术系统的设计和研发；

代表性科研项目
1. 国家杰出青年科学基金“资源环境信息系统”项目（批准号40525002，2006-2009年，总经费100万人民币）。
2. 与香港大学合作的重大基础及国际科技合作 “雷达遥感对土地利用及湿地变化的快速监测” 项目（项目编号37000-4108075，2005-2006年，总经费10万港币）。
3. 教育部 “985工程” 中山大学《GIS与遥感的地学应用科技创新平台》重大项目（项目编号105203200400006，2004-2007年）。
4. 国家自然科学基金"地理元胞自动机的动态转换规则的知识挖掘和自学习”项目 (批准号40471105，2005-2007年，总经费33万人民币)。
5. 高等学校博士学科点专项科研基金"区域发展空间格局演变模拟及规则自动挖掘”项目(批准号20040558023，2005-2007年，总经费6万人民币)。
6. 广东省自然科学基金“雷达遥感在广东湿地生物量估算中的应用”项目(编号031647，2004-2005年，总经费6万元)。
7. 香港科研基金会（RGC）资助的“Short-interval Monitoring of Land Development with Satellite SAR Images Using Object-oriented Image Analysis and Knowledge-based Systems” 项目（批准号HKU 7301/04H，2004-2006年，总经费65万港元)。
8. 国家自然科学基金"星载雷达对华南土地利用变化的快速监测研究" 项目(批准号 40071060，2001-2003年，总经费39万人民币)。
9. 与香港大学合作的香港科研基金会（RGC）资助的"CA模型的不确定性研究"项目 (2002-2004年，总经费74万港元)。
10. 广东省科技厅"广东省遥感动态信息影象库"项目(2002-2003年，总经费20万人民币)。
11. 香港大学资助的"雷达图象的处理及应用”项目(2000-2002年，总经费10万港元)。
12. 广东省科技厅"雷达影像土地覆盖自动识别专家系统"重点科技项目(2001-2002年，总经费25万人民币)。

代表性论文
1) Li, X. and Liu, Xiaoping, 2007. “Defining agents’ behaviors to simulate complex 　residential development using multicriteria evaluation”, Journal of Environmental Management. 85 , 1063-1075. (SCI论文)
2) Li, X. and Liu, Xiaoping, 2006, An extended cellular automaton using case-based 　　reasoning for simulating urban development in a large complex region. International Journal of Geographical Information Science. 20 , 1109-1136. (SCI论文)
3) Yeh, A.G.O. and Li, X., 2006. “Errors and Uncertainties in Urban Cellular 　　　　Automata”, Computers, Environment and Urban Systems. 30(1), 10–28.
4) Li, X. and Yeh, A.G.O., 2005. “Knowledge discovery for geographical cellular 　　automata” Science in China (Series D). 48(10), 1758 -1767 (SCI论文)
5) Li, X. and Yeh, A.G.O. 2005. “Integration of genetic algorithms and GIS for 　　optimal location search.” International Journal of Geographical Information Science. 19(5), 581 - 601 (SCI论文)
6) Li, X. 2005. “A Four-component Efficiency Index for Assessing Land Development 　Using Remote Sensing and GIS”. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 71(1), 47–57. (SCI论文)
7) Li, X. and Yeh, A.G.O. 2004. “Data mining of cellular automata's transition 　　rules” International Journal of Geographical Information Science. 18(8)，723-744 (SCI论文)
8) Li, X. and Yeh, A.G.O., 2004. “Analyzing spatial restructuring of land use 　patterns in a fast growing region using remote sensing and GIS”, Landscape and Urban Planning, 69(4): 335-354 (SCI论文)
9) Li, X. and Yeh, A.G.O., 2004. “Multitemporal SAR images for monitoring cultivation systems using case-based reasoning” Remote Sensing of Environment, 90(4): 524–534. (SCI论文)
10) Li, X. and Yeh, A.G.O., 2002. "Neural-network-based cellular automata for simulating multiple land use changes using GIS”, International Journal of Geographical Information Science. 16(4): 323-343. (SCI论文)
11) Li, X. and Yeh, A.G.O., 2002, “Integration of principal components analysis and 　cellular automata for spatial decisionmaking and urban simulation”, Science in China (Series D), 45(6): 521-529. (SCI论文)
12) Li, X. and Yeh, A.G.O., 2002, “Urban simulation using principal components a　nalysis and cellular automata for land-use planning”, Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 68(4), 341-351. (SCI论文)
13) Li, X. and Yeh, A.G.O., 2001. “Calibration of cellular automata by using neural 　networks for the simulation of complex urban systems”. Environment and Planning A, 33, 1445 -1462. (SSCI论文)
14) Li, X. and Yeh, A.G.O., 2001. “Zoning land for agricultural protection by the integration of remote sensing, GIS and cellular automata”. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 67(4), 471-477. (SCI论文)
15) Li, X. and Yeh, A.G.O., 2000. "Modelling sustainable urban development by the 　　integration of constrained cellular automata and GIS”, International Journal of Geographical Information Science, 14(2), 131-152. (SCI论文)
16) Li, X. and Yeh, A.G.O., 1998. "Principal component analysis of stacked multi-　temporal images for the monitoring of rapid urban expansion in the Pearl River Delta”, International Journal of Remote Sensing, 19(8), 1501-1518. (SCI论文)
17) Li, X., 1998. "Measurement of rapid agricultural land loss in the Pearl River Delta with the Integration of remote sensing and GIS”, Environment and Planning B, 25, 447-461. (SSCI论文)
18) Li, X., 1996. "A new method to improve classification accuracy with shape 　information", International Journal of Remote Sensing, 17(8), 1473-1482. (SCI论文)
19) Li, X., 1994. "A two-axis adjusted vegetation index (TWVI)", International Journal of Remote Sensing, 15(7), 1447-1458. (SCI论文)
20) Li, X., 1993. "A united model for quantitative remote sensing of suspended 　sediment concentration", International Journal of Remote Sensing, 14(14), 2665 – 2676. (SCI论文)

1）利用多智能体和元胞自动机对城市土地资源的可持续利用进行了规划。根据环境经济学资源分配原理和可持续发展理论，提出结合多智能体及元胞自动机的微观规划模型，在时间和空间上合理分配及规划城市土地资源的利用，以避免浪费不可再生的土地资源。
Li, X, Liu Xiaoping. Defining agents’ behaviors to simulate complex residential development using multicriteria evaluation. Journal of Environmental Management. (SCI论文)
2）提出了利用新近发展的核学习机来获取地理元胞自动机非线性转换规则的新方法。该方法是通过核函数产生隐含的高维特征空间，把复杂的非线性问题转化成简单的线性问题，为解决复杂非线性问题提供了一种非常有效的途径。
Liu Xiaoping, Li, X.(通讯作者) 2007. “Simulating complex urban development using kernel-based non-linear cellular automata” Ecological Modelling. (SCI论文)
3）提出了用案例推理的方法获取元胞自动机(CA)模型的自适应转换规则，并进行地理模拟的新方法。CA模拟中基于分类规则的模型得到了较为广泛的应用，在资源环境复杂的区域获取的规则具有一定局限性。用案例推理获取转换规则并在规则中引入K-NN算法反映模型的空间动态性，用多时相的遥感数据更新案例库体现转换规则的时间动态性。
Li, X. and Liu Xiaoping. 2006. “An extended cellular automaton using case-based reasoning for simulating urban development in a large complex region” International Journal of Geographical Information Science. (SCI论文)
4）提出了基于蚁群智能的CA模型。蚁群智能是一种源于生物世界的仿生类人工智能算法。在地学方面的应用鲜见报道，蚁群智能算法“自下而上”的研究思路与元胞自动机的思想不谋而合。所提取的转换规则能更准确地描述自然界中的复杂关系。
Liu Xiaoping, Li, X. (通讯作者)“A bottom-up approach to discover transition rules of cellular automata using ant intelligence” International Journal of Geographical Information Science. (SCI论文)

1）本项目以珠江三角洲为试点，探讨了星载SAR图象对南方多云地区的土地利用变化进行快速监测的方法。采用属于专家系统的基于个案推理Case-based reasoning (CBS)的技术来对星载SAR图象进行分类。基于规则的专家系统被用来提高遥感分类的效率。但所涉及的规则可能多达上百或上千条，有的问题根本无法用规则来表达。利用CBR和模糊数学结合，并通过分层随机采样来控制案例在空间上的分布，以反映复杂环境所造成的光谱变化，由此解决遥感分类中的‘同物异谱’现象。
2）利用短周期（约3个星期）的Radarsat影像数据，对研究区域进行了连续2年的雷达动态监测。提出了结合基于对象分析、特征选择和案例推理的新的变化监测方法。采用时间序列案例推理进行了土地利用分类，通过获得匹配结果在时间上的不连续点，检测出短期快速变化，并确定变化类型。试验证明该方法能够有效地解决时间序列遥感数据的变化检测和变化分类问题，是对土地利用/土地覆盖快速变化检测的有益尝试。