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1、第期地球信息科学%#、!∀#一∃%&#∋()∗∃#%+,%,∀./0,年月∃∀−数字地球与地球信息科学鲁学军励惠国1中国测绘科学研究院21中国科学院地理研究所21、44、摘要本文从全球信息基础设施!/2地球空间数据基础设施1!3地球空间数据网络集成、科学计算可视化出发,阐述了数字地球面向社会大众与面向地球科学研究的两种不同的功能性构造体系的建立,并结合对于地球信息科学的理论、方法和技术的阐述,分析了数字地球与地球信息科学两者之间的关系。分析结果表明,如果将数字地球构造体系的建立与地
2、球信息,。科学的研究结合起来必将极大地推动5世纪地球科学的发展关键词数字地球地球信息科学地球科学引言,,86年月7日美国副总统戈尔在美国加利福尼亚科学中心以《数字地球对5,“”。世纪人类星球的理解》的一次演讲首次提出了数字地球1压9:;<:∀<=;>2的崭新概念匡“”,8,从戈尔对数字地球的理解来看建立数字地球的核心思想可以归结为两点首先数字地球是建立在计算机技术、通讯技术和空间技术等现代信息科学技术之上,是各项现代,,,?信息技术的集大成者其次为保证数字地球的运行使之为人类社会的可持
3、续发展服务“融于一体”。,“”应当充分地将现有的海量地球空间数据和信息但是从戈尔对数字地球,,的阐述不难看出他强调了技术发展对科学研究的重要性并着重从现代高新技术的能力,,及其发展的角度阐述了数字地球的支撑技术及其应用前景而对于如何将海量的地球空“融于”。,间数据和信息一体这一问题没有给予更多的阐述显然要将海量的地球空间数“”,据和信息融于一体不是单凭某项技术就能够解决的问题它的解决必然涉及到地球空间数据集成以及地球信息融合的机理性研究。,早在≅年我国著名科学家陈述彭院士在由国家自然科学基金委员
4、会主持召开的“、”“”。学科前沿优先领域国际讨论会上就提出了研究地球信息机理的科学思想图他指8,、出由于现代地球系统科学重视地球圈层的相互作用与影响以及各圈层之间的物质流能,、量流与信息流的过程和时空变化规律的研究地理信息系统正逐步形成跨学科的多层次多,功能的区域综合与空间分析工具它的研究领域已不仅作为研究物质流与能量流的信息载,,体而且包括研究地球圈层之间的信息传输机理及其增益与衰减规律研究地球信息的时,、、空特性及其不确定性1多解2与可预见性1多维2研究地球信息的复合模拟仿真与动,。态变换以及制定
5、对地观测与数字模拟的特定技术手段和分析方法,、由此可见由于现代地球科学问题强调对于不同时空尺度下的固体地球系统流体地,球系统和生物地球系统过程及其相互作用机制的理解与模拟地理信息系统的发展重心也由数据获取、存储、数据库管理的初级阶段,逐步向信息模拟、分析与预测、预报的高级8期鲁学军等数字地球与地球信息科学,“”,,阶段转移正是由于地理信息系统发生了这种功能漂移1陈述彭户二对我们提出了研“”?、究地球信息机理的要求地球信息机理的研究为人类从信息中赢得预测预报时,、,间获得调控人流物流与能流的科
6、学依据奠定了基础它也为将海量的地球空间数据和“”。信息融于一体提供了理论依据,地球信息机理作为地球信息科学的核心理论它的研究必然受到地球信息科学发展的深刻影响。本文将从数字地球构造体系的建立以及地球信息科学的体系发展,来阐述数字地球与地球信息科学的关系。5数字地球构造体系的建立戈尔认为,数字地球是一个在计算机技术、数字传输网络、卫星遥感等现代信息高科,、,技支撑下的网络化信息世界它能够将大量的多源的地球空间数据和信息融于一体并提供一种不同分辨率尺度下的地球三维可视化浏览界面。由此可见,数字地球构造体系
7、的8,建立至少需要四个基本条件首先是要有现代信息高新技术的支撑其次是拥有海量的地,,。球空间数据第三是海量地球空间数据的集成第四则是空间数据计算的可视化,,、、下面将分四个部分即全球信息基础设施1!/2地球空间数据基础设施1!+4∃2地球空间数据网络集成、科学计算可视化来阐述数字地球构造体系的建立。5Α全球信息墓础设施全球信息基础设施是顺应世界经济增长、竞争和社会文化发展的潮流而产生的,也是现代计算机科学和通讯技术发展的必然结果。其目的是要让不同部门机构中的人们能够在世界范围内进行信息的产生、存储、
8、发送和使用,以支持信息社会中人类信息服务行业与应用部门的发展。全球信息基础设施主要由计算机网络服务器和客户机、网络通讯技术和设备、网络操,,、“、作平台和网络安全性等构成因此它所涉及的领域极为广泛在!/标准的进展管理和”,已经提出了一些发展全球信息基础设施所急需制定的标准内容,发展指南中包括互操作、最小化、漫游、兼容性、安全性以及访问方法、寻址、数据导航、数据格式转换传输、标识、最大传输时间控制、路线选择,等等工。显然,全球信息基础设施的建立和发展主要依
