数字地球和数字水利

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1、1998年1月31日,美国副总统戈尔在题为“数字地球:对21世纪人类星球的认识”的讲演中提出了“数字地球”的概念。由政治家而不是科学家提出的这一概念,是带有整体性和导向性的国家战略目标,是为了刺激经济发展,保持美国在高新技术领域的领先地位。它与美国以前提出的星球大战计划和信息高速公路一样,都是为美国的战略目标服务的,因此受到世界各国普遍的关注,在以美国为首的北约对南联盟狂轰滥炸之后尤为如此。中国国家主席江泽民有一次在接见两院院士时提到了“数字地球”,很早就注意到了它的战略意义。我国科学界对此也高度重视,举办了许多专题讨论会和座谈会,准备抓住机遇,迎接“数字地球”的挑战。1数字

2、地球    “数字地球”是指信息化的地球,或者说是地球的虚拟对照体。“数字地球”包括信息的获取、处理和应用。即采用空间、高空、低空、地面,遥感、测绘,地球化学或地球物理等各种手段获得海量的地球数据,并用计算机将它们和与之相关的其他数据以及应用模型结合起来,在网络系统中重现真实的地球。它的核心思想是用数字化手段统一处理地球问题,同时又最大限度地利用信息资源。“数字地球”是当代科学技术与社会经济发展需求紧密结合的必然结果。“数字地球”涉及许多新的相关理论和技术,例如:获取地球表面(或浅层)数据的技术、数据标准、数据存储和传输、网络技术、分布式空间数据库、数据挖掘、互操作技术、分布

3、式对象技术、虚拟技术知识和分布式智能技术、开放式地理信息系统、网络地理信息系统,以及适用于各个生产部门的各类应用模型。在知识经济社会中,信息资源的重要性要比在工业经济社会中的自然资源更加重要。“数字地球”则是未来信息资源的主体。因为人类信息资源的80%与空间位置有关,可以纳入数字地球之中。信息时代的来临,改变了人类的生存和发展方式,未来利益的分配和冲突(包括经济和军事冲突)将会在很大程度上依赖对“数字地球”的控制。“数字地球”可以在自然灾害监测和预测、发展精细农业、水资源和土地资源的监测与保护、城市规划和建设、环境监测与保护、全球变化、海洋资源开发和保护、远程教育和军事等领域

4、发挥重大的作用。    数字地球的基础是信息的获取、处理和应用。卫星、航天飞机、宇宙飞船、飞机、热气球携带的各种波段的各类传感器构成了对地观测的主体,提供了全球连续和重复的表面数据,使之有条件将地球系统作为一个整体来认识。    近年来,星载对地观测发展十分迅速。许多国家,包括一些第三世界国家和小国家都研制和发射了卫星。分辨率高达1~3m的商用系统相继上天,100~500kg重的小卫星打破了空间技术的神秘感。因此目前对地观测是获取地球表面信息的主要手段。某些原来必须通过地面观测才能获取的信息,现在也可以通过对地观测获取。对地观测与“数字地球”有十分密切的关系,在目前和在将来都

5、是最基本的技术手段。    随着数据获取手段的不断增强,对数据处理、传输、分辨和压缩技术的要求也越来越高。    “数字地球”主要的基础设施建设是“信息高速公路”和“国家空间数据基础设施”。信息高速公路就是高速信息电子网络。由通信网络、计算机、数据库等组成的网络体系,能随时给用户提供大量信息。宽带通信业务的通信速率高于2Mbps,宽带综合业务数字网(简称宽带网)是一种全数字化、高速、宽带、具有综合业务能力的智能化通信网。它可集当今世界上所有的通信业务于一个通信网络中,传输速度也比现在的因特网快得多。带宽是实现高速传输的关键。为了在信息高速公路上表示和查询与地理有关的空间信息。

6、美国在1994年又提出建立国家空间数据基础设施(NSDI)。它主要包括地球空间数据框架,空间数据协调、管理与分发体系,空间数据交换网络,以及空间数据转换标准。我国也正在加快“国家地理空间信息基础设施”的建设。    地理信息系统(GIS)是通过计算机技术,对各种与地理位置有关的信息进行采集、存储、检索、显示和分析。通过任何途径(遥感、测绘、调查、测量、统计等)得到的信息都可以通过GIS建成一个数据库。随着网络技术的日益成熟,同一地区的不同信息系统之间以及不同地区的同类信息系统之间开始连通和兼容。近五年来,地理信息系统和万维网结合,发展成了基于网络的地理信息系统,即WebGIS

7、。   随着信息量的飞速增长,信息技术的迅速发展和用户需求的增加,传统的空间数据库已不能满足需求,信息系统要从管理向决策处理发展。要满足这种新需求,空间数据仓库这种空间信息的集成方案就应运而生了。它在较高层次上对数据进行了综合、归类,并加以抽象地分析和利用,是面向主题组织的。为了消除源数据中的不一致性和能对数据进行综合计算,所有入库数据须先经过统一和综合。数据仓库中的数据可随时间变化,去旧迎新,但其特点是对数据按时段进行综合,随时更新的数据是数据库中的数据,而不是经集成输入到空间数据仓库中的数据。   

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1、1998年1月31日,美国副总统戈尔在题为“数字地球:对21世纪人类星球的认识”的讲演中提出了“数字地球”的概念。由政治家而不是科学家提出的这一概念,是带有整体性和导向性的国家战略目标,是为了刺激经济发展,保持美国在高新技术领域的领先地位。它与美国以前提出的星球大战计划和信息高速公路一样,都是为美国的战略目标服务的,因此受到世界各国普遍的关注,在以美国为首的北约对南联盟狂轰滥炸之后尤为如此。中国国家主席江泽民有一次在接见两院院士时提到了“数字地球”,很早就注意到了它的战略意义。我国科学界对此也高度重视,举办了许多专题讨论会和座谈会,准备抓住机遇,迎接“数字地球”的挑战。1数字

2、地球    “数字地球”是指信息化的地球,或者说是地球的虚拟对照体。“数字地球”包括信息的获取、处理和应用。即采用空间、高空、低空、地面,遥感、测绘,地球化学或地球物理等各种手段获得海量的地球数据,并用计算机将它们和与之相关的其他数据以及应用模型结合起来,在网络系统中重现真实的地球。它的核心思想是用数字化手段统一处理地球问题,同时又最大限度地利用信息资源。“数字地球”是当代科学技术与社会经济发展需求紧密结合的必然结果。“数字地球”涉及许多新的相关理论和技术,例如:获取地球表面(或浅层)数据的技术、数据标准、数据存储和传输、网络技术、分布式空间数据库、数据挖掘、互操作技术、分布

3、式对象技术、虚拟技术知识和分布式智能技术、开放式地理信息系统、网络地理信息系统,以及适用于各个生产部门的各类应用模型。在知识经济社会中,信息资源的重要性要比在工业经济社会中的自然资源更加重要。“数字地球”则是未来信息资源的主体。因为人类信息资源的80%与空间位置有关,可以纳入数字地球之中。信息时代的来临,改变了人类的生存和发展方式,未来利益的分配和冲突(包括经济和军事冲突)将会在很大程度上依赖对“数字地球”的控制。“数字地球”可以在自然灾害监测和预测、发展精细农业、水资源和土地资源的监测与保护、城市规划和建设、环境监测与保护、全球变化、海洋资源开发和保护、远程教育和军事等领域

4、发挥重大的作用。    数字地球的基础是信息的获取、处理和应用。卫星、航天飞机、宇宙飞船、飞机、热气球携带的各种波段的各类传感器构成了对地观测的主体,提供了全球连续和重复的表面数据,使之有条件将地球系统作为一个整体来认识。    近年来,星载对地观测发展十分迅速。许多国家,包括一些第三世界国家和小国家都研制和发射了卫星。分辨率高达1~3m的商用系统相继上天,100~500kg重的小卫星打破了空间技术的神秘感。因此目前对地观测是获取地球表面信息的主要手段。某些原来必须通过地面观测才能获取的信息,现在也可以通过对地观测获取。对地观测与“数字地球”有十分密切的关系,在目前和在将来都

5、是最基本的技术手段。    随着数据获取手段的不断增强,对数据处理、传输、分辨和压缩技术的要求也越来越高。    “数字地球”主要的基础设施建设是“信息高速公路”和“国家空间数据基础设施”。信息高速公路就是高速信息电子网络。由通信网络、计算机、数据库等组成的网络体系,能随时给用户提供大量信息。宽带通信业务的通信速率高于2Mbps,宽带综合业务数字网(简称宽带网)是一种全数字化、高速、宽带、具有综合业务能力的智能化通信网。它可集当今世界上所有的通信业务于一个通信网络中,传输速度也比现在的因特网快得多。带宽是实现高速传输的关键。为了在信息高速公路上表示和查询与地理有关的空间信息。

6、美国在1994年又提出建立国家空间数据基础设施(NSDI)。它主要包括地球空间数据框架,空间数据协调、管理与分发体系,空间数据交换网络,以及空间数据转换标准。我国也正在加快“国家地理空间信息基础设施”的建设。    地理信息系统(GIS)是通过计算机技术,对各种与地理位置有关的信息进行采集、存储、检索、显示和分析。通过任何途径(遥感、测绘、调查、测量、统计等)得到的信息都可以通过GIS建成一个数据库。随着网络技术的日益成熟,同一地区的不同信息系统之间以及不同地区的同类信息系统之间开始连通和兼容。近五年来,地理信息系统和万维网结合,发展成了基于网络的地理信息系统,即WebGIS

7、。   随着信息量的飞速增长,信息技术的迅速发展和用户需求的增加,传统的空间数据库已不能满足需求,信息系统要从管理向决策处理发展。要满足这种新需求,空间数据仓库这种空间信息的集成方案就应运而生了。它在较高层次上对数据进行了综合、归类,并加以抽象地分析和利用,是面向主题组织的。为了消除源数据中的不一致性和能对数据进行综合计算,所有入库数据须先经过统一和综合。数据仓库中的数据可随时间变化,去旧迎新,但其特点是对数据按时段进行综合,随时更新的数据是数据库中的数据,而不是经集成输入到空间数据仓库中的数据。   

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