地理信息系統(tǒng)概論 數字地球與3S技術

1、第十二講數字地球與第十二講數字地球與3s3s技術技術 謝跟蹤謝跟蹤 海南師范學院資源環(huán)境與旅游系海南師范學院資源環(huán)境與旅游系 2004-2005學年上學期學年上學期 地理信息系統(tǒng)概論地理信息系統(tǒng)概論 導言導言 n人們都說人們都說農業(yè)社會是資源經濟農業(yè)社會是資源經濟，誰擁有資源（自然資，誰擁有資源（自然資 源，人力資源等）誰就主宰世界，在工業(yè)社會，源，人力資源等）誰就主宰世界，在工業(yè)社會，誰擁誰擁 有資本誰就主宰社會有資本誰就主宰社會。到了下世紀人類將進入信息社。到了下世紀人類將進入信息社 會，會，誰擁有知識，誰就主宰世界誰擁有知識，誰就主宰世界，稱之為知識經濟。，稱之為知識經濟。 n數字地球是

2、美國副總統(tǒng)戈爾于數字地球是美國副總統(tǒng)戈爾于1998年年1月月31日在日在“數字數字 地球認識地球認識21世紀我們這顆星球世紀我們這顆星球”的報告中提出的的報告中提出的 一個通俗易讀的概念，它勾繪出了信息時代人類在地一個通俗易讀的概念，它勾繪出了信息時代人類在地 球上生存、工作、學習和生活的時代特征。球上生存、工作、學習和生活的時代特征。 什么是數字地球？什么是數字地球？ n所謂所謂“數字地球數字地球”，可以理解為對真實地球及其相關，可以理解為對真實地球及其相關 現象統(tǒng)一的現象統(tǒng)一的數字化重現和認識數字化重現和認識。 n其核心思想是用其核心思想是用數字化的手段數字化的手段來處理整個地球的自然來處

3、理整個地球的自然 和社會活動諸方面的問題，最大限度地利用資源和社會活動諸方面的問題，最大限度地利用資源 n并使普通百姓能夠通過并使普通百姓能夠通過一定方式方便地獲得一定方式方便地獲得他們所想他們所想 了解的有關地球的信息了解的有關地球的信息 n其特點是嵌入其特點是嵌入海量地理數據海量地理數據，實現多分辨率、三維對，實現多分辨率、三維對 地球的描述，即地球的描述，即“虛擬地球虛擬地球”。 什么是數字地球？什么是數字地球？ n通俗地講，就是用數字的方法將地球、地球上的活動通俗地講，就是用數字的方法將地球、地球上的活動 及整個地球環(huán)境的時空變化裝入電腦中，實現在網絡及整個地球環(huán)境的時空變化裝入電腦中

4、，實現在網絡 上的流通，并使之最大限度地為人類的生存、可持續(xù)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、學習、生活、娛樂服務。發(fā)展和日常的工作、學習、生活、娛樂服務。 n嚴格地講，數字地球是以計算機技術、多媒體技術和嚴格地講，數字地球是以計算機技術、多媒體技術和 大規(guī)模存儲技術為基礎，以寬帶網絡為紐帶運用海量大規(guī)模存儲技術為基礎，以寬帶網絡為紐帶運用海量 地球信息對地球進行多分辨率、多尺度、多時空和多地球信息對地球進行多分辨率、多尺度、多時空和多 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 類活動和生活質量。類活動和生活質

5、量。 數字地球的技術基礎數字地球的技術基礎 n信息高速公路和計算機寬帶高速網信息高速公路和計算機寬帶高速網 n一個數字地球所需要的數據已不能通過單一的數據一個數字地球所需要的數據已不能通過單一的數據 庫來存貯，而需要由成千上萬的不同組織來維護。庫來存貯，而需要由成千上萬的不同組織來維護。 n這意味著參與數字地球的服務器將需要由高速網絡這意味著參與數字地球的服務器將需要由高速網絡 來連接。來連接。 n為此，美國克林頓總統(tǒng)早在為此，美國克林頓總統(tǒng)早在1993年年2月就提出實施月就提出實施 美國國家信息基礎設施（美國國家信息基礎設施（nii），通俗形象地稱為信），通俗形象地稱為信 息高速公路，它主要

6、由計算機服務器、網絡和計算息高速公路，它主要由計算機服務器、網絡和計算 機終端組成機終端組成。 數字地球的技術基礎數字地球的技術基礎 n信息高速公路和計算機寬帶高速網信息高速公路和計算機寬帶高速網 n美國為此計劃投入美國為此計劃投入4000億美元，耗時億美元，耗時20年。年。 n到到2000年的目標是提高生產率年的目標是提高生產率2040%，獲取，獲取 35000億美元的益。億美元的益。 n在在internet流量爆發(fā)性增長的驅動下，遠程通信載流量爆發(fā)性增長的驅動下，遠程通信載 體已經嘗試使用體已經嘗試使用10g/s的網絡，而每秒的網絡，而每秒1015byte的的 因特網正在研究中。因特網正在

7、研究中。 n相信在相信在21世紀將會有更加優(yōu)秀的寬帶高速網供人們世紀將會有更加優(yōu)秀的寬帶高速網供人們 使用。使用。 數字地球的技術基礎數字地球的技術基礎 n高分辨率衛(wèi)星影像高分辨率衛(wèi)星影像 n本世紀的遙感衛(wèi)星影像，在衛(wèi)星遙感問世的本世紀的遙感衛(wèi)星影像，在衛(wèi)星遙感問世的20多年多年 分辨率已經有了飛快的提高，這里所說的分辨率指分辨率已經有了飛快的提高，這里所說的分辨率指 空間分辨率、光譜分辨率和時間分辨率?？臻g分辨率、光譜分辨率和時間分辨率。 n空間分辨率空間分辨率指影像上所能看到的地面最小目標尺寸，指影像上所能看到的地面最小目標尺寸， 用像元在地面的大小來表示。從遙感形成之初的用像元在地面的大

8、小來表示。從遙感形成之初的80 米，已提高到米，已提高到30米，米，10米，米，5.8米，乃至米，乃至2米，軍用米，軍用 甚至可達到甚至可達到10cm。 n到下一世紀獲取到下一世紀獲取1m或優(yōu)于或優(yōu)于1m的空間分辨率影像將的空間分辨率影像將 會十分方便。會十分方便。 數字地球的技術基礎數字地球的技術基礎 n高分辨率衛(wèi)星影像高分辨率衛(wèi)星影像 n光譜分辨率光譜分辨率指成像的波段范圍，分得愈細，波段愈指成像的波段范圍，分得愈細，波段愈 多，光譜分辨率就愈高多，光譜分辨率就愈高 n現在的技術可以達到現在的技術可以達到56nm（納米）量級，（納米）量級，400多多 個波段個波段 n細分光譜可以提高自動區(qū)

9、分和識別目標性質和組成細分光譜可以提高自動區(qū)分和識別目標性質和組成 成分的能力成分的能力 數字地球的技術基礎數字地球的技術基礎 n高分辨率衛(wèi)星影像高分辨率衛(wèi)星影像 n時間分辨率時間分辨率指重訪周期的長短，目前一般對地觀測指重訪周期的長短，目前一般對地觀測 衛(wèi)星為衛(wèi)星為1525天的重訪周期。通過發(fā)射合理分布的天的重訪周期。通過發(fā)射合理分布的 衛(wèi)星星座可以衛(wèi)星星座可以35天觀測地球一次。天觀測地球一次。 n高分辨率衛(wèi)星遙感圖像在下一世紀將可以優(yōu)于高分辨率衛(wèi)星遙感圖像在下一世紀將可以優(yōu)于1米的米的 空間分辨率，每隔空間分辨率，每隔35天為人類提供反映地表動態(tài)天為人類提供反映地表動態(tài) 變化的詳實數據，

10、從而實現秀才不出門，能觀天下變化的詳實數據，從而實現秀才不出門，能觀天下 事的理想。事的理想。 數字地球的技術基礎數字地球的技術基礎 n空間信息技術與空間數據基礎設施空間信息技術與空間數據基礎設施 n空間信息是指與空間和地理分布有關的信息，經統(tǒng)空間信息是指與空間和地理分布有關的信息，經統(tǒng) 計，世界上的事情有計，世界上的事情有80%與空間分布有關，空間信與空間分布有關，空間信 息用于地球研究即為地理信息系統(tǒng)。息用于地球研究即為地理信息系統(tǒng)。 n為了滿足數字地球的要求，將影像數據庫、矢量圖為了滿足數字地球的要求，將影像數據庫、矢量圖 形庫和數字高程模型（形庫和數字高程模型（dem）三庫一體化管理的

11、）三庫一體化管理的 gis軟件和網絡軟件和網絡gps，將在下一世紀十分成熟和普，將在下一世紀十分成熟和普 及。從而可實現不同層次的互操作，一個及。從而可實現不同層次的互操作，一個gis應用應用 軟件產生的地理信息將被另一個軟件讀取。軟件產生的地理信息將被另一個軟件讀取。 數字地球的技術基礎數字地球的技術基礎 n空間信息技術與空間數據基礎設施空間信息技術與空間數據基礎設施 n當人們在數字地球上，進行處理、發(fā)布和查詢信息當人們在數字地球上，進行處理、發(fā)布和查詢信息 時，將會發(fā)現大量的信息都與地理空間位置有關。時，將會發(fā)現大量的信息都與地理空間位置有關。 n例如查詢兩城市之間的交通連接，查詢旅游景點

12、和例如查詢兩城市之間的交通連接，查詢旅游景點和 路線，購房時選擇價廉而又環(huán)境適宜的住宅等都需路線，購房時選擇價廉而又環(huán)境適宜的住宅等都需 要有地理空間參考。要有地理空間參考。 n由于尚未建立空間數據參考框架，致使目前在萬維由于尚未建立空間數據參考框架，致使目前在萬維 網上制作主頁時還不能輕易將有關的信息連接到地網上制作主頁時還不能輕易將有關的信息連接到地 理空間參考上。理空間參考上。 n因此，國家空間數據基礎設施是數字地球的基礎。因此，國家空間數據基礎設施是數字地球的基礎。 數字地球的技術基礎數字地球的技術基礎 n空間信息技術與空間數據基礎設施空間信息技術與空間數據基礎設施 n國家空間數據基礎

13、設施國家空間數據基礎設施主要包括空間數據協(xié)調管理主要包括空間數據協(xié)調管理 與分發(fā)體系和機構，空間數據交換網站、空間數據與分發(fā)體系和機構，空間數據交換網站、空間數據 交換標準及數字地球空間數據框架。交換標準及數字地球空間數據框架。 n這是美國克林頓總統(tǒng)在這是美國克林頓總統(tǒng)在1994年年4月以行政令下發(fā)的月以行政令下發(fā)的 任務，美國將于任務，美國將于2000年元月初步建成，我國也將在年元月初步建成，我國也將在 跨世紀之際，抓緊建立我國基于跨世紀之際，抓緊建立我國基于1:50000和和1:10000 比例尺的空間信息基礎設施。比例尺的空間信息基礎設施。 n歐洲、俄羅斯和亞太地區(qū)也都紛紛抓空間數據基礎

14、歐洲、俄羅斯和亞太地區(qū)也都紛紛抓空間數據基礎 設施。設施。 數字地球的技術基礎數字地球的技術基礎 n空間信息技術與空間數據基礎設施空間信息技術與空間數據基礎設施 n空間數據共享機制空間數據共享機制是使數字地球能夠運轉的關鍵之是使數字地球能夠運轉的關鍵之 一。只有共享才能發(fā)展，共享推動信息化，信息化一。只有共享才能發(fā)展，共享推動信息化，信息化 進一步推動共享。進一步推動共享。 n政府與民間的聯(lián)合共建政府與民間的聯(lián)合共建是實現共享原則的基本條件，是實現共享原則的基本條件， 因為任何國家的政府也不可能包攬整個信息化的建因為任何國家的政府也不可能包攬整個信息化的建 設。只有大聯(lián)合才能形成規(guī)模經濟的優(yōu)勢

15、，才能在設。只有大聯(lián)合才能形成規(guī)模經濟的優(yōu)勢，才能在 國際信息市場的激烈競爭中爭取主動。國際信息市場的激烈競爭中爭取主動。 數字地球的技術基礎數字地球的技術基礎 n大容量數據存貯及元數據大容量數據存貯及元數據 n美國美國nasa的行星地球計劃的行星地球計劃eosam1 99年上天，年上天， 每天將產生每天將產生1000gb（即（即1tb）的數據和信息）的數據和信息 n1米分辨率影像覆蓋廣東省，大約有米分辨率影像覆蓋廣東省，大約有1tb的數據，而的數據，而 廣東才是中國的廣東才是中國的1/53 n所以要建立起中國的數字地球，僅僅影像數據就有所以要建立起中國的數字地球，僅僅影像數據就有 53tb，

16、這還只是一個時刻的，多時相的動態(tài)數據，這還只是一個時刻的，多時相的動態(tài)數據， 其容量就更大了。其容量就更大了。 數字地球的技術基礎數字地球的技術基礎 n大容量數據存貯及元數據大容量數據存貯及元數據 n目前美國的目前美國的nasa和和noaa已著手建立用原型并行已著手建立用原型并行 機管理的可存貯機管理的可存貯1800tm的數據中心，數據盤帶的的數據中心，數據盤帶的 查找由機器手自動而快速地完成。查找由機器手自動而快速地完成。 n另一方面，為了在海量數據中迅速找到需要的數據，另一方面，為了在海量數據中迅速找到需要的數據， 元數據（元數據（metadata）庫的建設是非常必要的，它是）庫的建設是非

17、常必要的，它是 關于數據的數據，通過它可以了解有關數據的名稱、關于數據的數據，通過它可以了解有關數據的名稱、 位置、屬性等信息，從而大大減少用戶尋找所需數位置、屬性等信息，從而大大減少用戶尋找所需數 據的時間。據的時間。 數字地球的技術基礎數字地球的技術基礎 n科學計算科學計算 n地球是一個復雜的巨系統(tǒng)，地球上發(fā)生的許多事件，地球是一個復雜的巨系統(tǒng)，地球上發(fā)生的許多事件， 變化和過程又十分復雜而呈非線性特征，時間和空變化和過程又十分復雜而呈非線性特征，時間和空 間的跨度變化大小不等，差別很大間的跨度變化大小不等，差別很大 n只有利用高速計算機，我們今日和跨世紀的未來，只有利用高速計算機，我們今

18、日和跨世紀的未來， 才有能力來模擬一些不能觀測到的現象。才有能力來模擬一些不能觀測到的現象。 數字地球的技術基礎數字地球的技術基礎 n科學計算科學計算 n利用數據挖掘（利用數據挖掘（data mining）技術，我們將能夠）技術，我們將能夠 更好地認識和分析所觀測到的海量數據，從中找出更好地認識和分析所觀測到的海量數據，從中找出 規(guī)律和知識。規(guī)律和知識。 n科學計算將使我們突破實驗和理論科學的限制，建科學計算將使我們突破實驗和理論科學的限制，建 模和模擬可以使我們能更加深入地探索所搜集到的模和模擬可以使我們能更加深入地探索所搜集到的 有關我們星球的數據。有關我們星球的數據。 數字地球的技術基礎

19、數字地球的技術基礎 n可視化和虛擬現實技術可視化和虛擬現實技術 n可視化是實現數字地球與人交互的窗口和工具，沒可視化是實現數字地球與人交互的窗口和工具，沒 有可視化技術，計算機中的一堆數字是無任何意義有可視化技術，計算機中的一堆數字是無任何意義 的。的。 n數字地球的一個顯著的技術特點是虛擬現實技術。數字地球的一個顯著的技術特點是虛擬現實技術。 n建立了數字地球以后，用戶戴上顯示頭盔，就可以建立了數字地球以后，用戶戴上顯示頭盔，就可以 看見地球從太空中出現，使用看見地球從太空中出現，使用“用戶界面用戶界面”的開窗的開窗 放大數字圖像；隨著分辨率的不斷提高，他看見了放大數字圖像；隨著分辨率的不斷

20、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、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；樹木和其它天然和人造景觀； 數字地球的技術基礎數字地球的技術基礎 n可視化和虛擬現實技術可視化和虛擬現實技術 n虛擬現實技術為人類觀察自然，欣賞景觀，了解實虛擬現實技術為人類觀察自然，欣賞景觀，了解實 體提供了身臨其境的感覺。體提供了身臨其境的感覺。 n最近幾年，虛擬現實技術發(fā)展很快。虛擬現實造型最近幾年，虛擬現實技術發(fā)展很快。虛擬現實造型 語言（語言（vrml）是一種面向）是一種面向web、面向對象的三維、面向對象的三維 造型語言，而且它是一種解釋性語言。造

21、型語言，而且它是一種解釋性語言。 n它不僅支持數據和過程的三維表示，而且能使用戶它不僅支持數據和過程的三維表示，而且能使用戶 走進視聽效果逼真的虛擬世界，從而實現數字地球走進視聽效果逼真的虛擬世界，從而實現數字地球 的表示以及通過數字地球實現對各種地球現象的研的表示以及通過數字地球實現對各種地球現象的研 究和人們的日常應用。究和人們的日常應用。 數字地球中的數字地球中的“ “三三s”技術技術 n數字地球的核心是地球空間信息科學，地球空數字地球的核心是地球空間信息科學，地球空 間信息科學的技術體系中最基礎和基本的技術間信息科學的技術體系中最基礎和基本的技術 核心是核心是“三三s”s”技術及其集成

22、。技術及其集成。 n所謂所謂“三三s”s”是全球定位系統(tǒng)（是全球定位系統(tǒng)（gpsgps）、地理信）、地理信 息系統(tǒng)（息系統(tǒng)（gisgis）和遙感（）和遙感（rsrs）的統(tǒng)稱。）的統(tǒng)稱。 n沒有沒有“三三s”s”技術的發(fā)展，現實變化中的地球技術的發(fā)展，現實變化中的地球 是不可能以數字的方式進入計算機網絡系統(tǒng)的。是不可能以數字的方式進入計算機網絡系統(tǒng)的。 數字地球中的數字地球中的“ “三三s”技術技術 n空間定位空間定位(gps)技術技術 ngps作為一種全新的現代定位方法，已逐漸在越來作為一種全新的現代定位方法，已逐漸在越來 越多的領域取代了常規(guī)光學和電子儀器。越多的領域取代了常規(guī)光學和電子儀器

23、。 n80年代以來，尤其是年代以來，尤其是90年代以來，年代以來，gps衛(wèi)星定位和衛(wèi)星定位和 導航技術與現代通信技術相結合，在空間定位技術導航技術與現代通信技術相結合，在空間定位技術 方面引起了革命性的變化。方面引起了革命性的變化。 數字地球中的數字地球中的“ “三三s”技術技術 n空間定位空間定位(gps)技術技術 n用用gps同時測定三維坐標的方法將測繪定位技術從同時測定三維坐標的方法將測繪定位技術從 陸地和近海擴展到整個海洋和外層空間，從靜態(tài)擴陸地和近海擴展到整個海洋和外層空間，從靜態(tài)擴 展到動態(tài)，從單點定位擴展到局部與廣域差分，從展到動態(tài)，從單點定位擴展到局部與廣域差分，從 事后處理擴

24、展到實時事后處理擴展到實時(準實時準實時)定位與導航，絕對和定位與導航，絕對和 相對精度擴展到米級、厘米級乃至亞毫米級，從而相對精度擴展到米級、厘米級乃至亞毫米級，從而 大大拓寬它的應用范圍和在各行各業(yè)中的作用。大大拓寬它的應用范圍和在各行各業(yè)中的作用。 n不久的將來，人人可以戴上不久的將來，人人可以戴上gps手表，加上移動電手表，加上移動電 話，人的活動就可以自動進入數字地球中去。話，人的活動就可以自動進入數字地球中去。 數字地球中的數字地球中的“ “三三s”技術技術 n航空航天遙感航空航天遙感(rs)技術技術 n當代遙感的發(fā)展主要表現在它的多傳感器、高分辨當代遙感的發(fā)展主要表現在它的多傳感

25、器、高分辨 率和多時相特征率和多時相特征 n1) 多傳感器技術。多傳感器技術。當代遙感技術已能全面覆蓋大氣當代遙感技術已能全面覆蓋大氣 窗口的所有部分。光學遙感可包含可見光、近紅外窗口的所有部分。光學遙感可包含可見光、近紅外 和短波紅外區(qū)域。熱紅外遙感的波長可從和短波紅外區(qū)域。熱紅外遙感的波長可從814mm， 微波遙感觀測目標物電磁波的輻射和散射，分被動微波遙感觀測目標物電磁波的輻射和散射，分被動 微 波 遙 感 和 主 動 微 波 遙 感 ， 波 長 范 圍 為微 波 遙 感 和 主 動 微 波 遙 感 ， 波 長 范 圍 為 1mm100cm。 數字地球中的數字地球中的“ “三三s”技術技

26、術 n航空航天遙感航空航天遙感(rs)技術技術 n2) 遙感的高分辨率特點。遙感的高分辨率特點。全面體現在空間分辨率、全面體現在空間分辨率、 光譜分辨率和溫度分辨率三個方面光譜分辨率和溫度分辨率三個方面 n長線陣長線陣ccd成像掃描儀可以達到成像掃描儀可以達到12m的空間分辨的空間分辨 率率 n成像光譜儀的光譜細分可以達到成像光譜儀的光譜細分可以達到56nm的水平的水平 n熱紅外輻射計的溫度分辨率可從熱紅外輻射計的溫度分辨率可從0.5k提高到提高到0.3k乃乃 至至0.1k。 數字地球中的數字地球中的“ “三三s”技術技術 n航空航天遙感航空航天遙感(rs)技術技術 n3) 遙感的多時相特征。

27、遙感的多時相特征。隨著小衛(wèi)星群計劃的推行，隨著小衛(wèi)星群計劃的推行， 可以用多顆小衛(wèi)星，實現每可以用多顆小衛(wèi)星，實現每23天對地表重復一次天對地表重復一次 采樣，獲得高分辨率成像光譜儀數據采樣，獲得高分辨率成像光譜儀數據 n多波段、多極化方式的雷達衛(wèi)星，將能解決陰雨多多波段、多極化方式的雷達衛(wèi)星，將能解決陰雨多 霧情況下的全天候和全天時對地觀測霧情況下的全天候和全天時對地觀測 n通過衛(wèi)星遙感與機載和車載遙感技術的有機結合，通過衛(wèi)星遙感與機載和車載遙感技術的有機結合， 是實現多時相遙感數據獲取的有力保證。是實現多時相遙感數據獲取的有力保證。 數字地球中的數字地球中的“ “三三s”技術技術 n航空航

28、天遙感航空航天遙感(rs)技術技術 n遙感信息的應用分析已從單一遙感資料向多時相、遙感信息的應用分析已從單一遙感資料向多時相、 多數據源的融合與分析，從靜態(tài)分析向動態(tài)監(jiān)測過多數據源的融合與分析，從靜態(tài)分析向動態(tài)監(jiān)測過 渡，從對資源與環(huán)境的定性調查向計算機輔助的定渡，從對資源與環(huán)境的定性調查向計算機輔助的定 量自動制圖過渡，從對各種現象的表面描述向軟件量自動制圖過渡，從對各種現象的表面描述向軟件 分析和計量探索過渡。分析和計量探索過渡。 n近年來，由于航空遙感具有的快速機動性和高分辨近年來，由于航空遙感具有的快速機動性和高分辨 率的顯著特點使之成為遙感發(fā)展的重要方面。率的顯著特點使之成為遙感發(fā)展

29、的重要方面。 數字地球中的數字地球中的“ “三三s”技術技術 n地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)(gis)技術技術 n隨著隨著“數字地球數字地球”這一概念的提出和人們對它的認這一概念的提出和人們對它的認 識的不斷加深，識的不斷加深，從二維向多維動態(tài)從二維向多維動態(tài)以及以及網絡方向網絡方向發(fā)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)展和諸多領域的迫切需要如資源、環(huán)境、系統(tǒng)理論發(fā)展和諸多領域的迫切需要如資源、環(huán)境、 城市等。城市等。 n在技術發(fā)展方面，一個發(fā)展是基于在技術發(fā)展方面，一個發(fā)展是基于client/server結結 構，即用戶可在其終

30、端上調用在服務器上的數據和構，即用戶可在其終端上調用在服務器上的數據和 程序。程序。 數字地球中的數字地球中的“ “三三s”技術技術 n地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)(gis)技術技術 n另一個發(fā)展是通過互聯(lián)網絡發(fā)展另一個發(fā)展是通過互聯(lián)網絡發(fā)展internet gis或或 web-gis，可以實現遠程尋找所需要的各種地理空，可以實現遠程尋找所需要的各種地理空 間數據，包括圖形和圖像，而且可以進行各種地理間數據，包括圖形和圖像，而且可以進行各種地理 空間分析，這種發(fā)展是通過現代通訊技術使空間分析，這種發(fā)展是通過現代通訊技術使gis進進 一步與信息高速公路相接軌。一步與信息高速公路相接軌。 n另一個發(fā)展

31、方向，則是數據挖掘（另一個發(fā)展方向，則是數據挖掘（data mining），）， 從空間數據庫中自動發(fā)現知識，用來支持遙感解譯從空間數據庫中自動發(fā)現知識，用來支持遙感解譯 自動化和自動化和gis空間分析的智能化?？臻g分析的智能化。 數字地球應用數字地球應用 n在人類所接觸到的信息中有在人類所接觸到的信息中有80%與地理位置和空間分與地理位置和空間分 布有關，地球空間信息是信息高速公路上的貨和車。布有關，地球空間信息是信息高速公路上的貨和車。 n數字地球不僅包括高分辨率的地球衛(wèi)星圖像，還包括數字地球不僅包括高分辨率的地球衛(wèi)星圖像，還包括 數字地圖，以及經濟、社會和人口等方面的信息，它數字地圖，以

32、及經濟、社會和人口等方面的信息，它 的應用正如戈爾副總統(tǒng)在報告中提到的有時會因為我的應用正如戈爾副總統(tǒng)在報告中提到的有時會因為我 們的想象力而受到限制，們的想象力而受到限制， n換句話說，數字地球的應用在很大程度上超出我們的換句話說，數字地球的應用在很大程度上超出我們的 想象，可以樂觀地說下一世紀中，數字地球將進入千想象，可以樂觀地說下一世紀中，數字地球將進入千 家萬戶和各行各業(yè)。家萬戶和各行各業(yè)。 數字地球應用數字地球應用 n數字地球對全球變化與社會可持續(xù)發(fā)展的作用數字地球對全球變化與社會可持續(xù)發(fā)展的作用 n全球變化與社會可持續(xù)發(fā)展已成為當今世界人們關全球變化與社會可持續(xù)發(fā)展已成為當今世界人

33、們關 注的重要問題，數字化表示的地球為我們研究這一注的重要問題，數字化表示的地球為我們研究這一 問題提供了非常有利的條件。問題提供了非常有利的條件。 n在計算機中利用數字地球可以對全球變化的過程、在計算機中利用數字地球可以對全球變化的過程、 規(guī)律、影響以及對策進行各種模擬和仿真，從而提規(guī)律、影響以及對策進行各種模擬和仿真，從而提 高人類應付全球變化的能力。高人類應付全球變化的能力。 數字地球應用數字地球應用 n數字地球對全球變化與社會可持續(xù)發(fā)展的作用數字地球對全球變化與社會可持續(xù)發(fā)展的作用 n數字地球可以廣泛地應用于對全球氣候變化，海平數字地球可以廣泛地應用于對全球氣候變化，海平 面變化，荒漠

34、化，生態(tài)與環(huán)境變化，土地利用變化面變化，荒漠化，生態(tài)與環(huán)境變化，土地利用變化 的監(jiān)測。的監(jiān)測。 n與此同時，利用數字地球，還可以對社會可持續(xù)發(fā)與此同時，利用數字地球，還可以對社會可持續(xù)發(fā) 展的許多問題進行綜合分析與預測展的許多問題進行綜合分析與預測 n如：自然資源與經濟發(fā)展，人口增長與社會發(fā)展，如：自然資源與經濟發(fā)展，人口增長與社會發(fā)展， 災害預測與防御等。災害預測與防御等。 數字地球應用數字地球應用 n數字地球對全球變化與社會可持續(xù)發(fā)展的作用數字地球對全球變化與社會可持續(xù)發(fā)展的作用 n我國經過二十年的高速發(fā)展，資源與環(huán)境的矛盾越我國經過二十年的高速發(fā)展，資源與環(huán)境的矛盾越 來越突出。洪災，黃

35、河斷流，耕地減少，荒漠化加來越突出。洪災，黃河斷流，耕地減少，荒漠化加 劇，已經引起了社會各界的廣泛關注。劇，已經引起了社會各界的廣泛關注。 n必須采取有效措施，從宏觀的角度加強土地資源和必須采取有效措施，從宏觀的角度加強土地資源和 水資源的監(jiān)測和保護，加強自然災害特別是洪澇災水資源的監(jiān)測和保護，加強自然災害特別是洪澇災 害的預測、監(jiān)測和防御，避免第三世界國家和一些害的預測、監(jiān)測和防御，避免第三世界國家和一些 發(fā)達國家發(fā)展過程中走過的彎路。發(fā)達國家發(fā)展過程中走過的彎路。 n數字地球在這方面可以發(fā)揮更大的作用。數字地球在這方面可以發(fā)揮更大的作用。 數字地球應用數字地球應用 n數字地球對社會經濟和

36、生活的影響數字地球對社會經濟和生活的影響 n數字地球將容納大量行業(yè)部門、企業(yè)和私人添加的數字地球將容納大量行業(yè)部門、企業(yè)和私人添加的 信息，進行大量數據在空間和時間分布上的研究和信息，進行大量數據在空間和時間分布上的研究和 分析。分析。 n例如國家基礎設施建設的規(guī)劃，全國鐵路、交通運例如國家基礎設施建設的規(guī)劃，全國鐵路、交通運 輸的規(guī)劃，城市發(fā)展的規(guī)劃，海岸帶開發(fā)，西部開輸的規(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，房地產公司可以將房地發(fā)。從貼近人們的生活看，房地產公司可以將房地 產信息鏈接到數字地球上；旅游公司可以將酒店、產信息鏈接到數字地球上；旅游公司可以將酒店、

37、旅游景點，包括它們的風景照片和錄象放入這個公旅游景點，包括它們的風景照片和錄象放入這個公 用的數字地球上；用的數字地球上； 數字地球應用數字地球應用 n數字地球對社會經濟和生活的影響數字地球對社會經濟和生活的影響 n世界著名的博物館和圖書館可以將其收藏以圖像、世界著名的博物館和圖書館可以將其收藏以圖像、 聲音、文字形式放入數字地球中；聲音、文字形式放入數字地球中； n甚至商店也可以將貨架上的商店制作成多媒體或虛甚至商店也可以將貨架上的商店制作成多媒體或虛 擬產品放入數字地球中，讓用戶任意挑選。擬產品放入數字地球中，讓用戶任意挑選。 n另外在相關技術研究和基礎設施方面也將會起推動另外在相關技術研

38、究和基礎設施方面也將會起推動 作用。作用。 n因此，數字地球進程的推進必將對社會經濟發(fā)展與因此，數字地球進程的推進必將對社會經濟發(fā)展與 人民生活產生巨大的影響。人民生活產生巨大的影響。 數字地球應用數字地球應用 n數字地球對社會經濟和生活的影響數字地球對社會經濟和生活的影響 n世界著名的博物館和圖書館可以將其收藏以圖像、世界著名的博物館和圖書館可以將其收藏以圖像、 聲音、文字形式放入數字地球中；聲音、文字形式放入數字地球中； n甚至商店也可以將貨架上的商店制作成多媒體或虛甚至商店也可以將貨架上的商店制作成多媒體或虛 擬產品放入數字地球中，讓用戶任意挑選。擬產品放入數字地球中，讓用戶任意挑選。

39、n另外在相關技術研究和基礎設施方面也將會起推動另外在相關技術研究和基礎設施方面也將會起推動 作用。作用。 n因此，數字地球進程的推進必將對社會經濟發(fā)展與因此，數字地球進程的推進必將對社會經濟發(fā)展與 人民生活產生巨大的影響。人民生活產生巨大的影響。 數字地球應用數字地球應用 n數字地球與精細農業(yè)數字地球與精細農業(yè) n下一世紀農業(yè)要走節(jié)約化的道路，實現節(jié)水農業(yè)、下一世紀農業(yè)要走節(jié)約化的道路，實現節(jié)水農業(yè)、 優(yōu)質高產無污染農業(yè)。這就要依托數字地球，每隔優(yōu)質高產無污染農業(yè)。這就要依托數字地球，每隔 35天給農民送去他們的莊稼地的高分辨率衛(wèi)星影天給農民送去他們的莊稼地的高分辨率衛(wèi)星影 像，農民在計算機網

40、絡終端上可以從影像圖中獲得像，農民在計算機網絡終端上可以從影像圖中獲得 他的農田的長勢征兆，通過他的農田的長勢征兆，通過gis作分析，制定出行作分析，制定出行 動計劃，然后在車載動計劃，然后在車載gps和電子地圖指引下，實施和電子地圖指引下，實施 農田作業(yè)，及時地預防病蟲害，把殺蟲劑、化肥和農田作業(yè)，及時地預防病蟲害，把殺蟲劑、化肥和 水用到必須用的地方，而不致使化學殘留物污染土水用到必須用的地方，而不致使化學殘留物污染土 地、糧食和種子，實現真正的綠色農業(yè)。地、糧食和種子，實現真正的綠色農業(yè)。 數字地球應用數字地球應用 n數字地球與智能化交通數字地球與智能化交通 n智能運輸系統(tǒng)是基于數字地球

41、建立國家和省市、自智能運輸系統(tǒng)是基于數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、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)，并將先進的信息交通安全以及高速公路監(jiān)控系統(tǒng)，并將先進的信息 技術、數據通訊傳輸技術、電子傳感技術、電子控技術、數據通訊傳輸技術、電子傳感技術、電子控 制技術以及計算機處理技術等有效地集成運用于整制技術以及計算機處理技術等有效地集成運用于整 個地面運輸管理體系，而建立起的一種在大范圍內、個地面運輸管理體系，而建立起的一種在大范圍內、 全方位發(fā)揮作用的，實時、準確、高效的綜合運輸全方位發(fā)揮作用的，實時、準確、高效的綜

42、合運輸 和管理系統(tǒng)，實現運輸工具在道路上的運行功能智和管理系統(tǒng)，實現運輸工具在道路上的運行功能智 能化。能化。 數字地球應用數字地球應用 n數字地球與智能化交通數字地球與智能化交通 n具體地說，該系統(tǒng)將采集到的各種道路交通及服務具體地說，該系統(tǒng)將采集到的各種道路交通及服務 信息經交通管理中心集中處理后，傳輸到公路運輸信息經交通管理中心集中處理后，傳輸到公路運輸 系統(tǒng)的各個用戶，出行者可實時選擇交通方式和交系統(tǒng)的各個用戶，出行者可實時選擇交通方式和交 通路線；通路線； n交通管理部門可自動進行合理的交通疏導、控制和交通管理部門可自動進行合理的交通疏導、控制和 事故處理；運輸部門可隨時掌握車輛的運行情況，事故處理；運輸部門可隨時掌握車輛的運行情況， 進行合理調度。進行合理調度。 n從而，使路網上的交通流運行處于最佳狀態(tài)，改善從而，使路網上的交通流運行處于最佳狀態(tài)，改善 交通擁擠和阻塞，最大限度地提高路網的通行能力，交通擁擠和阻塞，最大限度地提高路網的通行能力， 提高整個公路運輸系統(tǒng)的