未來的數字地球

[摘 要] 數字地球隨著GIS技術的不斷發展，越來越多的應用于更多的領域。通過“數字地球”可以對我們所處的這個地球進行更加細致的監控，人類能夠更加及時地得到有關我們生存和發展的空間的任何變化，作出合理有效的反應，使得地球系統進入良性循環，達到人類社會的可持續發展。

[關鍵詞] 產生 發展 應用

一、數字地球產生及存在意義

在人類文明發展到相當高度的今天，由于人類獲取信息的能力飛速提高，我們進入了知識爆炸的新時期。在這個新時期里知識或者說信息資源的匿乏已經不是擺在我們面前的主要問題，取而代之的是如何更為有效地利用信息，面對爆炸性增長的信息，如何有效駕馭信息，而不被浩瀚的信息海洋所淹沒是個亟待解決的問題。在這種背景下，“數字地球”作為充分利用信息的有效手段，自然而然地孕育而出。

“數字地球”是把地球上每一處的所有信息，按照地球的地理坐標(比如經度和緯度)加以整理，建立統一模型。在這個信息模型的基礎上，我們就可以快速地、完整地、形象地了解地球上各種宏觀和微觀的情況，并充分發揮這些數據的作用。“數字地球”將成為人類認識我們所處的這一星球的新方式。

“數字地球”是對真實地球及其相關現象的統一性的數字化重現和認識。它的核心思想有兩點，一是用數字化手段統一性地處理地球問題，另一點是最大限度地利用信息資源。90年代以來隨著計算機、通信技術為代表的信息技術的蓬勃發展，人類獲取、存儲和處理信息的能力得到了空前的擴展，已經具備了用數字化手段考察地球的能力。與此同時，數字技術由于具有模擬技術所不可比擬的優點，可以使信息更為有效地為我們所用，所以最大程度地利用信息，發揮其最大效用既是“數字地球”的初衷，也是“數字地球”的關鍵所在。

二、 21世紀的數字地球發展與應用

1.災害模擬與預報

根據洪災演進的水力學特性，重點探討了基于數字地球的格網模型構建、“體積法”洪水淹沒范圍計算以及逐次擴大范圍的漸進遞歸算法，最后綜合上述方法實現了基于數字地球的位置無關的洪災演進模型及其表現。隨著數字信息技術研究的深入，水災演進的推算上升到模擬仿真的高度，可以為水災事件發生的時間、地點、范圍和強度提供快速、準確、直觀、有效的預報手段。針對水災的特征，在數字地球的平臺上建立了能準確、象地模擬洪災演進行為和影響范圍的數學模型，通過實時動態演示其演進過程，進行災難的分析模擬，從而有效地支持救援方案的快速生成和輔助決策的模擬分析，達到利用有限的人力、物力最大限度地提高救災效率、降低決策偏差、減少災害帶來的損失的目的。

2.數字戰場

隨著數字地球和數字海洋的提出以及虛擬現實技術、計算機技術和數據倉庫技術的快速發展，展開基于數字地球的虛擬海戰場環境仿真技術的研究能夠為我軍海上作戰、訓練和海上搶險救災以及多軍兵種聯合作戰提供良好的信息保障和技術支持。

3.環境狀況監測

環境保護是可持續發展中的一個核心問題，中國的環境問題最為嚴重的是水土流失，其次是城市環境的污染。水土資源、礦產資源、生物資源、光熱資源等凡是對人類有用的物質與能源都需要調查、計算其數量與質量。中國的洪旱災害、地震災害、林草火災都十分嚴重，尤其是洪澇災害年年發生.數字地球技術可以有效地調查、計算資源數量與質量，預報災害發生的地點強度與時間，監測上述環境問題、災情的嚴重程度和救災、環境治理的效果及資源開發狀況。

4.虛擬校園

基于數字地球平臺開展虛擬校園的建設，有利于校園形象的展示，并對校園的進一步建設和遠景規劃提供了逼真的可視化平臺。以數字地球平臺為三維展示平臺，將三維模型按照交換標準導入到該平臺上進行交互漫游顯示，更好地解決空間關聯問題，實現了空間信息的共享。并且可以利用其強大的空間分析功能進行統計和建模分析，如面積計算、緩存區分析、最短路徑分析等，也能為更科學地實現數字區域、數字旅游線路產品等研究和應用工作提供基礎和保障，具有重要的理論和現實意義。

數字城市是數字化的城市、信息化的城市，它為信息化帶動工業化、帶動傳統產業改造創造了條件，以城市信息化為龍頭將帶動全國信息化和現代化的發展，城市數字化、信息化是城市社會經濟發展的重要驅動力，是國家經濟社會又好又快發展的強大推動力。數字城市建設將會引起越來越廣泛的重視，它的發展大有前途，勢不可擋。經濟信息化、全球化、知識化方興未艾，中國現代化建設已進入科學發展的新階段，“數字地球”建設具有巨大的發展空間和需求。

三、結語

數字地球的技術體系在資源可持續利用方面具有巨大的潛力。在地球資源信息獲取方面，數字地球技術系統具有全球性、綜合性、完備性和全天候的特點，以遙感衛星為主體的技術系統所獲得的數據幾乎涉及到人類活動的各個層面，涵蓋了資源、環境、社會、經濟的各種數據，同時，利用數字地球技術所獲得的數據具有極高的分辨率。數字地球是一種政府行為，政府的超前決策、立法、規劃，對避免資源浪費至關重要。

在歐美的一些發達國家，他們在數字地球建設的諸多方面都處于世界領先地位。我們可以通過他們的成功經驗，來發展本國、本地區基于數字地球的可持續發展戰略，特別應在標準規范的制定、信息基礎建設、應用系統建設、信息資源共享等諸方面加強國際或地區的交流與合作，大幅度加快基于數字地球的可持續發展戰略步伐，同時，應充分利用現有的有限資源，廣泛依靠科研院所和高校的力量，大力推進可持續發展戰略。

參考文獻:

[1] 郭華東:數字地球:10年發展與前瞻[J].地球科學進展，2009，24(9):955-962

[2] 何明一:從對地觀測到數字地球[J].電子科技導報1999(5):9-19

[3] 陳幼松:數字地球及其意義和用途[J].電子科技導報1999(3):36-38