“数字地球”科学工程

“数字地球”是集科学、技术和工程于一体的一项宏伟的科学体系。“数字地球”由基础研究、技术支撑和科学工程三部分组成,其中科学工程是“数字地球”的核心和目标。文章在我国“数字地球”科学工程现状分析的基础上,结合国情,对我国“数字地球”科学工程的发展提出了建议。     

迎接“数字地球”的挑战——关于内涵、机遇及对策的讨论

本文在叙述了“数字地球”的产生背景的基础上,着重分析了“数字地球”的科学内涵、“数字地球”给地球科学带来的新契机和我们应有的对策.笔者认为,“数字地球”是国家利益和现代科学技术的综合产物;“数字地球”的科学内涵可分为宏观战略层、技术实现层和应用层三个层面;“数字地球”是一个战略,并不能代替相关的学科和技术领域,现有的科学技术水平也不能完全满足“数字地球”的要求;“数字地球”的兴起给地球科学带来了大好机遇,使地球科学在对地球整体性认识、数字虚拟、对地球复杂巨系统的研究等方面都大大深化;面临“数字地球”的挑战,我们应该采取的策略是积极借鉴数字地球的思想,在继续大力发展现有的相关学科和技术领域的同时,努力进行自主创新,力求通过“中国数字地球”或“数字中国”的建设来占领制高点.     

海洋科学的前沿-“数字海洋”

本文所提出的“数字海洋”,系基于当前世界各国极为关注的“数字地球”发展前景 ,其事关我国海洋科学进入21世纪信息时代所面临的挑战和机遇。对此,从“数字地球”概念及其所涉及的新理论和高新技术 ,到中国“数字地球”中的“数字海洋”有待顺应发展,作了概述。同时 ,重点就“数字海洋”技术与目标和建设的设想等作了探讨。     

把握“数字地球”战略,全面建设小康社会

1　“数字地球”新战略“数字地球”的观念 ,是美国原副总统戈尔( A.cole,1 999)提出的 ,引起了政治家和科学界的关注。中央军委江泽民主席在院士大会上号召青年科学家密切关注 ,中国科学院发起组织了第一届“数字地球”国际研讨会 ,发布了“北京宣言”,第二、三届分别在北美 ,欧洲举行 ,第四届 ( 2 0 0 5年 )将由日本举办。     

点评·导读(2002年第4卷第1期)

《地球信息科学》2 0 0 2年第 4卷第 1期由科学出版社出版发行 ,正式与国内外广大读者见面。本期设置有数字地球战略研究、数字城市论坛、数字海淀进展、两岸学术交流、空间模型分析和学苑动态 6个栏目。本期的主题是 :1 .数字地球战略探讨数字地球是 2 0世纪末举世瞩目的热门话题 :涉及到全球经济的区域重组 ,跨国公司的资源再分配 ,全球环境变化与区域可持续发展 ,乃至建立世界新秩序与保障国家安全等诸多重大问题。在我国 ,目前纷纷迎接“数字地球”的挑战 ,力求建设“数字中国”、“数字省区”、“数字城区”等 ,抓住机遇 ,务实苦干 ,不断规划深化“数字地球”的研究。     

西部开发与“数字地球”

我国实施西部开发战略,是采取以科技为先导,以信息产业为突破口,使之避免和减少对资源掠夺性开发,减少对环境污染,实现资源与经济的可持续发展。“数字地球”在这方面可以发挥巨大的作用。西部开发还必需放在全球变化、东亚大陆时空变迁规律的大环境中,从整体环境和地球大气圈、水圈、固体圈各因子相互作用和耦合过程的角度考虑。而“数字地球”正是具有独特的全球化宏观性,将地球作为一个有机整体来研究。因此,西部开发应充分运用当代“数字地球”这一先进技术群为西部社会、经济和环境的提高发挥更大的作用。使西部信息资源通过智力资本的投入,成为快速增值的知识资产.     

“数字中国”,百舸争流(下)

“数字地球”如今不仅是信息社会的热门话题 ,而且已成为只争朝夕的行动。目前 ,各省 (区 )都陆续开展“数字省 (区 )”的研制 ,下面是“数字中国”的若干省区的数字化工程建设态势。( 3)数字山西充分利用已有的基础和优势 ,实施数字山西战略 ,合理利用资源 ,加强环境保护 ,以信息化带动工业化 ,提升传统产业的现代化水平 ,促进经济结构调整 ,全面推动山西经济的跨越式发展。数字山西建设将由省政府来抓 ,构建数字山西的基本方针是“政府主导、统筹规划、阶段发展、统一标准、联合建设、资源共享”。     

没有围墙的GIS实验室

美国前副总统戈尔认为数字地球可以变成一个“没有围墙的实验室”,那么什么是“没有围墙的实验室”,如何建设 ?本文在对当前数字地球研究成果分析的基础上 ,指出“没有围墙的实验室”的核心就是“没有围墙的 GIS实验室”.     

“数字城市”呼唤精益求精

“数字地球”国际学会2006年5月在北京正式成立,“数字中国”研究院2005年在北京大学揭幕,“数字城市”第二届国际会展和论坛,6月11日又接踵在苏州召开,得天时、地利、人和的优势,预祝大会把握机遇,胜利成功,成为引领“数字城市”浪潮的里程碑。我国城镇化速度空前,在城市规划建设、管理与服务各方面的数字化工程,方兴未艾。实现以信息化推动产业结构性调整,以“数字城市”建设夯实城乡跨越式发展的战略目标,提高城市的凝聚力、辐射力和竞争力;全面协调人流、物流、能流的规模和速率,以城镇带动郊区、农村的可持续发展;对保障“十一五”发展规划的协调、和谐社会建设是至关重要的举措。     

开发信息资源加强国家信息基础设施建设

开发我国空间信息资源,加强国家信息基础设施建设是一项十分紧迫的任务。这一观点提得很早,但没有社会需求的推动,结果是“起个大早却赶了个晚集”。自去年以来,有这样几件事值得我们注意:1998年初,美国副总统戈尔提出“数字地球”的概念。这是他向全世界发出的一个世纪交替的挑战。“数字地球”概念提出后不到一年,克林顿接着发出了全球网络贸易的商战信号,最近又在科索沃战争中大打信息战。今年年初,比尔·盖茨来到中国兜售他的“维纳斯计划”。如果我们把这几件事连起来看,就不难发现我们面临的严峻现实。     

数字空间解读的机理分析

本文阐述了以地球表层为研究对象的地理学在信息革命的巨大影响下 ,将面临的 3大问题 :(1 )可持续发展--弄清地球表层巨系统的驱动力、运行机制、调控方法等可持续发展问题 ;(2 )经济全球化--各种经济、社会要素在大尺度空间内流动与融合 ,研究其地域分异规律和人地系统问题 ;(3)人类行为与区域响应--信息分布、交流的新格局对人类社会行为的影响和与其相关的自然、人文地理问题。认为地理学的空间观、时间观、尺度观、变化观、综合观、表达观及其方法论为地理学解决上述问题提供了可能性。指出了在信息社会里解读数字空间将遇到的 4个转变 :研究对象的转变 ,时空观的转变 ,研究手段的转变 ,研究方法的转变。提出了通过对数字空间的解读 ,实现对地球表层的全面深入的研究 ,同时也使地理学的定量研究方法走向成熟。     

GeoSOT-3D椭球体剖分真三维数据表达

随着地球观测技术和信息技术的进步,以全球为背景的科学探索不断增多,不仅是地球表面信息,地下、水下、空中等地球上各个层次的空间信息都受到极大的关注。地球球体剖分网格可以构建真三维的数据模型,进而实现空天地、地下水下一体化的空间数据组织、管理、表达与应用。本文详细论述了GeoSOT-3D椭球体剖分网格的剖分空间框架、剖分编码与剖分尺度特性等理论体系。建立基于GeoSOT-3D的空间对象的真三维表达模型。利用该真三维模型实现了地球椭球体的地上地下可视化,点线面体等空间实体的可视化。研究表明,GeoSOT-3D椭球体剖分具有椭球剖分框架简单、体系完整、二三维一致等特点,因而在该框架下的真三维数据模型可用于下一代地理信息系统中的空间大数据的组织管理与表达。     

对"数字地球"的几点认识

自“数字地球”的概念被提出以来，已引起全球的广泛关注和积极响应。然而，数字地球在目前还仅仅是一个概念。为了逐步建立“数字地球”，需要就“数字地球”的理论、技术以及实现进行深入地探讨。从“数字地球”的产生背景、基本概念、研究内容、构成框架、关键技术、实施难点和发展战略等方面谈了对“数字地球”的一些认识。     

SUTDY ON THE FRAMEWORK SYSTEM OF DIGITAL AGRICULTURE

China is a great agricultural country with large population,limited soil resources and traditional farming mode,so the central government has been attaching great importance to the development of agriculture and put forward a new agricultural technology revolution-the transformation from traditional agricultrure to modern agriculture and from exten-sive farming to intensive farming,Digital agriculture is the core of agricultural informatization.The enforcement of digital agriculture will greatly promote agricultural technology revolution.two agricultural transformations and its rapid develop-ment,and enhance China‘s competitive power after the entrance of WTO.To carry out digital agriculture,the frame sys-tem of digital agriculture is required to be studied in the first place,In accordance with the theory and technology of digi-tal earth and in combination with the agricultural reality of China,this artile outlines the frame system of digital agricul-ture and its main content and technology support.     

煤炭领域“3S”技术的应用与发展

“3S”技术作为“数字中国”、“数字城市”建设的重要支撑技术,近年来得到了飞速发展。中国煤炭地质总局航测遥感局作为全国煤炭系统唯一从事空间地球信息技术研究、开发与应用的高科技单位,紧跟国际技术前沿,将“3S”技术集成应用于社会经济各个领域,长期致力于推动“数字中国”建设,取得了一系列重要成果,形成了具有鲜明特色的煤炭“3S”技术体系。     

世纪之交地理信息系统的理论与应用发展

本文重点概述了地理信息系统30多年来的应用和发展,简要地介绍了GIS软件技术的进步和世纪之交深化地球信息机理、自组织、自相关理论和时空专题高维数据模型以及以GIS为核心的综合集成技术体系的研究.同时讨论了新世纪信息时代与网络世界,在“信息高速公路”、“数字地球”等高新技术迅猛进程中,对GIS的深化应用研究,应纳入国家信息技术发展计划,使GIS深层次、全方位地服务于国家可持续发展和全球变化的研究等.     

地质灾害卫星遥感监测系统建设方案

地质灾害防治的信息化,是社会发展的必然趋势。如何利用以往的经验积累,并结合最新的科学技术,实现地质灾害防治信息化监测,是社会需要解决的现实问题。笔者根据实际工作经历与掌握的资料,认为通过整合卫星遥感、地质、物化探、地震、地温、深部构造、区域变异、地壳升降等信息,通过计算机技术,可以达到对地质灾害的预测、预报。     

工程项目地球大数据监测与分析理论框架及研究进展

空间信息是工程项目建设的基础。测绘、遥感、GPS和GIS等空间信息采集技术在支撑工程项目向更高、更大、更安全等方向发展中发挥了重要作用。随着信息采集技术的迅速发展,大数据技术推动了各行各业迈入了新台阶。海量的空间信息正促进工程项目建设向更智能、更科学、更环保发展。在大数据时代,如何开展工程项目的大数据监测与分析成为了工程遥感监测领域新的研究方向。与此同时,“一带一路”倡议提出以来,迅猛发展的我国境外工程项目对工程项目的投资决策、建设与运营管理都提出了更高的要求。地球大数据技术可以为境外工程项目的前期规划、可行性研究、设计、安全风险评估、施工、后期运营管养及监管提供新技术、新方法和新手段。围绕工程项目大数据监测与分析的理论方法体系与科学问题,面向我国境外工程项目建设中对大数据分析技术的迫切需求,本文系统性的阐述了工程项目地球大数据监测与分析的概念、用户需求、研究内容、主要技术方法和远景目标,以期为未来相关研究工作提供指引。在此基础上,总结了工程项目地球大数据监测与分析的研究进展。研究发现：① 空间信息采集技术的快速发展,使得工程建设比任何时候都能获得更准确、更及时、更丰富的空间信息,工程项目的大数据监测与分析这一新的研究方向应孕而生,可促进工程项目向更智能、更科学、更环保发展;② 工程项目的现状调查、规划、可行性研究、勘察设计、施工和运营与监管等各个环节都对地球大数据监测技术有大量的需求;③ 地球大数据技术在我国工程项目建设中应用的相关研究还处于较为初级的具体技术服务阶段,还难以为工程项目投资决策提供支持,特别是境外工程项目的相关研究尚处于起步阶段,而我国境外工程项目建设存在基础数据匮乏、项目总体规划和模拟水平较低、监管能力弱和人文政治鸿沟风险高等问题,迫切需要开展地球大数据监测与分析,提高投资决策科学水平,降低境外投资风险。     

“数字气象”发展的战略分析

从气象信息的数字化获取、智能化加工、可视化发布和网络化服务等方面论述了数字气象的基本概念和系统组成 ,讨论了数字气象系统建设的主要技术、基本思路和发展战略。