第四节数字地球一、数字地球的概念数字地球是：信息化的地球―地球的虚拟对照体。数字地球将有关地球上每一点的信息，按地球的地理坐标加以整理，然后构成一个全球的信息模型。人们可以快速、形象地了解地球上的任何一点、任何方面的信息，从而实现“信息就在指尖上”的梦想。通俗地讲，就是用数字的方法将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化装人电脑中，实现在网络上的流通，并使之最大限度地为人类的生存、可持续发展和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。“数字地球”的提出“数字地球”的提出特点技术基础应用时间人物著作1998年1月31日时任美国副总统的阿尔．戈尔《数字地球：展望21世纪我们这颗行星》是一种可以嵌入海量地理数据的、多分辩率的和三维的地球的表示，可以在其上添加许多与我们所处星球有关的数据。遥感技术、地理信息系统、网络技术、虚拟现实技术可持续发展，农业、灾害、资源、教育等方面二、数字地球的技术基础要在电子计算机上实现数字地球不是一件简单的事，它需要诸多学科，特别是信息科学技术的支撑。这其中主要包括：信息高速公路与高速网络技术、高分辨率卫星遥感技术、空间信息技术与空间数据基础设施、大容量数据存储技术、可视化和虚拟现实技术、高性能计算能力。1、信息高速公路与高速网络技术一个数字地球所需要的数据已不能通过单一的数据库来存贮，而需要由成千上万的不同组织来维护。这意味着参与数字地球的服务器将需要由高速网络来连接。在Internet流量爆发性增长的驱动下，远程通信载体已经尝试使用10G/S的网络，而每秒1015byte的因特网正在研究中。相信在21世纪将会有更加优秀的宽带高速网供人们使用。网络及分布式数据库网络及分布式数据库2、高分辨率卫星遥感技术20世纪的遥感卫星影像，在卫星遥感问世的20多年分辨率已经有了飞快的提高，这里所说的分辨率指空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率。空间分辨率指影像上所能看到的地面最小目标尺寸，用像元在地面的大小来表示。高分辨率卫星遥感图像在21世纪将可以优于1米的空间分辨率，每隔3~5天为人类提供反映地表动态变化的翔实数据，从而实现“秀才不出门，能观天下事”的理想。卫星影像“快鸟”卫星拍摄的中国台湾的卫星影像。“快鸟”卫星拍摄的美国纽约市区的卫星影像。3、空间信息技术与空间数据基础设施空间信息是指与空间和地理分布有关的信息，据统计，世界上的事情有80％与空间分布有关．空间信息用于地球研究即为地理信息系统。为了满足数字地球的要求，将影像数据库、矢量图形库和数字高程模型(DEM)三库一体化管理的GlS软件和网络GPS，将在21世纪十分成熟和普及。从而可实现不同层次的互操作，一个GIS应用软件产生的地理信息将被另一个软件读取。全球定位系统全球定位系统咨询管理信息管理数据整理地理信息系统（地理信息系统（GISGIS））4、大容量数据存储技术数字地球将需要存贮1015字节的（Quadrillions）信息。美国NASA的行星地球计划EOS一AMI1999年上天，每天将产生1000GB（即1TB）的数据和信息，1米分辨率影像覆盖广东省，大约有1TB的数据，而广东才是中国的1/53。所以要建立起中国的数字地球，仅仅影像数据就有53TB，这还只是一个时刻的多时相的动态数据，其容量就更大了。目前美国的NASA和NOAA已着手建立用原型并行机管理的可存贮1800TM的数据中心，数据盘带的查找由机器手自动而快速地完成，相信在21世纪，还会有新的突飞猛进。5、可视化和虚拟现实技术可视化是实现数字地球与人交互的窗口和工具，没有可视化技术，计算机中的一堆数字是无任何意义的。数字地球的一个显著的技术特点是虚拟现实技术。建立了数字地球以后，用户戴上显示头盔，就可以看见地球从太空中出现。头戴式虚拟现实成像设备头戴式虚拟现实成像设备戴上数据仪器，可以在虚拟空间中体验太空漫步的美妙滋味.6、高性能计算能力地球是一个复杂的巨系统，地球上发生的许多事件、变化和过程又十分复杂而呈非线性特征，时间和空间的跨度变化大小不等，差别很大，只有利用高速计算机，我们今日和跨世纪的未来，才有能力来模拟一些不能观测到的现象。利用数据挖掘（DataMining）技术...
