数字矿山知识培训讲座

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1、数　字　矿　山数字矿山的提出数字矿山建设意义数字矿山功能内涵数字矿山的层次结构数字矿山关键技术井下数字矿山建设内容内容提要数字矿山的提出1、数字地球概念数字矿山是数字地球在矿山开发中的应用。所以定义数字矿山首先要理解数字地球。数字地球(TheDigitalEarth:DE)最早出现于1997年下半年。1998年1月31日在美国加利福尼亚科学中心美国副总统戈尔(ALGore)发表的题为“数字地球：二十一世纪认识地球的方式(TheDigitalEarth:Understandingourplanetinthe21stCentury)”

2、的演讲，将数字地球正式提了出来。1998年6月11日江泽民主席在中国科学院第九次院士大会和中国工程院第四次院士大会的讲话中再次提及数字地球，并提出了构建数字中国（DigitalChina，DC）的战略构想。数字地球虽然是一个新概念，但它涉及的大部分理论、技术、数据和应用都与现有的直接相关，只是从更高的层次、系统论和一体化的角度来组合和应用已有和正在发展的理论、技术、数据和能力。数字矿山的提出2、数字地球产生的背景及内容数字地球的提出是建立在人类科学技术发展成果的基础上，并且有其深刻的社会、经济背景。20世纪70年代以后人类社会面临

3、的最大挑战是50年代以后逐步意识到的全球环境问题。由于科学技术的发展、人口的急剧膨胀、生产规模的日益扩大以及消费水平的不断提高等原因，使得生存空间的狭小、资源的匮乏和环境的恶化成为人类无法回避的现实。进行全球变化(GlobalChange:GC)研究，理解地球内部的理、化学和生物过程，增强预测能力、实现持续发展(SustainableDevelopment:SD)战略成为全球科学、社会、经济活动的起点和归宿。可以说20世纪后期以来世界范围内人类活动的两大背景是GC研究和SD战略。数字矿山的提出在GC研究和SD战略的推动下，60年代

4、产生的航天遥感技术(RemoteSensing:RS)和地理信息系统(GeographicalInformationSystem:GIS)及90年代成型的全球定位系统(GlobalPositioningsystem:GPS)都得到了飞速的发展，尤其是在计算机技术和通信技术的支持下以它们为主、以GIS为核心的地理信息科学(GeographicalInformationScience:GISci)在90年代初步形成（如右图）。1946年世界上第一台电子数字计算机(ENIAC)在美国诞生，人类社会步入信息社会。1957年苏联成功发射两颗

5、人造地球卫星，揭开了人类空间时代的第一页。运用空间信息手段认识世界、改造世界成为20世纪后半叶人类活动的一大特点。数字地球的科学技术基础：地理信息科学数字地球产生的科学技术基础：地理信息科学数字矿山的提出地理信息科学的研究目的是以计算机为主要支撑硬件、以数字形式对地球局部或者整体进行动态监测、精确描述和管理分析。数字地球的提出是以GISci的形成和发展为基础的。而数字地球的提出也是对GISci进行应用驱动(Application-Driven)的源动力。数字地球是当代科学技术发展的必然结果，为新世纪空间科学、信息科学和地球科学的发

6、展提供了崭新的思路。数字地球产生和引起重视的社会、历史背景美国提出的数字地球是其全球战略的一部分。二战以后美国即成为世界上两大超级大国之一，苏联的解体更使其在国际事务中充当起第一发言人和消防队员的角色。其战略目标是保持优势，即在下一世纪保持其霸主地位。另外，几十亿美元的产值和几十万的就业机会也是数字地球吸引力所在。数字矿山的提出我国的战略目标是“赶超型”的，数字地球对我国在以下几方面尤其具有重大的意义：①充分利用现有数据和信息资源的最佳途径，并为信息高速公路提供必需的信息资源。②科技领域在国际上占有一席之地的历史性机遇。③实施SD

7、战略的重要手段、信息资源的主体核心、知识经济时代的制高点。由于数字地球将在GC、SD、高效农业、环境、资源、人口、灾害、科研教育、商贸等几十个领域发挥重要作用，因此在中国、美国和世界其他国家都引起了高度重视。数字矿山的提出数字地球是什么?对这个问题的回答主要有“号召论”和“工程论”，具体来说有以下几种观点：①　可以嵌入海量地理数据、多分辨率、三维的对地球的表示(戈尔)。②　虚拟地球(美国1998年6月23日数字地球研讨会)。③　对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现和认识，其核心思想是用数字化的手段来处理整个地球方面的问题(中

8、国部分高级学者)。数字地球的含义数字矿山的提出正如90年代以前，在GIS产生近30年后科学家们还无法给出一个准确的GIS定义一样，对数字地球的含义在现在不可能有一个明确的限定，只可有一个方向性的认识，如：①信息获取、处理和应用是数字地球的三个重要组