數(shù)字地球與3S技術(shù)--考試稿

1、農(nóng)業(yè)社會是資源經(jīng)濟(jì)農(nóng)業(yè)社會是資源經(jīng)濟(jì)，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。源，人力資源等）誰就主宰世界。工業(yè)社會是資本經(jīng)濟(jì)工業(yè)社會是資本經(jīng)濟(jì)，誰擁有資本誰就主宰，誰擁有資本誰就主宰社會。社會。到了到了2121世紀(jì)人類將進(jìn)入世紀(jì)人類將進(jìn)入信息社會信息社會，誰擁有知，誰擁有知識，誰就主宰世界，稱之為識，誰就主宰世界，稱之為知識經(jīng)濟(jì)知識經(jīng)濟(jì)。19981998年江澤民總書記在接見兩院院士代表時的講話年江澤民總書記在接見兩院院士代表時的講話中指出：中指出：“當(dāng)今世界，以信息技術(shù)為主要標(biāo)志的科當(dāng)今世界，以信息技術(shù)為主要標(biāo)志的科技進(jìn)步日新月異，高科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化技進(jìn)

2、步日新月異，高科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化越來越快，初見端倪的知識經(jīng)濟(jì)預(yù)示人類的經(jīng)濟(jì)社越來越快，初見端倪的知識經(jīng)濟(jì)預(yù)示人類的經(jīng)濟(jì)社會生活將發(fā)生新的巨大變化。會生活將發(fā)生新的巨大變化。”美國前副總統(tǒng)戈?duì)栍诿绹案笨偨y(tǒng)戈?duì)栍?9981998年年1 1月月3131日在日在“數(shù)字地球數(shù)字地球認(rèn)識認(rèn)識2121世紀(jì)我們這顆星球世紀(jì)我們這顆星球”的報(bào)告中提出了一個的報(bào)告中提出了一個通俗易讀的概念，即通俗易讀的概念，即“數(shù)字地球數(shù)字地球”?！皵?shù)字地球數(shù)字地球”勾繪出了信息時代人類在地球上生存、勾繪出了信息時代人類在地球上生存、工作、學(xué)習(xí)和生活的時代特征。工作、學(xué)習(xí)和生活的時代特征。通俗地講，就是用數(shù)字的方法將地

3、球、地球上的活通俗地講，就是用數(shù)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(shí)現(xiàn)在動及整個地球環(huán)境的時空變化裝入電腦中，實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上的流通，并使之最大限度地為人類的生存、網(wǎng)絡(luò)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(xué)習(xí)、生活、娛樂服務(wù)。可持續(xù)發(fā)展和日常的工作、學(xué)習(xí)、生活、娛樂服務(wù)。嚴(yán)格地講，數(shù)字地球是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)嚴(yán)格地講，數(shù)字地球是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲技術(shù)為基礎(chǔ)，以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶運(yùn)用和大規(guī)模存儲技術(shù)為基礎(chǔ)，以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶運(yùn)用海量地球信息對地球進(jìn)行多分辨率、多尺度、多時海量地球信息對地球進(jìn)行多分辨率、多尺度、多時相和多種類

4、的三維描述，并利用它作為工具來支持相和多種類的三維描述，并利用它作為工具來支持和改善人類活動和生活質(zhì)量。和改善人類活動和生活質(zhì)量。數(shù)字地球的特征與性質(zhì) 數(shù)字地球的學(xué)科性質(zhì)：數(shù)字地球的學(xué)科性質(zhì)：數(shù)字地球是由地球系統(tǒng)科學(xué)與信息科學(xué)技術(shù)高度綜合的學(xué)科，使位于兩者之間的邊緣學(xué)科。 數(shù)字地球的研究對象：數(shù)字地球的研究對象：是與地球有關(guān)的信息理論、信息技術(shù)及信息應(yīng)用模型。 數(shù)字地球的研究方法：數(shù)字地球的研究方法：側(cè)重運(yùn)用現(xiàn)代信信息技術(shù)，包括遙感、遙測、數(shù)據(jù)庫和信息系統(tǒng)、寬帶網(wǎng)及仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的綜合，包括信息化的全部過程。 數(shù)字地球的特色：數(shù)字地球的特色：為地球科學(xué)的知識創(chuàng)新與理論深化研究開創(chuàng)了實(shí)踐條件

5、，為信息科學(xué)技術(shù)的研究和開發(fā)提供了科學(xué)實(shí)驗(yàn)基地。 數(shù)字地球的服務(wù)對象：為全球、全國、城市、區(qū)域、資源環(huán)境、社會、經(jīng)濟(jì)、減災(zāi)、可持續(xù)發(fā)展、科技與教育、行政及管理等開展全面性的服務(wù)。 什么是數(shù)字省區(qū)？什么是數(shù)字省區(qū)？ 以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲技以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲技術(shù)為基礎(chǔ)，以高速寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶，以多比術(shù)為基礎(chǔ)，以高速寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶，以多比例尺空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施為框架，將全省區(qū)及例尺空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施為框架，將全省區(qū)及所屬各城鎮(zhèn)的各種自然環(huán)境、社會、人文、所屬各城鎮(zhèn)的各種自然環(huán)境、社會、人文、政治、經(jīng)濟(jì)的有關(guān)信息數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)其在網(wǎng)政治、經(jīng)濟(jì)的有關(guān)信息數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)其在網(wǎng)上的流

6、通，以最大限度地促進(jìn)全省區(qū)經(jīng)濟(jì)的上的流通，以最大限度地促進(jìn)全省區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和不斷提高人民的生活質(zhì)量發(fā)展和不斷提高人民的生活質(zhì)量 什么是數(shù)碼城市？什么是數(shù)碼城市？ 數(shù)碼城市是數(shù)字地球的重要組成部分?jǐn)?shù)碼城市是數(shù)字地球的重要組成部分 數(shù)碼城市是賽博空間的一個子集數(shù)碼城市是賽博空間的一個子集 數(shù)碼城市是城市地理信息和其他城市信息相結(jié)合數(shù)碼城市是城市地理信息和其他城市信息相結(jié)合并存儲在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的能供遠(yuǎn)程用戶訪問的一并存儲在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的能供遠(yuǎn)程用戶訪問的一個新的將各個城市和城市外的空間連在一起的虛個新的將各個城市和城市外的空間連在一起的虛擬空間擬空間 數(shù)字化戰(zhàn)爭，就是數(shù)字化部隊(duì)在數(shù)字化戰(zhàn)場進(jìn)行數(shù)字化

7、戰(zhàn)爭，就是數(shù)字化部隊(duì)在數(shù)字化戰(zhàn)場進(jìn)行的信息戰(zhàn)。它是以信息為主要手段，以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的信息戰(zhàn)。它是以信息為主要手段，以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的戰(zhàn)爭，是信息戰(zhàn)的一種形式。其特點(diǎn)是信息裝備數(shù)字的戰(zhàn)爭，是信息戰(zhàn)的一種形式。其特點(diǎn)是信息裝備數(shù)字化、指揮控制體系網(wǎng)絡(luò)化、戰(zhàn)場管理一體化、武器裝備化、指揮控制體系網(wǎng)絡(luò)化、戰(zhàn)場管理一體化、武器裝備智能化、作戰(zhàn)人員知識化和專業(yè)化。智能化、作戰(zhàn)人員知識化和專業(yè)化。 所謂數(shù)字化部隊(duì)，即以數(shù)字化技術(shù)、電子信息裝所謂數(shù)字化部隊(duì)，即以數(shù)字化技術(shù)、電子信息裝備和作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)以及智能化武器裝備為基礎(chǔ)，具有通備和作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)以及智能化武器裝備為基礎(chǔ)，具有通訊、定位、情報(bào)獲取和處理、數(shù)據(jù)

8、存儲與管理、戰(zhàn)場態(tài)訊、定位、情報(bào)獲取和處理、數(shù)據(jù)存儲與管理、戰(zhàn)場態(tài)勢評估、作戰(zhàn)評估與優(yōu)化、指揮控制、圖形分析等能力勢評估、作戰(zhàn)評估與優(yōu)化、指揮控制、圖形分析等能力，實(shí)現(xiàn)指揮控制、情報(bào)偵察、預(yù)警探測、通訊和電子對，實(shí)現(xiàn)指揮控制、情報(bào)偵察、預(yù)警探測、通訊和電子對抗一體化，適應(yīng)未來信息作戰(zhàn)要求的新一代作戰(zhàn)部隊(duì)?？挂惑w化，適應(yīng)未來信息作戰(zhàn)要求的新一代作戰(zhàn)部隊(duì)。 數(shù)字化戰(zhàn)爭數(shù)字化戰(zhàn)爭 數(shù)字化戰(zhàn)場則是數(shù)字化部隊(duì)實(shí)施作戰(zhàn)的重要依托。數(shù)字化戰(zhàn)場則是數(shù)字化部隊(duì)實(shí)施作戰(zhàn)的重要依托。所謂數(shù)字化戰(zhàn)場，就是以數(shù)字化信息為基礎(chǔ)，以戰(zhàn)場通所謂數(shù)字化戰(zhàn)場，就是以數(shù)字化信息為基礎(chǔ)，以戰(zhàn)場通訊系統(tǒng)為支撐，實(shí)現(xiàn)信息收集、傳輸、處理

9、自動化，網(wǎng)訊系統(tǒng)為支撐，實(shí)現(xiàn)信息收集、傳輸、處理自動化，網(wǎng)絡(luò)一體化的信息化戰(zhàn)場。絡(luò)一體化的信息化戰(zhàn)場。 在未來的數(shù)字化戰(zhàn)場上，還要求士兵與數(shù)字化戰(zhàn)場在未來的數(shù)字化戰(zhàn)場上，還要求士兵與數(shù)字化戰(zhàn)場完全一體化，數(shù)字化部隊(duì)的士兵們將裝備一套士兵系統(tǒng)完全一體化，數(shù)字化部隊(duì)的士兵們將裝備一套士兵系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一種頭盔和衣服連為一體的服裝，這種服，該系統(tǒng)包括一種頭盔和衣服連為一體的服裝，這種服裝可根據(jù)環(huán)境變換色彩以提供偽裝，可根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l裝可根據(jù)環(huán)境變換色彩以提供偽裝，可根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件提供適宜溫度，可抵御核武器、生物武器和化學(xué)武器件提供適宜溫度，可抵御核武器、生物武器和化學(xué)武器的侵襲。頭盔上的護(hù)目鏡可

10、以接受指揮官的命令，可以的侵襲。頭盔上的護(hù)目鏡可以接受指揮官的命令，可以閱讀地圖，可以夜視，還可以接受同伴得到的情報(bào)和其閱讀地圖，可以夜視，還可以接受同伴得到的情報(bào)和其他與所執(zhí)行的任務(wù)有關(guān)的第一手地理信息資料。他與所執(zhí)行的任務(wù)有關(guān)的第一手地理信息資料。數(shù)字化戰(zhàn)爭數(shù)字化戰(zhàn)爭 頭盔里有小的顯示儀或熱敏成像照相機(jī)，可以實(shí)時獲頭盔里有小的顯示儀或熱敏成像照相機(jī)，可以實(shí)時獲取、顯示和傳送其所在位置的信息，包括地形和敵方目標(biāo)取、顯示和傳送其所在位置的信息，包括地形和敵方目標(biāo)位置，而且還可看穿偽裝，而他的數(shù)字化羅盤可指示他的位置，而且還可看穿偽裝，而他的數(shù)字化羅盤可指示他的去向。士兵系統(tǒng)還包括一個單兵出擊戰(zhàn)

11、斗武器，并帶有熱去向。士兵系統(tǒng)還包括一個單兵出擊戰(zhàn)斗武器，并帶有熱成像儀、激光取景器和數(shù)字指南針，用來檢測目標(biāo)，當(dāng)檢成像儀、激光取景器和數(shù)字指南針，用來檢測目標(biāo)，當(dāng)檢測到的目標(biāo)超出其武器射程時，則可移交目標(biāo)，通過預(yù)先測到的目標(biāo)超出其武器射程時，則可移交目標(biāo)，通過預(yù)先格式化的消息告訴計(jì)算機(jī)，發(fā)送指令消滅特定目標(biāo)。格式化的消息告訴計(jì)算機(jī)，發(fā)送指令消滅特定目標(biāo)。 數(shù)字化戰(zhàn)爭以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為支柱，利用數(shù)字通訊進(jìn)行數(shù)字化戰(zhàn)爭以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為支柱，利用數(shù)字通訊進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，把作戰(zhàn)指揮機(jī)關(guān)與各級作戰(zhàn)部隊(duì)乃至武器裝備、單聯(lián)網(wǎng)，把作戰(zhàn)指揮機(jī)關(guān)與各級作戰(zhàn)部隊(duì)乃至武器裝備、單兵有機(jī)地連成一體；把語音、文字、圖像等不同類型的

12、戰(zhàn)兵有機(jī)地連成一體；把語音、文字、圖像等不同類型的戰(zhàn)場信息、作戰(zhàn)方案和作戰(zhàn)計(jì)劃等采用數(shù)字編碼技術(shù)的方式場信息、作戰(zhàn)方案和作戰(zhàn)計(jì)劃等采用數(shù)字編碼技術(shù)的方式，實(shí)現(xiàn)無阻礙、快捷、準(zhǔn)確的傳遞。，實(shí)現(xiàn)無阻礙、快捷、準(zhǔn)確的傳遞。數(shù)字化戰(zhàn)爭數(shù)字化戰(zhàn)爭 數(shù)字地球技術(shù)使軍事監(jiān)控的距離增大了。一體化數(shù)字地球技術(shù)使軍事監(jiān)控的距離增大了。一體化的數(shù)字化偵察、監(jiān)控技術(shù)裝備和通信指揮系統(tǒng)可在全的數(shù)字化偵察、監(jiān)控技術(shù)裝備和通信指揮系統(tǒng)可在全球范圍內(nèi)進(jìn)行，并覆蓋全戰(zhàn)場。例如，地面監(jiān)控系統(tǒng)球范圍內(nèi)進(jìn)行，并覆蓋全戰(zhàn)場。例如，地面監(jiān)控系統(tǒng)縱深可達(dá)縱深可達(dá)150公里，衛(wèi)星監(jiān)控可覆蓋幾百萬平方公里公里，衛(wèi)星監(jiān)控可覆蓋幾百萬平方公里 數(shù)

13、字地球技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)不間斷、滾動式軍事監(jiān)數(shù)字地球技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)不間斷、滾動式軍事監(jiān)控。數(shù)字地球技術(shù)能夠把不同軍事監(jiān)控設(shè)備上所獲得控。數(shù)字地球技術(shù)能夠把不同軍事監(jiān)控設(shè)備上所獲得的實(shí)時信息（數(shù)據(jù)、圖形、圖像、聲音、電信號）在的實(shí)時信息（數(shù)據(jù)、圖形、圖像、聲音、電信號）在相關(guān)系統(tǒng)環(huán)境下加以綜合分析、歸納合成，最終形成相關(guān)系統(tǒng)環(huán)境下加以綜合分析、歸納合成，最終形成為戰(zhàn)場決策和評估的基礎(chǔ)，這樣就能保證戰(zhàn)場決策者為戰(zhàn)場決策和評估的基礎(chǔ)，這樣就能保證戰(zhàn)場決策者對戰(zhàn)場實(shí)施全方位、不間斷、滾動式監(jiān)控。對戰(zhàn)場實(shí)施全方位、不間斷、滾動式監(jiān)控。軍事監(jiān)控軍事監(jiān)控巡邏跟蹤巡邏跟蹤 數(shù)字地球不僅可為巡邏跟蹤提供技術(shù)支持，數(shù)

14、字地球不僅可為巡邏跟蹤提供技術(shù)支持，而且還是巡邏跟蹤的直接信息源。數(shù)字地球存儲而且還是巡邏跟蹤的直接信息源。數(shù)字地球存儲著各種與地球有關(guān)的信息，包括地質(zhì)、水文、地著各種與地球有關(guān)的信息，包括地質(zhì)、水文、地形、氣象、資源等，而這些信息對戰(zhàn)爭是至關(guān)重形、氣象、資源等，而這些信息對戰(zhàn)爭是至關(guān)重要的。數(shù)字地球與數(shù)字戰(zhàn)場不謀而合，必將相輔要的。數(shù)字地球與數(shù)字戰(zhàn)場不謀而合，必將相輔相成。數(shù)字地球?qū)閿?shù)字戰(zhàn)場提供信息，數(shù)字戰(zhàn)相成。數(shù)字地球?qū)閿?shù)字戰(zhàn)場提供信息，數(shù)字戰(zhàn)場反過來將進(jìn)一步豐富數(shù)字地球的內(nèi)容。場反過來將進(jìn)一步豐富數(shù)字地球的內(nèi)容。 地球空間數(shù)據(jù)的知識發(fā)現(xiàn)地球空間數(shù)據(jù)的知識發(fā)現(xiàn) 隨著地球空間數(shù)據(jù)獲取手段

15、的快速發(fā)展，對地球空間隨著地球空間數(shù)據(jù)獲取手段的快速發(fā)展，對地球空間數(shù)據(jù)的處理已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的人工處理能力，從大量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的處理已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的人工處理能力，從大量數(shù)據(jù)中自動、快速、有效地提取模式和發(fā)現(xiàn)知識顯得越來越重中自動、快速、有效地提取模式和發(fā)現(xiàn)知識顯得越來越重要。要。 “ “我們已被信息所淹沒，但是卻正在忍受缺乏知識我們已被信息所淹沒，但是卻正在忍受缺乏知識的煎熬的煎熬”。數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)的出現(xiàn)很好地滿足了地球。數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)的出現(xiàn)很好地滿足了地球空間數(shù)據(jù)處理的需要。地理信息系統(tǒng)（空間數(shù)據(jù)處理的需要。地理信息系統(tǒng)（GISGIS）作為地球空）作為地球空間數(shù)據(jù)管理的重要手段已得到地學(xué)

16、研究領(lǐng)域廣泛的認(rèn)可和間數(shù)據(jù)管理的重要手段已得到地學(xué)研究領(lǐng)域廣泛的認(rèn)可和重視，但是重視，但是GISGIS分析功能的不足一直是制約分析功能的不足一直是制約GISGIS廣泛應(yīng)用的廣泛應(yīng)用的瓶頸。在瓶頸。在GISGIS數(shù)據(jù)庫平臺和它的基本空間分析功能的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫平臺和它的基本空間分析功能的基礎(chǔ)上，根據(jù)地學(xué)空間數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，將機(jī)器學(xué)習(xí)算法引入上，根據(jù)地學(xué)空間數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，將機(jī)器學(xué)習(xí)算法引入GISGIS，形成自動化、智能化的地學(xué)空間數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)的通形成自動化、智能化的地學(xué)空間數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)的通用模型，對于增強(qiáng)地學(xué)數(shù)據(jù)處理能力和提高用模型，對于增強(qiáng)地學(xué)數(shù)據(jù)處理能力和提高GISGIS的應(yīng)用水的應(yīng)用水平都

17、具有非常重要的意義。平都具有非常重要的意義。 地球空間數(shù)據(jù)的知識發(fā)現(xiàn)地球空間數(shù)據(jù)的知識發(fā)現(xiàn) 一般而言，數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)的方法可分為以一般而言，數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)的方法可分為以下幾種類型：下幾種類型：分類，如自然地理綜合區(qū)劃、農(nóng)業(yè)區(qū)劃分類，如自然地理綜合區(qū)劃、農(nóng)業(yè)區(qū)劃和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃等。和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃等?；貧w，如各種社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的單回歸，如各種社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的單變量和多變量回歸分析等。變量和多變量回歸分析等。聚類，如各種遙感影像的聚類，如各種遙感影像的非監(jiān)督分類方法。非監(jiān)督分類方法。概括（或稱泛化），尋找描述各數(shù)概括（或稱泛化），尋找描述各數(shù)據(jù)子集共性的方法，如沿著土壤分類中土類到亞類的概據(jù)子集共

18、性的方法，如沿著土壤分類中土類到亞類的概念層次順序進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，尋找各亞類土壤在土類層次上的念層次順序進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，尋找各亞類土壤在土類層次上的共性。共性。依賴模式，尋找描述變量間顯著依賴關(guān)系的模依賴模式，尋找描述變量間顯著依賴關(guān)系的模式，如土壤鹽堿化與地下水位的依賴關(guān)系。式，如土壤鹽堿化與地下水位的依賴關(guān)系。變化和偏變化和偏離檢測，從與以前數(shù)據(jù)對比中發(fā)現(xiàn)顯著變化，如多時相離檢測，從與以前數(shù)據(jù)對比中發(fā)現(xiàn)顯著變化，如多時相遙感影像的變化監(jiān)測、區(qū)域城鎮(zhèn)體系的變化等。遙感影像的變化監(jiān)測、區(qū)域城鎮(zhèn)體系的變化等。 地球空間數(shù)據(jù)的知識發(fā)現(xiàn)地球空間數(shù)據(jù)的知識發(fā)現(xiàn) 地學(xué)數(shù)據(jù)與其他類型數(shù)據(jù)的一個重要區(qū)別就是它的空地學(xué)數(shù)

19、據(jù)與其他類型數(shù)據(jù)的一個重要區(qū)別就是它的空間特性。目前在地學(xué)數(shù)據(jù)分析中對空間特性的處理主要有間特性。目前在地學(xué)數(shù)據(jù)分析中對空間特性的處理主要有以下幾種方法：以下幾種方法：將空間作為框架，同一區(qū)域范圍內(nèi)不考將空間作為框架，同一區(qū)域范圍內(nèi)不考慮空間要素，靜態(tài)研究如各種區(qū)域統(tǒng)計(jì)指標(biāo)計(jì)算、動態(tài)研慮空間要素，靜態(tài)研究如各種區(qū)域統(tǒng)計(jì)指標(biāo)計(jì)算、動態(tài)研究如系統(tǒng)動力學(xué)模型等。究如系統(tǒng)動力學(xué)模型等。利用空間統(tǒng)計(jì)方法，如變異函利用空間統(tǒng)計(jì)方法，如變異函數(shù)、空間自相關(guān)指數(shù)等，探討空間分布的特征。數(shù)、空間自相關(guān)指數(shù)等，探討空間分布的特征。將空間將空間要素轉(zhuǎn)化為一維屬性要素參與分析，如距離、方向等用于要素轉(zhuǎn)化為一維屬性要素

20、參與分析，如距離、方向等用于主成分分析、多變量相關(guān)等。主成分分析、多變量相關(guān)等。空間要素作為屬性要素的空間要素作為屬性要素的乘積因子，如交通中的等到達(dá)時線、水文中的等流時線等。乘積因子，如交通中的等到達(dá)時線、水文中的等流時線等。將不同要素的圈層進(jìn)行空間配準(zhǔn)后采用將不同要素的圈層進(jìn)行空間配準(zhǔn)后采用 GISGIS中的疊加中的疊加（OverlayOverlay）方法，形成規(guī)則同格或最小圖斑單元，然后）方法，形成規(guī)則同格或最小圖斑單元，然后參與一般分析，不再考慮空間因素。參與一般分析，不再考慮空間因素。 要在電子計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球必須有諸多學(xué)科，要在電子計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球必須有諸多學(xué)科，特別是信息

21、科學(xué)技術(shù)的支撐。特別是信息科學(xué)技術(shù)的支撐。這其中主要包括：這其中主要包括：信息高速公路和計(jì)算機(jī)寬帶高速信息高速公路和計(jì)算機(jī)寬帶高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、高分辨率衛(wèi)星影像、空間信息技術(shù)、大網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、高分辨率衛(wèi)星影像、空間信息技術(shù)、大容量數(shù)據(jù)處理與存貯技術(shù)、科學(xué)計(jì)算以及可視化和容量數(shù)據(jù)處理與存貯技術(shù)、科學(xué)計(jì)算以及可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。一個數(shù)字地球所需要的數(shù)據(jù)已不能通過單一的數(shù)據(jù)一個數(shù)字地球所需要的數(shù)據(jù)已不能通過單一的數(shù)據(jù)庫來存貯，而需要由成千上萬的不同組織來維護(hù)。庫來存貯，而需要由成千上萬的不同組織來維護(hù)。這意味著參與數(shù)字地球的服務(wù)器將需要由高速網(wǎng)絡(luò)這意味著參與數(shù)字地球的服務(wù)器將需要由高速網(wǎng)絡(luò)來

22、連接。來連接。美國克林頓前總統(tǒng)在美國克林頓前總統(tǒng)在19931993年年2 2月就提出實(shí)施美國國家月就提出實(shí)施美國國家信息基礎(chǔ)設(shè)施（信息基礎(chǔ)設(shè)施（NIINII），通俗形象地稱為信息高速公），通俗形象地稱為信息高速公路，它主要由計(jì)算機(jī)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)終端組路，它主要由計(jì)算機(jī)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)終端組成。成。v 公用骨干電信網(wǎng)向分組化大容量化發(fā)公用骨干電信網(wǎng)向分組化大容量化發(fā)展展 中國電信集團(tuán)公司從中國電信集團(tuán)公司從20012001年至年至20042004年，斥巨年，斥巨資，采用密集波分復(fù)用（資，采用密集波分復(fù)用（DWDM,DWDM,全光網(wǎng)）技術(shù)，全光網(wǎng)）技術(shù)，對我國對我國“八橫八縱八橫八縱”光

23、纜網(wǎng)進(jìn)行適當(dāng)改造、擴(kuò)容，光纜網(wǎng)進(jìn)行適當(dāng)改造、擴(kuò)容，并新建十多條光纜干線，把我國的光纜骨干網(wǎng)從并新建十多條光纜干線，把我國的光纜骨干網(wǎng)從格狀變?yōu)榄h(huán)狀，提高網(wǎng)絡(luò)容量及安全性，以構(gòu)建格狀變?yōu)榄h(huán)狀，提高網(wǎng)絡(luò)容量及安全性，以構(gòu)建新一代的公眾傳輸網(wǎng)新一代的公眾傳輸網(wǎng) 信息高速公路和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)信息高速公路和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)WAP WAP Wireless Application Protocol Wireless Application Protocol 在數(shù)字移動電話、因特網(wǎng)或在數(shù)字移動電話、因特網(wǎng)或PDAPDA、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、計(jì)算機(jī)應(yīng)用之間進(jìn)行通訊的開放全球標(biāo)準(zhǔn)之間進(jìn)行通訊的開放全球標(biāo)準(zhǔn), ,用來標(biāo)準(zhǔn)化

24、無用來標(biāo)準(zhǔn)化無線通信設(shè)備線通信設(shè)備 用于用于InternetInternet訪問，收發(fā)電子郵件，訪問訪問，收發(fā)電子郵件，訪問WAPWAP網(wǎng)站上的頁面等等。提供一種與網(wǎng)絡(luò)類型、運(yùn)網(wǎng)站上的頁面等等。提供一種與網(wǎng)絡(luò)類型、運(yùn)行商和終端設(shè)備都獨(dú)立的移動增值業(yè)務(wù)。行商和終端設(shè)備都獨(dú)立的移動增值業(yè)務(wù)。 能夠讓手機(jī)能夠讓手機(jī)|PDA|PDA和手持電腦成為上網(wǎng)工具的和手持電腦成為上網(wǎng)工具的WAPWAP技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一個熱點(diǎn)。技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一個熱點(diǎn)。數(shù)字地球的核心是地球空間信息學(xué)，地?cái)?shù)字地球的核心是地球空間信息學(xué)，地球空間信息科學(xué)的技術(shù)體系中最基礎(chǔ)和球空間信息科學(xué)的技術(shù)體系中最基礎(chǔ)和基本的技術(shù)核心是基本的

25、技術(shù)核心是3S3S技術(shù)及技術(shù)及3S3S集成集成。所謂所謂“3S”3S”是全球定位系統(tǒng)（是全球定位系統(tǒng)（GPGP 或或GNSSGNSS）、地理信息系統(tǒng)（）、地理信息系統(tǒng)（GIGI ）和遙感）和遙感（R R ）的統(tǒng)稱。）的統(tǒng)稱。信息時空基準(zhǔn)：衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（信息時空基準(zhǔn)：衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（GNSSGNSS）信息獲取方式：地面、航空、航天遙感（信息獲取方式：地面、航空、航天遙感（RSRS）信息傳輸手段：計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)信息傳輸手段：計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)信息分析處理：數(shù)學(xué)物理模型、空間分析（信息分析處理：數(shù)學(xué)物理模型、空間分析（GISGIS）信息服務(wù)體系：地球空間信息綜合服務(wù)網(wǎng)格信息服務(wù)體系：地球空間信息綜

26、合服務(wù)網(wǎng)格地球空間信息地球空間信息 什么事件，什么變化什么事件，什么變化什么時間，什么地點(diǎn)什么時間，什么地點(diǎn) GPSGPS已逐漸在越來越多的領(lǐng)域取代了常規(guī)光學(xué)和電子已逐漸在越來越多的領(lǐng)域取代了常規(guī)光學(xué)和電子大地測量儀器。大地測量儀器。8080年代以來，尤其是年代以來，尤其是9090年代以來，年代以來，GPSGPS與現(xiàn)代通信技術(shù)相結(jié)合，在空間定位技術(shù)方面引與現(xiàn)代通信技術(shù)相結(jié)合，在空間定位技術(shù)方面引起了革命性的變革。起了革命性的變革。 用用GPSGPS同時測定三維坐標(biāo)的方法將測繪定位技術(shù)從陸同時測定三維坐標(biāo)的方法將測繪定位技術(shù)從陸地和近海擴(kuò)展到整個海洋和外層空間，從靜態(tài)擴(kuò)展地和近海擴(kuò)展到整個海洋和

27、外層空間，從靜態(tài)擴(kuò)展到動態(tài)，從單點(diǎn)定位擴(kuò)展到局部與廣域差分，從事到動態(tài)，從單點(diǎn)定位擴(kuò)展到局部與廣域差分，從事后處理擴(kuò)展到實(shí)時后處理擴(kuò)展到實(shí)時( (準(zhǔn)實(shí)時準(zhǔn)實(shí)時) )定位與導(dǎo)航，絕對和相定位與導(dǎo)航，絕對和相對精度達(dá)到米級、厘米級乃至亞毫米級，從而大大對精度達(dá)到米級、厘米級乃至亞毫米級，從而大大拓寬了其應(yīng)用范圍和在各行各業(yè)中的作用。拓寬了其應(yīng)用范圍和在各行各業(yè)中的作用。GPS現(xiàn)代化現(xiàn)代化主要內(nèi)容主要內(nèi)容改善衛(wèi)星星座改善衛(wèi)星星座改進(jìn)衛(wèi)星功能改進(jìn)衛(wèi)星功能* 新的民用頻率新的民用頻率L2，L5* 新的民用和軍用信號結(jié)構(gòu)及新的民用和軍用信號結(jié)構(gòu)及L5碼（碼（I，Q碼），碼），M碼碼* 增加太陽能電池板增加

28、太陽能電池板* 增加星間測距功能增加星間測距功能改善數(shù)據(jù)處理方法改善數(shù)據(jù)處理方法改革接收機(jī)研制開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)改革接收機(jī)研制開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)增強(qiáng)性進(jìn)一步提高增強(qiáng)性進(jìn)一步提高GPS 用戶接收機(jī)現(xiàn)代化用戶接收機(jī)現(xiàn)代化 從當(dāng)前的黑箱式接收機(jī)設(shè)計(jì)演進(jìn)到模塊式接收機(jī)設(shè)從當(dāng)前的黑箱式接收機(jī)設(shè)計(jì)演進(jìn)到模塊式接收機(jī)設(shè)計(jì)方式計(jì)方式 為滿足未來不斷更新的需求，發(fā)展一種開放式系統(tǒng)為滿足未來不斷更新的需求，發(fā)展一種開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)須接受所謂結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)須接受所謂 (GRAM-SAASM)模塊模塊 現(xiàn)代化后的開放式用戶接收機(jī)的標(biāo)志是軍用和民用現(xiàn)代化后的開放式用戶接收機(jī)的標(biāo)志是軍用和民用機(jī)只差一個機(jī)只差一個(GRAM-SAASM)

29、模塊模塊 繼續(xù)投資研發(fā)抗干擾（繼續(xù)投資研發(fā)抗干擾（ anti-jam ）能力強(qiáng)的接收）能力強(qiáng)的接收機(jī)機(jī) 為滿足未來的需要必須是開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為滿足未來的需要必須是開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) GALILEOGALILEO系統(tǒng)計(jì)劃的服務(wù)方式系統(tǒng)計(jì)劃的服務(wù)方式 1. OAS（Open Access Service）無須授權(quán)即可接收信號，有）無須授權(quán)即可接收信號，有大量市場應(yīng)用，精度相當(dāng)于大量市場應(yīng)用，精度相當(dāng)于C/A碼結(jié)果碼結(jié)果 2. CAS（Controlled Access Service）僅授權(quán)的特許用戶可接）僅授權(quán)的特許用戶可接受信號，精度相當(dāng)于受信號，精度相當(dāng)于p碼結(jié)果，收費(fèi)碼結(jié)果，收費(fèi) 3. SAS

30、（CAS用戶中有生命安全應(yīng)用需求的）可收到完備性用戶中有生命安全應(yīng)用需求的）可收到完備性等信息，更高的收費(fèi)等信息，更高的收費(fèi) 4. GAS（CAS中的有政府特須應(yīng)用的用戶）可收到特別的政中的有政府特須應(yīng)用的用戶）可收到特別的政府信息府信息 由于收費(fèi)，系統(tǒng)為用戶承擔(dān)使用風(fēng)險(xiǎn)！由于收費(fèi)，系統(tǒng)為用戶承擔(dān)使用風(fēng)險(xiǎn)！GALILEO系統(tǒng)的關(guān)鍵特點(diǎn)系統(tǒng)的關(guān)鍵特點(diǎn) 獨(dú)立性：完整的可自行完成全部設(shè)計(jì)功能的系統(tǒng)獨(dú)立性：完整的可自行完成全部設(shè)計(jì)功能的系統(tǒng) ； 兼容性：用戶可在一體化接收機(jī)中同時操作處理兼容性：用戶可在一體化接收機(jī)中同時操作處理GALILEO和和GPS信號；信號； 可用性：提供全球性使用服務(wù)；可用性：

31、提供全球性使用服務(wù)； 安全性：可實(shí)時向用戶提供定位失敗信息服務(wù)，它安全性：可實(shí)時向用戶提供定位失敗信息服務(wù)，它帶有一個實(shí)時的完備性監(jiān)測網(wǎng)帶有一個實(shí)時的完備性監(jiān)測網(wǎng) 當(dāng)代遙感的發(fā)展主要表現(xiàn)在多傳感器、高分辨率和當(dāng)代遙感的發(fā)展主要表現(xiàn)在多傳感器、高分辨率和多時相特征。多時相特征。 國外已有地面分辨率為國外已有地面分辨率為1-31-3米的航天遙感系統(tǒng)，俄米的航天遙感系統(tǒng)，俄羅斯將原軍用羅斯將原軍用2 2米分辨率的間諜衛(wèi)星影像公開出售米分辨率的間諜衛(wèi)星影像公開出售, ,美國軍方偵察衛(wèi)星分辨率為美國軍方偵察衛(wèi)星分辨率為10cm10cm。 在影像處理技術(shù)方面，實(shí)現(xiàn)自動化、半自動化，并在影像處理技術(shù)方面，實(shí)

32、現(xiàn)自動化、半自動化，并引入智能化專家系統(tǒng)。引入智能化專家系統(tǒng)。 遙感信息的應(yīng)用分析已從單一遙感資料向多時相、多遙感信息的應(yīng)用分析已從單一遙感資料向多時相、多數(shù)據(jù)源的復(fù)合分析，從靜態(tài)分析向動態(tài)監(jiān)測手段過渡，數(shù)據(jù)源的復(fù)合分析，從靜態(tài)分析向動態(tài)監(jiān)測手段過渡，從對資源與環(huán)境的定性調(diào)查和系列制圖向計(jì)算機(jī)輔助從對資源與環(huán)境的定性調(diào)查和系列制圖向計(jì)算機(jī)輔助的定量自動制圖過渡，從對各種現(xiàn)象的表面描述向軟的定量自動制圖過渡，從對各種現(xiàn)象的表面描述向軟件分析和計(jì)量探索過渡。件分析和計(jì)量探索過渡。 近年來，由于航空遙感具有的快速機(jī)動性和高分辨率近年來，由于航空遙感具有的快速機(jī)動性和高分辨率的顯著特點(diǎn)使之成為遙感發(fā)展

33、的重要方面。的顯著特點(diǎn)使之成為遙感發(fā)展的重要方面。 航天產(chǎn)業(yè)將成為國家新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。航天產(chǎn)業(yè)將成為國家新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。 多維、動態(tài)多維、動態(tài)GISGIS 影像、圖形和影像、圖形和DEMDEM一體化一體化 基于互聯(lián)網(wǎng)和內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)基于互聯(lián)網(wǎng)和內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)GISGIS GISGIS產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)業(yè)化 從提供數(shù)據(jù)到提供信息與服務(wù)從提供數(shù)據(jù)到提供信息與服務(wù)=空基空基3S3S集成：用空集成：用空 地定位模式實(shí)現(xiàn)直接對地定位模式實(shí)現(xiàn)直接對地觀測，主要目的是在無地面控制點(diǎn)（或有少地觀測，主要目的是在無地面控制點(diǎn)（或有少量地面控制點(diǎn)）的情況下，實(shí)現(xiàn)航空航天遙感量地面控制點(diǎn)）的情況下，實(shí)現(xiàn)航空航天遙感信息的直接對地

34、定位、偵察、制導(dǎo)、測量等信息的直接對地定位、偵察、制導(dǎo)、測量等 =地基地基3S3S集成：車載、艦載定位導(dǎo)航和對地面集成：車載、艦載定位導(dǎo)航和對地面目標(biāo)的定位、跟蹤、測量等實(shí)時作業(yè)目標(biāo)的定位、跟蹤、測量等實(shí)時作業(yè)數(shù)字地球能容納大量行業(yè)部門、企業(yè)和私人添加的數(shù)字地球能容納大量行業(yè)部門、企業(yè)和私人添加的各種信息。如：旅游公司、房地產(chǎn)公司、世界著名各種信息。如：旅游公司、房地產(chǎn)公司、世界著名的博物館和圖書館等用戶均可以將自己需要公眾了的博物館和圖書館等用戶均可以將自己需要公眾了解的信息鏈接到數(shù)字地球上，解的信息鏈接到數(shù)字地球上，甚至商店也可以將貨甚至商店也可以將貨架上的商店制作成多媒體或虛擬產(chǎn)品放入數(shù)

35、字地球架上的商店制作成多媒體或虛擬產(chǎn)品放入數(shù)字地球中，讓用戶任意挑選。另外在相關(guān)技術(shù)研究和基礎(chǔ)中，讓用戶任意挑選。另外在相關(guān)技術(shù)研究和基礎(chǔ)設(shè)施方面也將會起推動作用。設(shè)施方面也將會起推動作用。因此，數(shù)字地球進(jìn)程的推進(jìn)必將對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與因此，數(shù)字地球進(jìn)程的推進(jìn)必將對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人民生活產(chǎn)生巨大的影響。人民生活產(chǎn)生巨大的影響。2121世紀(jì)農(nóng)業(yè)將實(shí)現(xiàn)節(jié)水農(nóng)業(yè)、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)無污染農(nóng)業(yè)。世紀(jì)農(nóng)業(yè)將實(shí)現(xiàn)節(jié)水農(nóng)業(yè)、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)無污染農(nóng)業(yè)。這就要依托數(shù)字地球，每隔這就要依托數(shù)字地球，每隔3535天給農(nóng)民送去他們的天給農(nóng)民送去他們的莊稼地的高分辨率衛(wèi)星影像，農(nóng)民在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)終莊稼地的高分辨率衛(wèi)星影像，農(nóng)民在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

36、終端上可以從影像圖中獲得他的農(nóng)田的長勢征兆，通端上可以從影像圖中獲得他的農(nóng)田的長勢征兆，通過過GISGIS作分析，制定出行動計(jì)劃，然后在車載作分析，制定出行動計(jì)劃，然后在車載GPSGPS和和電子地圖指引下，實(shí)施農(nóng)田作業(yè)，及時地預(yù)防病蟲電子地圖指引下，實(shí)施農(nóng)田作業(yè)，及時地預(yù)防病蟲害，把殺蟲劑、化肥和水用到必須用的地方，而不害，把殺蟲劑、化肥和水用到必須用的地方，而不致使化學(xué)殘留物污染土地、糧食和種子，實(shí)現(xiàn)真正致使化學(xué)殘留物污染土地、糧食和種子，實(shí)現(xiàn)真正的綠色農(nóng)業(yè)。這樣一來，農(nóng)民也成了電腦的重要用的綠色農(nóng)業(yè)。這樣一來，農(nóng)民也成了電腦的重要用戶，數(shù)字地球就這樣飛入了農(nóng)民家。到那時農(nóng)民也戶，數(shù)字地球就

37、這樣飛入了農(nóng)民家。到那時農(nóng)民也需要有組織，有文化，掌握高科技。需要有組織，有文化，掌握高科技?；跀?shù)字地球建立國家和省市、自治區(qū)的路面管理基于數(shù)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、交通安全以及高系統(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)，實(shí)現(xiàn)智能化交通（速公路監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能化交通（ITS）。）。美國國會美國國會1991年頒布年頒布“冰茶法案冰茶法案”(ISTEA Intermodel Surface Transportation Efficiency Act)，1998年頒布年頒布“續(xù)茶法案續(xù)茶法案”(NEXTEANational Economic Crossroad Transporta