數(shù)字地球10年發(fā)展與前瞻

數(shù)字地球10年發(fā)展與前瞻一、本文概述隨著科技的飛速發(fā)展和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入推進(jìn)，數(shù)字地球已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的重要組成部分。數(shù)字地球的概念起源于21世紀(jì)初，經(jīng)過十余年的探索與實(shí)踐，其已經(jīng)在諸多領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力和價(jià)值。本文旨在回顧數(shù)字地球過去十年的發(fā)展歷程，分析其主要成就與面臨的挑戰(zhàn)，并展望未來的發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景。我們將從數(shù)字地球的基本概念、核心技術(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域、發(fā)展瓶頸等方面進(jìn)行深入探討，以期為讀者提供一個(gè)全面、深入、前瞻性的視角，了解數(shù)字地球的未來發(fā)展方向，并為其未來的研究和應(yīng)用提供參考。二、數(shù)字地球的概念與背景數(shù)字地球，作為信息技術(shù)和地球科學(xué)的融合產(chǎn)物，是一個(gè)以地球坐標(biāo)為依據(jù)，具有多分辨率、海量數(shù)據(jù)和三維立體的地球信息模型。它集成了地球表面的海量信息，包括地形、地貌、大氣、水文、植被、城市等自然和人文要素，通過先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)處理技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)地球的多維度、全方位、實(shí)時(shí)的數(shù)字化表達(dá)。數(shù)字地球的概念并非憑空而來，它源于人類對(duì)地球認(rèn)識(shí)的不斷深化和對(duì)信息技術(shù)發(fā)展的不斷探索。隨著遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展，人們開始有能力獲取、存儲(chǔ)和處理海量的地球空間數(shù)據(jù)，這為數(shù)字地球的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)，隨著全球化和信息化時(shí)代的到來，人們對(duì)地球信息的需求也日益增長，這進(jìn)一步推動(dòng)了數(shù)字地球的發(fā)展。在過去的十年中，數(shù)字地球技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。一方面，隨著計(jì)算能力的提升和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的進(jìn)步，人們能夠處理和解析的數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級(jí)增長，這為數(shù)字地球的精細(xì)化和實(shí)時(shí)化提供了可能。另一方面，隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能等新技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字地球的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)展，從最初的地球科學(xué)研究，逐漸拓展到城市規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害監(jiān)測、資源管理等眾多領(lǐng)域。展望未來，數(shù)字地球的發(fā)展前景廣闊。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，數(shù)字地球?qū)⒃谌蜃兓芯?、可持續(xù)發(fā)展、智慧城市建設(shè)等方面發(fā)揮越來越重要的作用。隨著全球數(shù)據(jù)共享和開放程度的提高，數(shù)字地球也將為國際社會(huì)在應(yīng)對(duì)氣候變化、推動(dòng)綠色發(fā)展、促進(jìn)全球治理等方面提供有力的支撐。數(shù)字地球是信息技術(shù)和地球科學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物，它的發(fā)展是人類對(duì)地球認(rèn)識(shí)深化的體現(xiàn)，也是信息技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。在過去的十年中，數(shù)字地球取得了顯著的發(fā)展成就，展望未來，它將在全球變化研究、可持續(xù)發(fā)展等領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。三、數(shù)字地球的發(fā)展歷程回顧自21世紀(jì)初，數(shù)字地球的概念首次被提出以來，這一領(lǐng)域經(jīng)歷了飛速的發(fā)展與變革?；赝^去的十年，我們可以清晰地看到這一技術(shù)如何從無到有，從初步的探索到如今的廣泛應(yīng)用。初步探索階段：在這一階段，數(shù)字地球的概念開始被公眾所認(rèn)知。科學(xué)家們開始嘗試使用遙感、地理信息系統(tǒng)（GIS）等技術(shù)，對(duì)地球進(jìn)行數(shù)字化的模擬和表達(dá)。雖然這一階段的技術(shù)還不夠成熟，但它為數(shù)字地球的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。技術(shù)積累與創(chuàng)新階段：隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，數(shù)字地球的發(fā)展逐漸進(jìn)入快車道。在這一階段，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等前沿技術(shù)開始與數(shù)字地球相結(jié)合，極大地推動(dòng)了數(shù)字地球技術(shù)的發(fā)展。例如，通過大數(shù)據(jù)分析，我們可以更加精確地了解地球的各種變化；通過云計(jì)算，我們可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球的快速計(jì)算和存儲(chǔ)；通過人工智能，我們可以對(duì)數(shù)字地球進(jìn)行智能分析和預(yù)測。應(yīng)用拓展與深化階段：近年來，數(shù)字地球的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，不僅局限于科研領(lǐng)域，還開始深入到人們的日常生活中。在環(huán)境保護(hù)、城市規(guī)劃、災(zāi)害預(yù)警、農(nóng)業(yè)管理等多個(gè)領(lǐng)域，數(shù)字地球都發(fā)揮著越來越重要的作用。例如，通過數(shù)字地球技術(shù)，我們可以實(shí)時(shí)監(jiān)測空氣質(zhì)量、預(yù)測自然災(zāi)害、優(yōu)化城市交通等，為人們的生活提供更加便捷、高效的服務(wù)。回顧數(shù)字地球的發(fā)展歷程，我們可以看到這一領(lǐng)域取得的巨大成就和無限潛力。在未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，數(shù)字地球必將為人類社會(huì)的發(fā)展帶來更加深遠(yuǎn)的影響。四、數(shù)字地球在各領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀數(shù)字地球在過去的十年中，已經(jīng)深入滲透到了眾多領(lǐng)域，以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、可視化和模擬能力，推動(dòng)了科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展。在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，數(shù)字地球技術(shù)提供了前所未有的監(jiān)測和評(píng)估工具。利用高分辨率衛(wèi)星影像和地面?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)，數(shù)字地球能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測氣候變化、森林砍伐、水體污染等現(xiàn)象，為環(huán)境保護(hù)提供了有力支持。同時(shí)，數(shù)字地球還能夠模擬環(huán)境系統(tǒng)的演變過程，為政策制定者提供科學(xué)依據(jù)。城市規(guī)劃與建設(shè)方面，數(shù)字地球技術(shù)為城市規(guī)劃者提供了全面的地理信息數(shù)據(jù)，幫助他們更好地理解城市空間結(jié)構(gòu)、交通流量、人口分布等關(guān)鍵因素。通過數(shù)字地球的模擬分析，城市規(guī)劃者能夠制定出更加科學(xué)合理的城市發(fā)展規(guī)劃，提高城市的可持續(xù)性和宜居性。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，數(shù)字地球技術(shù)為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供了強(qiáng)大的支持。通過衛(wèi)星遙感和地面?zhèn)鞲衅魇占臄?shù)據(jù)，農(nóng)民可以了解農(nóng)田的土壤質(zhì)量、作物生長狀況、病蟲害發(fā)生情況等信息，從而制定出精確的農(nóng)業(yè)管理措施。這不僅提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，還降低了農(nóng)藥和化肥的使用量，有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在災(zāi)害管理和應(yīng)急響應(yīng)方面，數(shù)字地球技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，數(shù)字地球能夠幫助相關(guān)部門預(yù)測災(zāi)害發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)和趨勢，提前做好防范措施。在災(zāi)害發(fā)生后，數(shù)字地球還能夠提供實(shí)時(shí)的災(zāi)情信息和救援資源分布情況，為救援工作提供有力支持。在交通物流、旅游規(guī)劃、教育科普等領(lǐng)域，數(shù)字地球技術(shù)也發(fā)揮著越來越重要的作用。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，數(shù)字地球在未來將擁有更加廣闊的應(yīng)用前景。五、數(shù)字地球技術(shù)的前沿進(jìn)展在過去的十年里，數(shù)字地球技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)步，尤其是在遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)處理與等前沿領(lǐng)域。這些技術(shù)的融合與發(fā)展，為數(shù)字地球的深入應(yīng)用提供了新的動(dòng)力。遙感技術(shù)作為數(shù)字地球的核心技術(shù)之一，其分辨率和精度的提升是數(shù)字地球技術(shù)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。目前，高分辨率遙感衛(wèi)星已經(jīng)成為數(shù)字地球數(shù)據(jù)采集的主要手段，能夠提供更為精細(xì)的地表信息。同時(shí)，無人機(jī)遙感技術(shù)的發(fā)展也為數(shù)字地球提供了新的數(shù)據(jù)源，尤其是在城市規(guī)劃和災(zāi)害應(yīng)急等領(lǐng)域，無人機(jī)遙感技術(shù)能夠提供快速、高效的數(shù)據(jù)支持。地理信息系統(tǒng)（GIS）作為數(shù)字地球的重要組成部分，其技術(shù)的發(fā)展也日新月異。GIS已經(jīng)從傳統(tǒng)的桌面應(yīng)用發(fā)展到云端應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享與協(xié)同。同時(shí)，GIS與大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的結(jié)合，使得地理信息數(shù)據(jù)的處理和分析能力得到了極大的提升。這種技術(shù)融合不僅提高了地理信息數(shù)據(jù)的處理效率，也使得地理信息的分析和應(yīng)用更加深入和廣泛。在大數(shù)據(jù)處理方面，數(shù)字地球技術(shù)面臨著海量的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)挑戰(zhàn)。隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字地球數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了云端化，大大提高了數(shù)據(jù)處理的效率和穩(wěn)定性。同時(shí)，大數(shù)據(jù)分析與挖掘技術(shù)的發(fā)展，也為數(shù)字地球數(shù)據(jù)的深度應(yīng)用提供了新的可能。技術(shù)在數(shù)字地球領(lǐng)域的應(yīng)用，更是推動(dòng)了數(shù)字地球技術(shù)的快速發(fā)展。通過深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，數(shù)字地球能夠?qū)崿F(xiàn)更為智能化的數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用。例如，在城市規(guī)劃中，技術(shù)能夠根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和趨勢預(yù)測未來的城市發(fā)展方向，為城市規(guī)劃提供更為科學(xué)的決策支持。數(shù)字地球技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)步，前沿技術(shù)的融合與發(fā)展為數(shù)字地球的未來應(yīng)用提供了更為廣闊的空間。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，數(shù)字地球?qū)⒃诔鞘幸?guī)劃、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害應(yīng)急等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，為人類的可持續(xù)發(fā)展提供更為強(qiáng)大的技術(shù)支撐。六、數(shù)字地球發(fā)展的挑戰(zhàn)與問題盡管數(shù)字地球在過去的十年中取得了顯著的進(jìn)步，但其未來的發(fā)展仍面臨著一系列的挑戰(zhàn)和問題。技術(shù)挑戰(zhàn)是數(shù)字地球發(fā)展中的重要一環(huán)。雖然我們已經(jīng)有了許多強(qiáng)大的技術(shù)工具，但在處理海量的地理空間數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)高精度的模擬和分析、以及確保數(shù)據(jù)的安全和隱私等方面，仍然存在著技術(shù)瓶頸。數(shù)字地球的建設(shè)還需要跨越多個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域，包括地球科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)等，這也增加了技術(shù)實(shí)現(xiàn)的難度。數(shù)據(jù)問題是數(shù)字地球發(fā)展的另一個(gè)重要挑戰(zhàn)。數(shù)字地球的建設(shè)需要大量的地理空間數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)的獲取、整合和處理往往面臨著諸多困難。例如，許多地理空間數(shù)據(jù)都是由不同的機(jī)構(gòu)和組織分別收集和管理的，這些數(shù)據(jù)的質(zhì)量、格式和精度都可能存在差異，這給數(shù)據(jù)的整合和使用帶來了困難。隨著數(shù)字地球應(yīng)用的深入，對(duì)數(shù)據(jù)的需求也在不斷增加，如何有效地獲取和處理這些數(shù)據(jù)，是數(shù)字地球發(fā)展中的一個(gè)重要問題。數(shù)字地球的發(fā)展還面臨著倫理和社會(huì)問題的挑戰(zhàn)。例如，數(shù)字地球的建設(shè)和使用可能會(huì)涉及到個(gè)人隱私和安全問題，如何確保用戶的隱私和數(shù)據(jù)安全，是數(shù)字地球發(fā)展中需要重視的問題。數(shù)字地球的應(yīng)用也可能會(huì)對(duì)社會(huì)產(chǎn)生一定的影響，例如，通過數(shù)字地球技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)城市規(guī)劃和管理的優(yōu)化，但這也可能會(huì)引發(fā)一些社會(huì)問題和爭議。數(shù)字地球的發(fā)展仍然面臨著許多挑戰(zhàn)和問題。為了推動(dòng)數(shù)字地球的發(fā)展，我們需要不斷地探索和創(chuàng)新，加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng)，優(yōu)化數(shù)據(jù)獲取和處理機(jī)制，同時(shí)還需要關(guān)注倫理和社會(huì)問題，確保數(shù)字地球的應(yīng)用能夠真正地造福于人類。七、數(shù)字地球的未來展望與趨勢預(yù)測隨著技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用的深入，數(shù)字地球的未來充滿了無限可能。我們站在新的十年起點(diǎn)，展望數(shù)字地球的未來，可以預(yù)見以下幾個(gè)重要的趨勢和發(fā)展方向。數(shù)據(jù)獲取和處理技術(shù)將進(jìn)一步優(yōu)化。隨著遙感技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的增多，數(shù)字地球的數(shù)據(jù)源將更加豐富和精確。同時(shí)，云計(jì)算和大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的快速發(fā)展，將使得海量的地球數(shù)據(jù)得到更加高效的處理和分析。人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)將在數(shù)字地球領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。這些技術(shù)不僅可以提高數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化程度，更可以推動(dòng)數(shù)字地球從簡單的數(shù)據(jù)展示向智能分析和預(yù)測轉(zhuǎn)變。例如，通過深度學(xué)習(xí)和模式識(shí)別，我們可以更準(zhǔn)確地識(shí)別地球表面的變化，預(yù)測自然災(zāi)害等。再次，數(shù)字地球?qū)⑴c物聯(lián)網(wǎng)、5G等新技術(shù)深度融合。隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的普及和5G網(wǎng)絡(luò)的推廣，我們可以實(shí)時(shí)獲取地球各個(gè)角落的信息，實(shí)現(xiàn)真正的地球“感知”。這將使得數(shù)字地球成為一個(gè)動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)、互動(dòng)的平臺(tái)，為用戶提供更加豐富和準(zhǔn)確的信息。數(shù)字地球?qū)⒃谌蛑卫?、可持續(xù)發(fā)展等方面發(fā)揮更大的作用。隨著全球問題的日益突出，如氣候變化、資源短缺等，數(shù)字地球?qū)⒊蔀槲覀兝斫夂徒鉀Q這些問題的重要工具。通過數(shù)字地球，我們可以更全面地了解地球的狀態(tài)，更科學(xué)地制定政策，更有效地推動(dòng)全球可持續(xù)發(fā)展。數(shù)字地球的未來發(fā)展將是一個(gè)多元、動(dòng)態(tài)、智能的過程。我們期待在新的十年里，數(shù)字地球能夠?yàn)槲覀儙砀由钊?、全面的地球認(rèn)知，為全球的可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。八、結(jié)論與展望在過去的十年里，數(shù)字地球的發(fā)展取得了顯著的進(jìn)步，其在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，不僅推動(dòng)了地球科學(xué)的進(jìn)步，也深刻影響了人類社會(huì)的多個(gè)方面。數(shù)字地球以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力、精確的地理空間分析和廣泛的應(yīng)用場景，成為了現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的重要推動(dòng)力。在數(shù)據(jù)獲取和處理方面，遙感技術(shù)的進(jìn)步使得我們能夠以前所未有的精度和速度獲取地球表面的信息。無人機(jī)、衛(wèi)星和其他遙感平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，使得我們能夠獲取到更加詳細(xì)、全面的地球數(shù)據(jù)。同時(shí)，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展，也使得我們能夠更加高效地處理和分析這些數(shù)據(jù)。在應(yīng)用領(lǐng)域方面，數(shù)字地球的應(yīng)用已經(jīng)深入到環(huán)境保護(hù)、城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、災(zāi)害預(yù)警等多個(gè)領(lǐng)域。例如，通過數(shù)字地球技術(shù)，我們可以更加精確地監(jiān)測環(huán)境污染、城市規(guī)劃更加合理、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加高效、災(zāi)害預(yù)警更加準(zhǔn)確。盡管數(shù)字地球取得了顯著的進(jìn)步，我們?nèi)匀幻媾R著許多挑戰(zhàn)和問題。數(shù)據(jù)的獲取和處理仍然面臨著成本高、效率低等問題。數(shù)字地球的應(yīng)用領(lǐng)域仍然有待拓展，我們需要進(jìn)一步挖掘其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。數(shù)字地球的發(fā)展也需要考慮到數(shù)據(jù)的安全性和隱私保護(hù)問題。展望未來，我們期待數(shù)字地球能夠在以下幾個(gè)方面取得更大的進(jìn)步。隨著遙感技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，我們期待能夠更加高效、準(zhǔn)確地獲取和處理地球數(shù)據(jù)。我們期待數(shù)字地球能夠在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用，尤其是那些對(duì)地球空間信息需求強(qiáng)烈的領(lǐng)域。我們也期待數(shù)字地球能夠在數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)方面做出更多的努力，保障用戶的權(quán)益。數(shù)字地球的發(fā)展前景廣闊，我們有理由相信，在未來的十年里，數(shù)字地球?qū)?huì)取得更加顯著的進(jìn)步，為人類社會(huì)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。參考資料：“數(shù)字地球”就是數(shù)字化的地球，是一個(gè)地球的數(shù)字模型，它是利用數(shù)字技術(shù)和方法將地球及其上的活動(dòng)和環(huán)境的時(shí)空變化數(shù)據(jù),按地球的坐標(biāo)加以整理，存入全球分布的計(jì)算機(jī)中，構(gòu)成一個(gè)全球的數(shù)字模型，在高速網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行快速流通，這樣就可以使人們快速、直觀完整地了解我們所在的這顆星球?！皵?shù)字地球”將最大限度地為人類的可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步以及國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供高質(zhì)量的服務(wù)。數(shù)字地球，是美國副總統(tǒng)戈?duì)栍?998年1月在加利福尼亞科學(xué)中心開幕典禮上發(fā)表的題為“數(shù)字地球：認(rèn)識(shí)二十一世紀(jì)我們所居住的星球”演說時(shí)，提出的一個(gè)與GIS、網(wǎng)絡(luò)、虛擬現(xiàn)實(shí)等高新技術(shù)密切相關(guān)的概念。在戈?duì)柕奈恼聝?nèi)，他將數(shù)字地球看成是“對(duì)地球的三維多分辨率表示、它能夠放入大量的地理數(shù)據(jù)”。在接下來對(duì)數(shù)字地球的直觀實(shí)例解釋中可以發(fā)現(xiàn)，戈?duì)柕臄?shù)字地球?qū)W是關(guān)于整個(gè)地球、全方位的GIS與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。顯然，面對(duì)如此一個(gè)浩大的工程，任何一個(gè)政府組織、企業(yè)或?qū)W術(shù)機(jī)構(gòu)，都是無法獨(dú)立完成的，它需要成千上萬的個(gè)人、公司、研究機(jī)構(gòu)和政府組織的共同努力。數(shù)字地球要解決的技術(shù)問題，包括計(jì)算機(jī)科學(xué)、海量數(shù)據(jù)存貯、衛(wèi)星遙感技術(shù)、寬帶網(wǎng)絡(luò)、互操作性、元數(shù)據(jù)等?？梢灶A(yù)見，隨著地球空間信息學(xué)的發(fā)展，而建立起的數(shù)字地球，必將促進(jìn)測繪事業(yè)的現(xiàn)代化，為測繪事業(yè)與整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)建立更加緊密的聯(lián)系，作出更大的貢獻(xiàn)，在未來和知識(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)中產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1998年江澤民總書記在接見兩院院士代表時(shí)的講話中指出："當(dāng)今世界，以信息技術(shù)為主要標(biāo)志的科技進(jìn)步日新月異，高科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化越來越快，初見端倪的知識(shí)經(jīng)濟(jì)預(yù)示人類的經(jīng)濟(jì)社會(huì)生活將發(fā)生新的巨大變化"。以理解為對(duì)真實(shí)地球及其相關(guān)現(xiàn)象統(tǒng)一的數(shù)字化重現(xiàn)和認(rèn)識(shí)。其核心思想是用數(shù)字化的手段來處理整個(gè)地球的自然和社會(huì)活動(dòng)諸方面的問題，最大限度地利用資源，并使普通百姓能夠通過一定方式方便地獲得他們所想了解的有關(guān)地球的信息，其特點(diǎn)是嵌入海量地理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多分辨率、三維對(duì)地球的描述，即"虛擬地球"。通俗地講，就是用數(shù)字的方法將地球、地球上的活動(dòng)及整個(gè)地球環(huán)境的時(shí)空變化裝入電腦中，實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上的流通，并使之最大限度地為人類的生存、可持續(xù)發(fā)展和日常的工作、學(xué)習(xí)、生活、娛樂服務(wù)。嚴(yán)格地講，數(shù)字地球是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲(chǔ)技術(shù)為基礎(chǔ)，以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶運(yùn)用海量地球信息對(duì)地球進(jìn)行多分辨率、多尺度、多時(shí)空和多種類的三維描述，并利用它作為工具來支持和改善人類活動(dòng)和生活質(zhì)量。數(shù)字地圖是紙制地圖的數(shù)字存在和數(shù)字表現(xiàn)形式，是在一定坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)具有確定坐標(biāo)和屬性的地面要素和現(xiàn)象的離散數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)可識(shí)別的可存儲(chǔ)介質(zhì)上概括的、有序的集合。在計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息科學(xué)高度發(fā)展的當(dāng)今，僅靠紙制的地圖和一些零散的數(shù)字地圖提供信息已無法滿足需要，取而代之的是在飛機(jī)、艦船導(dǎo)航、新武器制導(dǎo)、衛(wèi)星運(yùn)行測控和部隊(duì)快速反應(yīng)、軍事指揮自動(dòng)化以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)行業(yè)中廣泛應(yīng)用的，基于區(qū)域性或全國性的數(shù)字地圖及各種各樣的地圖數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)。這些系統(tǒng)共同的特點(diǎn)是：信息豐富多樣，提供信息正確及時(shí)，修改、檢索、傳輸信息方便快速，并可以對(duì)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的分析操作，最后輸出人們關(guān)注的專題信息。數(shù)據(jù)庫技術(shù)的應(yīng)用和信息系統(tǒng)的建立使傳統(tǒng)紙制地圖的應(yīng)用發(fā)生了質(zhì)的飛躍，也為地圖產(chǎn)品開辟了一個(gè)新的應(yīng)用天地。要在電子計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球不是一個(gè)很簡單的事，它需要諸多學(xué)科，特別是信息科學(xué)技術(shù)的支撐。這其中主要包括：信息高速公路和計(jì)算機(jī)寬帶高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、高分辨率衛(wèi)星影像、空間信息技術(shù)、大容量數(shù)據(jù)處理與存貯技術(shù)、科學(xué)計(jì)算以及可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。一個(gè)數(shù)字地球所需要的數(shù)據(jù)已不能通過單一的數(shù)據(jù)庫來存貯，而需要由成千上萬的不同組織來維護(hù)。這意味著參與數(shù)字地球的服務(wù)器將需要由高速網(wǎng)絡(luò)來連接。為此，美國克林頓總統(tǒng)早在1993年2月就提出實(shí)施美國國家信息基礎(chǔ)設(shè)施（NII），通俗形象地稱為信息高速公路，它主要由計(jì)算機(jī)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)終端組成。美國為此計(jì)劃投入4000億美元，耗時(shí)20年。到2000年的目標(biāo)是提高生產(chǎn)率20~40%，獲取35000億美元的效益。在Internet流量爆發(fā)性增長的驅(qū)動(dòng)下，遠(yuǎn)程通信載體已經(jīng)嘗試使用10G/S的網(wǎng)絡(luò)，而每秒1015byte的因特網(wǎng)正在研究中。相信在21世紀(jì)將會(huì)有更加優(yōu)秀的寬帶高速網(wǎng)供人們使用。本世紀(jì)的遙感衛(wèi)星影像，在衛(wèi)星遙感問世的20多年分辨率已經(jīng)有了飛快的提高，這里所說的分辨率指空間分辨率、光譜分辨率和時(shí)間分辨率。空間分辨率指影像上所能看到的地面最小目標(biāo)尺寸，用像元在地面的大小來表示。從遙感形成之初的80米，已提高到30米，10米，8米，乃至2米，軍用甚至可達(dá)到10cm。到下一世紀(jì)獲取1m或優(yōu)于1m的空間分辨率影像將會(huì)十分方便。光譜分辨率指成像的波段范圍，分得愈細(xì)，波段愈多，光譜分辨率就愈高，21世紀(jì)的技術(shù)可以達(dá)到5~6nm（納米）量級(jí)，400多個(gè)波段。細(xì)分光譜可以提高自動(dòng)區(qū)分和識(shí)別目標(biāo)性質(zhì)和組成成分的能力。時(shí)間分辨率指重訪周期的長短，一般對(duì)地觀測衛(wèi)星為15~25天的重訪周期。通過發(fā)射合理分布的衛(wèi)星星座可以3~5天觀測地球一次。高分辨率衛(wèi)星遙感圖像在下一世紀(jì)將可以優(yōu)于1米的空間分辨率，每隔3~5天為人類提供反映地表動(dòng)態(tài)變化的詳實(shí)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)秀才不出門，能觀天下事的理想?？臻g信息是指與空間和地理分布有關(guān)的信息，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，世界上的事情有80%與空間分布有關(guān)，空間信息用于地球研究即為地理信息系統(tǒng)。為了滿足數(shù)字地球的要求，將影像數(shù)據(jù)庫、矢量圖形庫和數(shù)字高程模型（DEM）三庫一體化管理的GIS軟件和網(wǎng)絡(luò)GPS，將在下一世紀(jì)十分成熟和普及。從而可實(shí)現(xiàn)不同層次的互操作，一個(gè)GIS應(yīng)用軟件產(chǎn)生的地理信息將被另一個(gè)軟件讀取。當(dāng)人們?cè)跀?shù)字地球上，進(jìn)行處理、發(fā)布和查詢信息時(shí)，將會(huì)發(fā)現(xiàn)大量的信息都與地理空間位置有關(guān)。例如查詢兩城市之間的交通連接，查詢旅游景點(diǎn)和路線，購房時(shí)選擇價(jià)廉而又環(huán)境適宜的住宅等都需要有地理空間參考。由于尚未建立空間數(shù)據(jù)參考框架，致使在萬維網(wǎng)上制作主頁時(shí)還不能輕易將有關(guān)的信息連接到地理空間參考上。國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施是數(shù)字地球的基礎(chǔ)。國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施主要包括空間數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)管理與分發(fā)體系和機(jī)構(gòu)，空間數(shù)據(jù)交換網(wǎng)站、空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)字地球空間數(shù)據(jù)框架。這是美國克林頓總統(tǒng)在1994年4月以行政令下發(fā)的任務(wù)，美國將于2000年元月初步建成，我國也將在跨世紀(jì)之際，抓緊建立我國基于1:50000和1:10000比例尺的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施。歐洲、俄羅斯和亞太地區(qū)也都紛紛抓空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施?？臻g數(shù)據(jù)共享機(jī)制是使數(shù)字地球能夠運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵之一。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC211工作組正為此而努力工作。只有共享才能發(fā)展，共享推動(dòng)信息化，信息化進(jìn)一步推動(dòng)共享。政府與民間的聯(lián)合共建是實(shí)現(xiàn)共享原則的基本條件，因?yàn)槿魏螄业恼膊豢赡馨鼣堈麄€(gè)信息化的建設(shè)。在我國，要遵循這一規(guī)律就必然要求打破部門之間和地區(qū)之間的界限，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，聯(lián)合行動(dòng)，相互協(xié)調(diào)，互諒互讓，分工合作，發(fā)揮整體優(yōu)勢。只有大聯(lián)合才能形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢，才能在國際信息市場的激烈競爭中爭取主動(dòng)。數(shù)字地球?qū)⑿枰尜A1015字節(jié)的（Quadrillions）信息。美國NASA的行星地球計(jì)劃EOS-AM199年上天，每天將產(chǎn)生1000GB（即1TB）的數(shù)據(jù)和信息，1米分辨率影像覆蓋廣東省，大約有1TB的數(shù)據(jù)，而廣東才是中國的1/53。所以要建立起中國的數(shù)字地球，僅僅影像數(shù)據(jù)就有53TB，這還只是一個(gè)時(shí)刻的，多時(shí)相的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，其容量就更大了。美國的NASA和NOAA已著手建立用原型并行機(jī)管理的可存貯1800TM的數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)盤帶的查找由機(jī)器手自動(dòng)而快速地完成，相信到下一世紀(jì)，還會(huì)有新的突飛猛進(jìn)。另一方面，為了在海量數(shù)據(jù)中迅速找到需要的數(shù)據(jù)，元數(shù)據(jù)（metadata）庫的建設(shè)是非常必要的，它是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，通過它可以了解有關(guān)數(shù)據(jù)的名稱、位置、屬性等信息，從而大大減少用戶尋找所需數(shù)據(jù)的時(shí)間。地球是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)，地球上發(fā)生的許多事件，變化和過程又十分復(fù)雜而呈非線性特征，時(shí)間和空間的跨度變化大小不等，差別很大，只有利用高速計(jì)算機(jī)，我們今日和跨世紀(jì)的未來，才有能力來模擬一些不能觀測到的現(xiàn)象。利用數(shù)據(jù)挖掘（DataMining）技術(shù)，我們將能夠更好地認(rèn)識(shí)和分析所觀測到的海量數(shù)據(jù)，從中找出規(guī)律和知識(shí)。科學(xué)計(jì)算將使我們突破實(shí)驗(yàn)和理論科學(xué)的限制，建模和模擬可以使我們能更加深入地探索所搜集到的有關(guān)我們星球的數(shù)據(jù)。可視化是實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球與人交互的窗口和工具，沒有可視化技術(shù)，計(jì)算機(jī)中的一堆數(shù)字是無任何意義的。數(shù)字地球的一個(gè)顯著的技術(shù)特點(diǎn)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。建立了數(shù)字地球以后，用戶戴上顯示頭盔，就可以看見地球從太空中出現(xiàn)，使用"用戶界面"的開窗放大數(shù)字圖像；隨著分辨率的不斷提高，他看見了大陸，然后是鄉(xiāng)村、城市，最后是私人住房、商店、樹木和其它天然和人造景觀；當(dāng)他對(duì)商品感興趣時(shí)，可以進(jìn)入商店內(nèi)，欣賞商場內(nèi)的衣服，并可根據(jù)自己的體型，構(gòu)造虛擬自己試穿衣服。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為人類觀察自然，欣賞景觀，了解實(shí)體提供了身臨其境的感覺。最近幾年，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展很快。虛擬現(xiàn)實(shí)造型語言（VRML）是一種面向Web、面向?qū)ο蟮娜S造型語言，而且它是一種解釋性語言。它不僅支持?jǐn)?shù)據(jù)和過程的三維表示，而且能使用戶走進(jìn)視聽效果逼真的虛擬世界，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球的表示以及通過數(shù)字地球?qū)崿F(xiàn)對(duì)各種地球現(xiàn)象的研究和人們的日常應(yīng)用。實(shí)際上，人造虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在攝影測量中早已是成熟的技術(shù)，數(shù)字?jǐn)z影測量的發(fā)展，已經(jīng)能夠在計(jì)算機(jī)上建立可供量測的數(shù)字虛擬技術(shù)。當(dāng)前的技術(shù)是對(duì)同一實(shí)體拍攝照片，產(chǎn)生視差，構(gòu)造立體模型，通常是當(dāng)模型處理。進(jìn)一步的發(fā)展是對(duì)整個(gè)地球進(jìn)行無縫拼接，任意漫游和放大，由三維數(shù)據(jù)通過人造視差的方法，構(gòu)造虛擬立體。數(shù)字地球的核心是地球空間信息科學(xué)，地球空間信息科學(xué)的技術(shù)體系中最基礎(chǔ)和基本的技術(shù)核心是"3S"技術(shù)及其集成。所謂"3S"是全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和遙感（RS）的統(tǒng)稱。沒有"3S"技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)實(shí)變化中的地球是不可能以數(shù)字的方式進(jìn)入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的。GPS作為一種全新的現(xiàn)代定位方法，已逐漸在越來越多的領(lǐng)域取代了常規(guī)光學(xué)和電子儀器。80年代以來，尤其是90年代以來，GPS衛(wèi)星定位和導(dǎo)航技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)相結(jié)合，在空間定位技術(shù)方面引起了革命性的變化。用GPS同時(shí)測定三維坐標(biāo)的方法將測繪定位技術(shù)從陸地和近海擴(kuò)展到整個(gè)海洋和外層空間，從靜態(tài)擴(kuò)展到動(dòng)態(tài)，從單點(diǎn)定位擴(kuò)展到局部與廣域差分，從事后處理擴(kuò)展到實(shí)時(shí)(準(zhǔn)實(shí)時(shí))定位與導(dǎo)航，絕對(duì)和相對(duì)精度擴(kuò)展到米級(jí)、厘米級(jí)乃至亞毫米級(jí)，從而大大拓寬它的應(yīng)用范圍和在各行各業(yè)中的作用。不久的將來，人人可以戴上GPS手表，加上移動(dòng)電話，你的活動(dòng)就可以自動(dòng)進(jìn)入數(shù)字地球中去。遙感信息的應(yīng)用分析已從單一遙感資料向多時(shí)相、多數(shù)據(jù)源的融合與分析，從靜態(tài)分析向動(dòng)態(tài)監(jiān)測過渡，從對(duì)資源與環(huán)境的定性調(diào)查向計(jì)算機(jī)輔助的定量自動(dòng)制圖過渡，從對(duì)各種現(xiàn)象的表面描述向軟件分析和計(jì)量探索過渡。由于航空遙感具有的快速機(jī)動(dòng)性和高分辨率的顯著特點(diǎn)使之成為遙感發(fā)展的重要方面。隨著"數(shù)字地球"這一概念的提出和人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)的不斷加深，從二維向多維動(dòng)態(tài)以及網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展是地理信息系統(tǒng)發(fā)展的主要方向，也是地理信息系統(tǒng)理論發(fā)展和諸多領(lǐng)域的迫切需要如資源、環(huán)境、城市等。在技術(shù)發(fā)展方面，一個(gè)發(fā)展是基于Client/Server結(jié)構(gòu)，即用戶可在其終端上調(diào)用在服務(wù)器上的數(shù)據(jù)和程序。另一個(gè)發(fā)展是通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展InternetGIS或Web-GIS，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程尋找所需要的各種地理空間數(shù)據(jù)，包括圖形和圖像，而且可以進(jìn)行各種地理空間分析，這種發(fā)展是通過現(xiàn)代通訊技術(shù)使GIS進(jìn)一步與信息高速公路相接軌。另一個(gè)發(fā)展方向，則是數(shù)據(jù)挖掘（DataMining），從空間數(shù)據(jù)庫中自動(dòng)發(fā)現(xiàn)知識(shí)，用來支持遙感解譯自動(dòng)化和GIS空間分析的智能化。"三S"集成是指將上述三種對(duì)地觀測新技術(shù)及其他相關(guān)技術(shù)有機(jī)地集成在一起。這里所說的集成，是英文Integration的中譯文，是指一種有機(jī)的結(jié)合，在線的連接、實(shí)時(shí)的處理和系統(tǒng)的整體性。GPS、RS、GIS集成的方式可以在不同技術(shù)水平上實(shí)現(xiàn)。"三S"集成包括空基三S集成與地基三S集成?？栈?三S"集成：用空─地定位模式實(shí)現(xiàn)直接對(duì)地觀測，主要目的是在無地面控制點(diǎn)（或有少量地面控制點(diǎn)）的情況下，實(shí)現(xiàn)航空航天遙感信息的直接對(duì)地定位、偵察、制導(dǎo)、測量等。地基"三S"集成：車載、艦載定位導(dǎo)航和對(duì)地面目標(biāo)的定位、跟蹤、測量等實(shí)時(shí)作業(yè)。在人類所接觸到的信息中有80%與地理位置和空間分布有關(guān)，地球空間信息是信息高速公路上的貨和車。數(shù)字地球不僅包括高分辨率的地球衛(wèi)星圖像，還包括數(shù)字地圖，以及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和人口等方面的信息，它的應(yīng)用正如戈?duì)柛笨偨y(tǒng)在報(bào)告中提到的有時(shí)會(huì)因?yàn)槲覀兊南胂罅Χ艿较拗疲瑩Q句話說，數(shù)字地球的應(yīng)用在很大程度上超出我們的想象，可以樂觀地說下一世紀(jì)中，數(shù)字地球?qū)⑦M(jìn)入千家萬戶和各行各業(yè)。這里只能就我們的理解提出一些現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用。全球變化與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展已成為當(dāng)今世界人們關(guān)注的重要問題，數(shù)字化表示的地球?yàn)槲覀冄芯窟@一問題提供了非常有利的條件。在計(jì)算機(jī)中利用數(shù)字地球可以對(duì)全球變化的過程、規(guī)律、影響以及對(duì)策進(jìn)行各種模擬和仿真，從而提高人類應(yīng)付全球變化的能力。數(shù)字地球可以廣泛地應(yīng)用于對(duì)全球氣候變化，海平面變化，荒漠化，生態(tài)與環(huán)境變化，土地利用變化的監(jiān)測。與此同時(shí)，利用數(shù)字地球，還可以對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的許多問題進(jìn)行綜合分析與預(yù)測，如：自然資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人口增長與社會(huì)發(fā)展，災(zāi)害預(yù)測與防御等。我國是一個(gè)人口多，土地資源有限，自然災(zāi)害頻繁的發(fā)展中國家，十幾億人口的吃飯問題一直是致關(guān)重要的。經(jīng)過二十年的高速發(fā)展，資源與環(huán)境的矛盾越來越突出。九八年的洪災(zāi)，黃河斷流，耕地減少，荒漠化加劇，已經(jīng)引起了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。必須采取有效措施，從宏觀的角度加強(qiáng)土地資源和水資源的監(jiān)測和保護(hù)，加強(qiáng)自然災(zāi)害特別是洪澇災(zāi)害的預(yù)測、監(jiān)測和防御，避免第三世界國家和一些發(fā)達(dá)國家發(fā)展過程中走過的彎路。數(shù)字地球在這方面可以發(fā)揮更大的作用。數(shù)字地球?qū)⑷菁{大量行業(yè)部門、企業(yè)和私人添加的信息，進(jìn)行大量數(shù)據(jù)在空間和時(shí)間分布上的研究和分析。例如國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的規(guī)劃，全國鐵路、交通運(yùn)輸?shù)囊?guī)劃，城市發(fā)展的規(guī)劃，海岸帶開發(fā)，西部開發(fā)。從貼近人們的生活看，房地產(chǎn)公司可以將房地產(chǎn)信息鏈接到數(shù)字地球上；旅游公司可以將酒店、旅游景點(diǎn)，包括它們的風(fēng)景照片和錄象放入這個(gè)公用的數(shù)字地球上；世界著名的博物館和圖書館可以將其收藏以圖像、聲音、文字形式放入數(shù)字地球中；甚至商店也可以將貨架上的商店制作成多媒體或虛擬產(chǎn)品放入數(shù)字地球中，讓用戶任意挑選。另外在相關(guān)技術(shù)研究和基礎(chǔ)設(shè)施方面也將會(huì)起推動(dòng)作用。數(shù)字地球進(jìn)程的推進(jìn)必將對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人民生活產(chǎn)生巨大的影響。下一世紀(jì)農(nóng)業(yè)要走節(jié)約化的道路，實(shí)現(xiàn)節(jié)水農(nóng)業(yè)、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)無污染農(nóng)業(yè)。這就要依托數(shù)字地球，每隔3~5天給農(nóng)民送去他們的莊稼地的高分辨率衛(wèi)星影像，農(nóng)民在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)終端上可以從影像圖獲得他的農(nóng)田里莊稼的長勢征兆，通過GIS作分析，制定出行動(dòng)計(jì)劃，然后在車載GPS和電子地圖指引下，實(shí)施農(nóng)田作業(yè)，及時(shí)地預(yù)防病蟲害，把殺蟲劑、化肥和水用到必須用的地方，而不致使化學(xué)殘留物污染土地、糧食和種子，實(shí)現(xiàn)真正的綠色農(nóng)業(yè)。這樣一來，農(nóng)民也成了電腦的重要用戶，數(shù)字地球就這樣飛入了農(nóng)民家。到那時(shí)農(nóng)民也需要有組織，有文化，掌握高科技。智能交通系統(tǒng)是基于數(shù)字地球建立國家和省市、自治區(qū)的路面管理系統(tǒng)、橋梁管理系統(tǒng)、交通阻塞、交通安全以及高速公路監(jiān)控系統(tǒng)，并將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、電子控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)地面運(yùn)輸管理體系，而建立起的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合運(yùn)輸和管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸工具在道路上的運(yùn)行功能智能化。從而，使公眾能夠高效地使用公路交通設(shè)施和能源。具體地說，該系統(tǒng)將采集到的各種道路交通及服務(wù)信息經(jīng)交通管理中心集中處理后，傳輸?shù)焦愤\(yùn)輸系統(tǒng)的各個(gè)用戶（駕駛員、居民、警察局、停車場、運(yùn)輸公司、醫(yī)院、救護(hù)排障等部門），出行者可實(shí)時(shí)選擇交通方式和交通路線；交通管理部門可自動(dòng)進(jìn)行合理的交通疏導(dǎo)、控制和事故處理；運(yùn)輸部門可隨時(shí)掌握車輛的運(yùn)行情況，進(jìn)行合理調(diào)度。從而，使路網(wǎng)上的交通流運(yùn)行處于最佳狀態(tài)，改善交通擁擠和阻塞，最大限度地提高路網(wǎng)的通行能力，提高整個(gè)公路運(yùn)輸系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)性、安全性和生產(chǎn)效率。-提高汽車運(yùn)輸生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效益，并對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各方面都將產(chǎn)生積極的影響。美國國會(huì)1991年頒布"冰茶法案"(ISTEA-IntermodelSurfaceTransportationEfficiencyAct)，1998年頒布"續(xù)茶法案"(NETEA-NationalEconomicCrossroadTransportationEfficiencyAct)，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)高效、安全和利于環(huán)境的現(xiàn)代交通體系?；诟叻直媛收溆跋?、城市地理信息系統(tǒng)、建筑CAD，建立虛擬城市和數(shù)字化城市，實(shí)現(xiàn)真三維和多時(shí)相的城市漫游、查詢分析和可視化。數(shù)字地球服務(wù)于城市規(guī)劃、市政管理、城市環(huán)境、城市通訊與交通、公安消防、保險(xiǎn)與銀行、旅游與娛樂等，為城市的可持續(xù)發(fā)展和提高市民的生活質(zhì)量等。顧名思義，數(shù)字地球是用數(shù)字方式為研究地球及其環(huán)境的科學(xué)家尤其是地學(xué)家服務(wù)的重要手段。地殼運(yùn)動(dòng)、地質(zhì)現(xiàn)象、地震預(yù)報(bào)、氣象預(yù)報(bào)、土地動(dòng)態(tài)監(jiān)測、資源調(diào)查、災(zāi)害預(yù)測和防治、環(huán)境保護(hù)等等無不需要利用數(shù)字地球。而且數(shù)據(jù)的不斷積累，最終將有可能使人類能夠更好地認(rèn)識(shí)和了解我們生存和生活的這個(gè)星球，運(yùn)用海量地球信息對(duì)地球進(jìn)行多分辨率、多時(shí)空和多種類的三維描述將不再是幻想。數(shù)字地球是后冷戰(zhàn)時(shí)期"星球大戰(zhàn)"計(jì)劃的繼續(xù)和發(fā)展，在美國眼里數(shù)字地球的另一種提法是星球大戰(zhàn),是美國全球戰(zhàn)略的繼續(xù)和發(fā)展。顯然，在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭和國防建設(shè)中，數(shù)字地球具有十分重大意義。建立服務(wù)于戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)役的各種軍事地理信息系統(tǒng)，并運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立數(shù)字化戰(zhàn)場，這是數(shù)字地球在國防建設(shè)中的應(yīng)用。這其中包括了地形地貌偵察、軍事目標(biāo)跟蹤監(jiān)視、飛行器定位、導(dǎo)航、武器制導(dǎo)、打擊效果偵察、戰(zhàn)場仿真、作戰(zhàn)指揮等等方面，對(duì)空間信息的采集、處理、更新提出了極高的要求。在戰(zhàn)爭開始之前需要建立戰(zhàn)區(qū)及其周圍地區(qū)的軍事地理信息系統(tǒng)；戰(zhàn)時(shí)利用GPS、RS和GIS進(jìn)行戰(zhàn)場偵察，信息的更新，軍事指揮與調(diào)度，武器精確制導(dǎo)；戰(zhàn)時(shí)與戰(zhàn)后的軍事打擊效果評(píng)估等等。而且，數(shù)字地球是一個(gè)典型的平戰(zhàn)結(jié)合，軍民結(jié)合的系統(tǒng)工程，建設(shè)中國的數(shù)字地球工程符合我國國防建設(shè)的發(fā)展方向。隨著"三S"技術(shù)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字地球?qū)?duì)社會(huì)生活的各個(gè)方面產(chǎn)生巨大的影響。其中有些影響我們可以想象，有些影響也許我們今日還無法想象。數(shù)字地球的提出是全球信息化的必然產(chǎn)物，它的一項(xiàng)長期的戰(zhàn)略目標(biāo)，需要經(jīng)過全人類的共同努力才能實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，數(shù)字地球的建設(shè)與發(fā)展將加快全球信息化的步伐，在很大程度上改變?nèi)藗兊纳罘绞?，并?chuàng)造出巨大的社會(huì)財(cái)富，為人類社會(huì)的發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)。"3S"作為數(shù)字地球的技術(shù)基礎(chǔ)和核心將得到迅速發(fā)展，一方面數(shù)字地球的研究和建設(shè)為"3S"技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，另一方面"3S"技術(shù)的發(fā)展為數(shù)字地球的建設(shè)提供了技術(shù)支持。我國在地球空間信息科學(xué)領(lǐng)域的研究工作經(jīng)過不懈努力取得了許多優(yōu)秀成果，培養(yǎng)了一些國際知名的學(xué)者和一大批具有較高素質(zhì)的中青年學(xué)術(shù)骨干，為學(xué)科的發(fā)展作出了自己的貢獻(xiàn)。我們必須清醒地認(rèn)識(shí)到，由于在傳感器，計(jì)算機(jī)，通訊以及綜合國力等方面與先進(jìn)國家存在較大差距，使得在相當(dāng)長的一段時(shí)間在地球空間信息科學(xué)的若干方面將落后于國際先進(jìn)水平。只有發(fā)揮自己的優(yōu)勢，不斷努力，努力建設(shè)數(shù)字中國和數(shù)字地球，才能逐步縮小與國際先進(jìn)水平的差距，為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。市場需求是很大的，而供應(yīng)方面卻略顯不足，尤其是擁有核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)，技術(shù)過硬的企業(yè)并不多，行業(yè)整體缺乏品牌效應(yīng)。傲唯刃道呼吁業(yè)內(nèi)企業(yè)共同努力，尤其發(fā)揮吹毛求疵的研發(fā)精神，進(jìn)一步提高研發(fā)能力，降低成本，真正解決客戶的實(shí)際困難，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，提供最可靠的產(chǎn)品和技術(shù)。2019年11月18日，由國際數(shù)字地球?qū)W會(huì)和中國科學(xué)院主辦的首屆中國數(shù)字地球大會(huì)在北京開幕。本屆大會(huì)以“地球大數(shù)據(jù)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展”為主題，旨在聚焦數(shù)字地球應(yīng)用和技術(shù)，為科學(xué)家與決策者搭建地球大數(shù)據(jù)背景下的交流新平臺(tái)，共同探討梳理大數(shù)據(jù)時(shí)代數(shù)字地球發(fā)展脈絡(luò)，理清數(shù)字地球的科學(xué)和技術(shù)瓶頸問題，促進(jìn)數(shù)字地球與社會(huì)經(jīng)濟(jì)接軌，探討如何基于數(shù)字地球技術(shù)服務(wù)國家戰(zhàn)略及人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所，簡稱遙感地球所，在中國科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所、中國科學(xué)院對(duì)地觀測與數(shù)字地球科學(xué)中心基礎(chǔ)上組建，于2012年9月成立，為中國科學(xué)院直屬綜合性科研機(jī)構(gòu)。遙感地球所的戰(zhàn)略定位為研究遙感信息機(jī)理、對(duì)地觀測與空間地球信息前沿理論，建設(shè)運(yùn)行國家航天航空對(duì)地觀測重大科技基礎(chǔ)設(shè)施與天空地一體化技術(shù)體系，構(gòu)建形成數(shù)字地球科學(xué)平臺(tái)和全球環(huán)境與資源空間信息保障能力。截至2016年7月，遙感地球所共有在崗人員727人，包括110位正高級(jí)人員和210位副高級(jí)人員，擁有中國科學(xué)院院士3人；擁有國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室1個(gè)、國家工程實(shí)驗(yàn)室1個(gè)、國家工程技術(shù)研究中心1個(gè)、中科院科研平臺(tái)3個(gè)、省部級(jí)科研基地8個(gè)、國際組織4個(gè)。據(jù)2017年8月研究所官網(wǎng)顯示，遙感地球所擁有1個(gè)博士后流動(dòng)站、2個(gè)二級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)、2個(gè)二級(jí)學(xué)科碩士點(diǎn)、4個(gè)專業(yè)學(xué)位碩士點(diǎn)。2007年3月，中國科學(xué)院黨組對(duì)全院遙感領(lǐng)域的優(yōu)勢資源進(jìn)行了初步整合，在遙感衛(wèi)星地面站、航空遙感中心和數(shù)字地球?qū)嶒?yàn)室的基礎(chǔ)上組建對(duì)地觀測與數(shù)字地球科學(xué)中心。11月舉行揭牌儀式。2012年2月，中國科學(xué)院黨組再次做出全面整合遙感應(yīng)用研究所和對(duì)地觀測與數(shù)字地球科學(xué)中心的戰(zhàn)略部署。9月，成立了中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所。12月，遙感與數(shù)字地球研究所召開“一三五”規(guī)劃及體制建設(shè)戰(zhàn)略研討會(huì)。2013年3月，第一節(jié)學(xué)術(shù)委員會(huì)成立大會(huì)暨第一次全體會(huì)議召開。截至2016年7月，遙感地球所共有在崗人員727人，包括110位正高級(jí)人員和210位副高級(jí)人員。擁有中國科學(xué)院院士3人，國家自然科學(xué)基金“杰青”、“優(yōu)青”4人，中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”20人，中國科學(xué)院“關(guān)鍵技術(shù)人才”5人，“百千萬人才工程”國家級(jí)人選3人。中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”：張佳華、陳方、陳富龍、邸凱昌、顧行發(fā)、黃文江、賈立、荊林海、李曉明、李正強(qiáng)、倪文儉、王成、王力哲、薛勇、楊崇俊、張萬昌、胡斯勒?qǐng)D據(jù)2017年8月研究所官網(wǎng)顯示，研究所擁有國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室1個(gè)、國家工程實(shí)驗(yàn)室1個(gè)、國家工程技術(shù)研究中心1個(gè)、中科院科研平臺(tái)3個(gè)、省部級(jí)科研基地8個(gè)、國際組織4個(gè)。中科院科研平臺(tái)：中科院數(shù)字地球重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國遙感衛(wèi)星地面站、中科院航空遙感中心省部級(jí)科研基地：海南省地球觀測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家航天局航天遙感論證中心、國家環(huán)境保護(hù)衛(wèi)星遙感重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)中心、國家高分專項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)中心、國家高分專項(xiàng)數(shù)據(jù)中心、喀什研究中心、三亞研究中心國際組織：國際數(shù)字地球協(xié)會(huì)、聯(lián)合國教科文組織國際自然與文化遺產(chǎn)空間技術(shù)中心、國際科學(xué)理事會(huì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)綜合研究計(jì)劃國際項(xiàng)目辦公室、CAS-TWAS空間減災(zāi)優(yōu)秀中心據(jù)2017年8月研究所官網(wǎng)顯示，研究所公共技術(shù)服務(wù)中心的儀器設(shè)備共有51件（套），總價(jià)值折合人民幣6367萬元，包括室內(nèi)分析與定標(biāo)儀器7件（套）、野外觀測設(shè)備36件（套）和自制儀器設(shè)備6件（套）。數(shù)據(jù)查詢網(wǎng)站可提供1986年起至今獲取的全部衛(wèi)星遙感存檔數(shù)據(jù)目錄信息的查詢，以及全部在線產(chǎn)品數(shù)據(jù)（共享、商業(yè)）的查詢。衛(wèi)星數(shù)據(jù)包括法國SPOT衛(wèi)星系列（SPOT-1/2/4/5/6）、美國陸地衛(wèi)星系列（LANDSAT-5/7/8）、印度IRS-P歐空局ENVISAT-加拿大雷達(dá)衛(wèi)星系列（RADARSAT-1/2）、泰國THEOS-1衛(wèi)星，以及ERS-1/2。中國遙感數(shù)據(jù)網(wǎng)提供中國遙感衛(wèi)星地面站全部歷史存檔數(shù)據(jù)資料的查詢、在線訂購、訂單查詢、數(shù)據(jù)下載等數(shù)據(jù)訂購服務(wù)功能。介紹衛(wèi)星數(shù)據(jù)價(jià)格、衛(wèi)星參數(shù)等綜合信息。遙感數(shù)據(jù)共享網(wǎng)站提供包括LANDSAT-LANDSAT-IRS-PERS-1/ENVISAT-LANDSAT-8等衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品在內(nèi)的多種標(biāo)準(zhǔn)景衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品下載。中國行政區(qū)劃遙感數(shù)據(jù)提供美國陸地衛(wèi)星（LANDSAT）系列中國行政區(qū)劃（全國、省、市三級(jí)）多個(gè)時(shí)相的鑲嵌影像產(chǎn)品。研究所代理分發(fā)ALOS，ALOS-2衛(wèi)星、ASTER衛(wèi)星、TerraSAR衛(wèi)星以及天宮一號(hào)應(yīng)用數(shù)據(jù)。2014年遙感地球所共有在研項(xiàng)目1550項(xiàng)（包括新增項(xiàng)目337項(xiàng)）。其中主持（或承擔(dān)）國家高分辨率對(duì)地觀測重大專項(xiàng)課題30項(xiàng)（新增11項(xiàng)），主持國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）和國家重大科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目2項(xiàng)（新增1項(xiàng)），主持國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）課題40項(xiàng)（新增1項(xiàng)），主持國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)（新增1項(xiàng)），主持國家188中國科學(xué)院年鑒（2015）基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)項(xiàng)目1項(xiàng)（新增1項(xiàng)），主持國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目5項(xiàng)（新增1項(xiàng)）、面上項(xiàng)目134項(xiàng)（新增19項(xiàng)）、重大研究計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目3項(xiàng)，主持中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)課題12項(xiàng)，主持（科技部、國家自然科學(xué)基金委、財(cái)政部和院）重大儀器研制項(xiàng)目7項(xiàng)。2014年遙感地球所以第一署名單位發(fā)表科技論文519篇。其中SCI檢索刊物論文302篇，出版著作10部，申請(qǐng)發(fā)明專利29項(xiàng)，獲得授權(quán)發(fā)明專利23項(xiàng)，獲得計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)登記56項(xiàng)，獲得省部級(jí)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)5項(xiàng)，中國地理信息產(chǎn)業(yè)優(yōu)秀工程金獎(jiǎng)1項(xiàng)，其他獎(jiǎng)項(xiàng)2項(xiàng)。此外“對(duì)地觀測大數(shù)據(jù)應(yīng)對(duì)氣候變化”成果獲聯(lián)合國全球脈動(dòng)獎(jiǎng)項(xiàng)是全球40余個(gè)國家中選出的9個(gè)獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)之中國唯一獲獎(jiǎng)項(xiàng)目，作為第一單位完成的“數(shù)字地球科學(xué)平臺(tái)”和“智慧城市空間信息公共服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用示范”通過院級(jí)成果鑒定，前者創(chuàng)建了國際上第一個(gè)數(shù)字地球科學(xué)平臺(tái)，后者構(gòu)建了一套以空間信息為核心的智慧城市公共平臺(tái)。2015年，遙感地球所共有在研項(xiàng)目1371項(xiàng)（包括新增項(xiàng)目321項(xiàng)）。主持（或承擔(dān)）國家高分辨率對(duì)地觀測重大專項(xiàng)課題35項(xiàng)（新增7項(xiàng)），主持973計(jì)劃和國家重大科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目2項(xiàng)，主持863計(jì)劃課題27項(xiàng)，主持國家科技支撐計(jì)劃1項(xiàng)（新增1項(xiàng)），主持國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目6項(xiàng)（新增1項(xiàng)）、面上項(xiàng)目143項(xiàng)（新增21項(xiàng)）、重大研究計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目4項(xiàng)（新增1項(xiàng)）；主持中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)課題12項(xiàng)，主持重大儀器研制項(xiàng)目（科技部、國家自然科學(xué)基金委、財(cái)政部和院）7項(xiàng)。2015年，遙感地球所以第一署名單位發(fā)表科技論文602篇，其中SCI檢索刊物論文321篇；出版著作15部；申請(qǐng)發(fā)明專利53項(xiàng)，獲得182中國科學(xué)院年鑒（2016）授權(quán)發(fā)明專利28項(xiàng)，獲得計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)登記95項(xiàng)。獲得國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省部級(jí)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)10項(xiàng)，全國優(yōu)秀測繪工程獎(jiǎng)銀獎(jiǎng)1項(xiàng)?！秶H數(shù)字地球?qū)W報(bào)》（InternationalJournalofDigitalEarth，IJDE）是國際數(shù)字地球?qū)W會(huì)依托中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所（簡稱遙感地球所）主辦的學(xué)術(shù)刊物，由英國著名出版集團(tuán)Taylor&FrancisGroup出版發(fā)行。該刊于2008年3月創(chuàng)刊，18個(gè)月后即被SCI-E數(shù)據(jù)庫收錄。據(jù)2017年8月研究所官網(wǎng)顯示，該刊被國際上12個(gè)大型期刊檢索機(jī)構(gòu)收錄。《遙感學(xué)報(bào)》的前身是1986年創(chuàng)刊的《環(huán)境遙感》，被EICompendex數(shù)據(jù)庫、斯高帕斯數(shù)據(jù)庫（Scopus）、俄羅斯文摘雜志（AJ）、波蘭哥白尼索引（IC）、日本科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫（JST）、美國烏利希期刊指南（UPD）、美國劍橋科學(xué)文摘（CSA）等收錄，被中國科技論文統(tǒng)計(jì)與分析（年度研究報(bào)告）、中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫（CSCD）、中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫（CAJD）、中國學(xué)術(shù)期刊文摘、ChineseScienceAbstracts（A輯）、中國電子科學(xué)文摘、中文核心期刊要目總覽、中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）、中國學(xué)術(shù)期刊綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫等收錄?！吨袊鴪D象圖形學(xué)報(bào)》是由中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所、中國圖象圖形學(xué)會(huì)、北京應(yīng)用物理與計(jì)算數(shù)學(xué)研究所共同創(chuàng)辦，是集計(jì)算機(jī)圖像圖形高科技理論、技術(shù)方法與應(yīng)用研究成果產(chǎn)業(yè)化于一體的綜合性學(xué)術(shù)期刊。該刊是“中國國際影響力優(yōu)秀學(xué)術(shù)期刊”、“中國精品科技期刊”，被EBSCO數(shù)據(jù)庫、中國科技論文統(tǒng)計(jì)與分析（年度研究報(bào)告）、中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫（CSCD）、中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫（CAJD）、中國學(xué)術(shù)期刊文摘、ChineseScienceAbstracts（A輯）、中國電子科學(xué)文摘、中文核心期刊要目總覽、中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）、中國學(xué)術(shù)期刊綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫等收錄。據(jù)2017年8月研究所官網(wǎng)顯示，遙感地球所擁有1個(gè)博士后流動(dòng)站、2個(gè)二級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)、2個(gè)二級(jí)學(xué)科碩士點(diǎn)、4個(gè)專業(yè)學(xué)位碩士點(diǎn)。專業(yè)學(xué)位碩士點(diǎn)：電子與通信工程、測繪工程、農(nóng)業(yè)資源利用、農(nóng)業(yè)信息化截至2012年底，遙感地球所有在學(xué)研究生503人（其中博士研究生223人），留學(xué)生8人，在站博士后40人。據(jù)2017年8月研究所官網(wǎng)顯示，遙感地球所研究生導(dǎo)師共90名