数字地球是什么

数字地球是什么？

杨崇俊

在万物簌静、星光灿烂的夏夜，当您遥望浩瀚无际的太空为满天星斗而遐想时，也许您会自言自语地感慨到：天上的星星数不清！是的，幽幽闪闪于茫茫宇宙之间的星球真是数不胜数！然而，到目前为止，地球却是我们人类唯一可以赖以生存的星球！古往今来，几乎人类的所有活动都是发生在地球之上，您仅需看看地球上此起彼伏的战火、快速增长的人口、与日俱增的环境污染、与日俱减的自然资源…或许您又会感慨到：多灾多难的地球多么需要好好照理呀！当人们通过卫星、飞机、气球、地面测绘、地球化学或地球物理等观测手段获取到地球的大量数据，利用计算机把它们和与此相关的所有其它数据及其实用模型结合起来，在计算机网络系统里把真实的地球重现出来，形成一个巨系统时，您一定会为这样的巨系统所带来的巨大作用所鼓舞，因为它提供的数据和信息让人类终于能够更好更有效地管理地球甚至人类本身！这样一个数字形式的关于地球的巨系统，不妨称为“数字地球”。如果对它稍微严格定义一下，数字地球就是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现与认识。由此可以看出，数字地球核心思想有两点，一是用数字化手段统一性地处理地球问题，另一点是最大限度地利用信息资源。

当人类逐渐步入知识爆炸的信息时代，如何从浩如烟海的数据、信息中获取各自需要的东西？这无疑是生活在现代社会里的人们时刻面临的难题。对那些以社会需求和发展为永恒使命的科学家来说，其首要任务就是采取什么方法把浩如烟海的数据、信息搜集起来。既然人类活动几乎都是发生在地球上，那么为什么我们不能以地球的每一个确定点（这样的点的范围因需要可大可小）把所有与此相关的数据和信息组织起来呢？如此一来，进一步组合所有地球上这样的点，不就造成一个能包容关于自然和人类的大多数数据和信息的数字地球？这样的数字地球无疑是人类把浩如烟海的数据、信息组织起来的最佳方式。

数字地球对人类的积极作用，您无论如何想象恐怕都不会过分。最直接的是，它在当前以工农业经济为主体的经济建设中具有的重大作用已初见端倪。我们逐渐可以看到，数字地球提供的数据和信息在农业、林业、水利、地矿、交通、通讯、新闻媒体、城市建设，教育、资源、环境、人口、海洋以及军事等几十个领域都能产生巨大的社会和经济效益。不妨信手拾来一些例子，如象农作物监测、农作物估产、土地覆盖物的识别和评价、土地和地籍管理、水资源管理、环境监测、资源合理利用、数字天气预报、灾害监测与评估、灾害模拟和预报、渔场预报、智能交通管理、商业选址、市场调查、移动通讯、民用工程、城市管道管理、在线政府公共信息服务等等。更进一步看，数字地球在未来以知识经济为主体的经济建

设中具有更大更重要的作用。众所周知，地球是一个有限体,地球上人类赖以生存的可利用的自然资源也是有限的。恰恰因为自然资源的有限以及

以计算机科学技术的发展为特征的信息革命的深入,世界经济模式必然会

从现行的以自然资源为主的工业经济模式逐步转换为未来的以信息资源为主的知识经济模式。在即将到来的以知识经济为特征的信息社会中，信息是主要经济资源，数字化信息是知识经济的物质形式。数字地球可以包

容80%以上的人类信息资源，由此可见，以数字形式处理一切与空间位置相关的信息为特征的数字地球则是未来信息资源的主体核心，是“信息高速公路”上的“车”和“货”，它必将对形成一个广泛而又重要的产业产生决定性的影响。

巨大的数字地球由下列体系构成：数据获取与更新体系、数据处理与储存体系、信息提取与分析体系、数据与信息传播体系、数据库体系、网络体系、应用模型体系、专用软件体系、咨询服务体系、专业人员体系、用户体系、教育体系、标准与互操作体系、法规和财经体系。也不妨仅以数据库体系为例看看数字地球的空前壮阔，数字地球的数据库不仅包括全球性的中、小比例尺的空间数据，还包括局部范围的大比例尺的空间数据以及元数据；不仅包括地球的各类多光谱、多时相、高分辨率的遥感卫星影像、航空影像、不同比例尺的专题图，还包括相应的以文本形式表现的有关可持续发展、农业、资源、环境、灾害、人口、全球变化、气候、生物、地理、生态系统、大气、水文、教育、人文和军事等等不同类别的数

据。这些数据正是目前在建设中的国家空间数据基础设施（NSDI）和全球空间数据基础设施（GSDI）。

数字地球本质上是一个信息系统，除了它是一个超巨大信息系统特点之外，其它特点又是什么呢？这不妨从以下七个方面加以分析。

第一、数字地球具有空间性、数字性和整体性。这三者的融合统一，形成了它与其他信息系统的根本区别。

第二、数字地球的数据具有无边无缝的分布式数据层结构，包括多源、多比例尺、多分辨率的、历史和现时的、矢量格式和栅格格式的数据。

第三、数字地球具有迅速充实、联网的地理数据库。

第四、数字地球以图象、图形、图表、文本报告等形式提供服务。其中信息是最主要的任务。

第五、数字地球采用开放平台、构件技术、动态互操作等最先进的技术方案。

第六、数字地球的用户可以以多种方式从中获取信息；任何一个用户都可以实时调用，无论生产者是谁，也无论数据在什么地方；国际互联网

上的用户可以根据自己的权限查询数字地球中的信息；运用具有传感器功能的特制数据手套，还可以对数字地球进行各类可视化操作。

第七、数字地球的服务对象覆盖整个社会层面，无论政府机关还是私人公司，无论科教部门还是生产单位，无论专业技术人员还是普通老百姓，都可以找到自己所需要的信息。

数字地球是地球科学技术与信息科学技术、空间科学技术等现代科学技术交融的前沿，又是当代科学技术发展和需求紧密结合的必然结果。数字地球虽然是一个新概念，它涉及到的理论、技术、数据和应用都与现有的直接相关。数字地球是从更高的层次、系统论和一体化的角度来整合、应用已有的或正在发展的理论、技术、数据和能力（含人员、软件、硬件），从而更广泛地、更深入地、更有效地、更经济地为社会提供服务。