地理信息系统概论 数字地球与3S技术

1、第十二讲数字地球与第十二讲数字地球与3s3s技术技术 谢跟踪谢跟踪 海南师范学院资源环境与旅游系海南师范学院资源环境与旅游系 2004-2005学年上学期学年上学期 地理信息系统概论地理信息系统概论 导言导言 n人们都说人们都说农业社会是资源经济农业社会是资源经济，谁拥有资源（自然资，谁拥有资源（自然资 源，人力资源等）谁就主宰世界，在工业社会，源，人力资源等）谁就主宰世界，在工业社会，谁拥谁拥 有资本谁就主宰社会有资本谁就主宰社会。到了下世纪人类将进入信息社。到了下世纪人类将进入信息社 会，会，谁拥有知识，谁就主宰世界谁拥有知识，谁就主宰世界，称之为知识经济。，称之为知识经济。 n数字地球是

2、美国副总统戈尔于数字地球是美国副总统戈尔于1998年年1月月31日在日在“数字数字 地球认识地球认识21世纪我们这颗星球世纪我们这颗星球”的报告中提出的的报告中提出的 一个通俗易读的概念，它勾绘出了信息时代人类在地一个通俗易读的概念，它勾绘出了信息时代人类在地 球上生存、工作、学习和生活的时代特征。球上生存、工作、学习和生活的时代特征。 什么是数字地球？什么是数字地球？ n所谓所谓“数字地球数字地球”，可以理解为对真实地球及其相关，可以理解为对真实地球及其相关 现象统一的现象统一的数字化重现和认识数字化重现和认识。 n其核心思想是用其核心思想是用数字化的手段数字化的手段来处理整个地球的自然来处

3、理整个地球的自然 和社会活动诸方面的问题，最大限度地利用资源和社会活动诸方面的问题，最大限度地利用资源 n并使普通百姓能够通过并使普通百姓能够通过一定方式方便地获得一定方式方便地获得他们所想他们所想 了解的有关地球的信息了解的有关地球的信息 n其特点是嵌入其特点是嵌入海量地理数据海量地理数据，实现多分辨率、三维对，实现多分辨率、三维对 地球的描述，即地球的描述，即“虚拟地球虚拟地球”。 什么是数字地球？什么是数字地球？ n通俗地讲，就是用数字的方法将地球、地球上的活动通俗地讲，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入电脑中，实现在网络及整个地球环境的时空变化装入电脑中

4、，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。发展和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。 n严格地讲，数字地球是以计算机技术、多媒体技术和严格地讲，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。类活动和生活质

5、量。 数字地球的技术基础数字地球的技术基础 n信息高速公路和计算机宽带高速网信息高速公路和计算机宽带高速网 n一个数字地球所需要的数据已不能通过单一的数据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。库来存贮，而需要由成千上万的不同组织来维护。 n这意味着参与数字地球的服务器将需要由高速网络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。来连接。 n为此，美国克林顿总统早在为此，美国克林顿总统早在1993年年2月就提出实施月就提出实施 美国国家信息基础设施（美国国家信息基础设施（nii），通俗形象地称为信），通俗形象地称为信 息高速公路，它主要

6、由计算机服务器、网络和计算息高速公路，它主要由计算机服务器、网络和计算 机终端组成机终端组成。 数字地球的技术基础数字地球的技术基础 n信息高速公路和计算机宽带高速网信息高速公路和计算机宽带高速网 n美国为此计划投入美国为此计划投入4000亿美元，耗时亿美元，耗时20年。年。 n到到2000年的目标是提高生产率年的目标是提高生产率2040%，获取，获取 35000亿美元的益。亿美元的益。 n在在internet流量爆发性增长的驱动下，远程通信载流量爆发性增长的驱动下，远程通信载 体已经尝试使用体已经尝试使用10g/s的网络，而每秒的网络，而每秒1015byte的的 因特网正在研究中。因特网正在

7、研究中。 n相信在相信在21世纪将会有更加优秀的宽带高速网供人们世纪将会有更加优秀的宽带高速网供人们 使用。使用。 数字地球的技术基础数字地球的技术基础 n高分辨率卫星影像高分辨率卫星影像 n本世纪的遥感卫星影像，在卫星遥感问世的本世纪的遥感卫星影像，在卫星遥感问世的20多年多年 分辨率已经有了飞快的提高，这里所说的分辨率指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、光谱分辨率和时间分辨率。 n空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，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。从遥感形成之初的用像元在地面的大

8、小来表示。从遥感形成之初的80 米，已提高到米，已提高到30米，米，10米，米，5.8米，乃至米，乃至2米，军用米，军用 甚至可达到甚至可达到10cm。 n到下一世纪获取到下一世纪获取1m或优于或优于1m的空间分辨率影像将的空间分辨率影像将 会十分方便。会十分方便。 数字地球的技术基础数字地球的技术基础 n高分辨率卫星影像高分辨率卫星影像 n光谱分辨率光谱分辨率指成像的波段范围，分得愈细，波段愈指成像的波段范围，分得愈细，波段愈 多，光谱分辨率就愈高多，光谱分辨率就愈高 n现在的技术可以达到现在的技术可以达到56nm（纳米）量级，（纳米）量级，400多多 个波段个波段 n细分光谱可以提高自动区

9、分和识别目标性质和组成细分光谱可以提高自动区分和识别目标性质和组成 成分的能力成分的能力 数字地球的技术基础数字地球的技术基础 n高分辨率卫星影像高分辨率卫星影像 n时间分辨率时间分辨率指重访周期的长短，目前一般对地观测指重访周期的长短，目前一般对地观测 卫星为卫星为1525天的重访周期。通过发射合理分布的天的重访周期。通过发射合理分布的 卫星星座可以卫星星座可以35天观测地球一次。天观测地球一次。 n高分辨率卫星遥感图像在下一世纪将可以优于高分辨率卫星遥感图像在下一世纪将可以优于1米的米的 空间分辨率，每隔空间分辨率，每隔35天为人类提供反映地表动态天为人类提供反映地表动态 变化的详实数据，

10、从而实现秀才不出门，能观天下变化的详实数据，从而实现秀才不出门，能观天下 事的理想。事的理想。 数字地球的技术基础数字地球的技术基础 n空间信息技术与空间数据基础设施空间信息技术与空间数据基础设施 n空间信息是指与空间和地理分布有关的信息，经统空间信息是指与空间和地理分布有关的信息，经统 计，世界上的事情有计，世界上的事情有80%与空间分布有关，空间信与空间分布有关，空间信 息用于地球研究即为地理信息系统。息用于地球研究即为地理信息系统。 n为了满足数字地球的要求，将影像数据库、矢量图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（形库和数字高程模型（dem）三库一体化管理的

11、）三库一体化管理的 gis软件和网络软件和网络gps，将在下一世纪十分成熟和普，将在下一世纪十分成熟和普 及。从而可实现不同层次的互操作，一个及。从而可实现不同层次的互操作，一个gis应用应用 软件产生的地理信息将被另一个软件读取。软件产生的地理信息将被另一个软件读取。 数字地球的技术基础数字地球的技术基础 n空间信息技术与空间数据基础设施空间信息技术与空间数据基础设施 n当人们在数字地球上，进行处理、发布和查询信息当人们在数字地球上，进行处理、发布和查询信息 时，将会发现大量的信息都与地理空间位置有关。时，将会发现大量的信息都与地理空间位置有关。 n例如查询两城市之间的交通连接，查询旅游景点

12、和例如查询两城市之间的交通连接，查询旅游景点和 路线，购房时选择价廉而又环境适宜的住宅等都需路线，购房时选择价廉而又环境适宜的住宅等都需 要有地理空间参考。要有地理空间参考。 n由于尚未建立空间数据参考框架，致使目前在万维由于尚未建立空间数据参考框架，致使目前在万维 网上制作主页时还不能轻易将有关的信息连接到地网上制作主页时还不能轻易将有关的信息连接到地 理空间参考上。理空间参考上。 n因此，国家空间数据基础设施是数字地球的基础。因此，国家空间数据基础设施是数字地球的基础。 数字地球的技术基础数字地球的技术基础 n空间信息技术与空间数据基础设施空间信息技术与空间数据基础设施 n国家空间数据基础

13、设施国家空间数据基础设施主要包括空间数据协调管理主要包括空间数据协调管理 与分发体系和机构，空间数据交换网站、空间数据与分发体系和机构，空间数据交换网站、空间数据 交换标准及数字地球空间数据框架。交换标准及数字地球空间数据框架。 n这是美国克林顿总统在这是美国克林顿总统在1994年年4月以行政令下发的月以行政令下发的 任务，美国将于任务，美国将于2000年元月初步建成，我国也将在年元月初步建成，我国也将在 跨世纪之际，抓紧建立我国基于跨世纪之际，抓紧建立我国基于1:50000和和1:10000 比例尺的空间信息基础设施。比例尺的空间信息基础设施。 n欧洲、俄罗斯和亚太地区也都纷纷抓空间数据基础

14、欧洲、俄罗斯和亚太地区也都纷纷抓空间数据基础 设施。设施。 数字地球的技术基础数字地球的技术基础 n空间信息技术与空间数据基础设施空间信息技术与空间数据基础设施 n空间数据共享机制空间数据共享机制是使数字地球能够运转的关键之是使数字地球能够运转的关键之 一。只有共享才能发展，共享推动信息化，信息化一。只有共享才能发展，共享推动信息化，信息化 进一步推动共享。进一步推动共享。 n政府与民间的联合共建政府与民间的联合共建是实现共享原则的基本条件，是实现共享原则的基本条件， 因为任何国家的政府也不可能包揽整个信息化的建因为任何国家的政府也不可能包揽整个信息化的建 设。只有大联合才能形成规模经济的优势

15、，才能在设。只有大联合才能形成规模经济的优势，才能在 国际信息市场的激烈竞争中争取主动。国际信息市场的激烈竞争中争取主动。 数字地球的技术基础数字地球的技术基础 n大容量数据存贮及元数据大容量数据存贮及元数据 n美国美国nasa的行星地球计划的行星地球计划eosam1 99年上天，年上天， 每天将产生每天将产生1000gb（即（即1tb）的数据和信息）的数据和信息 n1米分辨率影像覆盖广东省，大约有米分辨率影像覆盖广东省，大约有1tb的数据，而的数据，而 广东才是中国的广东才是中国的1/53 n所以要建立起中国的数字地球，仅仅影像数据就有所以要建立起中国的数字地球，仅仅影像数据就有 53tb，

16、这还只是一个时刻的，多时相的动态数据，这还只是一个时刻的，多时相的动态数据， 其容量就更大了。其容量就更大了。 数字地球的技术基础数字地球的技术基础 n大容量数据存贮及元数据大容量数据存贮及元数据 n目前美国的目前美国的nasa和和noaa已着手建立用原型并行已着手建立用原型并行 机管理的可存贮机管理的可存贮1800tm的数据中心，数据盘带的的数据中心，数据盘带的 查找由机器手自动而快速地完成。查找由机器手自动而快速地完成。 n另一方面，为了在海量数据中迅速找到需要的数据，另一方面，为了在海量数据中迅速找到需要的数据， 元数据（元数据（metadata）库的建设是非常必要的，它是）库的建设是非

17、常必要的，它是 关于数据的数据，通过它可以了解有关数据的名称、关于数据的数据，通过它可以了解有关数据的名称、 位置、属性等信息，从而大大减少用户寻找所需数位置、属性等信息，从而大大减少用户寻找所需数 据的时间。据的时间。 数字地球的技术基础数字地球的技术基础 n科学计算科学计算 n地球是一个复杂的巨系统，地球上发生的许多事件，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，差别很大间的跨度变化大小不等，差别很大 n只有利用高速计算机，我们今日和跨世纪的未来，只有利用高速计算机，我们今

18、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。才有能力来模拟一些不能观测到的现象。 数字地球的技术基础数字地球的技术基础 n科学计算科学计算 n利用数据挖掘（利用数据挖掘（data mining）技术，我们将能够）技术，我们将能够 更好地认识和分析所观测到的海量数据，从中找出更好地认识和分析所观测到的海量数据，从中找出 规律和知识。规律和知识。 n科学计算将使我们突破实验和理论科学的限制，建科学计算将使我们突破实验和理论科学的限制，建 模和模拟可以使我们能更加深入地探索所搜集到的模和模拟可以使我们能更加深入地探索所搜集到的 有关我们星球的数据。有关我们星球的数据。 数字地球的技术基础

19、数字地球的技术基础 n可视化和虚拟现实技术可视化和虚拟现实技术 n可视化是实现数字地球与人交互的窗口和工具，没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有可视化技术，计算机中的一堆数字是无任何意义 的。的。 n数字地球的一个显著的技术特点是虚拟现实技术。数字地球的一个显著的技术特点是虚拟现实技术。 n建立了数字地球以后，用户戴上显示头盔，就可以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，使用看见地球从太空中出现，使用“用户界面用户界面”的开窗的开窗 放大数字图像；随着分辨率的不断提高，他看见了放大数字图像；随着分辨率的不断

20、提高，他看见了 大陆，然后是乡村、城市，最后是私人住房、商店、大陆，然后是乡村、城市，最后是私人住房、商店、 树木和其它天然和人造景观；树木和其它天然和人造景观； 数字地球的技术基础数字地球的技术基础 n可视化和虚拟现实技术可视化和虚拟现实技术 n虚拟现实技术为人类观察自然，欣赏景观，了解实虚拟现实技术为人类观察自然，欣赏景观，了解实 体提供了身临其境的感觉。体提供了身临其境的感觉。 n最近几年，虚拟现实技术发展很快。虚拟现实造型最近几年，虚拟现实技术发展很快。虚拟现实造型 语言（语言（vrml）是一种面向）是一种面向web、面向对象的三维、面向对象的三维 造型语言，而且它是一种解释性语言。造

21、型语言，而且它是一种解释性语言。 n它不仅支持数据和过程的三维表示，而且能使用户它不仅支持数据和过程的三维表示，而且能使用户 走进视听效果逼真的虚拟世界，从而实现数字地球走进视听效果逼真的虚拟世界，从而实现数字地球 的表示以及通过数字地球实现对各种地球现象的研的表示以及通过数字地球实现对各种地球现象的研 究和人们的日常应用。究和人们的日常应用。 数字地球中的数字地球中的“ “三三s”技术技术 n数字地球的核心是地球空间信息科学，地球空数字地球的核心是地球空间信息科学，地球空 间信息科学的技术体系中最基础和基本的技术间信息科学的技术体系中最基础和基本的技术 核心是核心是“三三s”s”技术及其集成

22、。技术及其集成。 n所谓所谓“三三s”s”是全球定位系统（是全球定位系统（gpsgps）、地理信）、地理信 息系统（息系统（gisgis）和遥感（）和遥感（rsrs）的统称。）的统称。 n没有没有“三三s”s”技术的发展，现实变化中的地球技术的发展，现实变化中的地球 是不可能以数字的方式进入计算机网络系统的。是不可能以数字的方式进入计算机网络系统的。 数字地球中的数字地球中的“ “三三s”技术技术 n空间定位空间定位(gps)技术技术 ngps作为一种全新的现代定位方法，已逐渐在越来作为一种全新的现代定位方法，已逐渐在越来 越多的领域取代了常规光学和电子仪器。越多的领域取代了常规光学和电子仪器

23、。 n80年代以来，尤其是年代以来，尤其是90年代以来，年代以来，gps卫星定位和卫星定位和 导航技术与现代通信技术相结合，在空间定位技术导航技术与现代通信技术相结合，在空间定位技术 方面引起了革命性的变化。方面引起了革命性的变化。 数字地球中的数字地球中的“ “三三s”技术技术 n空间定位空间定位(gps)技术技术 n用用gps同时测定三维坐标的方法将测绘定位技术从同时测定三维坐标的方法将测绘定位技术从 陆地和近海扩展到整个海洋和外层空间，从静态扩陆地和近海扩展到整个海洋和外层空间，从静态扩 展到动态，从单点定位扩展到局部与广域差分，从展到动态，从单点定位扩展到局部与广域差分，从 事后处理扩

24、展到实时事后处理扩展到实时(准实时准实时)定位与导航，绝对和定位与导航，绝对和 相对精度扩展到米级、厘米级乃至亚毫米级，从而相对精度扩展到米级、厘米级乃至亚毫米级，从而 大大拓宽它的应用范围和在各行各业中的作用。大大拓宽它的应用范围和在各行各业中的作用。 n不久的将来，人人可以戴上不久的将来，人人可以戴上gps手表，加上移动电手表，加上移动电 话，人的活动就可以自动进入数字地球中去。话，人的活动就可以自动进入数字地球中去。 数字地球中的数字地球中的“ “三三s”技术技术 n航空航天遥感航空航天遥感(rs)技术技术 n当代遥感的发展主要表现在它的多传感器、高分辨当代遥感的发展主要表现在它的多传感

25、器、高分辨 率和多时相特征率和多时相特征 n1) 多传感器技术。多传感器技术。当代遥感技术已能全面覆盖大气当代遥感技术已能全面覆盖大气 窗口的所有部分。光学遥感可包含可见光、近红外窗口的所有部分。光学遥感可包含可见光、近红外 和短波红外区域。热红外遥感的波长可从和短波红外区域。热红外遥感的波长可从814mm， 微波遥感观测目标物电磁波的辐射和散射，分被动微波遥感观测目标物电磁波的辐射和散射，分被动 微 波 遥 感 和 主 动 微 波 遥 感 ， 波 长 范 围 为微 波 遥 感 和 主 动 微 波 遥 感 ， 波 长 范 围 为 1mm100cm。 数字地球中的数字地球中的“ “三三s”技术技

26、术 n航空航天遥感航空航天遥感(rs)技术技术 n2) 遥感的高分辨率特点。遥感的高分辨率特点。全面体现在空间分辨率、全面体现在空间分辨率、 光谱分辨率和温度分辨率三个方面光谱分辨率和温度分辨率三个方面 n长线阵长线阵ccd成像扫描仪可以达到成像扫描仪可以达到12m的空间分辨的空间分辨 率率 n成像光谱仪的光谱细分可以达到成像光谱仪的光谱细分可以达到56nm的水平的水平 n热红外辐射计的温度分辨率可从热红外辐射计的温度分辨率可从0.5k提高到提高到0.3k乃乃 至至0.1k。 数字地球中的数字地球中的“ “三三s”技术技术 n航空航天遥感航空航天遥感(rs)技术技术 n3) 遥感的多时相特征。

27、遥感的多时相特征。随着小卫星群计划的推行，随着小卫星群计划的推行， 可以用多颗小卫星，实现每可以用多颗小卫星，实现每23天对地表重复一次天对地表重复一次 采样，获得高分辨率成像光谱仪数据采样，获得高分辨率成像光谱仪数据 n多波段、多极化方式的雷达卫星，将能解决阴雨多多波段、多极化方式的雷达卫星，将能解决阴雨多 雾情况下的全天候和全天时对地观测雾情况下的全天候和全天时对地观测 n通过卫星遥感与机载和车载遥感技术的有机结合，通过卫星遥感与机载和车载遥感技术的有机结合， 是实现多时相遥感数据获取的有力保证。是实现多时相遥感数据获取的有力保证。 数字地球中的数字地球中的“ “三三s”技术技术 n航空航

28、天遥感航空航天遥感(rs)技术技术 n遥感信息的应用分析已从单一遥感资料向多时相、遥感信息的应用分析已从单一遥感资料向多时相、 多数据源的融合与分析，从静态分析向动态监测过多数据源的融合与分析，从静态分析向动态监测过 渡，从对资源与环境的定性调查向计算机辅助的定渡，从对资源与环境的定性调查向计算机辅助的定 量自动制图过渡，从对各种现象的表面描述向软件量自动制图过渡，从对各种现象的表面描述向软件 分析和计量探索过渡。分析和计量探索过渡。 n近年来，由于航空遥感具有的快速机动性和高分辨近年来，由于航空遥感具有的快速机动性和高分辨 率的显著特点使之成为遥感发展的重要方面。率的显著特点使之成为遥感发展

29、的重要方面。 数字地球中的数字地球中的“ “三三s”技术技术 n地理信息系统地理信息系统(gis)技术技术 n随着随着“数字地球数字地球”这一概念的提出和人们对它的认这一概念的提出和人们对它的认 识的不断加深，识的不断加深，从二维向多维动态从二维向多维动态以及以及网络方向网络方向发发 展是地理信息系统发展的主要方向，也是地理信息展是地理信息系统发展的主要方向，也是地理信息 系统理论发展和诸多领域的迫切需要如资源、环境、系统理论发展和诸多领域的迫切需要如资源、环境、 城市等。城市等。 n在技术发展方面，一个发展是基于在技术发展方面，一个发展是基于client/server结结 构，即用户可在其终

30、端上调用在服务器上的数据和构，即用户可在其终端上调用在服务器上的数据和 程序。程序。 数字地球中的数字地球中的“ “三三s”技术技术 n地理信息系统地理信息系统(gis)技术技术 n另一个发展是通过互联网络发展另一个发展是通过互联网络发展internet gis或或 web-gis，可以实现远程寻找所需要的各种地理空，可以实现远程寻找所需要的各种地理空 间数据，包括图形和图像，而且可以进行各种地理间数据，包括图形和图像，而且可以进行各种地理 空间分析，这种发展是通过现代通讯技术使空间分析，这种发展是通过现代通讯技术使gis进进 一步与信息高速公路相接轨。一步与信息高速公路相接轨。 n另一个发展

31、方向，则是数据挖掘（另一个发展方向，则是数据挖掘（data mining），）， 从空间数据库中自动发现知识，用来支持遥感解译从空间数据库中自动发现知识，用来支持遥感解译 自动化和自动化和gis空间分析的智能化。空间分析的智能化。 数字地球应用数字地球应用 n在人类所接触到的信息中有在人类所接触到的信息中有80%与地理位置和空间分与地理位置和空间分 布有关，地球空间信息是信息高速公路上的货和车。布有关，地球空间信息是信息高速公路上的货和车。 n数字地球不仅包括高分辨率的地球卫星图像，还包括数字地球不仅包括高分辨率的地球卫星图像，还包括 数字地图，以及经济、社会和人口等方面的信息，它数字地图，以

32、及经济、社会和人口等方面的信息，它 的应用正如戈尔副总统在报告中提到的有时会因为我的应用正如戈尔副总统在报告中提到的有时会因为我 们的想象力而受到限制，们的想象力而受到限制， n换句话说，数字地球的应用在很大程度上超出我们的换句话说，数字地球的应用在很大程度上超出我们的 想象，可以乐观地说下一世纪中，数字地球将进入千想象，可以乐观地说下一世纪中，数字地球将进入千 家万户和各行各业。家万户和各行各业。 数字地球应用数字地球应用 n数字地球对全球变化与社会可持续发展的作用数字地球对全球变化与社会可持续发展的作用 n全球变化与社会可持续发展已成为当今世界人们关全球变化与社会可持续发展已成为当今世界人

33、们关 注的重要问题，数字化表示的地球为我们研究这一注的重要问题，数字化表示的地球为我们研究这一 问题提供了非常有利的条件。问题提供了非常有利的条件。 n在计算机中利用数字地球可以对全球变化的过程、在计算机中利用数字地球可以对全球变化的过程、 规律、影响以及对策进行各种模拟和仿真，从而提规律、影响以及对策进行各种模拟和仿真，从而提 高人类应付全球变化的能力。高人类应付全球变化的能力。 数字地球应用数字地球应用 n数字地球对全球变化与社会可持续发展的作用数字地球对全球变化与社会可持续发展的作用 n数字地球可以广泛地应用于对全球气候变化，海平数字地球可以广泛地应用于对全球气候变化，海平 面变化，荒漠

34、化，生态与环境变化，土地利用变化面变化，荒漠化，生态与环境变化，土地利用变化 的监测。的监测。 n与此同时，利用数字地球，还可以对社会可持续发与此同时，利用数字地球，还可以对社会可持续发 展的许多问题进行综合分析与预测展的许多问题进行综合分析与预测 n如：自然资源与经济发展，人口增长与社会发展，如：自然资源与经济发展，人口增长与社会发展， 灾害预测与防御等。灾害预测与防御等。 数字地球应用数字地球应用 n数字地球对全球变化与社会可持续发展的作用数字地球对全球变化与社会可持续发展的作用 n我国经过二十年的高速发展，资源与环境的矛盾越我国经过二十年的高速发展，资源与环境的矛盾越 来越突出。洪灾，黄

35、河断流，耕地减少，荒漠化加来越突出。洪灾，黄河断流，耕地减少，荒漠化加 剧，已经引起了社会各界的广泛关注。剧，已经引起了社会各界的广泛关注。 n必须采取有效措施，从宏观的角度加强土地资源和必须采取有效措施，从宏观的角度加强土地资源和 水资源的监测和保护，加强自然灾害特别是洪涝灾水资源的监测和保护，加强自然灾害特别是洪涝灾 害的预测、监测和防御，避免第三世界国家和一些害的预测、监测和防御，避免第三世界国家和一些 发达国家发展过程中走过的弯路。发达国家发展过程中走过的弯路。 n数字地球在这方面可以发挥更大的作用。数字地球在这方面可以发挥更大的作用。 数字地球应用数字地球应用 n数字地球对社会经济和

36、生活的影响数字地球对社会经济和生活的影响 n数字地球将容纳大量行业部门、企业和私人添加的数字地球将容纳大量行业部门、企业和私人添加的 信息，进行大量数据在空间和时间分布上的研究和信息，进行大量数据在空间和时间分布上的研究和 分析。分析。 n例如国家基础设施建设的规划，全国铁路、交通运例如国家基础设施建设的规划，全国铁路、交通运 输的规划，城市发展的规划，海岸带开发，西部开输的规划，城市发展的规划，海岸带开发，西部开 发。从贴近人们的生活看，房地产公司可以将房地发。从贴近人们的生活看，房地产公司可以将房地 产信息链接到数字地球上；旅游公司可以将酒店、产信息链接到数字地球上；旅游公司可以将酒店、

37、旅游景点，包括它们的风景照片和录象放入这个公旅游景点，包括它们的风景照片和录象放入这个公 用的数字地球上；用的数字地球上； 数字地球应用数字地球应用 n数字地球对社会经济和生活的影响数字地球对社会经济和生活的影响 n世界著名的博物馆和图书馆可以将其收藏以图像、世界著名的博物馆和图书馆可以将其收藏以图像、 声音、文字形式放入数字地球中；声音、文字形式放入数字地球中； n甚至商店也可以将货架上的商店制作成多媒体或虚甚至商店也可以将货架上的商店制作成多媒体或虚 拟产品放入数字地球中，让用户任意挑选。拟产品放入数字地球中，让用户任意挑选。 n另外在相关技术研究和基础设施方面也将会起推动另外在相关技术研

38、究和基础设施方面也将会起推动 作用。作用。 n因此，数字地球进程的推进必将对社会经济发展与因此，数字地球进程的推进必将对社会经济发展与 人民生活产生巨大的影响。人民生活产生巨大的影响。 数字地球应用数字地球应用 n数字地球对社会经济和生活的影响数字地球对社会经济和生活的影响 n世界著名的博物馆和图书馆可以将其收藏以图像、世界著名的博物馆和图书馆可以将其收藏以图像、 声音、文字形式放入数字地球中；声音、文字形式放入数字地球中； n甚至商店也可以将货架上的商店制作成多媒体或虚甚至商店也可以将货架上的商店制作成多媒体或虚 拟产品放入数字地球中，让用户任意挑选。拟产品放入数字地球中，让用户任意挑选。

39、n另外在相关技术研究和基础设施方面也将会起推动另外在相关技术研究和基础设施方面也将会起推动 作用。作用。 n因此，数字地球进程的推进必将对社会经济发展与因此，数字地球进程的推进必将对社会经济发展与 人民生活产生巨大的影响。人民生活产生巨大的影响。 数字地球应用数字地球应用 n数字地球与精细农业数字地球与精细农业 n下一世纪农业要走节约化的道路，实现节水农业、下一世纪农业要走节约化的道路，实现节水农业、 优质高产无污染农业。这就要依托数字地球，每隔优质高产无污染农业。这就要依托数字地球，每隔 35天给农民送去他们的庄稼地的高分辨率卫星影天给农民送去他们的庄稼地的高分辨率卫星影 像，农民在计算机网

40、络终端上可以从影像图中获得像，农民在计算机网络终端上可以从影像图中获得 他的农田的长势征兆，通过他的农田的长势征兆，通过gis作分析，制定出行作分析，制定出行 动计划，然后在车载动计划，然后在车载gps和电子地图指引下，实施和电子地图指引下，实施 农田作业，及时地预防病虫害，把杀虫剂、化肥和农田作业，及时地预防病虫害，把杀虫剂、化肥和 水用到必须用的地方，而不致使化学残留物污染土水用到必须用的地方，而不致使化学残留物污染土 地、粮食和种子，实现真正的绿色农业。地、粮食和种子，实现真正的绿色农业。 数字地球应用数字地球应用 n数字地球与智能化交通数字地球与智能化交通 n智能运输系统是基于数字地球

41、建立国家和省市、自智能运输系统是基于数字地球建立国家和省市、自 治区的路面管理系统、桥梁管理系统、交通阻塞、治区的路面管理系统、桥梁管理系统、交通阻塞、 交通安全以及高速公路监控系统，并将先进的信息交通安全以及高速公路监控系统，并将先进的信息 技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控 制技术以及计算机处理技术等有效地集成运用于整制技术以及计算机处理技术等有效地集成运用于整 个地面运输管理体系，而建立起的一种在大范围内、个地面运输管理体系，而建立起的一种在大范围内、 全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综

42、合运输 和管理系统，实现运输工具在道路上的运行功能智和管理系统，实现运输工具在道路上的运行功能智 能化。能化。 数字地球应用数字地球应用 n数字地球与智能化交通数字地球与智能化交通 n具体地说，该系统将采集到的各种道路交通及服务具体地说，该系统将采集到的各种道路交通及服务 信息经交通管理中心集中处理后，传输到公路运输信息经交通管理中心集中处理后，传输到公路运输 系统的各个用户，出行者可实时选择交通方式和交系统的各个用户，出行者可实时选择交通方式和交 通路线；通路线； n交通管理部门可自动进行合理的交通疏导、控制和交通管理部门可自动进行合理的交通疏导、控制和 事故处理；运输部门可随时掌握车辆的运行情况，事故处理；运输部门可随时掌握车辆的运行情况， 进行合理调度。进行合理调度。 n从而，使路网上的交通流运行处于最佳状态，改善从而，使路网上的交通流运行处于最佳状态，改善 交通拥挤和阻塞，最大限度地提高路网的通行能力，交通拥挤和阻塞，最大限度地提高路网的通行能力， 提高整个公路运输系统的