数字地球的作用和意义-Read

数字地球大数据在地理学研究中的应用近年来，随着科技的迅猛发展，数字地球大数据逐渐成为地理学研究中的重要工具。

数字地球大数据是指通过地理位置技术获取、管理和应用的大型数据集合，它包含了各种地理信息，如气候、地形、地貌、土地利用、人类活动等。

这些数据集合的广泛应用不仅帮助人们更好地理解地理现象和变化趋势，也在许多领域提供了可靠的决策依据。

首先，在城市规划中，数字地球大数据发挥了重要作用。

通过获取城市的人口密度、交通流量、土地利用等数据，研究人员可以模拟城市发展情况，预测未来的城市增长趋势，为城市规划和土地利用提供科学依据。

此外，数字地球大数据还可以帮助城市规划者确定交通网络、公共设施和基础设施建设的最佳位置，提高城市的生活质量和可持续发展水平。

其次，在自然资源管理中，数字地球大数据也起到了重要的作用。

通过获取土地利用、植被覆盖、水资源分布等数据，研究人员可以更好地理解自然资源的分布和利用情况，从而制定合理的资源管理计划。

例如，在森林资源管理领域，数字地球大数据可以帮助监测森林覆盖变化、评估森林健康状况并预测火灾风险，有助于保护森林资源及其生态系统。

此外，数字地球大数据在环境保护方面也发挥了积极的作用。

通过获取气象数据、空气质量信息和环境监测数据，研究人员可以识别和监测环境污染源，评估环境风险并采取相应的保护措施。

例如，在气候变化研究中，数字地球大数据可以帮助科学家分析气候模式和趋势，预测未来的气候变化，并为制定应对气候变化的政策提供支持。

此外，在灾害管理和应急响应方面，数字地球大数据也发挥着重要作用。

通过获取地震、洪水、台风等灾害数据，研究人员可以制定灾害风险评估模型，预测灾害发生的可能性和影响范围，为应急响应提供决策支持。

例如，在地震灾害管理中，数字地球大数据可以帮助科学家确定地震危险区域，预测地震可能的规模和破坏性，并为灾后救援和重建提供指导。

综上所述，数字地球大数据在地理学研究中拥有广泛的应用前景。

数字地球的作用与意义数字地球，是美国副总统戈尔于1998年1月在加利福尼亚科学中心开幕典礼上发表的题为“数字地球：认识二十一世纪我们所居住的星球”演说时，提出的一个与GIS、网络、虚拟现实等高新技术密切相关的概念。

在戈尔的文章内，他将数字地球看成是“对地球的三维多分辨率表示、它能够放入大量的地理数据”。

在接下来对数字地球的直观实例解释中可以发现，戈尔的数字地球学是关于整个地球、全方位的GIS与虚拟现实技术、网络技术相结合的产物。

显然，面对如此一个浩大的工程，任何一个政府组织、企业或学术机构，都是无法独立完成的，它需要成千上万的个人、公司、研究机构和政府组织的共同努力。

1数字地球的概念数字地球是1998年1月31日戈尔在加利福尼亚科学中心做的“数字地球——认识21世纪我们这颗星球(The Digital Earth：Understanding our planet in the 21st Century)”这篇讲演中提出的新概念。

他所以提出这一新概念，是因为他觉得当前我们迫切需要利用有关地球的各种信息，而大量这样的信息又散落在各处未被充分利用。

解决这一矛盾的方法，就是建立数字地球。

数字地球也就是信息化的地球，是一种地球信息模型，是一种可嵌入海量地理数据的、多分辨率的、三维的动态数据库。

它把地球上每一角落的各种信息都收集起来，按照地球上的地理坐标对它们进行整理加工，以建成一个完整的信息模型。

这样，我们就可以快速地、完整地、形象地了解地球上每一角落的宏观和微观情况，就能了解我们所在这颗星球上的任何信息，并实现“信息就在我们指尖上”的理想。

严格地讲，数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作为工具来支持和改善人类活动和生活质量。

1998年江泽民总书记在接见两院院士代表时的讲话中指出："当今世界，以信息技术为主要标志的科技进步日新月异，高科技成果向现实生产力的转化越来越快，初见端倪的知识经济预示人类的经济社会生活将发生新的巨大变化"。

“数字地球”与可持续发展
随着科技的飞速发展，数字地球的概念逐渐成为现实。

数字地球是一个虚拟的、数字化的地球模型，它通过收集和分析大量的地理空间数据，来模拟和预测地球的自然和人类活动。

这一概念在推动可持续发展方面发挥着重要作用。

首先，数字地球能够提供精确的地理信息，帮助规划者和决策者更好地理解地球的自然资源分布。

例如，通过分析卫星图像和地理信息系统（GIS）数据，可以确定哪些地区适合农业发展，哪些地区需要保护以维持生态平衡。

其次，数字地球在环境监测方面具有显著优势。

通过实时监控大气、水体和土壤的质量，可以及时发现环境问题并采取措施。

这对于应对气候变化、保护生物多样性和减少污染至关重要。

再者，数字地球促进了资源的高效利用。

通过模拟和优化资源分配，可以减少浪费，提高资源的利用效率。

例如，在城市规划中，数字地球可以帮助确定最佳的交通网络布局，减少拥堵和能源消耗。

此外，数字地球还支持灾害管理。

通过预测自然灾害的发生，可以提前采取措施保护人民的生命财产安全。

同时，在灾害发生后，数字地球可以提供实时的救援信息，帮助救援团队更有效地进行救援工作。

最后，数字地球为教育和公众意识的提高提供了平台。

通过可视化的地球模型，人们可以直观地了解地球的生态系统和环境问题，从而增强环保意识和参与可持续发展的意愿。

总之，数字地球作为一项创新技术，为实现可持续发展提供了强有力
的支持。

通过精确的地理信息、环境监测、资源优化、灾害管理和教育宣传，数字地球有助于构建一个更加和谐、可持续的地球。

三维数字地球模型有什么用？一、提供地理信息的可视化展示三维数字地球模型是一种以数字化的方式呈现地球表面信息的工具。

通过高精度的地球数据，可以构建逼真的地球表面模型，使得地理信息可视化展示。

借助这种模型，人们可以通过电脑屏幕上的虚拟地球，立体感受到各个地理要素的分布、形态以及空间关系。

这样，人们可以更直观地认识地球的地理特征、地貌变化、气候分布等。

二、促进地理数据分析与决策制定三维数字地球模型的另一个重要作用是促进地理数据的分析与决策制定。

通过对地球模型进行人工编辑和虚拟操作，可以实现对地球表面各类地理数据的叠加和整合，进而进行数据的可视化呈现和分析。

这为各类地理问题的研究提供了全新的思路和工具，便于科学家、决策者、规划者等对地理现象进行定量化研究、模拟实验和预测分析。

同时，三维数字地球模型也具备较强的动态性，可以进行实时数据的更新和展示，为决策制定提供快速、准确的参考。

三、推动地球科学研究与教育三维数字地球模型在地球科学研究与教育中也发挥着重要作用。

一方面，它为科学家提供了一个可视化的研究平台，通过对大量的地球观测数据进行可视化呈现和分析，有助于深入研究地球内部结构、地质构造、地壳运动等地球科学领域的重要问题。

另一方面，三维数字地球模型的直观性和可交互性，为地理教育提供了全新的教学模式和工具。

通过对地球模型的旋转、缩放、剖析等操作，学生可以更加深入地了解地球的结构、地理要素的相互关系，提高对地理概念的理解和记忆。

四、支持城市规划和建筑设计三维数字地球模型在城市规划和建筑设计中的应用也越来越广泛。

借助数字地球模型，规划者和设计师可以更加直观地了解城市的空间布局、地形地貌等地理要素，为城市规划和建筑设计提供科学依据。

通过对地球模型的模拟和分析，可以评估不同规划方案的可行性和影响，为决策者提供科学的参考依据。

此外，数字地球模型还可以用于建筑设计的可视化分析和展示，有助于设计师更好地把握建筑与环境的关系，提高设计的有效性和美观度。

地理信息技术专业中的数字地球研究与应用数字地球是地理信息技术专业中的一项重要研究内容，它的应用范围广泛，对于解决人类面临的各类地理问题具有重要意义。

本文将围绕数字地球的研究与应用展开探讨。

一、数字地球的概念与特点数字地球是基于地理信息系统(GIS)和遥感技术的研究成果，将地球表面的各种现象以数字形式表达出来，形成一个虚拟的地球模型。

其主要特点包括地理空间信息的收集、存储、处理和分析，以及多种数据源的整合与共享。

数字地球的研究与应用可以帮助我们更好地理解和解决地理问题。

二、数字地球研究的重要性与应用领域数字地球的研究对于地理信息技术专业来说具有重要意义。

首先，数字地球可以提供准确的地理信息，对于地理学、环境科学和城市规划等领域的研究提供了重要数据支持。

其次，数字地球可以帮助我们更好地保护和管理地球资源，例如农业、林业、水资源和自然灾害等方面。

此外，数字地球还可以应用于城市交通、军事安全、公共卫生和旅游等领域，为决策和规划提供有效的支持和指导。

三、数字地球研究的方法与技术手段数字地球研究主要依赖于地理信息系统和遥感技术。

地理信息系统可以对地理信息进行收集、存储、处理和管理，通过空间分析等方法提取出有用的信息。

遥感技术则可以利用卫星、航空器和遥感设备等手段获取地球表面的遥感影像数据，并通过遥感图像处理和解译等技术进行分析和应用。

此外，数字地球研究还涉及到计算机科学、数学模型和数据挖掘等领域的交叉应用。

四、数字地球研究的挑战与发展趋势数字地球的研究与应用仍然面临一些挑战。

首先，数据的获取、整合和共享存在一定的困难，需要建立更加完善的数据采集和管理机制。

其次，数字地球的研究还需要进一步提高地理信息系统和遥感技术的处理能力，以应对大数据时代的需求。

此外，数字地球的应用还需要考虑隐私保护和数据安全等问题。

未来的数字地球研究将面临更多的发展机遇。

一方面，随着地理信息技术的不断进步，数字地球的数据质量和处理能力将得到进一步提高。

数字地球：指可以整合海量数据的多分辨率的、真实地球的三维表示，并可以在其上增加与地球有关的数据，实现在不同分辨率水平上对地球进行三维浏览的虚拟地球系统。

信息流决定了物质流、能量流的流向、流速、流量。

数字地球的主要目标：利用简单方便的多位分辨率的三维表达界面，允许公众基于地理定位访问整个地球的有关资源、环境、经济、社会等方面的信息，并建立能促进经济与社会可持续发展和构建和谐社会的技术系统。

数字地球与信息化、社会化的关系：数字地球是信息化或信息社会建设的空间信息基础设施，数字地球与国家信息化、国民经济信息化是密切联系的，与城市信息化、地区信息化、省区信息化密切相关，是空间信息基础设施。

新地理信息时代的服务对象扩大到所有的大众用户，用户也是空间数据和空间信息的提供者，通过传感器使网络数据从死变活。

数字地球的民用意义：１、随着人类社会进入信息化和全球化的时代，尤其经济全球化正以势不可挡的态势发展，所以了解全球信息已经成为十分重要的发展战略目标。

２、人们不仅认识到经济全球化是当前的大趋势，而且资源利用的全球化、环境影响的全球化已经成为大家的共识。

数字地球是当前科技发展的制高点：它集中了当前最尖端的科学技术，如信息技术和空间技术，即可民用，也可以用于军事目的，而且数字地球还可以带动很多高科技的发展，所以他是科技发展的推动力和催化剂。

１、数字地球为地球科学发展提供了现代科技平台２、数字地球为经济社会的可持续发展和构建和谐社会提供了必要条件。

地球信息科学的理论基础应有地球信息理论（基础）、地球系统理论（核心）、地球耗散结构与自组织理论和地球分形与自相似理论所组成（地球现象和过程分析的理论基础）。

（信息）＝（数据）－（噪音或误差）地球信息：指有地球实体与资源环境社会经济的物质和能量性质特征和状态的表征的知识。

基本特征：属性、空间、时间基本类型：物质信息、能量信息地球信息的载体：地球现象或过程的经过排除噪音或误差的文字描述、数字记录、图形或影像作为表达的载体。

焦作工学院学报(自然科学版),第19卷,第3期,2000年5月Journal of Jiaozuo I nstitute of Technology(Natural Science),Vol.19,No.3,M ay2000“数字地球”及其对中国的意义乔朝飞1,胡振琪1,张育民2,梁洪有2(1.中国矿业大学(北京校区)资源开发工程系,北京　100083;2.焦作工学院测量工程系,河南焦作　454000)摘要:“数字地球”概念的形成是一个长期的渐进过程.“数字地球”是一个不仅包括地球信息科学,同时也涉及政治、经济、哲学、社会学等众多领域的开放的巨系统.计算机技术、网络、通讯、RS、GIS、GPS等为“数字地球”提供了强有力的技术支撑.“数字地球”在虚拟现实、预测全球变化、农业生产、教育等方面有着广阔的应用前景.“数字地球”对于中国在下个世纪初实现可持续发展具有重大意义,现阶段中国应加强国家空间数据基础设施建设,尽快将“数字中国”计划提上日程.全社会要高度关注“数字地球”的发展.关　键　词:数字地球;空间数据基础设施;可持续发展中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1007-7332(2000)03-0237-041　“数字地球”概念的形成过程1998年1月31日,美国副总统阿尔·戈尔在美国加利福尼亚科学中心发表了题为“数字地球———认识21世纪我们这颗星球”的演讲[1],首次公开提出了“数字地球”的概念.“数字地球”这一概念一经提出,立刻引起了全球科技界的关注.有识之士已敏感地认识到“数字地球”将对人类社会产生不可估量的影响.“数字地球”概念的形成是一个长期的过程.“数字地球”首先由处于全球科技和经济中心的美国的副总统提出,这并非偶然.考察美国近几年来信息化建设的过程,可以看到“数字地球”是其信息高速公路(Informatio n highway)和国家空间数据基础设施(National Spatial Data Infrastructure,简称NSDI)计划的自然延伸.1993年2月美国总统克林顿签署命令,建设全美的信息高速公路,即国家信息基础设施(National Information Infrastructure,简称NII).在信息高速公路上,人们除了使用人口、农业、工业、第三产业等社会经济调查统计数据外,往往还要使用地形、地貌、行政界限、土地、气候等地理空间数据.与前者相比,这些空间数据具有经纬度坐标、数据量巨大、数据结构复杂、采集与更新困难等特点,是制约信息化建设的瓶颈问题.为此,克林顿总统于1994年4月签署了旨在“建立国家空间数据基础设施”的12906号总统令,要求美国测绘部门和有关机构生产和提供地球空间数据框架.典型的空间数据基础设施(SDI)[2]包括空间数据交换网络体系(Clearing-house Netw orking)、基础数据集(包括空间定位控制数据、地形框架数据、地籍测绘数据、遥感影象数据、专用数据等)、管理机构与机制和空间数据标准.国家空间数据基础设施属于国家信息基础设施的一部分,是连接信息高速公路和数字地球的桥梁.经过近4年的发展,到1998年美国的信息高速公路和国家空间数据基础设施已初见端倪[3].为了将信息技术进一步推向深入,戈尔提出了“数字地球”的概念.戈尔提出“数字地球”这一概念,有着深刻的政治和经济背景:收稿日期:1999-12-17作者简介:乔朝飞(1974-),男,河南焦作人,在读博士生,主要从事土地管理及信息系统研究工作.(1)刺激美国国内经济发展.美国近七八年来经济始终保持着强劲地增长势头,失业率下降,很大程度上是得益于其信息技术及产业的发展.随着全球信息化步伐越来越快,美国政府期望通过“数字地球”继续把持信息技术和信息产业的制高点,带动其经济发展.(2)美国全球战略的延续和发展.“冷战”结束后,能源、环境等问题成为世界政治和外交斗争的焦点,涉及到诸多全球经济事务.从“星球大战”计划到信息高速公路再到“数字地球”,美国力图利用其在高科技产业尤其是信息产业上的全球领先地位,进一步增强其对全球事务的快速反应能力,以维护美国在全球的霸主地位.2　“数字地球”的内涵戈尔认为:“数字地球”是一种多分辨率、三维表达的地球,人们可以将大量的地球空间数据融入其中.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:“`数字地球'是对我们星球的虚拟表达,它能使人们体验和利用收集到的和地球有关的自然、文化、历史数据.`数字地球'包括数据界面和标准,这些数据界面和标准,使得用户可根据不同兴趣,通过遥感、摄影测量、人口学、医学和其它渠道来获取基于地球的数据”.目前,关于“数字地球”的定义,学术界还有不同的看法,但大多数人认为,“数字地球”是一个不仅包括地球信息科学,同时涉及政治、经济、哲学、社会学等许多领域的开放的巨系统.3　“数字地球”的支撑技术和应用前景3.1　“数字地球”的支撑技术戈尔提出,“数字地球”若要继续发展,需要6大支撑技术:(1)计算科学.计算机技术发展到今天,高速计算机的出现使人们可以模拟一些不能观测到的现象,同时也能更好地认识观测到的数据.(2)海量信息存储.戈尔认为“数字地球”需要存储1015字节(quadrillion )信息.如何存储、检索如此巨大的信息和数据将是十分棘手的问题.(3)高精度卫星图象.美国新一代商业卫星提供全1m 分辨率的目标即将变为现实,可以为大比例尺制图提供足够的精度.(4)宽带网络的实现.现今的因特网的传输流量根本不能适应“数字地球”所产生的海量信息,下一步需发展一种每秒百万兆比特的因特网技术[1].(5)信息互操作技术.“数字地球”是一个开放的系统,要求多种格式的信息能够进行无缝交换和共享.(6)数据标准的制定.应统一有关数据的名称、位置、来源、格式等信息,制定数据统一标准的“元数据”.从技术背景看,“数字地球”最直接相关的6个方面:计算机技术、网络、通讯、RS 、GIS 、GPS 目前发展十分迅速,为“数字地球”提供了强有力的技术支撑.3.2　“数字地球”的应用前景“数字地球”的应用前景十分广阔,其应用前景已超出我们的想象.“数字地球”可用于虚拟外交和虚拟战争.比如,通过虚拟现实景观,有边界争议的两国的谈判代表在被提议的边界上做空中旅游,则边界的划分便会一目了然.另外,通过对实时获得的作战现场的三维景观分析,指挥员可以在电子地图上会商战略或战术计划,制定作战方案,真正作到运筹帷幄于千里之外.“数字地球”将极大地支持对诸如预测全球气候变化等全球变化问题的研究.厄尔尼诺现象、拉尼娜现象、南极上空臭氧层空洞等全球变化日益引起人类关注,“数字地球”将对这方面的研究提供有力的支持.238 焦作工学院学报(自然科学版) 2000年第19卷“数字地球”技术还可增加农业生产.农场主应用GIS 和GPS 技术来指导播种、田块分割、规划肥料施用量,等等,这就是所谓的精细农业(Precision Farming )[4].“数字地球”还可用于防灾减灾,在灾情预报、灾后抢险等方面提供决策手段.在教育方面,学生可利用分布于各公共地点如博物馆、图书馆的因特网入口,方便地查阅各种信息,而且可虚拟进入地球上任一区域,学习研究并感受该处的历史文化.“数字地球”在旅游、保护生物多样性、娱乐业等方面都有十分广阔的应用潜力.4　“数字地球”对我国的重大意义“数字地球”概念一经提出,便引起了我国学术界特别是地理学界专家、学者的重视.同时也引起了政府领导人的关注.江泽民总书记1999年6月1日在两院院士会上指出:“`数字地球'是继信息高速公路和知识经济之后又一新的国际科技发展方向,对此,我们应该认真地进行思考,研究提出符合国情的发展思路,确定切实可行的行动对策.”美国提出“数字地球”概念,是从经济、社会、可持续发展等方面考虑作出的重大战略决策.从国家全局利益考虑,我们应该从中得到启示.作为世界上最大的发展中国家,中国对于维护世界和平稳定起着举足轻重的作用.新世纪之初,中国迫切需要一个“中国数字地球计划”或“数字中国”,这是中国能否实现伟大复兴从而在世界上占领制高点的关键之一.我国社会各界,从高层决策机构到相关产业的人士,到社会中的每个人,应当从战略上充分认识到我国发展“数字地球”相关问题的必要性和紧迫性.其次,我国目前正面临着日益尖锐的资源和环境问题.1998年的特大洪水给国家财产和人民生命带来巨大损失,大江大河的治理十分严峻,耕地面积减少、荒漠化过程加剧,这些问题不解决,势必会影响我国实现可持续发展的战略目标.而“数字地球”是立足于支持国家的整体可持续发展,从宏观决策制定、技术支持、事后评估等各个方面提供了强有力的工具.最后,“数字地球”的实施有利于国家经济发展.人类生活中的数据有80%和空间数据有关,因此,全球的、国家的信息系统应能提供和地理空间有关的信息.“数字地球”的实施将有力地带动我国信息技术和产业的发展,从而拉动经济增长,改善人们的生活质量.5　我国发展“数字地球”的策略“数字地球”不可能在一夜之间发生[1],而是一项旷日持久的浩大工程.现阶段我国应着重加强以下几方面的工作:(1)加快建设国家空间数据基础设施.国家空间数据基础设施是“数字地球”的基础,没有强大的国家数据基础设施的支撑,“数字地球”只会是空中楼阁.在90年代,我国已经在发展Virtuozo 、Geostar 、Geow indow s 等数字测绘国产硬软件技术,建设了7个数字化测绘示范基地,已建成了全国1∶100万和1∶25万地形、地名数据库和数字高程模型(DEM ).但所有这些还远远不够.近期目标是,建立全国1∶5万和重点地区(国土资源开发、七大江河重点防范区、国家陆地边界等)的1∶1万空间数据库;中长期目标是,逐步将我国960万平方公里陆地和近300万平方公里管辖海域范围内地表、地下和太空的多尺度、多层次地球空间信息数字化,建立起标准、规范、数字化的国家空间数据库.(2)国家应加大投入,建立我国的信息高速公路网络.我国已建成由光缆、微波和通讯卫星组成的通达各省、自治区、直辖市的信息网络.但是,其速度和密度均未达到信息高速公路要求.因此,对于目前已建成的中、低速信息网络应使之迅速升档,并以各种政策鼓励全民使用.在此基础上,进一步研究将通讯网、广播电视网、数字网三网合一的问题.(3)制定我国对地观测卫星的发射规划,发射小卫星系列,解决地理空间信息源问题.(4)“数字地球”试验基地建设.戈尔提出建立“数字地球”试验区[1],是很有道理的.通过试验基地的试验和示范双重作用,239第3期 乔朝飞等:“数字地球”及其对中国的意义 可以带动一个地区或一个行业,来建立“数字地球”工程.例如,可以发展“数字农业”、“数字城市”、“数字小区”等等,由此来带动和辐射一个领域或一个更大的区域.(5)应不失时机地开展“数字地球”及“数字中国”概念的基础研究.1999年11月29日～12月2日,在北京召开了“数字地球国际会议(ISDE )”,这次会议是由国家科技部、国家测绘局、国家基础地理信息中心等十几个部门和单位发起和承办的,是有关“数字地球”的第一次国际性会议,充分表明了我国对“数字地球”问题的重视.同时,我国应加强有关“数字地球”的新理论和高技术的研究,包括计算科学、宽带网络、海量数据处理、高精度卫星图象、虚拟现实等.参考文献:[1]　阿尔·戈尔.数字地球———认识21世纪我们这颗星球[J ].地理研究,1998,17(增刊):1-4.[2]　杨凯.加速建设国家空间数据基础设施,谈如何迎接“数字地球”挑战[N ].中国测绘报,1999-01-15.[3]　陈俊勇.中国“数字地球”战略[N ].中国测绘报,1998-12-04.[4]　K arvel Charvat ,Pavel Grip .P recisio n Farming in the Czech Republic [J ].G IM inter national ,1999,58-59.Digtal earth and its role to ChinaQIAO Chao _fei 1,HU Zhen _qi 1,ZHANG Yu _min 2,LIANG Hong _you 2(1.Dept .of Res ources Develop .,China U niver .of Min ing &Technol .(Beijing Camp us ),Beijing 100083,China ;2.Dept .of S ur veying Eng .of JIT ,of Henan Prov .,Jiaoz uo 454000,China )A bstract :The process of the forming of the concept of Digital Earth is a long and g radually one .Digital Earth is an opening g iant system w hich not only consists of geomatics ,but also involves domains like politics 、economy 、philosophy and sociology .Computer science 、netwo rk 、communication 、RS 、GIS and GPS have given Digital Earth with strong support .Digital Earth can be found its applications in almost every field ,such as virtual reality 、forecasting g lobe changes 、farming 、education ,and so o n .Digital Earth w ill play an essential role in China ′s sustainable development in the beginning of the 21st century .At present ,China should enhance the construction of national spatial data infrastructure ,and place the plan of Digital China on the order of the day .Every member of the society should pay much attention to the development of Digital Earth .Key words :Dig ital Earth ;spatial data infrastructure ;sustainable development(本文责任编校　李文清　胡秀芳)240 焦作工学院学报(自然科学版) 2000年第19卷。

数字地球在生活中的作用摘要:本文在论述了数字地球的由来、组成、特点等方面的基础上, 从环境、城市、教育和医疗等不同的角度论述了数字地球对咱们生活的作用. 关键词: 数字地球城市远程教育远程医疗正文：数字地球的由来地球是咱们赖以生存的家园.古往今来, 几乎人类的所有活动都发生在地球上,但由于地球空间的广大和地理系统本身的复杂性, 人类关于地球的熟悉很难达到全面而准确.由此关于那个漂亮家园的破坏也就在所不免:快速增加的人口; 日趋加重的环境污染;频繁的自然灾害;几近枯竭的资源……,地球已不堪重负. 此刻,随着科学技术的进展,专门是运算机技术、空间技术、地理信息系统、遥感技术和地理信息获取能力的飞速进展, 人类已有能力更全面地熟悉地球,以便更好地爱惜咱们的生存环境.数字地球确实是在如此的背景下应运而生.数字地球是美国前副总统戈尔于1998 年 1 月31 日提出的,他在题为“数字地球:对21 世纪人类星球的熟悉”演讲中指出: “咱们需要一个…数字地球‟,即一种能够嵌入海量地理数据的、多分辨率的和三维的地球的表示,能够在其上添加许多与咱们所处的星球有关的数据.”同时,他明确地将“数字地球”与遥感技术、地理信息系统、运算机技术、多维虚拟现实技术等高新技术和可持续进展等多方面联系在一路.数字地球的组成和特点严格地讲, 数字地球是对真实地球及其相关现象统一性的数字化重现与熟悉, 是以因特网为基础,以空间数据为依托, 以虚拟现实技术为特点, 具有三维界面和多种分辨率阅读器的面向公众的开放系统.数字地球要紧由三部份组成.1) 不同分辨率尺度下的地球三维可视化的阅读界面,这是与用户交流的接口.2) 网络化的地理信息世界,世界各地的用户都能够通过互联网查询数字地球的信息. 3) 多源信息的集成和显示机制,确实是融合和利用现有的多源信息,并将其嵌入数字地球的框架,进行三维描述和智能化的网络虚拟分析.本质上看,数字地球是一个信息系统, 但相较其他信息系统来讲,它又有自己的特点.1) 由地理信息本身的特性所决定,数字地球具有空间定位性、数字性、整体性,三者的融合形成了与其他信息系统的全然区别.2) 数字地球具有包括海量地理数据的地理数据库.数字地球能够包括80%以上的人类信息资源.3) 数字地球建成后, 能够以图像、图形、图表、文本报告、多媒体等多种形式为用户提供效劳. 数字地球的效劳对象覆盖整个社会层面.4) 数字地球采纳开放平台、构件技术、动态互操作等最先进的技术方案, 从而最大限度地保证了它的平安性、可操作性.数字地球在生态环境中的作用此刻,人类愈来愈感觉到咱们的生存环境与过去有了专门大的不同.近百年来,人们为了生存需要和生活质量的提高, 不断地毁林造田,过量地开采、利用能源,从而造成了全世界气候变暖、污染程度加大、植被破坏、土地荒漠化等等重大的环境问题, 对地球造成极大的破坏,而且,这些环境问题不是孤立存在的,要涉及到岩石圈、大气圈、水圈、生物圈等几大圈层.人类为了改善这种状况,就必需从全世界的角度来研究各组成部份间的彼此作用和全世界的转变规律,合理地开发利用资源,制定全世界的环境治理方法来保护和改善人类的生存环境.数字地球的形成将极大地增进全世界环境转变的研究.数字地球包括多源、多比例尺、多分辨率、历史和现实的海量数据,能使大量的地球空间数据融于一体,利用户能够以多种方式获取多方面信息,从多角度来了解地球. 同时,要想研究全世界转变规律,需要对地球进行长期、持续的同步观测,来获取资料. 而数字地球所具有的信息处置和应用能力,正好提供地球时空转变的动态信息,从而达到对整个地球的监测.例如,人们能够利用数字地球提供的信息监测全世界植被的转变情形, 来研究气候的转变;还能够方便地获取地形地貌、土壤生物、不同区域的矿产资源等信息,应用数字地球提供的技术手腕来模拟人类活动对环境的阻碍, 并在此基础上制定出可持续进展的计谋.数字地球在城市治理和计划中的应用数字地球是从宏观和整体的角度来考虑区域性，乃至全世界性的问题。

数字地球与中国的可持续发展中国的数字地球建设将会为中国的可持续发展战略提供信息保障体系，满足可持续发展在政府决策、宏观调控、科技创新、自然资源与环境监测与管理以及社会公益事业等对信息方面的强烈需求,对中国的可持续发展起到了至关重要的作用。

在中国进入21世纪知识经济时代，实现经济和社会的可持续发展，形成科学技术的自主创新能力，是中国带有基本国策性质的两项战略目标，数字地球是实施国家可持续发展的重要手段。

建设中国的数字地球，既是促进信息科学以及与数字地球基础研究相关的学科如地球系统科学等的大力发展，从而带动一批科学技术创新领域如信息、资源、环境的提高，更是为可持续发展提供信息网络与宏观调控决策支持系统，实现数字文明工程。

所谓可持续发展，就是既满足当代人的需要，又不会对下一代人满足其自身需要能力构成危害的发展的令人振奋的纲领，成为包括中国在内的全世界各国追求的可持续发展目标。

但是，实施这一目标却存在着诸多困难与矛盾，自然资源存量的有限性与人类发展渴望的无限性的矛盾，经济不断发展与生态环境持续恶化的矛盾，发达国家与发展中国家经济、社会、科技文化不平衡的矛盾等，给全球的可持续发展目标实施带来一系列困难。

在我国，主要的挑战表现在一下几个方面：(一)巨大的人口与环境污染压力。

到2020-2030年间，中国人口数将达到高峰值16亿。

国家和社会必须满足如此众多人口的物质生活、社会生活以及精神、文化方面的需求；在环境方面，80年代初中国的环境污染尚集中于少数大中城市及郊区，近二十年来，已扩大到广大的人口密集地区和许多的大江、大河。

庞大的人口与严重的环境污染，给国家的可持续发展造成巨大的压力。

(二)人均自然资源量低，产业结构不合理。

中国尽管是一个自然资源丰富的大国，但人均拥有量低。

特别是对生存和发展意义重要的资源，如耕地及草场、淡水、能源等人均占有量很低，都存在严重的不足。

自然资源的短缺，将会诱发和加重生态环境问题。