空间分析研究进展
面向国土空间优化的三生空间研究进展
面向国土空间优化的三生空间研究进展1. 引言1.1 国土空间优化的重要性国土空间优化是指对国家和地方的空间资源进行科学有效的配置和利用，以实现经济社会可持续发展的过程和结果。
国土空间优化的重要性主要体现在以下几个方面：国土空间优化是国家现代化建设的基础和保障。
优化国土空间布局和利用有利于提升国家空间整体效率，提高资源利用效率，推动产业结构升级和城市化进程，有利于提高国家整体竞争力和可持续发展水平。
国土空间优化是生态环境保护和资源节约利用的重要途径。
通过科学优化国土空间布局，可以有效保护生态环境资源，减少对自然资源的过度开发和利用，推动实现经济社会发展与生态环境保护的良性循环。
国土空间优化有利于提升城乡发展协调性和社会公平。
通过优化国土空间布局，可以促进城乡一体化发展，优化城市空间结构，实现资源要素有序配置，为城乡居民提供更加公平公正的生活和发展机会。
国土空间优化对促进国家经济社会可持续发展、实现人民美好生活目标具有重要意义和作用。
对国土空间进行科学优化，可以有效提高国家整体综合竞争力，推动城乡发展协调性和资源要素有效配置，为实现高质量发展提供有力支撑。
1.2 三生空间概念介绍三生空间是指人类社会、经济和生态环境三者之间相互关联、相互作用形成的空间。
三生空间的概念强调了人类社会、经济和生态环境之间的密切联系，提倡实现人类、经济和生态环境的协调发展。
在三生空间理论中，人类社会是整个社会经济生态系统的核心，经济是社会生活的基础，而生态环境是维系人类社会和经济的基础。
三生空间概念的提出，旨在构建一个全面的、可持续发展的空间体系，在其中人类社会、经济和生态环境能够和谐共生。
三生空间概念强调了人与自然、经济与环境的平衡发展，提倡人们在发展过程中注重生态环境的保护和社会经济的协调发展。
三生空间研究的目的是探索人类社会、经济和生态环境之间的关系，寻求一种可持续发展的发展模式，促进人类社会的进步和生态环境的健康。
国内外城市空间扩展的研究进展及其述评
１ 国 内外 城 市 空 间扩 展 的研 究进 展
１ １ 城市 空 间扩展 演 变模 式 ．
为代表的芝加哥人类生态学派采用历史形态学方法 归纳出城市形态的同心圆模式 、扇形模式与多核心
基金项 目：国家 自然科 学基 金项 目 “ 发达地 区乡村聚 落空间格 局转 型与重构研究——以苏南为例” （ １７ １４ ４０ １１） 收稿时 间：２ １ — ２— ０ ０ １ １ ２ 作者简介 ：张荣 天 （ ９ ７一） １８ ，男 ，江苏溧水人 ，硕士研究生 ；研 究方向 ： 乡规划与区域发展。 城
中国科技论坛
（０ ２年 ８月 ）第 ８ ２１ 期
ｍ ｇｉ 指出城市 空 间扩展 的五 种基 本类 型 ：填充 、 ａｎ等 外延 、沿交通 线扩 展 、蔓延 、卫 星城 式 ，并 根据 不
第 ８期 （０ ２年 ８月 ） ２１
中国 科 技 论 坛
国 内外城 市 空 问扩 展 的研 究 进 展 及 其 述 评
张 荣 天 ，张 小 林
（ 京 师 范 大 学地 理 科 学 学 院 ， 江 苏 南京 南 ２０４ ） １０ ６
摘 要 ：根 据 国 内外城 市空 间扩 展 研 究 内容 变化 和 理论 进 展 ，从 演 变模 式 、驱 动机 制 、模 拟 预 测和 优 化 调 控 四 个方 面对 国内外城 市 空间扩展 的研 究 内容 体 系进 行 归 纳与 总结 。在 此 基 础 上 对 国 内外城 市 空 间扩
国外对城 市空间扩 展 演变模 式研 究 可追 溯到 １ ９ 世纪末城 市地 理 学对 城 市空 间形 态结 构 的 研 究 ，较
空间分析研究进展_赵永
第２７卷 第５期２０１１年９月地理与地理信息科学Ｇｅｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ Ｇｅｏ－Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ＳｃｉｅｎｃｅＶｏｌ．２７ Ｎｏ．５Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２０１１ 收稿日期：２０１１－０５－０４； 修订日期：２０１１－０７－０６ 基金项目：国家自然科学基金项目（４０９０１２８４）；河南大学第十批校级教学改革项目 作者简介：赵永（１９７４－），男，博士，副教授，研究方向为ＧＩＳ空间分析和ＣＧＥ模型。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｏｙ＠ｈｅｎｕ．ｅｄｕ．ｃｎ ① 哈佛大学地理分析中心：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｉｓ．ｈａｒｖａｒｄ．ｅｄｕ／ｉｃｂ／ｉｃｂ．ｄｏ．空间分析研究进展赵 永１，２，王岩松２（１．河南大学黄河文明与可持续发展研究中心，河南开封４７５０００；２．河南大学环境与规划学院，河南开封４７５００４）摘要：空间分析从地理空间的视角描述和分析问题，是地理学日益受关注的研究手段与方法，已引起其他相关学科的重视。
该文阐述了空间分析的概念、内容、分类与定义，沿着１９６０ｓ以来空间分析的发展脉络，分为３个阶段：１９６０ｓ对空间数据的分析和空间自相关的测度，１９７０ｓ－１９８０ｓ空间统计学的迅速发展时期，１９９０ｓ到本世纪初，空间分析与ＧＩＳ和智能计算相互结合产生巨大的应用潜力，计算密集型的特点明显。
结合各阶段典型的、具有代表性的文献资料，阐述不同时期的主要特点与成就，最后总结了空间分析的发展趋势和相关问题。
关键词：空间分析；空间数据分析；空间统计学；空间模型中图分类号：Ｐ２０８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－０５０４（２０１１）０５－０００１－０８ 一切对象都毫无例外地发生在特定的空间中，故空间分析（Ｓｐａｔｉａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）在地理学及其他相关学科中日益得到重视。
空间分析由来已久，如１９世纪中期Ｊｏｈｎ Ｓｎｏｗ医生分析伦敦霍乱传播的地图（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｈ．ｕｃｌａ．ｅｄｕ／ｅｐｉ／ｓｎｏｗ．ｈｔｍｌ），地理学家对科学的贡献许多源自空间分析［１］，他们从地理空间的视角描述、理解、分析人类和自然，由于还不了解地球内部，可以说是关于地球表面上的空间分析。
_空间的生产_理论_研究进展及其对中国城市研究的启示_叶超
1990年代以来，随着城市化的高速推进，中国城市空间形态和结构也发生了新的重大变化，亟需新的理论去解释和应对。
从1970年代开始，西方社会科学界和城市学界掀起了研究城市空间生产问题的风潮。
尤其是新马克思主义城市学派和马克思主义地理学派，对城市空间的生产这一问题进行了持续探讨，积累了较为丰富的理论成果和实践经验。
受此影响，国内学界近年来也开始关注和引介“空间的生产”的理论，并以之解释国内的城市现象和问题。
由于与“空间的生产”相关的问题非常复杂，而且涉及许多学科，所以缺乏系统性的研究。
为此，本文从国内城市空间生产的现实问题出发，对空间的生产的理论的产生背景、主要观点及国内外研究状况进行总结评述，探讨其在中国城市研究中的可能性与有效性，以供研究者借鉴。
1空间的生产理论形成1.1产生背景城市空间的生产指资本、权力和阶级等政治经济要素和力量对城市的重新塑造，从而使城市空间成为其介质和产物的过程。
二战以前，以赫特纳、哈特向为代表的区域学派继承和发扬了自康德以来将地理学视为一门“空间”科学的传统，其空间概念涵义是“被填充的容器”[1-2]；而1950、1960年代兴起的实证主义和空间分析学派的地理学家则力图借助数学等工具发现空间“模式”或“法则”[3-4]，他们推崇城市地理学家克里斯塔勒的“中心地”理论，它在实质上是一种城市空间形态学或几何学。
实证主义地理学以及在此影响下的城市地理学研究范式，实际上是一种“物化”（fetishism ）的空间理论[5]，它尽量避免对空间的价值判断，因而忽视了塑造“空间”的个体以及政治和社会关系。
所以，它对1960年代后期资本主义世界发生的一系列社会、政治和经济危机，以及因为种族、社会阶层分化形成的市区与郊区的城市空间分化和隔离问题已不能予以合理解释和应对，致使“区位理论以及实证主义地理学与现实世界空间问题的差距越来越大”[6]。
于是，以深刻地批判、分析和揭示资本主义政治经济制度实质见长的马克思主义理论自然进入了地理学家和城市研究者的视野。
空间探索的最新发现
空间探索的最新发现近年来，空间探索领域取得了诸多令人瞩目的进展。
随着科技的不断发展，人类对宇宙的认识也在逐渐加深。
从行星探测到黑洞研究，各类最新发现不仅拓展了科学的边界，也激发了无数人对宇宙的好奇心。
本文将简要介绍一些近期的重要发现。
1. 火星上的水冰2019年，美国宇航局的“火星侦察轨道器”探测器发现了火星极地区域隐藏的水冰。
这一发现表明，火星上并非完全是干燥的环境，而是可能存在水源。
这为未来的火星探测任务提供了重要依据，尤其是在考虑人类登陆火星时，水的存在是生存和发展的关键。
2. 开普勒卫星的行星发现自开普勒太空望远镜于2009年发射以来，科学家们已经利用该望远镜发现了数千颗系外行星。
最新的研究结果显示，在某些系外行星上，存在适合生命的条件。
通过对其大气成分的分析，部分行星可能有着温和的气候和液态水的存在，这为寻找外星生命提供了新的希望。
3. 黑洞的图像2019年，事件视界望远镜（EHT）团队首次成功拍摄到黑洞的“照片”。
这张图像展示了位于我们银河系中心的超大质量黑洞“人马座A*”的阴影。
这一历史性时刻不仅为黑洞研究提供了直接证据，也验证了爱因斯坦广义相对论的部分预测，进一步加深了我们对宇宙引力与时空关系的理解。
4. 月球的阴影最近的探测任务显示，月球的极地区域可能含有水冰，这一发现对未来的月球基地建设至关重要。
科学家们相信，如果能够提取利用月球上的水资源，人类将在月球的长期探索和定居上迈出重要步伐。
此外，对月球表面矿物成分的研究也提供了关于地球早期历史的重要信息。
5. 入射粒子与宇宙线近年来对宇宙线的研究也取得了重大进展。
科学家们通过超级高能宇宙线探测器，发现了一些来自遥远星系的高能粒子，这些粒子可能是黑洞的产物，帮助我们理解宇宙中能量的来源。
这样的发现揭示了宇宙的复杂性，并为了解宇宙演化提供了新视角。
6. 外星生命的可能性随着对系外行星的深入研究，科学家们越来越关注外星生命的可能性。
最新的数据显示，在某些类地行星上，存在适宜生命产生的条件，例如液态水、适宜的温度范围以及可供生存的化学成分。
面向国土空间优化的三生空间研究进展
面向国土空间优化的三生空间研究进展一、本文概述随着城市化进程的加速和国土空间开发利用的日益深入，三生空间（生产空间、生活空间、生态空间）的优化配置和协调发展已成为当前国土空间规划的重要议题。
本文旨在综述国内外关于三生空间研究的进展，分析当前面临的主要问题和挑战，并提出未来研究的趋势和方向。
通过对相关文献的梳理和评价，本文旨在为国土空间规划和管理提供理论支撑和实践指导，推动三生空间的科学、合理和可持续发展。
本文将对三生空间的概念进行界定，明确生产空间、生活空间和生态空间的内涵与外延。
从国内外两个层面梳理三生空间研究的现状，分析不同学科领域的研究重点和方法。
在此基础上，本文将探讨三生空间优化配置的理论框架和实践模式，分析影响三生空间发展的关键因素和机制。
结合国内外典型案例，本文将对三生空间优化的成效进行评估，总结经验教训，提出针对性的政策建议和发展策略。
通过本文的研究，我们期望能够为国土空间规划和管理提供更加全面、深入和系统的理论支撑和实践指导，促进三生空间的协调发展，实现国土空间的优化利用和可持续发展。
本文也希望能够激发更多学者和研究人员关注三生空间研究，推动相关领域的深入发展。
二、三生空间概念及其理论基础三生空间，即生产空间、生活空间和生态空间，是我国国土空间规划中提出的重要概念。
这一概念旨在将国土空间划分为三个主要功能区域，以实现国土空间的优化利用和可持续发展。
生产空间主要承担物质生产功能，包括农业生产、工业生产和服务业生产等；生活空间主要满足人们的居住和生活需求，包括城市、乡村等居住区域；生态空间则主要发挥生态服务功能，包括森林、湿地、自然保护区等。
三生空间的理论基础主要来源于地理学、生态学和城市规划学等多个学科。
地理学为三生空间的划分提供了空间分异和空间结构的理论基础，通过对国土空间的地理特征和空间关系进行分析，可以更好地理解三生空间的分布和演变规律。
生态学则为三生空间的可持续发展提供了重要指导，强调生态保护和生态服务的重要性，提倡在国土空间规划中充分考虑生态系统的完整性和稳定性。
城市空间韧性理论及实践的研究进展与展望
安全韧性城市 | 1Research Progress and Perspectives on the Theory and Practice of Urban Spatial Resilience城市空间韧性理论及实践的研究进展与展望*鲁钰雯 翟国方 LU Yuwen, ZHAI Guofang 极端天气事件、自然灾害、事故灾害以及公共卫生事件的频繁发生，严重威胁到人类社会的安全和可持续发展。
“韧性”理念致力于处理复杂社会—生态系统中的动态与可持续发展问题，该理念的引入为城市提供了一种应对灾害风险、协调城市发展目标和城市安全底线的新视角。
“城市空间”是城市各种活动的物质载体和空间表征，是协调城市各系统要素健康有序发展的物质纽带，影响着城市社会经济发展和人居环境。
“城市空间韧性”的提出是韧性理论与城市空间研究相结合的新尝试。
梳理城市空间韧性的起源与发展，明确城市空间韧性的概念与内涵，归纳城市空间韧性的主要评估方法，总结应对灾害风险的城市空间韧性实践进展。
最后指出目前城市空间韧性研究的不足之处，并提出研究展望，以期为我国国土空间韧性建设提供参考。
The frequent occurrence of extreme weather events, natural disasters, accidents and public health incidents seriously threatenthe safety and sustainable development of human society. The introduction of the concept of resilience, which addresses thedynamics and sustainability of complex social-ecological systems, provides cities with a new perspective on disaster risk andthe coordination of urban development goals and urban safety bottom lines. Urban space is the material carrier and spatialrepresentation of various activities in cities, and is the material link that coordinates the healthy and orderly development of allelements of urban systems, affecting urban socio-economic development and the human living environment. The proposal ofurban space resilience is a new attempt to combine resilience theory and urban space research. This study firstly compares theorigin and development of urban spatial resilience, clarifies the concept and connotation of urban spatial resilience, summarizesthe main assessment methods of urban spatial resilience, and summarizes the progress of urban spatial resilience practice inresponse to disaster risks. Finally, this paper summarizes the shortcomings of the current urban spatial resilience research andputs forward the research outlook, in order to provide references for the construction of spatial resilience in China.城市空间韧性；理论发展；实践探索；韧性城市；灾害风险urban spatial resilience; theoretical development; practical exploration; resilient cities; disaster risk文章编号 1673-8985（2022）06-0001-07 中图分类号 TU981 文献标志码 A DOI 10.11982/j.supr.20220601摘 要Abstract 关 键 词Key words 作者简介鲁钰雯南京大学建筑与城市规划学院南京大学城市安全发展研究中心助理研究员，博士翟国方（通信作者）南京大学建筑与城市规划学院南京大学城市安全发展研究中心教授，博士生导师，********************.cn *基金项目：中国博士后科学基金“基于人工智能技术的城市空间韧性评估及规划调控研究”（编号2021M701649）；江苏省自然科学基金青年基金“洪涝灾害情境下基于深度学习的城市精细时空尺度空间韧性动态优化路径”（编号BK20220782）资助。
空间数据自动综合研究进展及趋势分析
Ａｂｓｒ ｃ ： ｃ ｉｗｐ ｉｔｗａ ｒ ｐ ｓ ｄ ｉ ｈ ｓｐａ ｅ ｙ ｓ ｖ ｒｌａ ｐ ｃ ｓ ｃ ｒｏ ｒ ｐ ｉ ｎｅａｉａｉ ｎ ｗａ ｗａ ｓ ｔｅ ｔ ａ ｔ Ｓｕ ｈ ａ ｖ ｅ ｏｎ ｓ ｐ ｏ ｏ ｅ ｎ ｔｉ ｐ ｒｂ ｅ ｅ ａ ｓ ｅ ｔ： ａ ｔｇ ａ ｈ ｃｇｅ ｒ ｚ ｔｏ ｓａ ｌ ｌ ｙ ｈ ｍｏ ｔｃ ａｌｎｇｎ ｎ ｒａ ｉｅ ｆｅｄ ｉ ａ ｏ ｒ ｐ ｙ． Ａｕ ｏ ｔｃ ｇ ｎ ｒ ｉａｉｎ ｏ ｐａｉｌｄ ｔ ｎ ｄ ｔ ｎ ｉｏｎ ｎ ｓ ｓ ｈ ｅ ｉ ｇ ａ ｄ ｃ ｅ ｔｖ ｌ ｎ ｃ ｒ ｇ ａ ｈ ｌ ｉ ｔ ｔ ｍａｉ ｅ ｅ ａ ｚ ｔ ｆｓ ｔａ ａ ａ ｉ ａ ａ ｅ ｖ ｒ ｍｅ ｔＷａ ｌ ｏ
地 图制 图综合历 来是 地图 学 中最 富挑 战性 和
问题 的复 杂性 ， 目前 的 研究 成 果 离 问题 的全 局解
创造性 的研究 领域 。数字环 境 下空 间数 据 的 自动 决 ， 特别是 实 际应 用 还 有 一 定 的距 离 。这 既 有 技
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空间机理模型
• 社会模型
－行为模型（虚拟现实、城市交通流模拟等） －经济学模型（区域可持续发展、土地利用变化驱动力 研究等） …
• 自然模型
－引力模型（人口流动、城市空间发展、旅游规划、交 通流量分布等） －水力学模型（洪水模拟、湖泊演变等） －传热学模型（疾病时空传播等） －系统动力学模型（土地利用、区域经济等） …
空间分析软件
• ARCGIS：已将地统计的Kriging模块集成 • GeoDA (SpaceStat)：空间分析软件包 • GSLIB：地统计学软件包 • SIM：空间各种流分析模拟和预测的软件包 • PPA：各种空间点格局统计的软件包 • Fragstats：分析景观结构的 • Crimstat：分析犯罪事件空间特征的 • CSISS：核心是空间计量模型、空间地统计学 • S-simple：中国，201小组完成原型(0.1), 2004.10 •…
空间分析理论和方法的回顾
中国学者在理论和方法方面也在作不懈的努力和推动: • 重要概念：地球信息科学和地球信息机理（1992） 地球信息图谱（1996）、格网计算（2003）等； • 引进：计量地理、空间信息分析、元胞自动机、智 能计算等 • 输出：空间抽样模型、新型数据结构、地图分析等
中国科学院、国家自然科学基金委员会和863计划等资 助了空间分析领域的研究和交流活动
空间分析理论
•
•
定义：空间分析是用于分析地理事件的一系列 技术，分析结果依赖于事件的空间分布。 关系：地理学、经济学、区域科学、大气、 地 球物理、水文等专门学科提供知识和机理。 建模工具：数学和统计学 实现手段：信息科学与技术 目的 －获取：获取、描述和认知空间数据； －解释：理解和解释地理图案的背景过程； －预测：空间过程的模拟和预测； －调控：地理空间上发生的事件；
• • •
空间分析
空间分析包括： • 空间关联成因 • 空间关联表达 • 空间信息分析模型 • 空间机理模型 • 空间统计-机理模型 • 空间复杂系统模型 • 空间运筹模型 • 空间数据挖掘 • 空间信息模型的解法 • …
空间数据探索分析
探索数据的空间模式，对假设的数据模型、 模型基础和数据的地理性进行阐述，并评价 空间模型
空间统计-机理模型
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空间相互作用模型（城镇发展、传染病传播、商 业设施布局等） • 空间价格模型（房地产价格、物流中心规划等） • 山区温度分布模型 •…
空间复杂系统模型
• 神经网络
－地震、洪水、降雨预测、遥感影像的对象识别等
• 元胞自动机
－城市演化、交通流模拟等
• 空间模糊数学
－自然灾害评价、污水处理评估、地价评估等
•
•
空间分析理论和方法的回顾
• •
国外在地球信息科学方面的推动者主要来源于 1960s-70s计量地理革命的活跃学者 老一辈的Tobler、Marble、Cliff、Haggett等 中年辈的 Goodchild 、 Rhind 、 Haining 、 Fischer 、 Openshaw、Batty、Fothringham等 在上世纪90年代至今GIS技术和海量观测数据大发 展背景下，具有实际运用价值的地球信息科学理论 和方法雏形正在形成
提纲
• 地球信息科学与空间分析 • 空间分析理论和方法的回顾 • 空间分析理论 • 空间分析软件 • 未来展望
地球信息科学与空间分析
1960s, GIS,空间数据及其属性的存储和查询检索 1996, 美国国家科学基金会正式以“地理信息科学”为 目标立项开展研究, M Goodchild 1997, 第88次香山科学会议正式以“地球信息科学”为 主题开展讨论, 陈述彭、李德仁等 30人 2004, R Haining: GISc = GIS软件 + 空间分析： 空间描述：制图、数据平滑、聚集探测等； 空间解释：位置、空间关系、距离、梯度、格局等； 空间预报：插值等； 空间调控和决策：优化运筹、策略等。
• 分形
－河网模拟、城镇体系结构、地质灾害等
• 时空信息多模式融合模型
－传染病、地震等非线性复杂系统的模拟和预测等
• 智能体 (agent)
…
空间复杂系统模型－地震预测
根据山西省地震的历史数据和空间分布预测未来50 年内该省发生强震的可能性
空间运筹模型
提供决策支持 • 资源的时空优化配置 －水、电、公共卫生资源等的区域优化配置、区域经济
发展、商场选址、物流配送等
• 空间监测采样的优化设计 －生态环境监测、国土监测、海洋监测、农情速报等 • 自然灾害保险
－洪水、地震、台风等 • …
资源配置： 公平+效益
黑 河 流 域
空间数据挖掘
• • • • • • • 空间分类（信息熵…） 空间聚类（空间位置、障碍约束…） 空间关联规则（空间推理、元规则、空间分析...） 空间异常发现（图论…） 空间趋势预测（邻接关系…） 空间数据挖掘语言 …
• 全局相关性分析 • 局部相关性分析 • 空间图形分析 •…
用于分析自然灾害的空间分布、流行病的空间分布、物种 的空间分布、犯罪事件的空间分布等
空间数据探索分析－公共卫生领域应用
空间数据探索分析－公共卫生领域应用
空间回归分析
探讨估计值的空间关系：地学对象的空间依赖性和 空间异质性决定了一般回归方法不适应在空间上的 分析 • 联立自回归模型(SAR) • 空间移动平均模型(SMA) • 条件自回归模型(CAR) 区域经济研究、公共卫生领域、种群分布等
空间分析理论和方法的回顾
空间分析理论和方法的回顾
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Moran (1950) 首次引出空间自相关测度来研究二维或 更高维空间随机分布的现象； Matheron（1963, 1967）先后提出了地统计和Kriging 技术； 1970/80 ’ s 空间统计理论体系出现雏形，以 Cliff & Ord （ 1981 ） 的 专 著 Spatial Process: Models and Applications为主要标志； 1980/90s 当今空间分析的主要理论趋向成熟，包括 SAR 、 MA 、 CAR 模型，聚焦于空间异质性的局域统 计 Getis’G 和 Lisa 出现，空间分析软件出现，包括与 GIS结合的可视化交互空间数据探索，如SpaceStat、 S-PLUS for Arcview、SAGE等；