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“数字地球”周年综述

51GPS世界资料  时间:2006-3-9  点击率:
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一、“数字地球”概念的由来

     1998年1月31日,美国副总统戈尔(AL GORE)在美国加利福尼亚科学中心发表了题为“数字地球:二十一世纪认识地球的方式(The Digital Earth: Understanding our planet in the 21 st Century)”的讲演,提出了“数字地球”概念。江泽民主席于1998年6月1日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上指出:“前几年提出了‘信息高速公路’,随后又提出‘知识经济’,最近美国副总统戈尔又提出了‘数字地球’的概念。真是日新月异啊!”

     戈尔在1998年1月31日的讲演中指出[1]:我们需要一个“数字地球”, 一个可以嵌入海量地理数据的、多分辨率的、真实地球的三维表示。他还认为,“数字地球”所需要的技术涉及到以下几个方面:以建模与数字模拟为特征的计算科学、海量储存技术、高分辨率的卫星图像技术、每秒传送一百万兆比特数据的宽带网络、互操作规范、元数据标准以及卫星图像的自动解译、多源数据的融合和智能代理等。戈尔认为“数字地球”潜在的应用会远远超出我们的想象力,他认为如果看看现今主要由工业界和其它一些公共领导机构驱动的地理信息系统和遥感数据的应用,就可以从中对“数字地球”的种种可能应用有一个概貌,如象:指导仿真外交、打击犯罪、保护生态多样性、预报气候变化和提高农业生产率等方面。

     1998年3月13日,戈尔还在美国麻省理工学院的一次讲演中建议发射一颗能在电视和因特网上实时反映台风、森林火灾、云图以及其它地球现象的卫星[3]。戈尔把这颗卫星称为“翠阿那”,这是一位同克雷斯托夫·哥仑布一起航行并第一个迈上新大陆的水手的名字。美国宇航局为了落实戈尔的建议,已组成一个由六位工程师参加的攻关小组,正在开展有关的初步设计。这颗卫星计划耗资五千万美元,重300磅,在月球的外层轨道上飞行,那里太阳和地球引力是平衡,卫星将总是对准面向太阳的地球那半部分。它传送的图像的清晰度是高分辨率电视机的两倍。图像将传送到大学,进入因特网和电视。卫星计划由空中飞船发射,将对太平洋具有比以前更仔细的监测。这项卫星计划被认为是响应戈尔提出的“数字地球”设想的一个具体措施。

     在1998年9月12日,戈尔在美国Brookings研究院的另一次讲演中[4],再次提到要广泛应用地理信息。

二、“数字地球”概念提出一年来国内外主要反响

     戈尔关于“数字地球”的这些观点引起了科技界的高度重视,下面以美国和中国为例,介绍相应的反响情况。自1998年2月以来,美国和世界各国的许多专业刊物和互联网站分别转载了戈尔关于“数字地球”讲演稿。美国宇航局(NASA)在1998年6月23日和1998年9月22日分别举行了两次为期两天的美国第一次和第二次“数字地球”专题研讨会。1998年11月16日 ,美国NOAA组织了美国第三次“数字地球” 专题研讨会。1998年10月6日,美国宇航局(NASA)局长Goldin先生专门就戈尔的“数字地球”创意提出的问题给戈尔写信,提出近期内美国宇航局在“数字地球”上的工作计划。1998年10月16日 ,在加拿大渥太华由国际经合组织(OECD)主办举行的一次会议上,世界电信联盟发表了一份名为《数字地球》的报告。1998年12月6日,美国宇航局(NASA)局长Goldin先生在美国地球物理联合会上题为“A View, A Vision, An Imperative"的讲演中指出:戈尔关于“数字地球”的创意为美国宇航局(NASA)指明了方向。美国国家制图科学委员会主席Goodchild 先生于1998年12月15日 在武汉测绘科技大学也作了有关“数字地球”的讲演。世界性的GIS 标准化私营组织OGC(Open GIS Consortium)也表示了对“数字地球”创意的响应。美国还定于1999年1月13日在美国地质调查局召开“数字地球”参考模型委员会会议。由美国联邦地理数据委员会(FGDC)举办的美国第四次“数字地球”研讨会定于1999年2月2日在美国地质调查局(USGS)召开。美国联邦地理数据委员会还拟将“数字地球”作为定于1999年6月7日—9日在美国华盛顿召开的“地球数据论坛”大会的议题之一。

    “数字地球”也引起了我国专家学者极大的关注。中科院地学部领导和有关的两院院士从一开始就一直引导着这一动向。中科院地学部于1998年11月1日,在北京香山饭店召开了有十二位院士和三十多位专家参加的“资源环境信息与数字化地球”座谈会,专家们就这一问题发表意见,共商在我国实现数据共享以及如何建设中国的“数字地球”等问题的途径、办法。1998年10月29日 ,国家863计划信息获取与处理技术主题专家组与国家遥感应用工程技术研究中心联合召开了“数字地球”学术研讨会,来自三十一个单位,近六十位专家学者参加了研讨会。中国图形图像学会于1998年12月25日在北京举行了有一百五十多人参加的“‘数字地球’与国防安全”研讨会。北京大学的学者已组织有关单位,开展争取“数字地球”的联合立项工作。中科院遥感所国家遥感工程中心已建立了“数字地球”的互联网站。国家863计划信息获取和处理主题专家组已决定把“数字地球”列为发展战略研究的内容,相关的研究组已开始使用运作。徐冠华院士和孙枢院士分别著文谈“数字地球”和数据共享等问题。陈述彭院士[5]1998年12月应“中国计算机”报记者要求,还组织了一次专栏报导,把许多专家的意见作了介绍。他指出:看来推动“数字地球”这一重大科学战略,还需要花大力气,组织更大的阵营和兵团来攻坚,很有必要群策群力,联合起来,争取规模效应。李德仁院士[7]和陈俊勇院士分别著文谈了关于信息基础设施方面的问题、基础数据库问题以及“数字地球”问题。陈芳允院士十分关心“数字地球”与小卫星规划问题。美国“中国旅美专家协会会长(1997-1998)”陈强博士1998年12月25日撰写为“‘数字地球’-中国科技热的新焦点”的文章。

     我国媒体界对此也表示了关注热情。1998年8月,《文汇报》、《中国科学报》、《地球信息》分别转载了戈尔讲演的中文翻译文章,《地球信息》转载了中科院陈述彭院士在北京大学百年校庆所作的“面向二十一世纪的地球信息科学”的讲演;1998年9月12日,《人民日报》发表题为“造一个‘数字地球’”的文章;1998年10月28日 ,《科技日报》发表题为“第一个中文‘数字地球’网站运行”的报道;1998年10月29日《人民日报》发表题为“‘数字地球’对国民经济意义重大”的文章;1998年11月4日,《中国科学报》发表题为“全社会关注‘数字地球’”的报道;1998年11月11日 ,《中国科学报》发表题为“数字地球:名人效应与框架舞台”与“‘数字地球’离我们并不遥远”等文章;1998年11月16日,《互联网周刊》发表“把握数字化地球----网络之纲”和“把握数字化地球----数字化解放”文章;1998年11月19日 ,中国计算机报发表“数字地球:改变人类的计划”的文章;1998年11月26日, 人民日报发表“‘数字地球’”上的中国”的文章。1998年12月21日《中国计算机报》网络版发表题为“营建‘数字地球’”的文章;1999年1月4日的《网络世界》杂志1999年第一期刊46版刊登题为“‘数字地球’将世界放在手掌中”的文章。1999年1月, 《科学新闻》周刊第一期刊登了徐冠华院士题为“全社会要高度关注‘数字地球’”和孙枢院士题为“地球科学数据共享与‘数字地球’”的文章。1999年1月,《网络世界》刊登题为“‘数字地球’与因特网” 的文章。另外还有“‘数字地球’:21世纪我们生存的星球[8]”、“21世纪后:我们依赖‘数字地球’ ”、“‘数字地球’:展望21世纪我们这颗行星”等文章。

三、“数字地球”的百家见解

     在戈尔提出“数字地球”概念之后,国内外专家学者围绕“数字地球”的定义、“数字地球”的意义、“数字地球”建设的总体框架、我国“数字地球”建设的战略和策略等问题开展了广泛地议论。本文在这里将综述关于“数字地球”的各类观点。除特别注明外,我国专家学者的观点主要依据中科院地学部于1998年11月1日在北京召开的“资源环境信息与数字化地球”座谈会和1998年10月29日国家863计划信息获取与处理技术主题专家组与国家遥感应用工程技术研究中心联合召开的“数字地球”学术研讨会上专家学者的发言整理的(由于时间关系,部分发言文字材料未来得及得到本人认定,有差错,由作者负责)。

1 “数字地球”的定义与构成

    戈尔在1998年1月31日的讲演里认为“数字地球”是一个可以嵌入海量数据的、多分辨率的、真实地球的三维表示。在1998年6月23-24日,美国宇航局和地质调查局等15个单位45人参加的美国第一次“数字地球”研讨会上对于“数字地球”提出了一个非正式但是阶段性的定义:“ The Digital Earth is a virtual representation of our planet that enables a person to experience and use the vast amounts of natural, cultural, and historical data being gathered about the Earth. The Digital Earth comprises data interfaces and standards enabling access to geo-referenced data from remote sensing, cartographic, demographic, medical, and other sources, based on the interests of the user. ?

     陈述彭认为,“数字地球”提出了一个号召,到底这个“数字地球”是什么,可以根据个人的理解去琢磨它。李德仁认为,戈尔比较详尽地阐述了“数字地球”的概念,“数字地球”的概念与空间数据基础设施和空间数据框架基本相同,虽然戈尔提及的“数字地球”也以1米分辨率的卫星影象为基础,但是“数字地球”是一个以信息高速公路为基础,以空间数据基础设施为依托的更加广泛的概念。童庆禧认为,“数字地球”就是一个全球性的信息综合体系,就是把这些东西都综合起来,形成一个用数字来表达的地球的信息;所以叫信息地球,那么这种信息用数字来表达,所以叫做“数字地球”。

     郭华东认为,“数字地球”这个词,大家由默然到惊讶、由陌生到熟悉;“数字地球”这个词,非常经济地、非常概括地、也非常科学地表达出了大家十分想说的这样一个领域、一个方向;“数字地球”就是把地球搬进实验室和计算机。周成虎认为,“数字地球”包含两个地球概念:一个是我们真实的、即物质的地球;另一个是以政治、军事、经济、文化为主体的抽象地球;“数字地球”有两大技术,即空间技术和数字技术。李琦认为,“数字地球”应该是一个从数字化、数据构模、系统仿真、决策支持一直到虚拟现实,囊括所有这些方方面面的一个领域;“数字地球”是一个开放的、复杂的巨系统。她还提出了“‘数字地球’与绿色发展战略”,分四个专题: 1)“数字地球”模型与动力学系统研究, 2)“数字地球”模型模拟,3)“数字地球”的神经系统模型和进化机能模拟, 4)“数字地球”的科学工程。

     涂序彦认为,“数字地球”是一个全球综合信息的数据系统工程,包括了信息的获取、传输、处理和应用的全过程;“数字地球”的提法很通俗,并不很确切,因为数据或数字、信息、知识,是不同的概念,现在搞的超级计算机,也不见得就是纯数字的;我们所获取的信息,也并不都是数字的,从技术和学术上讲,叫信息地球更正确。崔伟宏认为,“数字地球”的提出,也给我们提出了许多新的挑战,概括地说,第一个挑战是显示,搞遥感那么多年,采集到那么多数据,如何把它显示出来;第二个挑战,识别,如何把遥感和非遥感的数据组合在一个模型里面,能够把它识别出来;第三个挑战,动态的仿真和模拟,把这些数据放在一个历史的长河里,既能够回顾过去的历史的变化,又能够预测、预计未来,第四个挑战,信息开放,数字地球是在网络、GIS的基础上发展起来的,因此,信息的互操作性、信息的开放,成了非常尖锐的问题。夏青认为,“数字地球”的本质是用数字化的手段处理地球问题,可以是海洋、环保、生态、经济的问题。

     刘闯认为,美国“数字地球”主要抓了四个方面的工作:1)发射1米分辨率的卫星;2)建设宽带数据网,现在INTERNET-TWO的核心控制网是设在密西根,它的传输的速度,包括音响、图像、电影…,相当大的数据量,已经演示成功,与此相配合的是美国整个网络的换代工作,即全部换成光纤网和I-TWO网;3)超级计算机,现在NASA在芝加哥大学建立了超级计算机实验室,那是NASA的定点研究;4)1米分辨率的全球数据库。

     杨扬认为,信息获取到知识获取、多媒体(声、图、文)信息如何在网络中传输,最后达到高质量的显示,这是“数字地球”的基本问题。杨崇俊认为,“数字地球”是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现与认识;“数字地球”的特点是空间性、数字性和整体性;“数字地球”的组成,至少有一个空间数据、文本数据、操作平台、应用模型;如果从学科方面来看,它应该有理论体系、技术体系、应用体系、工程体系。

2 “数字地球”的性质和意义

     徐冠华认为,应从中国的国家战略的高度来研究“数字地球”的必要性和紧迫性,这是因为我们国家可持续发展的需要、包括了经济安全在内的国家安全的需要和我们国家经济发展的需要;以前先搞了三金工程,以后沿续搞了八金工程,实际上这些新的带金字的工程很多都是和空间数据密切联系的;美国在1993年提出国家信息技术设施的建设,在1994年没有提什么新的工程,但提出了建立国家空间数据基础信息技术,在1998年又提出了“数字地球”的概念是有道理的。陈述彭认为,戈尔谈“数字地球”,是要营造一个新的社会意识形态,是面向全社会的一个号召,是一种国家战略目标,是一个政府、产业部门、高科技共建共享的、涉及全球的信息系统工程。童庆禧认为,“数字地球”有几个限制条件,其中一个就是最高1米分辨率,这个1米分辨率就代表着地球上的东西都能够包容无遗;另一点,希望大家来共享数据和网络的传输速度要达到10个G等等;“数字地球”的核心,实质上是一个空间数据的基础设施;如果从静态来理解,就是一个综合地球信息的集成巨系统;如果从动态来理解,它是一条线,甚至一个面。

     汪成为认为,“数字地球”对我们国家无论是信息产业,还是整个的国民素质的提高,都会有很大的影响。美国“数字地球”的出现,是国家战略的一部分;它对信息产业和网络的发展特别予以重视,并看到了其未来的发展是价格在下降、人员在减少,而其中必须要有国家的项目才能很好地推动;目前美国的经济增长,差不多比去年增加了1500万个就业机会,因特网上的通信量每100天翻一番;由于国家战略重视信息系统,它的真实的作用就是成倍地往上翻:从常规到电子设备,一直到信息系统,这个知识增值非常快;1998年8月,美国国家科学顾问团破天荒地给国会打了个报告,认为美国当前的信息业并不是发展得很好,虽然经济增长的50%得益于科学创新,30%得益于信息业,但是有许多问题需要注意,其中有一点就是关于国家的信息系统,观念更新很重要。

     承继成认为,“数字地球”就是数字化的地球,信息化的地球,或地球信息化;这与国家信息化的思想基本上一致;信息化的问题就是数字化、网络化、智能化。 杨凯认为,戈尔通过“数字地球”概括、展望了21世纪发展的特点、方向;建“数字地球”是要达到把地球空间信息资源的共享这一最主要的目标;“数字地球”是一个全球共同使用空间信息的一个环节和平台;它的社会效益、经济效益,包括把它当作一个新经济增长点,都是很实在的。陈军认为,有必要开展中国的“数字地球”计划,因为, 1)它是一个整体性的事业,以此来统筹我国的地球信息、地理信息的工作,推动地球科学数据共享是很必要的, 2)它是维扩我们国家主权和权益的需要, 3)它是我国经济发展的需要。

     蒋景曈认为,“数字地球”是一个新的提法,是“信息高速公路”等以前所做的大量工作的基础上的一个自然延伸,并不是一个特殊阶段;“数字地球”最大的一个特点是数据贮存内容的扩展,另外它强调了数据全球共建共享的问题,是全球成千上万的部门共同来建这个“数字地球”。曾澜认为,在“数字地球”上,比较感兴趣的是原来的95项目,希望把它在技术上延伸,把国家比较感兴趣的重点问题和重点地区,就像戈尔说的那样,来做一个试验田,在目标上,要做到把区域的数据、已有的数据充分开发利用起来,把它结构化,然后服务于国民经济建设;数据共享有巨大的潜力,比如基础地理数据,还有各方面的地学信息,基本上是处于信息弧岛状态,把它整合起来,是有很大开发利用的前景。宋学家认为,“数字地球”是很有用的,例如对海洋跟踪监测、 油污染监测、水产等部门。鞠洪波?认为,“数字地球”的基本概念,还是过去一些技术的扩展或综合;搞这个工作是非常重要的,也是有必要的;要做这件事情,首先应该搞清楚我们的用户,即建这个“数字地球”的目的。

     吴忠良认为,我们对做“数字地球”这件事有一种紧迫感,从星球大战计划到信息高速公路再到“数字地球”,这中间概念的进化是一个系列性的;从“数字地球”的概念的支撑条件来看,它与星球大战计划有很多类似之处,首先是信息技术,还有空间技术,另外一个很重要的就是软科学研究;“数字地球”有很多重要的特点,如比较高的投入,跨学科、综合性,是由政府组织的大项目,需要国际性的合作,有很多的军民两方面的需求等等;从这些特点来看,它与星球大战计划有很多的相似处;它首先由政治家提出,而不是科学家提出;它不是由一套很系统的科学语言、而是由近于科学幻想的语言表达;同时带有很强烈的国家目标,这种提出的方式也类似星球大战计划。从某种意义上讲,“数字地球”是美国星球大战计划的后继计划,是美国全球战略计划的一个继续和发展。高俊认为,“数字地球”这个问题的提出不是突然的,它是一个长期的形式过程;是一种战略的思路,是根据美国的科技发展现状提出的战略思想,而不倾向于技术的规划和立项;“数字地球”的提出代表了认识地球表面形态的进步和发展,为下个世纪虚拟技术进入我们的认识领域提供了一个绝对需要的基础。

     林行刚认为,在信息领域,新名词的出现就是先有个模糊的词,学术界炒作一番,产业界再造成轰动效应,如“多媒体”、“信息高速公路”;“数字地球”又是一个名词炒作,又是一个机遇;对戈尔的“数字地球”可以分四个方面来理解:1)戈尔面临的问题是原始数据太多,能用的数据却太少,2)为何会有这种问题?戈尔认为是数据的显示形式有问题,3)如何去解决这个问题?戈尔的解决方案就是提出来“数字地球”的概念, 4)解决的过程从试验田做起,政府部门要解决机制问题,把政府出钱获得的数据,有一部分建成政府公有数据,由人们无偿或者廉价使用,产业部门主要是要解决数据的有用性问题,让它们看到有市场和利润,作为学术部门主要解决两件技术难题:数据兼容和显示。

3 我国发展“数字地球”的基础

     徐冠华认为,“数字地球”是一个很重要的问题,从中科院来讲对这个问题的关注也是长期的,王之卓先生和陈述彭先生在很早的时候就对有关数字化问题给予了高度的关注,中科院地学部在这方面也做了很多研究,特别是开展地学发展战略的研究,把数据共享问题提到很高的高度来认识,并且提出一些解决的办法;我国能否搞“数字地球”涉及到的一个问题就是工业化和信息化的关系问题;从历史的角度看应当说跨越是必要的,是可行的,而且往往是一个国家立于其他国家前列的必要手段;在工业革命开始时,英国由于很快推广了蒸汽机技术,所以在很短时间内成为世界第一工业强国和当时的科学技术中心;以后几十年间,德国发展了自己的独特的钢铁工业,特别是发展了自己的煤化学和化学合成工业,并且大量出口,所以到十九世纪末叶,就是十九世纪1896年左右,德国就成为当时最强的工业国和当时的科学技术中心;而美国它由于大量普及了电力、电动和电动机及汽车等技术,所以在当19世纪末20世纪初也很快发展起来,最后赶上其它国家,而且直到现在它在大科学方面不断创新(包括这次提出来的关于“数字地球”和技术信息工程等等),一直在保持领先地位;目前的信息时代正好为我们国家提供了一个空前的机遇。

     郭传杰认为,在1994年,甚至1994年以前,中科院地学部已经在这方面做了大量工作,提出了许多有关的建议, 如数据共享,也受到国家领导人的高度重视。“数字地球”这几个字,我们没有这样明确提出,但这个思想我们是有的。

     孙枢认为,在过去二十年中,我国气象、测绘、地震等有关部门在地理信息方面做了大量卓有成效的工作。这些情况说明,我国通过地理信息系统和地球信息学的发展,开拓并逐步走向数字化地球之路。我们面临的任务,主要需要有更多的理解和支持,并且从我们的国情出发,多学科共同努力,逐步将大量的地球空间数据融为一体,实现一个多种分辨率、三维表达的地球。中国科学院地学部几年来对地球信息的共享问题多次提出过建议。1994年6月,提出了关于进一步做好我国地球科学、资源与环境科学研究基础资料与数据共享的建议。这个建议宋健同志给予了相当大的重视。

     秦大河认为,中国在地理信息系统,即“数字地球”的初型开始,已经做了许多的工作。从80年代开始,陈述彭院士在中国率先提出了地理信息系统概念,并付诸实现。我们3S工作取得了非常好的成绩,包括测绘局、海洋局、地矿部、地震局等部分的大量的数据源,这预示着我国在信息时代已经有一个很好的基础。1996年以来,地学部对我国地球科学数据共享问题进行了前沿探索,取得了一些理论结果。这些都是我们做“数字地球”的一些良好的基础。

4我国发展“数字地球”的战略和策略

     徐冠华认为,应把“中国数字地球计划”或“数字中国计划”作为国家的战略计划提到日程上;因为这个问题的重要性在于它是实施科教兴国战略和可持续发展战略的一项重大基础设施,是信息时代不可缺少的组成部分;它不仅仅是科学研究问题,也是工程问题,还有政策问题,涉及到方方面面;不是科技部或中国科学院能解决的问题,需要国务院做出决策;目前需要做的事有:1)动员社会来关注有关“数字地球”的问题,2)中科院联合各有关部门召开一次有关“数字地球”的研讨会,3)在1999年召开一次“数字地球”的国际研讨会;4)建立“数字地球”的科技论坛。

     陈述彭认为,1)对地球科学观测、数据共享的问题应优先列入议程,通过政府协调,采取重要政策,分期处理、制定统一标准规范,制止乱收费现象,逐步实现标准化、规范化;2)积极制定真正“数字地球”的政策方针,主动参预,明确数据上网的保密程度,有所为,有所不为,保证国家的安全和社会的稳定;3)应该支持地学的应用基础项目,加强从数据变成信息、信息变成知识的能力建设,鼓励地球动力学模型应用;4)进行包括远程教育和决策支持在内的虚拟环境建设。孙枢认为,实践证实,以国家的需求和科技方面的需求带动学科的发展充满了生命力;发展数字化地球也应该走这样的途径,要有军事上应用的目的,经济建设和社会发展中应用的目的,科学的需求,以及人文、文化和生活当中应用的需求来牵动它的发展;而且根据中国的国情,逐步把这项工作一步一步展开;在实现数字化地球目标的过程中,数据共享是它的关键之一。

     陈俊勇认为,我们要发展“数字地球”,关键是要发展中国在知识经济当中最薄弱的环节部分,要大力发展我国的地理空间数据基础设施,这个设施要同我们知识经济中的其它设施(如交通基础设施、能源基础设施)一样,作为一种产业来发展。李德仁认为, 国家信息基础设施是国家的信息基础,也是国家空间数据设施的基础,而国家空间数据基础设施又是“数字地球”的基础,发展“数字地球”必须首先发展国家的信息基础设施和国家的空间数据基础设施。汪成为认为,美国“数字地球”的出现,是国家战略的一部分,我们应当制定国家战略,确保宏观调控总体应用;分析实际需求,按轻、重、缓、紧逐步实施;整合技术支撑。

     杨凯认为,建设中国的国家空间数据基础设施是中国实现“数字地球”的前提;关于“数字地球”的内涵,大概有两种思路:一种思路是给出一个定义,它包罗的范围非常广,但可行性比较差;另一种是比较现实的;从空间数据基础设施抓起,如果全球的空间数据基础设施没有建成,“数字地球”就是空想。刘纪远认为,“数字地球”的内涵非常广泛,应当在现有的基础上找到一个切入点,既要结合中国整个国家和民族的根本利益,又能够有可行性地做起来,不管叫试验田也好,叫示范也好,我们现在提了这样一个题目,叫做:中国重大资源环境问题的迭代过程、数字重建、预测与科学决策研究。

     李树楷认为,我们如何做这个“数字地球”,无论从经济上还是从军事上都应该有战略目标;同时必须要有国家目标和科学技术目标。黄签认为,“数字地球”可操作性如何是一个疑问;现在数据库的数据完全是海量的,海量的数据搁在那里,没人敢动;另外,美国也做、欧共体也做、大家都做的话,做几个“数字地球”怎么个做法? ,这里面有很大问题;所以,要保留一部分人去跟踪前沿,另外大部分人仍然还是要在常规的3S技术之下,解决一些与国民生产经济、发展紧密结合的问题。王其文认为,戈尔的说法是挺确切的,而我们的理解过分了。或者我们往这个“筐”里塞的东西过多;实际上,戈尔的“数字地球”,除了应用的潜力以外,基本内容还是把与空间、地理以及有关方面的数据收集好、整理好,供大家方便地查阅,供好多学科去应用;这是一个很重要的基础工程,至于它的应用潜力可以举好多种,不应该完全把这些应用潜力涉及的(包括经济模型等)放进“数字地球”这个“筐”中。

四、“数字地球”核心思想的历史必然性

     如果认为“数字地球”的核心思想是用数字化的手段整体性地解决地球问题(与空间位置相关的问题)和最大限度地利用信息资源的话,通过以下分析,可以看出这一核心思想出现的历史必然性。

     从政治经济背景看,冷战结束后,世界的重心由苏美在政治和军事上的全面对峙变为政治多极、经济的全球化以及市场经济在世界范围内逐步占有主导地位;人类社会的经济形态由农业经济、工业经济逐步地向知识经济过渡,知识经济最大的特点是:不依赖于自然资源,而是以人为本,依托于信息资源,而信息资源的65~80%部分应当与“数字地球”有关。从认知思想背景看,人类认识事物的过程,是从数字、文字、文章、文化和从部落、公社、国家这样发展的,信息技术和信息社会又重复这个过程,即数字、文字、图像、图形;网络应用是从主页到数字政府;从独建独用,到共建共享;人类认识地球的角度和范围从图形、地区、国家、再到“数字地球”。从技术背景看,“数字地球”最直接相关的六个方面:计算机技术、网络、通讯、遥感、GIS、GPS都发展很快,也逐步与全球化连在一起,地理信息逐步进入信息技术的主流,而信息技术又是知识经济的主体;国家级、地区级和全球性的空间数据基础设施(NSDI,RSDI,GSDI),是“数字地球”的一个核心,从九十年代初开始也一步一步地向前发展,并已经在世界范围内积累了海量的建立“数字地球”所需的原始数字化数据和相应的资料,这包括无以数计多种比例尺的各类数字化地理基础图、专题图、城市地籍图;所以“数字地球”反映的核心思想是一种历史的必然;不管戈尔提不提出来,这个东西迟早是要出现的。

     “数字地球”只是一种比较通俗的说法,用数字化手段处理地球问题是本质,是必然趋势。中国地学界最近几年就这方面的名词问题先后有6、7个提法,如:地球信息科学,地球信息技术,地球空间信息科学,地球空间信息技术,地理空间信息技术,地理空间信息科学等,基本上是想体现这方面的意思。为什么戈尔的说法能够引起轰动呢?除了名人效应和他的战略眼光外,他的这个说法没有学究味,没有“科学”、“技术”这样的词在里面。再回头看戈尔的另一个可以载入史册的重大概念的特点。在1981年,当时还是美国国会议员的戈尔在美国科学与电视艺术研究院的一次讲演中,首次提出了目前风靡全球的“信息高速公路”(Information Highway)概念,从而开拓了后来成为知识经济(Knowledge Economy)骨干部分的互联网经济(Internet Economy)。但是,信息高速公路概念也是最近几年才被普遍接受和使用。高速公路,北美的普通老百姓都知道,50年代在北美就有了。在1981年,他把这个概念延伸了一下,于是,这个概念逐渐被大多数人接受。地球,所有的人都知道是什么,然后再加个“数字”在上面,很通俗,没有学术上的完整性,但反应了一个极其重要的思想。

     提出“数字地球”概念的戈尔(AL Gore)是美国第四十五任副总统[11],毕业于哈佛大学,生于1948年,负责美国航天和科技方针政策领导工作。戈尔的父亲Albert Gore也是美国政治家,曾任美国国会议员[12],于1998年91岁时去世。在1956年,Albert Gore作为议员独个提出了“洲际高速公路”提案,并获得了议会通过。这个提案是计划在美国建立七万多公里的连通各洲的高速公路,戈尔在1998年悼念他父亲的文章里称其为人类历史上最大的公共工作努力[12]。从父亲Albert Gore到儿子AL Gore,从“高速公路”到“信息高速公路”与“数字地球”,血缘和创意思想的一脉相承不能不使人隐隐约约地感触到一种必然的东西。

五、有待进一步研讨问题

     有关“数字地球”的一些问题,目前仍然还有待进一步研讨,这主要涉及到以下一些方面:

“数字地球”的内涵

“数字地球”的数据、信息源

“数字地球”的数据更新

“数字地球”的数据标准和互操作

“数字地球”的支撑技术

“数字地球”的用户

“数字地球”保密原则

“数字地球”的应用领域

“数字地球”的意义

“数字地球” 的创新性

“数字地球”与RS、GIS、GPS等学科的关系

“数字地球” 与NII、NSDI、RSDI、GSDI的关系

“数字地球”的技术和科学背景

我国建设“数字地球”的基础

我国“数字地球”建设的总体框架设计

我国建设“数字地球”的战略和策略

我国建设“数字地球”的规划

是“数字地球”还是“数字中国”更合适?

“数字地球”是新的方向还仅是时髦名词?

六、结束语

     一年来,美国和中国方面对于戈尔的“数字地球”创意的反响还是十分积极和稳重的。美国目前总体上仍然在“数字地球”的框架规划和设计等阶段,只有一部分较少的资金用在与“数字地球”的组成部分相关的技术工作上。中国目前总体上处于“数字地球”的战略研究阶段。但是,其它国家对“数字地球”的反响不象当年对国家信息基础设施(NII)和国家空间数据基础设施(NSDI)那样积极。

     “数字地球”虽然是一个新概念,它涉及到的大部分理论、技术、数据和应用都与现有的直接相关。它不仅部分地需要全新的理论、技术和应用,更为重要的是,“数字地球”与现有的相关工作的根本区别在于,它是从更高的层次、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(含人员、软件、硬件),从而更广泛地、更深入地、更有效地、更经济地为社会提供服务。

     可以说,“数字地球” 创意本身没有先决的东西,它为大家提供的不是一台仅供欣赏的好戏,而是一个可以演出好戏的大舞台!在这个历史大舞台上最终是否有戏,是否有好戏大戏,还不同程度地依赖于围着这个舞台有意无意地期待着演戏和看戏的每一个人!

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