虛擬地球技術與應用的發展趨勢

通過航空航天遙感技術，大量獲取全球高分辨率遙感影像，建立覆蓋全球的虛擬數字地球，并采用全球分布的大量服務器系統和高效的空間數據傳輸與三維實時可視化技術，使任何人在任何時候都可以查詢到全球任何地方的地理空間信息，已成為當代地理信息技術的重要標志。這一技術對世界各國造成了巨大的沖擊和影響，國際上谷歌和微軟等IT巨頭憑借雄厚的資金和技術實力紛紛拓展這一領域，開發出Google Earth和Virtual Earth等系統，美國NASA也組織開發了開源的虛擬地球軟件World Wind，正在形成影響廣泛的新興地理信息產業。虛擬地球技術與應用的發展趨勢主要體現在以下三個方面。

虛擬地球技術本身的發展趨勢

雖然虛擬地球技術已經比較成熟，虛擬地球系統已經廣泛應用，但是有些關鍵技術還有待于進一步發展。在全球無縫多源多尺度海量空間數據管理方面，還需要發展多種地球剖分方法和多種投影方法，以適應不同地區、不同細節層次的數據可視化，并且需要擴展現有數據模型以包含多時態數據的管理。在大規模用戶并發控制和網絡數據傳輸方面，還有待于進一步提高空間數據調度與傳輸效率。在大規模三維精細模型可視化和多類型終端自適應可視化方面，需要發展新的方法。目前，海量地形數據和正射影像紋理數據可視化的效率可以滿足用戶要求，但是，顯示大規模城市三維精細模型時，效率還很低；另外，也需要發展自適應終端顯示技術，以使三維數據能夠在手機、PDA等小型移動終端上快速顯示。

虛擬地球作為地理信息公共服務系統的基礎平臺

虛擬地球系統能夠管理和快速顯示全球海量多源、多尺度、多時相三維空間數據，為地理信息公共服務平臺建設提供了一個基礎。但是地理信息公共服務平臺本身有自己的技術要求和特點。虛擬地球系統是三維數據的管理與可視化，地理信息公共服務平臺應該包括二維和三維數據的管理與可視化，而且要求二三維數據來自同一個數據庫，以保持數據的一致性。另外，還要將虛擬地球系統與專業地理信息系統集成，使之不僅可以滿足公眾用戶對地理信息高效查詢與可視化的要求，還要滿足專業用戶對地理信息分析與應用的要求，并且要支持地理信息公共服務的接口標準，以便提供空間數據服務和應用系統開發。例如，GeoGlobe就是一個很好的地理信息公共服務平臺，它已成功應用于“國家地理信息公共服務平臺”建設中，同時用它建立了黑龍江等省級和齊齊哈爾等市級地理信息公共服務平臺，形成了國家、省、市三級地理信息公共服務體系框架。

虛擬地球將成為智慧地球和物聯網的基礎

虛擬地球已經成為一個應用廣泛的地理信息公共服務平臺，在這一平臺上，目前的用戶不僅可以查詢瀏覽地理空間信息，而且可以標注信息。實際上經過適當的技術開發，人們很容易將傳感網、物聯網與虛擬地球連接，將傳感網、物聯網及獲取的信息加載到虛擬地球上，使人們不僅能夠看到虛擬地球上的基礎地理信息，而且可以查詢到傳感網的實時觀測信息。如果還能夠像GeoGlobe那樣將地理信息處理與分析服務功能注冊到虛擬地球上，讓用戶發展各種基于地理空間信息、傳感網信息和物聯網信息的分析處理軟件，實時分析各種時空信息，提出科學決策方案，即可將虛擬地球變成一個有“智慧”的地球。

龔健雅教授，博士生導師，2011年12月當選中國科學院院士。現任武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室主任，國際攝影測量與遙感協會第四委員會聯邦式數據庫與互操作工作組主席。主要從事地理信息系統的研究、開發與商品化工作。多年來，承擔國家科技部和國家自然科學基金委員會等部委及省市攻關項目30多項，取得了一系列科技成果，曾獲國家科技進步二等獎、信息產業部重大技術發明獎、部級科技進步一（二）等獎；出版專著6部，發表論文200多篇，SCI收錄論文3篇，EI收錄論文39篇，ISTP收錄論文6篇；1998年獲香港裘槎獎勵基金，并獲得省級優秀教師、測繪局跨世紀人才、優秀留學回國人員、人事部科技一等功臣、國家級有突出貢獻中青年專家等十多項獎勵，1999年被教育部聘為首批“長江學者獎勵計劃”特聘教授。