最新浅谈数字地球

《数字地球导论》

大作业

题目：浅谈数字地球

学院：电子工程学院

浅谈数字地球

内容摘要：

随着科学技术的进步，人类研究地球的手段也越来越先进，研究的对象越来越多。数字地球技术也得到了前所未有的发展。遥感和GPS的发展为数字地球的发展提供了更先进的技术平台，近几年我国的数字地球也在快速的发展和成熟。本文我将谈谈数字地球的概念及应用，3S技术与数字地球，“数字中国”，数字地球带来的发展及数字地球的发展前景。

关键词：

数字地球 3S技术应用数字中国发展

引言:

1数字地球的提出和组成

数字地球是美国副总统戈尔1998年初提出的，是一个以地球坐标为依据的、具有多分辨率的海量数据和多维显示的地球虚拟系统。数字地球看成是“对地球的三维多分辨率表示，它能够放入大量的地理数据。”戈尔德数字地球学是关于整个地球、全方位的GIS与虚拟现实技术、网络技术相结合的产物。“数字地球”不是一个孤立的项目，而是一项整体性的、导向性的国家战略目标，它包括信息的获取、信息的处理和信息的应用。数字地球是地球科学与信息科学技术的综合，是一门综合性的科学技术。数字地球的特点是大规模、高投入、跨学科、全球性，数字地球技术是近几年发展特别快的几个科学技术之一。数字地球需要有很多技术作为支持的平台，因此比如遥感测绘

等技术的发展从很大程度上将决定数字地球的发展。

2数字地球的性质和意义

“数字地球”就是数字化的地球，信息化的地球，或地球信息化：这与国家信息化的思想基本上一致；信息化的问题就是数字化、网络化、智能化。杨凯认为，戈尔通过“数字地球”概括、展望了21世纪发展的特点、方向；建“数字地球”是要达到把地球空间信息资源的共享这一最主要的目标；“数字地球”是一个全球共同使用空间信息的一个环节和平台；它的社会效益、经济效益，包括把它当作一个新经济增长点，都是很实在的。陈军认为，有必要开展中国的“数字地球”计划，因为，它是一个整体性事业，以此来统筹我国的地球信息、地理信息的工作，推动地球科学数据共享是很有必要的；它是维护我们国家主权和权益的需要；它是我国经济发展的需要。（承继成语）

正文：

一、数字地球与3S技术

（1）3S技术简介

3S技术是指集遥感（RS）、卫星全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）技术与一体的高新测绘技术。RS、GPS、GIS都是以现代技术为支撑发展起来的地理学得前沿技术。

（2）数字地球与遥感技术

遥感（RS）是对研究对象不直接接触，从一定距离以外获取其信息的一种现代科学技术。遥感是20世纪60年代新兴的科学领域之

一。它是人类迈向太空，对地观测，获取地表空间信息的一种先进科学技术和生产力。具有宏观、准确、综合地进行动态观测与监测的能力。

中国的遥感科学技术事业，起步于20世纪70年代，经历了起步、成长到创新发展的几个历史阶段。我国在星载对地观测体系、机载对地观测技术、遥感地面卫星接收站网与图像数据处理系统能力建设方面取得的重要成就，以及在遥感基础理论研究、遥感在全球变化与海洋调查、国土资源普查、环境保护与灾害监测、城市规划与工程建设、遥感考古与古环境再现等应用领域取得的丰硕硕果。与此同时我国在“数字地球”战略本土化建设包括国家空间数据基础设施、“数字省区”、“数字城市”、“数字流域”及数字地球原型系统等方面也取得了很大的进展。下面就阐述一下遥感技术在数字地球的发展过程中的作用以及遥感技术的发展对数字地球带来的发展。

遥感技术和应用的不断创新与发展，将极大地丰富地球信息科学的构建；地球信息科学的发展也必将为“数字地球”战略的发展提供理论、方法与技术支持；反过来，“数字地球”战略为地球信息科学的法展提供了机遇，并会促进地球信息科学的全面发展。二者的结合，必将推动地球科学的发展，及信息社会的经济发展与社会进步，为我国全面建设小康社会，作出应有的新的贡献。

信息时代遥感应用与“数字地球”的发展，必将进一步推进发展中国家在经济、技术、文化等领域的南南合作，缩小发展中国家与发达国家之间的“数字鸿沟”，推动信息社会和全球经济的整体发展。

中-巴地球资源卫星的研制就是南南合作的杰作。我国2008奥运会场馆的建设，科技奥运、数字奥运、绿色奥运是中国举办奥运会的理念。遥感与“数字地球”也已为奥运会场馆等基础设施的建设，为各国运动员提供优质的服务。载人飞船顺利升空，海洋卫星和“数字海洋”的建设与时俱进，探月计划提到日程上来，遥感应用与“数字地球”方面的国际合作，视星空将会更加辽阔，机遇将会更加令人鼓舞。（3）数字地球与GIS、GPS

地理信息系统（GIS）是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。其基本构成一般包括以下主要部分：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。

GIS技术在数字地球中的作用主要分为两个方面：第一是它是数字地球的基础。地理信息系统可从数字地球中提取出数据进行地理信息的空间分析，然后放入数字地球中。但数字地球毕竟是从更高的层次、系统和一体化的角度来组织和应用现有的和正在发展的相关理论、技术、数据等，从而更广泛、更深入、更有效地为社会提供服务。第二就是地理信息系统中的新技术：网络GIS(WebGIS)、组件式GIS （ComGIS）等前沿地理信息系统的技术给数字地球的发展提供了更大的支持。

全球定位系统（GPS），GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。GPS的特点与传统测量技术相比GPS定位技术具有即时测、全天候、速度快、定位准、精度高的特点。

GPS在数字地球中的应用与遥感有相似的地方，GPS主要是给数字地球提供技术支持和原始数据。它作为数字地球的基础技术在很大程度上决定着数字地球的发展。

二、数字地球的应用

（1）对全球变化与社会经济生活的影响

全球变化与社会可持续发展已成为当今世界人们关注的重要问题，数字化表示的地球为我们研究这一问题提供了非常有利的条件。在计算机中利用数字地球可以对全球变化的过程、规律、影响以及对策进行各种模拟和仿真，从而提高人类应付全球变化的能力。数字地球可以广泛地应用于对全球气候变化，海平面变化，荒漠化，生态与环境变化，土地利用变化的监测。与此同时，利用数字地球，还可以对社会可持续发展的许多问题进行综合分析与预测，如：自然资源与经济发展，人口增长与社会发展，灾害预测与防御等。

数字地球将容纳大量行业部门、企业和私人添加的信息，进行大量数据在空间和时间分布上的研究和分析。例如国家基础设施建设的规划，全国铁路、交通运输的规划，城市发展的规划，海岸带开发，西部开发。从贴近人们的生活看，房地产公司可以将房地产信息链接到数字地球上；旅游公司可以将酒店、旅游景点，包括它们的风景照片和录象放入这个公用的数字地球上；世界著名的博物馆和图书馆可以将其收藏以图像、声音、文字形式放入数字地球中；甚至商店也可以将货架上的商店制作成多媒体或虚拟产品放入数字地球中，让用户任意挑选。另外在相关技术研究和基础设施方面也将

会起推动作用。因此，数字地球进程的推进必将对社会经济发展与人民生活产生巨大的影响。

（2）对精细农业和智能化交通的作用

下一世纪农业要走节约化的道路，实现节水农业、优质高产无污染农业。这就要依托数字地球，每隔 3~5 天给农民送去他们的庄稼地的高分辨率卫星影像，农民在计算机网络终端上可以从影像图中获得他的农田里庄稼的长势征兆，通过 GIS 作分析，制定出行动计划，然后在车载 GPS 和电子地图指引下，实施农田作业，及时地预防病虫害，把杀虫剂、化肥和水用到必须用的地方，而不致使化学残留物污染土地、粮食和种子，实现真正的绿色农业。这样一来，农民也成了电脑的重要用户，数字地球就这样飞入了农民家。到那时农民也需要有组织，有文化，掌握高科技。

智能运输系统是基于数字地球建立国家和省市、自治区的路面管理系统、桥梁管理系统、交通阻塞、交通安全以及高速公路监控系统，并将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效地集成运用于整个地面运输管理体系，而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输和管理系统，实现运输工具在道路上的运行功能智能化。

三、发展“数字中国”

（1）重要科技支撑点-数字中国

当今世界，人类的发展已进入了一个崭新的时代，代表人类智慧