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知识拓展:创建数字地球需要的技术

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戈尔演讲节选2

虽然这些情节似乎有些像科幻小说,但大多数建造数字化地球需要的技术和能力已在这里或正在开发。当然,数字地球的能力将追随时间不断地进化。我们将有能力在2005年对2020年的数字化地球进行一次原始的比较。下面一些技术是需要的:

①计算科学

在计算机出现之前,实验和理论两种创造知识的方法长期以来被限制,实验科学家对所要进行研究的现象的观察太艰难,这些现象不是太小就是太大;不是太快就是太慢。它们存在要么不到l0亿分之一秒要么超过10亿年。另一方面,纯粹的理论不能预报像雷雨或飞机上的空气流动那样复杂的自然现象。随着高速计算机作为新工具开始被使用,我们才能模拟那些不容易观察到的现象,并且同时能更好地理解已经观察到的数据。按这种方法,计算的科学允许我们突破实验和理论科学的局限性。模拟和仿真将给我们对正在收集关于我们的行星的数据以新的洞察力。

②大规模存储

数字化地球将要求存储无法形容字节的信息。稍晚于今年,国家航天航空局的星球计划将每天产生大量的有关地球的信息。幸运地是,我们继续在这个领域中制造戏剧性的改进。

③卫星图像

早于1998年,政府已经许可提供分辨率图像处理服务的商业卫星系统开始运行。这种服务能使地图绘制达到足够的精确水准,而在原先绘制地图的详细资料只能通过空中摄影来获得。这种技术最先由美国情报组织开发,具有难以置信的精确性。当一家公司使用这种技术,它像一架威力无比的摄像机,在它所摄的图片上可以清楚地看到从伦敦到巴黎像汽车前灯的宽度大小的每一个物体。

④宽带网络

数字地球所需的数据将由成千上万不同的组织维持,并非是单一的数据库。那意味着在数字化地球中正在使用的服务器将需要与高速的网络连接。由于Intem。t网上通讯量爆炸的驱动,电讯营运者已经在试验每秒10Gbps的网络。

10Gbps网络技术是Intemet的下一代的技术目标之一。不好的消息是当我们绝大多数人的家中有这类宽带之前,在诸如儿童博物馆和科学博物馆那样的公共场所建立数字化地球的接口是必须的。

⑤互操作性

Intemet网和全球网之所以能够取得成功,关键在于达成统一的协议,如hltemet协议。数字地球也同样需要互操作性。这样,应用软件产生的地理信息就能被另一些人阅读。GIS产业界正在通过GIS协会寻找解决这些问题的途径。

⑥元数据

元数据是指“关于数据的数据”,了解信息的名称、位置、作者或来源、数据、数据形式、分辨率等有助于建立其他的地理坐标信息系统。联邦地理数据委员会正在与产业界、州和地方政府一起开发非官方的元数据标准。

当然,需要更进一步的技术进步来充分认识数字地球的潜力,尤其是在这些领域如自动解译图像、对来自不同渠道的数据的整合以及能够从网上找到和连接关于地球上某个地点的信息的情报机构等。

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