第二章 数字地球的基本概念

戈尔在他的演讲中把“数字地球”描述为“ 戈尔在他的演讲中把“数字地球”描述为“能嵌入海 量地理数据的，对我们的地球进行多分辨率、 量地理数据的，对我们的地球进行多分辨率、三维的一种 再现” 他虽然没有对数字地球作出学术定义， 再现”。他虽然没有对数字地球作出学术定义，但戈尔还 是比较明确地把数字地球与遥感、地理信息系统、 是比较明确地把数字地球与遥感、地理信息系统、计算机 技术、网络技术、多维虚拟现实技术、可持续发展决策、 技术、网络技术、多维虚拟现实技术、可持续发展决策、 灾害、资源、土地利用规划、军事、全球变化、教育等连 灾害、资源、土地利用规划、军事、全球变化、 在一起。可以认为戈尔的“数字地球” 在一起。可以认为戈尔的“数字地球”创意提出了用数字 化的手段来处理整个地球多方面问题的思想， 化的手段来处理整个地球多方面问题的思想，而“数字地 的含义则需要学术界进一步探讨。 球”的含义则需要学术界进一步探讨。
“数字地球”的特点 数字地球”
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，形成了它与其它信息系统的根本区别，使 它必将成为人类历史上最大最重要的信息系统。 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 量和栅格格式的数据。 第三、“数字地球”具有一种可以迅速充实、联网的地理 数据库，以及多种可以融合并显示多源数据的机制。 数据库，以及多种可以融合并显示多源数据的机制。
李德仁
数字地球通俗地讲，就是用数字的方法将地球、地球 数字地球通俗地讲，就是用数字的方法将地球、地球 上的活动及整个地球环境的时空变化装入电脑中，实现在 网络上的流通，并使之最大限度地为人类的生存、可持续 网络上的流通，并使之最大限度地为人类的生存、可持续 发展和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。 严格地讲，数字地球是以计算机技术、多媒体技术 和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带运用海量 地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种 地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种 类的三维描述，并利用它作为工具来支持和改善人类活 类的三维描述，并利用它作为工具来支持和改善人类活 动和生活质量。
宁津生
“数字地球”就是信息化的地球,是一个地球信息模型, 数字地球”就是信息化的地球,是一个地球信息模型, 它把有关地球每一点的所有信息, 它把有关地球每一点的所有信息,不是象普通数据那样存 放在数据库里,而是按地球的地理坐标加以整理, 放在数据库里,而是按地球的地理坐标加以整理,然后构成 一个全球的信息模型, 一个全球的信息模型,这样我们就可以快速、实时、完整、 形象地了解地球上各种宏观的和微观的情况, 形象地了解地球上各种宏观的和微观的情况,便于人类最 大限度地实现信息资源的共享和合理使用, 大限度地实现信息资源的共享和合理使用,为人类认识、 改造和保护地球提供一种新的手段。
数字地球的主要组成
数字地球以因特网为基础、以空间数据为依托、以虚拟现实技术为特 征，是具有三维界面和多种分辨率浏览器面向公众的开放系统，其主要 征，是具有三维界面和多种分辨率浏览器面向公众的开放系统，其主要 组成一般包括以下三个部分：数据系统、软硬件系统和应用模型。 组成一般包括以下三个部分：数据系统、软硬件在地球上任何一点的资源、环境、经济 和社会有关的、用经纬网坐标进行组织和计算机进行管理 的、多分辨率的卫星数据的搜集以及海量数据存贮与管理、 宽带网传输和科学计算与虚拟表达的技术系统。简单地说: 宽带网传输和科学计算与虚拟表达的技术系统。简单地说: 数字地球就是信息化的地球。它包括全部地球资料的数字 化、网络化、智能化和可视化的过程在内。或者说, 化、网络化、智能化和可视化的过程在内。或者说,数字 地球就是虚拟地球。
5. 数字地球是一种全球战略思想，它的核心是指用全数字 数字地球是一种全球战略思想 全球战略思想， 化的信息获取、存储、传输与处理技术， 化的信息获取、存储、传输与处理技术，去控制和操纵 全球性的事务 海量信息库， 数字地球是一座海量信息库 世界上最大的地球图书馆， 6. 数字地球是一座海量信息库，世界上最大的地球图书馆， 人们通过它可以更清楚地认识和了解我们生存的世界， 人们通过它可以更清楚地认识和了解我们生存的世界， 有利于人地关系的进一步协调。 有利于人地关系的进一步协调。 数字地球是从20世纪90年代以来，全球对地观测系统、 20世纪90年代以来 7. 数字地球是从20世纪90年代以来，全球对地观测系统、 卫星通讯系统与全球因特网等高新技术基础之上的信息 卫星通讯系统与全球因特网等高新技术基础之上的信息 集成系统工程的统称。 集成系统工程的统称。 数字地球是一个地球表层信息模型 把航空、 地球表层信息模型， 8. 数字地球是一个地球表层信息模型，把航空、航天的遥 感信息与地球化学、地球物理以及传统的地理、 感信息与地球化学、地球物理以及传统的地理、地质资 料在GIS下的整合，并结合专家系统，建成地学模型。 GIS下的整合 料在GIS下的整合，并结合专家系统，建成地学模型。
不妨仅以数据库体系为例看看“数字地球” 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”的数据库不仅可以包括全球性的 阔。“数字地球”的数据库不仅可以包括全球性的中、小 比例尺的空间数据，还包括局部范围的 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（比如大比例尺的城市地籍数据）以及所有相关的元数 （比如大比例尺的城市地籍数据）以及所有相关的元数 据；不仅包括地球的各类多光谱、多时相、高分辨率的遥 ；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、不同比例尺的各类数字专题图， 感卫星影像、航空影像、不同比例尺的各类数字专题图， 还包括相应的以文本形式表现的有关可持续发展、农业、 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、水文循环系统、教育、人文和军事等等 不同类别的数据。这些数据目前的基础是正在建设中的国 不同类别的数据。这些数据目前的基础是正在建设中的国 家空间数据基础设施（NSDI）和全球空间数据基础设施 家空间数据基础设施（NSDI）和全球空间数据基础设施 （GSDI）。 GSDI）。
第二章：数字地球的 第二章： 基本概念
戈尔描绘的数字地球
一个小孩来到某地方博物馆的一个“ 数字地球” 一个小孩来到某地方博物馆的一个“ 数字地球” 陈列室, 当她戴上头盔显示器时, 她看到一个地球, 陈列室 当她戴上头盔显示器时 她看到一个地球 这地球和太空中正在转动的地球一模一样。 这地球和太空中正在转动的地球一模一样。使用 数据手套” 她开始放大景物…… “ 数据手套” , 她开始放大景物
可持续发展、农业、人口、资源、灾害、气候、生态系统、全球变化… 应用模型 软件 （网络软件、WebGis 软件、VR软件、分 布式数据库软件） 元数据 数据标准 硬件 （支撑性硬件、宽带 网络、对地观测体系） 数据获取 数据存储 数据更新 数据流通 数据挖掘
硬件系统
数据系统
空间数据、文本数据
国家信息基础建设（NII），国家空间数据基础设施（NSDI）
“数字地球”的特点 数字地球”
第九、在空间内的活动是不受限制的； 第十、在时间空间内也是不受限制的。
数字地球的基本内涵
1.数字地球是对地球的认识程度，是数字化的、 1.数字地球是对地球的认识程度，是数字化的、三维显示的 数字地球是对地球的认识程度 虚拟地球，是信息化的地球， 虚拟地球，是信息化的地球，是为全人类实现信息共享而 建立的一个信息生活空间。 建立的一个信息生活空间。 2.数字地球从数字化 数据建模、系统仿真、 数字地球从数字化、 2.数字地球从数字化、数据建模、系统仿真、决策支持一直 到虚拟现实，是一个开放的复杂的动态信息巨系统 开放的复杂的动态信息巨系统。 到虚拟现实，是一个开放的复杂的动态信息巨系统。 3.数字地球是涉及国家发展的重大战略问题 数字地球是涉及国家发展的重大战略问题， 3.数字地球是涉及国家发展的重大战略问题，实施数字地球 计划，需要政府、 计划，需要政府、企业和学术界的共同参与以及全社会的 支持。 支持。 4.数字地球是一次新的技术革命， 数字地球是一次新的技术革命 4.数字地球是一次新的技术革命，它将改变人类的生产和生 活方式，进一步促进科学技术的发展， 活方式，进一步促进科学技术的发展，推动社会经济的进 步。
陈述彭
“数字地球”是从90年代以来,全球对地观测系统、卫星 数字地球”是从90年代以来,全球对地观测系统、 90年代以来 通讯系统与全球因特网等高新技术基础之上的信息集成系 统工程的统称, 21世纪信息社会的前奏 涉及到知识产权、 统工程的统称,是21世纪信息社会的前奏,涉及到知识产权、 世纪信息社会的前奏, 国际合作、数据共享等诸多社会、法律、政策变化问题; 国际合作、数据共享等诸多社会、法律、政策变化问题; 而又广泛服务于经济建设、远程教育,乃至影响国家安全、 而又广泛服务于经济建设、远程教育,乃至影响国家安全、 国家主权、民族团结的重大问题。 国家主权、民族团结的重大问题。
“数字地球”的特点 数字地球”
第四、“数字地球”以图象、图形图表、文本报告等形式 第四、 数字地球”以图象、图形图表、 分别提供免费或收费的或局部范围或全球范围的数据、信 分别提供免费或收费的或局部范围或全球范围的数据、 息、知识方面的服务，其中提供信息服务是最主要的任务。 知识方面的服务，其中提供信息服务是最主要的任务。 第五、“数字地球”中的数据和信息同时也按普通、限制、 第五、 数字地球”中的数据和信息同时也按普通、限制、 保密等不同保密等级组织起来的， 保密等不同保密等级组织起来的，不同的用户对不同的数 据和信息具有不同的使用权限。 据和信息具有不同的使用权限。 第六、“数字地球”采用开放平台、构件技术、动态互操 第六、 数字地球”采用开放平台、构件技术、 作等最先进的技术方案。 作等最先进的技术方案。
数字地球基 础理论研究 支撑性 硬件技术 数据 获取技术 关键技术 系统 软件技术 虚拟现实 建模技术 地表温度场建模与 全球变化模型