《現(xiàn)代地理信息技術(shù)的綜合利用》

現(xiàn)代地理信息技術(shù)的綜合利用第一節(jié)地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用一、地理信息系統(tǒng)二、地理信息系統(tǒng)與城市管理(一)地理信息系統(tǒng)的概念(二)地理信息系統(tǒng)的發(fā)展(四)地理信息系統(tǒng)的工作過程(三)地理信息系統(tǒng)的組成(一)地理信息系統(tǒng)(GIS)的概念是一種以采集、儲存、管理、分析和描述地球表面與地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。與一般信息系統(tǒng)的差別是，它采集的信息是按地理空間分布特征來反映地理實體結(jié)構(gòu)及其動態(tài)變化規(guī)律的。從學(xué)科的角度，GIS是在地理學(xué)、地圖學(xué)、測量學(xué)和計算機科學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門學(xué)科，具有獨立的學(xué)科體系；從功能上，GIS具有空間數(shù)據(jù)的獲取、存儲、顯示、編輯、處理、分析、輸出和應(yīng)用等功能地理信息系統(tǒng)與地圖的區(qū)別(1)不僅有平面信息,還有三維立體的信息(2)有很多的檢索功能和大容量的信息庫(3)隨時進行信息的切換\縮放\補充測算等,獲得更新的信息(4)不僅有空間數(shù)據(jù)信息,還有景觀照片和動態(tài)的影像信息(5)查詢方式不同,地理信息系統(tǒng)通過計算機進行查詢和數(shù)據(jù)更新,而地圖通過肉眼進行判讀,獲得地理信息。地理信息系統(tǒng)的信息更有針對性,速度也更快.（二）地理信息系統(tǒng)的發(fā)展地理信息系統(tǒng)發(fā)展（二十世紀(jì)）1、60年代：開拓期2、70年代：鞏固發(fā)展期4、90年代：用戶時代3、80年代：大發(fā)展期（三）地理信息系統(tǒng)的組成數(shù)字化儀解析測圖儀掃描儀測繪儀器光筆手寫筆計算機輸出設(shè)備噴墨打印機磁帶機噴墨繪圖儀光盤刻錄機儲存設(shè)備光盤機激光打印機活動硬盤主頁返回組成功能包括的內(nèi)容硬件用于數(shù)據(jù)和信息的采集、處理、加工、分析和輸出軟件提供儲存分析、顯示地理數(shù)據(jù)的功能包括數(shù)據(jù)輸入與編輯、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)操作以及數(shù)據(jù)顯示和輸出等地理數(shù)據(jù)是GIS建立的基礎(chǔ)包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)人員GIS是一個動態(tài)的地理模型，僅有系統(tǒng)的軟硬件和數(shù)據(jù)，還不能構(gòu)成完整的地理信息系統(tǒng)，需要人員進行系統(tǒng)組織、管理、維護和數(shù)據(jù)更新、系統(tǒng)擴充完善以及應(yīng)用程序并開采用空間分析模型提取模型提取多種信息包括GIS系統(tǒng)開發(fā)的專業(yè)人員和采用GIS完成工作的用戶應(yīng)用模型應(yīng)用模型是在對專業(yè)領(lǐng)域的具體對象過程進行大量研究的基礎(chǔ)上總結(jié)出的規(guī)律表示，GIS應(yīng)用就是利用這些模型對大量空間數(shù)據(jù)進行綜合分析解決實際問題包括人口擴散模型、商業(yè)選址模型、路徑分析模型包括計算機主機、數(shù)據(jù)輸入設(shè)備、數(shù)據(jù)輸出設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、儲存設(shè)備（四）地理信息系統(tǒng)的工作過程信息源（地圖、遙感圖象、實驗數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)處理（即建立空間模型和數(shù)據(jù)模型）數(shù)據(jù)庫（關(guān)于某一研究區(qū)域的若干圖層的總和）數(shù)據(jù)分析（使各類數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，以直觀的形式表現(xiàn)出來，如圖形、地圖或表格）表達(dá)（將系統(tǒng)分析的結(jié)果形成地圖、圖象、圖表、數(shù)字等產(chǎn)品）采集儲存分析輸出返回信息源數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)庫空間分析表達(dá)信息源:地圖、遙感圖象、野外考察、室內(nèi)實驗、社會經(jīng)濟統(tǒng)計獲得。數(shù)據(jù)處理：建立空間模型和數(shù)據(jù)模型?？臻g模型是用點、線、面來表示地物的空間特征（如位置、形狀）和屬性特征（如種類、大?。?shù)據(jù)模型是通過一定的方式將所要表達(dá)的內(nèi)容轉(zhuǎn)變成數(shù)據(jù)，這是GIS與地圖最基本的差異。數(shù)據(jù)庫：地物空間特征和屬性的各項數(shù)據(jù)的結(jié)合，構(gòu)成某一主題的圖層，如地貌圖層、土壤圖層、土地利用圖層等。關(guān)于某一研究區(qū)域的若干圖層就組成GIS數(shù)據(jù)庫?？臻g分析：按一定規(guī)劃對所研究的局部進行空間分析，也可對局部及其相鄰的部分，以至整個區(qū)域進行綜合分析。數(shù)據(jù)庫中各圖層上有關(guān)的數(shù)據(jù)，都可供分析。表達(dá)：將系統(tǒng)處理，分析的結(jié)果，形成可供研究、規(guī)劃和決策人員使用的產(chǎn)品，主要形式有：地圖、圖象、統(tǒng)計圖表、數(shù)字等。應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用城市規(guī)劃與管理城市規(guī)劃的設(shè)計、工程選址、城市管理和輔助決策基礎(chǔ)設(shè)施管理（道路交通、電力、電信、燃?xì)?、自來水、排污）工程設(shè)計、應(yīng)急搶修、日常維護土地利用管理（土地使用性質(zhì)變化，地塊輪廓變化、土地權(quán)屬關(guān)系變更）土地利用狀況的監(jiān)控和管理生態(tài)環(huán)境管理城市生態(tài)規(guī)劃、環(huán)境評價、環(huán)境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的決策分析、環(huán)保設(shè)施管理二、地理信息系統(tǒng)與城市管理應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用道路交通管理道路的通行狀況,定位事故地點,提供交通疏散道路設(shè)計最佳路徑分析、最小造價分析道路建設(shè)工程進度、工程質(zhì)量道路管理路況信息、道路養(yǎng)護地理信息系統(tǒng)在道路交通中的應(yīng)用GIS能夠回答的問題?1．位置問題。即“在某個特定位置有什么”的問題。位置可以用多種方式描述，如名稱，郵編，地理參照物等。

2．條件問題。即“在哪里”的問題。這個問題與上述相反，并且需要依靠空間分析來回答。這個問題要求找到滿足某個條件的地點。（比如要找到一塊無林地，要求是面積為2000平方米，距離公路100米以內(nèi)，土壤可以支撐建筑物）。

3．趨勢問題。即“自從……以來發(fā)生了哪些變化？”的問題?？梢杂^察某地區(qū)隨時間的變化。

4．格局問題。這個問題較為復(fù)雜。比如要確定核電站附近的居民，其死亡是否主要由癌癥所致。

5．模型問題。即“如果……，會發(fā)生什么？”的問題。例如如果一條新道路加入網(wǎng)絡(luò)，或一種有毒物質(zhì)滲漏至當(dāng)?shù)厮垂?yīng)的地方時，會發(fā)生什么事情?；卮疬@些問題需要有關(guān)地理學(xué)以及其他的信息浦東新區(qū)從業(yè)人員密度圖人口GIS第二節(jié)遙感(RS)技術(shù)及其應(yīng)用一、遙感技術(shù)三、遙感與環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測二、遙感與資源普查（一）遙感的概念與發(fā)展（二）遙感技術(shù)系統(tǒng)與遙感類型246810120.20.40.60.81.01.52.03.0輻射能力[J/(cm2.min.um)波長（um）紫外線可見光紅外線0.760.4不同的物體對電磁波發(fā)射、反射和吸收的特征不同（一）遙感的概念與發(fā)展地物類型吸收和反射電磁波的特征彩色航空片黑白近紅外遙感片彩色近紅外遙感片紅外遙感片水體對藍(lán)綠光難以吸收對近紅外波段吸收能力很強水體中雜質(zhì)對吸收能力會造成影響呈藍(lán)綠色的封閉區(qū)域有時會有白點和黑色的污染物呈深色以深灰和黑色為主污水顏色會相對較淺呈深色以黑色和藍(lán)灰色為主污水多呈青色甚至黃色早晨為淺色夜晚為深色植被對可見光吸收強烈，反射綠光對近紅外反射強烈不同植物的反射能力與葉綠素含量有關(guān)不同季節(jié)植物因葉綠素含量的變化使反射能力也發(fā)生變化多為綠色成片分布顏色隨季節(jié)變化很大色調(diào)多為淺色，多呈黃色甚至紅色植物越鮮嫩則顏色越深如粉紅色顏色較深城市居民區(qū)由于城市居民區(qū)多為混泥土結(jié)構(gòu)，而混泥土吸收能力極差，反射能力強混泥土比熱容量很小，白天和晚上的溫度差異很大灰白色甚至白色顏色很淺白色和灰色白色淺灰色深色色調(diào)較淺，多為灰白色植物越鮮嫩則顏色越淺@2.遙感技術(shù)的主要環(huán)節(jié)遙感平臺→傳感器→傳輸與接受→數(shù)字\圖像處理設(shè)備3.遙感的特點:探測的范圍廣、獲得資料的速度快、周期短，受地面條件限制少、成本低、效益大等1.遙感(RS)”千里眼”遙感：人們利用一定的技術(shù)裝備，在航空器或航天器上，在不與探測目標(biāo)接觸情況下,記錄目標(biāo)物對電磁波的輻射、反射、散射等信息。并通過分析，揭示目標(biāo)物的特征、性質(zhì)及其變化的綜合探測技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn)類型運載工具電磁波的波譜范圍應(yīng)用領(lǐng)域或?qū)ｎ}環(huán)境遙感、大氣遙感、資源遙感、海洋遙感、地質(zhì)遙感\(zhòng)農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感傳感器的工作特點（二）遙感技術(shù)系統(tǒng)與遙感類型A航天遙感、航空遙感、近地遙感紫外遙感、可見光遙感、紅外遙感微波遙感、多譜段遙感主動式、被動式分類特征傳感器工作方式被動式傳感器被動地探測目標(biāo)物所反射或輻射的電磁波攝影機照相機、紅外掃描儀、多波段掃描儀主動式傳感器本身發(fā)射電磁波然后接受回波雷達(dá)記錄方式成像傳感器以影像表示探測信息攝影機、掃描儀、成像雷達(dá)非成像傳感器以數(shù)字或圖形輸出探測信息光譜儀、紅外輻射計、雷達(dá)高度計算攝影機主要用于可見光范圍，掃描儀的工作波段較寬，雷達(dá)用于微波波段（二）遙感技術(shù)系統(tǒng)與遙感類型B類型概念優(yōu)點航天遙感利用位于大氣層外的衛(wèi)星、航天飛機、宇宙飛船、航天空間站等攜帶遙感儀器的遙感覆蓋范圍大，不受領(lǐng)空限制，可進行重復(fù)不定期觀測航空遙感利用大氣層內(nèi)飛機攜帶遙感儀器的遙感。包括600—10000米的低、中空遙感和10000-25000米的高空超高空遙感機動性強，可以根據(jù)研究主題選擇適當(dāng)?shù)膫鞲衅?、適當(dāng)?shù)娘w行高度和飛行區(qū)域近地遙感距地面高度在幾十米以內(nèi)的遙感用于城市遙感、海面污染監(jiān)測、森林火災(zāi)監(jiān)測等中、高分辨率的遙感活動（二）遙感技術(shù)系統(tǒng)與遙感類型CD遙感片類型成像電磁波波段地物特征彩色航空遙感片利用可見光波段遙感片上地物與天然色實物十分接近近紅外遙感片黑白遙感片利用可見光和近紅外波段對近紅外光吸收能力越強，色彩越深彩色遙感片相片的合成為人工合成，與天然實物色彩不同，對近紅外光吸收能力越強、色彩越深熱紅外遙感片利用物體發(fā)射的熱能量掃描成圖一般與物體溫度有關(guān)，物體溫度越高則顏色越淺，反之越深側(cè)視雷達(dá)遙感片利用物體反射的雷達(dá)波掃描成圖一般與物體反射的雷達(dá)波能力有關(guān)，回波能力越強顏色越淺二、遙感與資源普查A應(yīng)用領(lǐng)域具體內(nèi)容備注礦產(chǎn)資源蘊藏礦產(chǎn)的地方有許多是地質(zhì)斷裂或環(huán)行構(gòu)造帶，較容易借助遙感技術(shù)發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)人們只需要分析遙感圖像就可以劃定蘊藏礦產(chǎn)的大致區(qū)域生物資源為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市綠化、環(huán)境保護等部門服務(wù)通過遙感圖象解譯或圖象處理技術(shù)，提取植被的分布、類型、結(jié)構(gòu)、健康狀況、產(chǎn)量等數(shù)據(jù)B應(yīng)用領(lǐng)域具體內(nèi)容備注環(huán)境監(jiān)測有利于人們了解環(huán)境變化，使環(huán)境得到保護和改善災(zāi)害監(jiān)測旱情、水災(zāi)、滑坡、泥石流、地震、農(nóng)林病蟲害、森林火災(zāi)有利于防災(zāi)減災(zāi)荒漠化、土壤鹽漬化、海洋生態(tài)、植被變化、水體變化污染、大氣污染、海上冰山、全球氣候變化C部門應(yīng)用主要原理林業(yè)清查森林資源、監(jiān)測火災(zāi)和病蟲害著火樹木、病害樹木與正常樹木反射光譜不同農(nóng)業(yè)識別農(nóng)作物、估算產(chǎn)量、災(zāi)情預(yù)報植物生長情況不同，其反射波譜特征不同實驗原理舉例利用高真空、強輻射、失重等地面實驗難以模擬的物理條件，可以在衛(wèi)星上進行各種科學(xué)實驗農(nóng)作物空間育種微生物菌種實驗從衛(wèi)星搭載的變異種子中，選育優(yōu)良品種菌種在軌道飛行時比地面生長快，樣品返回可用于生產(chǎn)抗菌素，生物酶等醫(yī)藥產(chǎn)品D遙感衛(wèi)星的科學(xué)實驗功能一、全球定位系統(tǒng)二、全球定位系統(tǒng)與定位導(dǎo)航（1）全球定位系統(tǒng)的組成（2）全球定位系統(tǒng)的的基本原理一、全球定位系統(tǒng)(GPS)1.概念：具有在海、陸、空進行全方位、實時三維導(dǎo)航與定位功能的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。通俗地說：利用衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)適時進行導(dǎo)航、定位的系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)是美國從本世紀(jì)70年代開始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進行全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。目前的全球覆蓋率為98%。在美國,GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)與“阿波羅”飛船登月,航天飛機升空,共同位列為20世紀(jì)“三大航天工程”它能夠?qū)崟r測量“四度”：經(jīng)度、緯度、高度、速度。2.組成：包括三大部分空間部分、地面控制部分、用戶設(shè)備部分GPS組成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)空間位置組成和分布全球定位系統(tǒng)空間由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成，24顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道平面內(nèi)地面由分布在全球的5個地面站組成（5個監(jiān)控站、1個主控站和3個注入站）用戶導(dǎo)航接收機、測地型接收機、授時接收機實時計算出三維坐標(biāo)\速度以及時間GPS衛(wèi)星星座地面監(jiān)控系統(tǒng)GPS信號接收機地面監(jiān)控部分主控站位于美國科羅拉多的斯平士（ColoradoSprings）的聯(lián)合空間執(zhí)行中心（CSOC），三個注入站分別設(shè)在大西洋、印度洋和太平洋的三個美國軍事基地上，即大西洋的阿松森（Ascension）島、印度洋的狄哥·伽西亞(DiegoGarcia)和太平洋的卡瓦加蘭(Kwajalein),五個監(jiān)測站設(shè)在主控站和三個注入站以及夏威夷島。返回主控站收集各監(jiān)控站提供的GPS衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)、衛(wèi)星工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、各監(jiān)測站和注入站自身的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，完成各項工作：(1)如及時編算每顆衛(wèi)星的導(dǎo)航電文并傳送給注入站；(2)控制和協(xié)調(diào)監(jiān)測站間、注入站間的工作，檢驗注入衛(wèi)星的導(dǎo)航電文是否正確以及衛(wèi)星是否將導(dǎo)航電文發(fā)給了gps用戶系統(tǒng)(3)診斷衛(wèi)星工作狀態(tài)，改變偏離軌道的衛(wèi)星位置及姿態(tài)，調(diào)整備用衛(wèi)星取代失效衛(wèi)星。注入站:在每顆衛(wèi)星運行到上空時,將導(dǎo)航數(shù)據(jù)及主控站的指令注入到衛(wèi)星.用戶設(shè)備類型應(yīng)用用于運動載體的導(dǎo)航，分為車載型、航海型、航空型和星載型能夠?qū)崟r給出載體的位置和速度，價格便宜，應(yīng)用廣泛測地接收機定位精度高，儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴授時接收機用于天文臺及無線電通訊利用GPS衛(wèi)星提供的高精度時間進行授時用于精密大地測量@

導(dǎo)航接收機應(yīng)用領(lǐng)域性能優(yōu)點功能手持型GPS接受機多為導(dǎo)航使用液晶顯示，導(dǎo)航畫面清晰，配有背景燈，方便夜間操作，功能齊全不需要地面設(shè)備，只要收到衛(wèi)星信號，就能快速定位，不受天氣、行政區(qū)域的限制能夠計算當(dāng)?shù)氐膰H標(biāo)準(zhǔn)時間，處于運動狀態(tài)還能指出正北方，并將經(jīng)過的地點、路線記錄下來，方便返回時用；計算兩點的距離，實現(xiàn)坐標(biāo)系之間的相互轉(zhuǎn)換；計算日出、日落時間手持型GPS接收機3、特點和用途全能性、全球性、全天候、連續(xù)性、實時性提供精密的三維坐標(biāo)，三項速度和時間信息GPS特點

(1)全球,全天候工作

(2)實時性,能提供連續(xù)、實時的三維位置、速度和精密時間，不受天氣的影響。（3）高精度（4）自動測量它能夠?qū)崟r測量“四度”：經(jīng)度、緯度、高度、速度GPS功能1、定位:2、導(dǎo)航:我現(xiàn)在在哪里？我要去哪里？如何去？3、跟蹤:跟蹤-監(jiān)視人或物體的運動。4、繪圖:用于繪制世界地圖。5、定時:提供精確的時間。二、GPS與定位導(dǎo)航GPS應(yīng)用軍事:導(dǎo)彈的飛行、飛機的導(dǎo)航、精確打擊的實現(xiàn)測繪：有哪些優(yōu)勢？有哪些具體應(yīng)用領(lǐng)域？交通：關(guān)鍵是導(dǎo)航救援：關(guān)鍵是定位農(nóng)業(yè)：什么是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)耕作？其優(yōu)勢在哪里？娛樂旅游GPS應(yīng)用領(lǐng)域主要功能在林業(yè)管理方面的應(yīng)用GPS技術(shù)在確定林區(qū)面積，估算木材量，計算可采伐木材面積，確定原始森林、道路位置，對森林火災(zāi)周邊測量，尋找水源和測定地區(qū)邊界方面可以發(fā)揮獨特的重要作用在合理施肥，精確農(nóng)業(yè)管理方面的應(yīng)用依據(jù)農(nóng)田土壤養(yǎng)分含量分布圖，設(shè)置有GPS接收機的“受控應(yīng)用”的噴施器，在GPS的控制下，依據(jù)土壤養(yǎng)分含量分布圖，能夠精確地給田地各點施肥。(1)可以監(jiān)測作物產(chǎn)量(計算機\產(chǎn)量監(jiān)視器\GPS接收機)(2)幫助合理施肥(3)應(yīng)用于土壤養(yǎng)分的分布調(diào)查(GPS接收機把樣品的位置)在精確定時方面的應(yīng)用每顆GPS衛(wèi)星上都有精密的原子鐘，所以GPS接受器可以接收到精確的時間信息信息接收信息發(fā)射應(yīng)用領(lǐng)域通過車載GPS可以在屏幕上及時查看車輛所在的經(jīng)緯度、運行軌跡、速度、行進方向車載電臺把定位信息發(fā)給監(jiān)控中心，在電子地圖上顯示出來，可對車輛進行調(diào)度指揮城市公共汽車調(diào)度管理，旅游區(qū)車輛報警與調(diào)度，海關(guān)、公安、海防等部門對車輛的調(diào)度與監(jiān)控1、車載GPS的功用P100使裝有GPS的出租車配備合理，能最大程度的滿足乘客的要求，從而減少了空載率，降低能源消耗，節(jié)省運行成本，并使行車、乘車安全系數(shù)大大提高等功能。應(yīng)用類型應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用作用向用戶提供船舶的位置、航速、航向、時間信息、海圖、海跡顯示避免船只沖撞，確保航行安全現(xiàn)在很難想象那艘船舶不裝備GPS導(dǎo)航系統(tǒng)和設(shè)備

把自己的位置和航向發(fā)送到航海管理中心便于中心的跟蹤、搜尋和救援3、航空應(yīng)用p100空域航路、著陸、機場監(jiān)視和管理實現(xiàn)空域劃分、空中交通流量管理、飛行路徑管理2、航海應(yīng)用P1004．GPS系統(tǒng)的應(yīng)用范例

(1)當(dāng)奔馳的車輛行駛在車流熙攘的高速公路上時，司機啟動自動駕駛系統(tǒng)，就可悠然自得地讀書看報。車輛能自動與前車保持距離，自動剎車或超車，自動駕駛系統(tǒng)能夠精確到厘米。在不打攪車內(nèi)乘客讀書看報的情況下，它能自動選擇一條能避免堵塞的道路前進。到達(dá)目的地后它會自動報告：“您已到達(dá)?！边@些聽起來猶如神話，其實它都依賴于來自太空的信號。這種高度精確的太空信號就是由比GPS更先進的歐洲“伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的。(2)汽車安裝上GPS接收機，不僅能利用電子地圖知道自己的方位和其他街區(qū)的車輛行駛狀況，從而繞開堵車地區(qū)，選擇最便利的路線行駛，還能在遇到劫匪報警時向警方提供自己精確的所在位置，使警方盡快趕+到．據(jù)介紹：日本90％的機動車都安裝有GPS接收機。(3)GPS電子站牌現(xiàn)身上海街頭:下一輛車離本站還有1.2千米,約3分鐘內(nèi)到達(dá).上海的許多出租車上裝備了GPS系統(tǒng).公司可以根據(jù)GPS對出租車定位,并提供無線電聯(lián)系以及電子地圖一、數(shù)字地球的含義三、數(shù)字地球的應(yīng)用二、數(shù)字地球的技術(shù)基礎(chǔ)四、數(shù)字中國與數(shù)字城市第四節(jié)數(shù)字地球按照戈爾提出的時間表,“數(shù)字地球”的基本實現(xiàn)預(yù)計在2020年,而“數(shù)字地球”的初步實現(xiàn)設(shè)定在2005年左右.

提出特點

技術(shù)基礎(chǔ)應(yīng)用1998年1月31日,美國副總統(tǒng)阿爾·戈爾在加利福尼亞科學(xué)中心的講演中正式提出了“數(shù)字地球”(DigitalEarth)的概念.他說:“我相信我們需要一個數(shù)字地球即一種可以嵌入海量地理數(shù)據(jù)﹑對我們星球所做的多分辯率﹑三維的地球描述，即“虛擬地球”遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)可持續(xù)發(fā)展、農(nóng)業(yè)、災(zāi)害、資源、教育等方面一、數(shù)字地球的含義嚴(yán)格地講：以計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模儲存技術(shù)為基礎(chǔ)，以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶，運用海量地球信息對地球進行多分辨率、多尺度、多時空和多種類的三維描述，并利用它來作為工具支持和改善人類的活動和生活質(zhì)量。通俗地講：用數(shù)字的方法將地球、地球上的活動及整個地球環(huán)境的時空變化裝入電腦中，實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上的流通，并使之最大限度地為人類生存、可持續(xù)發(fā)展和日常的工作、學(xué)習(xí)、生活、娛樂服務(wù)。數(shù)字地球是信息化的地球——地球的虛擬對照體返回信息高速公路和高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)空間信息技術(shù)與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)可視化和虛擬現(xiàn)實技術(shù)高性能計算能力二、數(shù)字地球的技術(shù)基礎(chǔ)“信息高速公路”的含義“國家信息基礎(chǔ)設(shè)施”（美國-1993年）“信息高速公路”是一個集電話、電視、電腦等功能于一體，能夠綜合處理圖、文、聲、像等各種信息的一個全社會的立體化通信網(wǎng)。國際互聯(lián)網(wǎng)（Internet），又叫因特網(wǎng)是信息高速公路的具體體現(xiàn)。意為一個大容量、高速度的信息傳遞網(wǎng)絡(luò)。它的正式名稱是“國家信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)”，簡稱NII返回1.計算科學(xué)技術(shù):隨著高速計算機的使用,才能模擬那些不容易觀察到的現(xiàn)象,并能更好地理解已經(jīng)觀察到的數(shù)據(jù).2.大規(guī)模存儲技術(shù):數(shù)字化地球?qū)⒁蟠鎯?015字節(jié)的信息.3.高分辨率衛(wèi)星圖象技術(shù):衛(wèi)星圖象分辨率達(dá)1米的商業(yè)衛(wèi)星系已于1999年投入運營.4.寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù):當(dāng)前,電訊營運者已經(jīng)在試驗每秒10億信息單位的網(wǎng)絡(luò),1015信息單位的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是因特網(wǎng)下一代的技術(shù)目標(biāo)之一.5.互操作性:因特網(wǎng)和萬維網(wǎng)之所以能夠取得成功,關(guān)鍵在于達(dá)成統(tǒng)一的協(xié)議.這樣,有關(guān)的地理信息就能被共享.6.元數(shù)據(jù):元數(shù)據(jù)是指“關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)”以了解信息的名稱﹑位置﹑作者或信息來源﹑數(shù)據(jù)﹑數(shù)據(jù)形式﹑分辨率等有助于建立其他的地理坐標(biāo)信息系統(tǒng).

三、數(shù)字中國與數(shù)字城市（一）概況：“數(shù)字地球”不僅僅在于超越空間和時間的界限,更在于它能幫助人類緩解環(huán)境危機、預(yù)防自然災(zāi)害、打擊犯罪和持續(xù)發(fā)展.中國政府和學(xué)術(shù)界在“數(shù)字地球”的基礎(chǔ)上提出“數(shù)字中國”的構(gòu)想.

在數(shù)字城市的建設(shè)中,“數(shù)字北京”是一個由基礎(chǔ)層﹑應(yīng)用層和決策層組成的完整體系.在“基礎(chǔ)層”,北京市要加快首都公用信息平臺的建設(shè);在“應(yīng)用層”,要加快建設(shè)環(huán)境與生態(tài)、資源管網(wǎng)、城市建設(shè)規(guī)劃、交通管理、社區(qū)服務(wù)、電子政務(wù)、電子商務(wù)、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等核心子系統(tǒng).

雖然,我國“數(shù)字城市”建設(shè)的軟件硬