《國家信息基礎(chǔ)設(shè)施》

第三章：數(shù)字地球的根底設(shè)施.胡錦濤“推進(jìn)‘?dāng)?shù)字中國’地理空間框架建設(shè)、加快信息化測(cè)繪體系建設(shè)，提高測(cè)繪保障效勞能力〞。.溫家寶“數(shù)字地球就是對(duì)真實(shí)地球及其相關(guān)現(xiàn)象的統(tǒng)一性的數(shù)字化重現(xiàn)與認(rèn)識(shí)。數(shù)字地球最重要的根底設(shè)施建設(shè)，是地球觀測(cè)系統(tǒng)、信息高速公路和國家空間數(shù)據(jù)根底設(shè)施這樣三個(gè)組成局部。〞“今后一個(gè)時(shí)期，中國測(cè)繪的主要任務(wù)就是要進(jìn)一步完善測(cè)繪管理體制與運(yùn)行機(jī)制，開展開放型測(cè)繪，加快國家根底地理信息系統(tǒng)建設(shè)，構(gòu)建數(shù)字中國地理空間根底框架，積極推進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化，全面提高測(cè)繪保障能力和效勞水平，并為國際測(cè)繪開展和進(jìn)步做出更大的奉獻(xiàn)。〞.數(shù)字地球的根底設(shè)施對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)信息高速公路〔NII〕國家空間數(shù)據(jù)根底設(shè)施〔NSDI〕.對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)(EOS)EarthObservationSystem—EOS是指天、空、地一體化的對(duì)地觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)。包括一系列的地球觀測(cè)衛(wèi)星和全球定位系統(tǒng)、攝影測(cè)量、地面觀測(cè)等。以美國為代表的西方興旺國家從1999年起投資100億美元實(shí)施EOS方案，專門成立了CEOS〔地球觀測(cè)委員會(huì)〕，在未來十五年內(nèi)發(fā)射數(shù)十顆對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星系統(tǒng)。.對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)(EOS)氣象衛(wèi)星系列NOAA-TIROS系列〔美〕ESSA系列Nimbus系列原蘇聯(lián)流星氣象衛(wèi)星系列〔Meteop〕日本對(duì)地靜止氣象衛(wèi)星〔GMS〕地球同步天氣衛(wèi)星〔GOES，SMS〕系列〔美〕國際氣象衛(wèi)星〔DMSP〕系列〔美〕高層大氣研究衛(wèi)星〔UARS〕系列歐空局Metoesat風(fēng)云衛(wèi)星〔FY〕系列〔中國〕.對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)〔EOS〕陸地衛(wèi)星系列Landsat1，2，3，4，5，7〔美〕SPOT1，2〔法〕MOS/LOS〔日〕USSRsat〔俄〕IRS1，2〔印度〕海洋衛(wèi)星系列Seasat〔美〕航天飛機(jī)成像雷達(dá)SIRA，B，C/XERS1，2系列〔歐洲共同體，法〕，SARJERS1系列〔日本〕Radarsat，SAR-A〔加〕.海洋衛(wèi)星就是專門為觀測(cè)海洋、研究海洋，以及海洋環(huán)境調(diào)查和資源開發(fā)利用而設(shè)計(jì)發(fā)射的一種人造地球衛(wèi)星。目前世界各國的海洋衛(wèi)星和以海洋觀測(cè)為主的在軌衛(wèi)星已有30多顆。海洋衛(wèi)星與陸地衛(wèi)星和氣象衛(wèi)星相比，具有以下特點(diǎn)：〔1〕海洋環(huán)境要素探測(cè)要求大面積、連續(xù)、同步或準(zhǔn)同步探測(cè)?！?〕海洋衛(wèi)星可見光傳感器要求波段多而窄，靈敏度和信噪比高〔高出陸地衛(wèi)星一個(gè)數(shù)量級(jí)〕。〔3〕為與海洋環(huán)境要素變化周期相匹配，海洋衛(wèi)星的地面覆蓋周期要求2~3天，空間分辨率為250~1000m?！?〕由于水體的輻射強(qiáng)度微弱，而要使輻射強(qiáng)度均勻，具有可比照性，那么要求水色衛(wèi)星的降交點(diǎn)地方時(shí)選擇在正午前后。〔5〕某些海洋要素的測(cè)量，例如海面粗糙的測(cè)量、海面風(fēng)場(chǎng)的測(cè)量，除海洋衛(wèi)星探測(cè)技術(shù)外，尚無其他方法。.海洋衛(wèi)星有六個(gè)方面的用途。一：為海洋專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)〔EEZ〕綜合管理和維護(hù)國家海洋權(quán)益效勞。二：提高海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)能力。三：為海洋資源調(diào)查與開發(fā)效勞。四：加強(qiáng)海洋軍事活動(dòng)保障。五：有利于實(shí)施海洋污染監(jiān)測(cè)、監(jiān)視，保護(hù)海洋自然環(huán)境資源。六：開展海洋衛(wèi)星有利于加強(qiáng)全球氣候演變研究，提高對(duì)災(zāi)害性氣候的預(yù)測(cè)能力。

.測(cè)地衛(wèi)星系列測(cè)地衛(wèi)星可精確測(cè)定地球上任意點(diǎn)的坐標(biāo)、地球形體和地球引力場(chǎng)參數(shù)。測(cè)地衛(wèi)星為大地測(cè)量學(xué)的開展開辟了新的途徑，促進(jìn)空間大地測(cè)量學(xué)開展成為一門獨(dú)立的分支學(xué)科。測(cè)地衛(wèi)星作用①提供了在全球范圍內(nèi)進(jìn)行大地聯(lián)測(cè)的全球統(tǒng)一地心坐標(biāo)系；②人造衛(wèi)星軌道運(yùn)動(dòng)反映了地球引力場(chǎng)的各種攝動(dòng)，通過長期觀測(cè)可精確測(cè)定地球引力場(chǎng)參數(shù)；③用衛(wèi)星進(jìn)行大地聯(lián)測(cè)，基線長達(dá)數(shù)千千米，因此控制點(diǎn)位的定位精度比常規(guī)大地測(cè)量網(wǎng)的精度高一個(gè)數(shù)量級(jí)；④測(cè)地衛(wèi)星還可用來測(cè)量平均海平面高度的變化，研究地殼運(yùn)動(dòng)和大陸漂移，并能預(yù)測(cè)地震和海嘯等。1962年10月美國發(fā)射第一顆專用測(cè)地衛(wèi)星。蘇聯(lián)、法國相續(xù)發(fā)射多顆.地球物理衛(wèi)星系列重力衛(wèi)星重力衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)興起于2000年后，重力衛(wèi)星要求：1，近距離〔250km軌道高度500km〕傳感地球重力擾動(dòng)，要求低軌運(yùn)行，2，覆蓋地球說明廣闊地區(qū)，采用近極圓軌道〔87.3〕；3，能較好測(cè)定作用于重力衛(wèi)星的非保守力，〔星載三軸加速計(jì)〕；4，精密實(shí)時(shí)定軌，GPS衛(wèi)星對(duì)重力衛(wèi)星同步定軌。任務(wù)：測(cè)定重力場(chǎng)非潮汐的短期性或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的變化，主要由地球大氣圈，水圈，冰雪圈金和固體地球之間質(zhì)量的交換和重新分布引起。監(jiān)測(cè)地球由氣象和環(huán)境變化所產(chǎn)生的影響。熱慣量制圖衛(wèi)星〔HeatCapacityMappingMission，HCMM〕.什么是陸地衛(wèi)星？

陸地衛(wèi)星也稱作資源衛(wèi)星。它是利用搭載的多光譜、多時(shí)相、多空間分辨率的遙感器對(duì)地球進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，直接或間接地探測(cè)地球資源和生態(tài)環(huán)境信息的人造衛(wèi)星。被廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)、國土規(guī)劃和區(qū)域開發(fā)領(lǐng)域，為農(nóng)業(yè)、水利、林業(yè)、地質(zhì)礦產(chǎn)、城市建設(shè)、民政、規(guī)劃等部門提供最新的信息。.什么是陸地衛(wèi)星？

陸地衛(wèi)星一般高度在700公里至900公里的近極地太陽同步圓形軌道上運(yùn)行，搭載的傳感器采用從可見光至熱紅外的多光譜或全色波段。通過對(duì)影像紋理和顏色處理，有效地識(shí)別地表巖石、土壤、植被、水體等地物地貌，分析制作直觀的1：1萬至1：25萬比例尺專題圖。.什么是小衛(wèi)星？

根據(jù)衛(wèi)星的質(zhì)量，通常將小于1000千克的衛(wèi)星稱為廣義的小衛(wèi)星。其中：500—1000千克，小衛(wèi)星；100—500千克，微小衛(wèi)星；10—100千克，顯微衛(wèi)星；小于10千克，納米衛(wèi)星。最小的衛(wèi)星的重量只有1公斤。與大衛(wèi)星相比，小衛(wèi)星具有先進(jìn)、快速、造價(jià)低廉、可靠的特點(diǎn)。.小衛(wèi)星不只是簡單的質(zhì)量小，而是高度集成化、自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。特別是計(jì)算機(jī)的迅速開展，實(shí)現(xiàn)了星上控制與處理計(jì)算機(jī)小型化。小衛(wèi)星可以快速實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)、制造、發(fā)射、在軌運(yùn)行全過程，一般不到12個(gè)月。一顆小衛(wèi)星包括發(fā)射在內(nèi)其價(jià)格僅為0.3億人民幣，不僅價(jià)格低廉，而且風(fēng)險(xiǎn)小。一般小衛(wèi)星壽命長于10年。小衛(wèi)星平臺(tái)通常包括能源、通訊、星上數(shù)據(jù)處理、衛(wèi)星姿態(tài)控制等系統(tǒng)，其載荷包括通訊、對(duì)地觀測(cè)、空間科學(xué)等?？芍^麻雀雖小，五臟俱全。.如美國JPL的目標(biāo)是發(fā)射100個(gè)左右1公斤中的超微衛(wèi)星和10公斤的衛(wèi)星。直徑30厘米，高10厘米。我國清華大學(xué)已經(jīng)決定與英國沙里大學(xué)協(xié)作，發(fā)射小衛(wèi)星，名為“清華1號(hào)〞。它有兩個(gè)用途：一為遙感效勞，空間分辨率為50米，另一為通信效勞。

“北京一號(hào)〞小衛(wèi)星及運(yùn)營系統(tǒng)，是國家“十五〞科技攻關(guān)計(jì)，北京一號(hào)衛(wèi)星劃和高技術(shù)研究開展方案聯(lián)合支持的研究成果，同時(shí)被列為“北京數(shù)字工程〞重大專項(xiàng)。.什么是NII？國家信息根底設(shè)施〔NationalInformationInfrastructure，NII〕是一個(gè)支持信息獲取、傳輸、處理和利用全過程的、覆蓋全國、由現(xiàn)代信息技術(shù)要素構(gòu)成的綜合性開放的巨系統(tǒng)。是一個(gè)能隨時(shí)向用戶提供大量信息的、由信息源、計(jì)算機(jī)及通信網(wǎng)絡(luò)、日用電子設(shè)備所組成的完備的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。.信息高速公路1981年，戈?duì)栕鳛閲鴷?huì)議員在美國科學(xué)與電視藝術(shù)研究院的一次演講中，首次提出了信息高速公路〔InformationHighway〕的概念，從而開拓了后來逐漸形成的構(gòu)成知識(shí)經(jīng)濟(jì)骨干局部的互連網(wǎng)經(jīng)濟(jì)〔InternetEconomy〕，把工業(yè)經(jīng)濟(jì)的根底設(shè)施“高速公路〞的概念引深到了知識(shí)經(jīng)濟(jì)的根底設(shè)施“信息高速公路〞的概念上。后來，已成為美國副總統(tǒng)的戈?duì)栍职阎R(shí)經(jīng)濟(jì)的根底設(shè)施的路的問題—“信息高速公路〞，引深到知識(shí)經(jīng)濟(jì)根底設(shè)施的“車〞和“貨〞—數(shù)字地球的問題上。.信息高速公路—國家信息根底設(shè)施美國總統(tǒng)克林頓于1993年2月簽署法令，建立“國家信息根底設(shè)施〞〔NationalInformationInfrastructure,NII〕，即全美的信息高速公路。美國方案投入4000億美元，耗時(shí)20年建立主要由網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、計(jì)算機(jī)效勞器和計(jì)算機(jī)終端組成的NII。信息高速公路進(jìn)一步目標(biāo)就是試圖將現(xiàn)有的電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和有線電視三網(wǎng)合一，實(shí)現(xiàn)為任何人、任何時(shí)間、任何地點(diǎn)提供無縫隙的多媒體、智能化綜合通信業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)全球一網(wǎng)、每人一號(hào)的個(gè)人多媒體通信。中國的國家信息根底設(shè)〔CNII〕，方案投入1500-2000億美元，到2021年建成。.信息高速公路的五個(gè)根本要素用于傳輸、存儲(chǔ)、處理和顯現(xiàn)聲音、數(shù)據(jù)和圖像的物理設(shè)備。如攝象機(jī)、掃描儀、鍵盤、機(jī)、機(jī)、轉(zhuǎn)換器、視頻和音頻帶、電纜、電線、衛(wèi)星、光纖傳輸線、微波網(wǎng)、打印機(jī)等。信息。包括資源、環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化教育等各個(gè)領(lǐng)域的圖形、圖像、文本、多媒體等的海量信息，其中80%與空間位置有關(guān)。應(yīng)用系統(tǒng)和軟件。它們?cè)试S用戶使用、處理、組織和整理由信息高速公路提供給用戶的大量信息。傳輸編碼與網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。這些編碼與標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)之間的互相聯(lián)系和兼容，同時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)的平安性和可靠性。人員。包括信息及設(shè)施的生產(chǎn)者、使用者和決策者等。.什么是NSDI？“國家空間數(shù)據(jù)根底設(shè)施〞〔NationalSpatialDataInfrastructure，簡稱NSDI〕：指獲得、加工、存儲(chǔ)、分布地理空間數(shù)據(jù)及推動(dòng)其開展所采用的技術(shù)、政策、標(biāo)準(zhǔn)和人才資源；“地理空間數(shù)據(jù)〞：指能確定在地球上的地理位置、自然屬性、建筑及邊界特征的信息。這些信息主要包括遙感、測(cè)繪及統(tǒng)計(jì)部門的統(tǒng)計(jì)信息。.國家空間數(shù)據(jù)根底設(shè)施為了在“信息高速公路〞上表示和查詢與地理和地球有關(guān)的空間信息，克林頓又于1994年4月發(fā)布了12906號(hào)總統(tǒng)令：“協(xié)調(diào)信息獲取和建立國家〔地球〕空間數(shù)據(jù)根底設(shè)施〔NationalSpatialDataInfrastructure--NSDI〕〞。國家空間數(shù)據(jù)根底設(shè)施〔NSDI〕主要包括：地球空間數(shù)據(jù)框架空間數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)、管理與分發(fā)體系空間數(shù)據(jù)交換網(wǎng)站空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn).國家空間數(shù)據(jù)根底設(shè)施地球空間數(shù)據(jù)框架是提供一個(gè)可以進(jìn)行精確地、始終如一地獲取、配準(zhǔn)和集成地球空間信息的根底。此框架中包括正射影像、大地控制、高程、交通、水系、政區(qū)、公用地籍以及資源、環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、歷史記錄等方面的數(shù)據(jù)。空間數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)、管理與分發(fā)體系，是組織生產(chǎn)和使用地理數(shù)據(jù)的人員，建立相應(yīng)的組織機(jī)構(gòu)，制定有關(guān)空間數(shù)據(jù)的開展戰(zhàn)略和政策，建立地理空間數(shù)據(jù)個(gè)人和機(jī)構(gòu)間聯(lián)系渠道，傳輸數(shù)據(jù)和開發(fā)數(shù)據(jù)庫。其目標(biāo)是生產(chǎn)和使用共用的空間地理數(shù)據(jù)集，共享和開發(fā)根底數(shù)據(jù)資源以提高決策能力。.國家空間數(shù)據(jù)根底設(shè)施空間數(shù)據(jù)交換網(wǎng)站是一個(gè)擁有地理空間信息，在地理空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)者、管理者和用戶之間的一個(gè)分布式電子網(wǎng)絡(luò)。其用戶有權(quán)決定保存哪類地理空間數(shù)據(jù)；了解數(shù)據(jù)狀況〔內(nèi)容、質(zhì)量及其它特征等〕；尋找他們需要的數(shù)據(jù)；根據(jù)他們的應(yīng)用工程，評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)是否有用；盡可能經(jīng)濟(jì)地獲取或訂購數(shù)據(jù)。地理空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)者以各種軟件工具提供電子形式的元數(shù)據(jù)〔關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)〕。元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同地理空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)的內(nèi)容，其目的是提供一個(gè)共同的標(biāo)準(zhǔn)化的元數(shù)據(jù)術(shù)語和定義?？臻g數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)異種計(jì)算機(jī)間空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的進(jìn)程。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了帶有空間參考系信息的矢量和柵格數(shù)據(jù)的交換約定、尋址格式、結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。標(biāo)準(zhǔn)中包括概念類型、質(zhì)量報(bào)告、傳輸組件說明、空間要素和屬性的定義。.國家空間數(shù)據(jù)根底設(shè)施目前已有六十多個(gè)國家有NSDI方案或類似NSDI的方案。這些國家如Argentina、Australia、Canada、Columbia、Cyprus、Finland、France、Germany、Greece、Hungary、India、Indonesia、Japan,、Malaysia、Netherlands、NewZealand、NorthernIreland、Pakistan、Poland、RussianFederation、SouthAfrica、Swe