“数字地球”与信息时代的测绘学科

第１４卷第ｌ期　２Ｉｘ】２年３月　浙江水利水电专科学校学报　Ｊ　ＺｈｅｊｌａｎｇＷａｔ．Ｃｏｎｓ＆Ｈｖｄｒ　Ｃｄｌｅｇｅ　ｌ４　Ｎｏ　１　Ｍａｒ．２Ｏ０２　

“数字地球”与信息时代的测绘学科　

何习平　

（南昌水利水电高等专科学校，江西南昌３３００２９）　

摘要：对“数字地球”提出的背景、含艾、意义及应用等进行综合介绍，并就信息时代的洲绘学科命名问题提出了初步设想　

美键词：数字地球；ｌ刹绘；全球定住乐统；遥感技术；地理信息系统　

中围分类号：Ｐ２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—５３６Ｘ（２００１）０４—００５０—０２　

Ｍａｐｐｉｎｇ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ｉｎ”Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｅａｒｔｈ”ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｒａ　

艇Ｘｉ￣ｉｎｇ　（Ｎａｎｃｔ＇ａｍｇＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ＆ＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＣｏｌｌｅｇｅ，Ｎｍ￣ｃｈｅｎｇ　３３００２９，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ａｒｄｃ［ｅ　ｇｉｖｅｓ　ａｓ　ａ　ｏｏｍｐ￣ｉｔｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｔｈｅ　ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｐｐ［［ｃａｆｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｈｒａｓｅ　

“Ｄｉ　Ｅａｒｔｈ　，ａｎｄ　ｆｏｒｍｓ　ａ　ｏｏｎｓｉｄｅｒａ＊ｉｏｎ　ａｂｏｕｔ　ｎｏｍｌｒａｔｌｎｇ　ｍａｐｐｉｎｇ　ｓｃｉｅｎｃｅ　ｉｎ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｅｍ　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｉｇｉｔａｌ　ｅａｒｔｈ；ｍａｐｐｉｎｇ；ＧＬＳ；ｒｅｍｏｔｅ　ｓｅｎｄｎｇ　ｔｅｃｈｎ［ｑｕｅ；ｇｅｏｇｒａｐｈｙ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　

地球只有一个如何台理开发和利用地球资源，有效保护　

地球环境，是全人类共同的责任．然而，地球正受到人类越来越　

严重的破坏，环境污染、水资源缺乏、人口激增、沙漠化等都在　

威胁着人类的生存和可持续发展为有效解决上述问题，许多　

国家都在利用全球定位系统（ＧＰＳ）、遥感技术（ＲＳ）、地理信息系　

统（ＧＩＳ）为代表的“３ｓ“地理信息技术，以数字化的方式获取、处　理、分析和应用地球自然和人文要素的地理空间数据，并以此　

为基础，提出解决这些问题的有力措施．　

１９９８年１月３１日．美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中　

心发表了《数字地球：二十一世纪认识地球的方式》的讲演，首　

次提出“数字地球　（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｅａｒｔｈ）概念．他说：“一场新的技术革　

命正在使我们获取、存储、处理和显示信息的方法，发生翻天覆　地的变化，它使我们所处的星球以及周围环境、文化现象等史　

无前例的海量数据的处理成为可能，而它们中的大部分信息是　有关地球的——即与地表位置有关的信息”“我相信我们需要　

一个‘数字地球’，即对地球的一个多分辨率、三维的表示，可以　

在其上添加许多我们所处的星球有关的地学数据．　

“数字地球”在很大程度上会改变人们的时空观念，加强人　

们对全球化的认识，从而影响人们的生产、生活方式，提高地球　

科学研究的深度与广度因此，“数字地球”一提出就引起全世　

界的普遍关注．我国科学家对　数字地球”也表示极大的关注，　

先后多次召开“数字地球”学术研讨会，共商在我国实现数字共　

享以及如何建设中国的　数字地球”等问题的途径与方法１９９９　

来稿日期：２００１．０５．１　１；修回日期：２００２　０１．２８　作者简介：何习平（１９６５一），男．安徽安庶＾．南昌水利水电高等专　科学校水利与环境工程幕尉主任，副教授　年底，北京成功召开了首届“数字地球国际会议”，《‘数字地球’　

北京宣言》呼吁世界各国要对有关的科学研究与开发、教育与　

培训等给予充足的投人与支持，呼吁政府、公众、个人、非政府组　

织、国际组织与机构间密切合作，以确保发达国家和发展中国　

家公平分享“数字地球”及其应用带来的利益．　

１“数字地球”综述　

１　１“数字地球　的含义　

数字地球　是指以地球坐标为依据，具有多分辨率的、由海　量数据组成的、能立体表达的虚拟地球．从学术上讲，它是一个　

开放的系统，是３ｓ技术、数据库、宽带网络、仿真和虚拟现实等　

技术的高度综合与升华，是当代科学技术发展的制高点“数字　

地球”的核　Ｉｉ＂思想是用数字化手段整体性地解决与空间位置相　

关的地球问题和最大限度地利用信息资源　对“数字地球　如何定义可能还为时过早，目前人们有许多　

通俗的理解，如：信息化的地球：完全用数字表达的地球；地球的　

虚拟表达；一个全球综合信息的数据系统工程等　

１　２“数字地球”的基础设施　

“数字地球”的基础设施是“信息高速公路”（１ｎｆｏｒｍａｔｉｃ￣　

Ｈｉｇｈｗａｙ）和　国家空间数据基础设施”（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｐａｔｉａｌ　Ｄａｔａ　Ｉｎ—　

ｆｒａｓｔｒｕｅｈｕｒｅ）　“信息高速公路”是高速信息电子网络，由通信网络、计算　

机、数据库等组成的网络体系，能随时给用户提供大量的信息；　

“国家空间数据基础”是美国总统克林顿１９９４年４月签署　

１２９０６号行政命令中提出的，它要求美国测绘部门的有关机构　

生产和提供（地球）空间数据框架，包括大地控制、数字正射影　

像、数字高程模型、道路交通、水系、

行政境界、地籍等基础数据　维普资讯 http://www.cqvip.com 第ｌ４卷第ｌ期　何习平“数字地球”与信息时代的测绘学科　５１　

集，同时建立空间数据协调、管理与机制　

建立空间数据交换网络体系　制定空间数据标准，　２信息时代的测绘学科　

要保证这两个基础设施建设顺利进行，必须有与之相适应　

的技术支持，即有一套科学的信息获取、处理和传输技术支持　１．２．１信息的荻取——ＧＰＳ与ＲＳ技术　

对地观测是获取地球表面信息的主要手段，某些原来必须　

通过地面观测才能获得的信息现在可通过对地观测获取，随着　

科学技术的发展，飞机、卫星、航天飞机、宇宙飞船等携带的各　

种波段的各类传感器构成了对地观测获取信息的主体ＧＰＳ是　

坝Ｉ量定位技术方面革命性的突破，用ＧＰＳ同时测定三维坐标的　

方法将测绘定位技术从陆地和近海延伸到空间，现在ＧＰＳ可为　垒球范围的用户提供生天候、连续、实时、高精度的三维坐标等　

数据；ＲＳ可以尽可能多地将多传感器、多波段、多分辨率和多时　

相聚于一体，并与ＧＰＳ、ＧＩＳ和快速图像处理系统等高新技术结　

合起来，构成图像数据采集与处理的智能化空间对地观测系　

统　

１．２．２信息的处理与传输——计算机科学与通讯技术　

随着计算机科学技术与通讯技术的飞速发展，模拟与仿真　

技术、因特网和宽带局域网的广泛使用，将是构建“数字地球”　

中处理和传输空间地理信息的有力保障现阶段，获取空间地　

理信息后，通过适当的技术处理，可以编辑成为地理信息产品　

——地理信息系统　１．３。数字地球”的意义殛应用　

戈尔提出“数字地球”，其初衷是为了刺激美国经济发展，　

保持美国在高新技术领域的钡先地位，它与美国以前提出的星　球大战计划、信息高速公路和国家数据基础设施一样，都是为　

美国的战略目标服务的“数字地球”并非一个孤立的科技项目　

或技术目标，它是当代科学技术与社会经济发展需求紧密结合　

的必然结果在知识经济社会中，信息资源要比工业经济社会　

中的自然资源更加重要，而人类信息资源的踟％都与空间位置　有关，因此，“数字地球”是未来信息社会的重要信息资源．未来　

利益的分配与冲突（经济冲突和军事冲突）将会在很大程度上　

依赖对“数字地球”的控制．　

数字地球”的应用非常广泛，可在自然灾害监测与预测、　

发展精细农业、水资源和土地资源的监测与保护、城市规划和　

建设、环境监测与保护、全球变化、海洋资源保护、远程教育和　

军事领域发挥着重大作用此外，“数字地球”对人类生活具有　

重大的影响，人们通过阿上商场、电子银行、电子图书馆等，可　

以方便地购物、做生意、访问世界各地数字图书馆、数字博物　

馆、数字美术馆等可以形象地说，在“信息高速公路”上，依托空　

间数据基础设施这个“车”　载着从“数字地球”中提取的形式多　

样、内容丰富的与空间位置有关的“信息货物”为用户服务，　

目前，我国许多发达省份都在积极参与数字地球的建设工　

作，相继提出了“数字深圳”、“数字海南”、“数字北京”、“数字福　

建”、　数字山西”、“数字浙江”、“数字湖南　、　数字陕西”等概念，　

有的省份已将其列人当地政府十五工作计划之中　测绘是一个基础学科，它的研究对象是地球，工作目的是　

确定地面点的位置近几十年来，随着计算机技术、航空航天技　

术、ＲＳ、ＧＰＳ的飞速发展，传统的测绘学科从理论到方法都发生　

了根本性的变化，测量手段从手工操作到自动化，测量空间从　

陆地向空间发展，测绘产品从传统的纸质地图变为数字化的地　

理信息产品，直接为国民经济和国防建设中与空间数据有关的　

各个部门服务　

２．１新中国测绘科技发展简进　

新中国成立后，我国测绘科学技术获得了飞速的发展，取　

得了较大的成就．测绘科技发展的历程大致可分为三个阶段　

第一阶段：传统飒Ｉ绘技术的发展（从５０年代到７０年代）新　

中国成立后，经过２０多年的努力，我国建立和发展了以光学测　

量仪器和模拟测图设备为主要标志的传统测绘技术体系但　

是，在此期间，我国测绘基础研究簿弱，测量作业方式陈旧，外业　

劳动强度大，内业完全依靠手ＩＮ绘，自动化程度很低．　第二阶段：传统测绘技术的完善和现代测绘技术的形成（８Ｏ　

年代）在这一阶段，光电测量仪器大量使用，航测成图技术从模　

拟摄影测量向解析摄影测量发展，机助制图广泛使用，地理信　

息系统开始起步但此时我国测绘科学技术与世界先进水平差　

距仍很大．　

第三阶段：现代数字化测绘技术体系的形成与发展（９０年　

代）“八五”以来，我国测绘界紧跟国际测绘科技发展步伐，实施　

了　传统测绘业向现代化地理信息产业过渡”的战略方针，开展　

测绘科技攻关，对传统测绘技术体系进行大规模改造，形成了　

“３ｓ”技术为代表的现代数字化测绘技术体系，测绘学科基本　

上完成了从单一学科到多学科的融合．在此阶段，传统的地面　

光学定位技术已被光电技术、ＧＰＳ技术取代；摄影测量技术经　

过模拟摄影测量、解析摄影测量，逐步进人全数字化摄影测量　

阶段；以手工为主的地图制图技术已发展为数字测图、地图数　

据库和地理信息系统　

目前，现代坝Ｉ绘科学技术正逐步朝着“由单一学科到多学　科；从技术集成型向系统集成型；从数字化向智能化、信息化和　

网络化”的方向发展．　

２．２信息时代测绘学科的命名　溶人３ｓ技术、数据通信技术、计算机技术和信息科学等内　

容后，现代测绘学科已真正成为一门高新技术学科．在这种新　

形势下，如何界定测绘学科的定义，已引起各国的共同关注，国　

内外测绘界仁者见仁，智者见智．　

早在１９８９年１月，钱学森就提出：“建立地理科学这一与自　

然科学和社会科学平起平坐的现代化科学技术大部门是我国　

的一件大事，是我国社会主义建设的需要．”１９９６年，武汉测绘　

科技大学名誉枝长王之卓教授指出：　地理信息工程就是当代　

的测绘学．我看两者之间没有什么差别，可以画一个等号．”９０　

年代国外许多大学将测量工程系改名为　地球空问信息学”　

（Ｇｍｍａｆｉｅｓ）系，加拿大将原来的测绘杂志和测（下转第５４页）

　维普资讯 http://www.cqvip.com