论数字电力的发展战略及其相关问题

1、 PAGE 49论数字电力的发展战略及其相关问题广西电力工工业勘察察设计研研究院数字电网研研究中心心王庆红现代信息技技术正伴伴随着全全球因特特网技术术的发展展,以前前所未有有的速度度深入到到世界各各地的各各行各业业，深刻地地影响着着现代科科学技术术、教育育、工农农业生产产、经济建建设以及及人们生生活的各各个方面面。不仅仅为发达达国家带带来滚滚滚财富，使使之近十十年来经经济持续续高速增增长，而而且为世世界各国国人民带带来了信信息化社社会的种种种便利利。一、从“信信息高速速公路”到全球球数字化化浪潮1、信息高高速公路路为了推进信信息社会会的迅速速发展，119933年2月月美国总总统克林林顿提出出了

2、信息息高速公公路的概概念，并并签署法法令，建建立全美美的信息息高速公公路，即即“国家信信息基础础设施”（Naatioonall Innforrmattionn Innfraastrructturee，简称称NIII）。“信息高高速公路路”所描述述的国家家信息基基础设施施，是指指以最新新的数字字化光纤纤传输，智智能化计计算机处处理和多多媒体终终端服务务技术装装备的交交互式综综合信息息网络系系统，实实现并保保障地区区、国家家或国际际规模的的多用户户、大容容量和高高速度的的信息交交换。这这个系统统主要实实现：传输高通量量化。传传输高通通量就是是说一根根光纤同同时传550万路路电话。传传输高通通量化主

3、要要靠网络络光纤化化实现。网络普及化化。网络络普及化化就是把把千家万万户连接接起来，形形成全球球大联网网，这就是家家喻户晓晓的因特特（Innterrnett）网，网网络普及及化还有有另一个个同等重重要的内内容，就就是实行行“交互式式网络”。所谓“交互网网络”就是双双向的、开开放的联联网方式式。所有有用户都都可以双双向交流流，由中中心调节节，不存存在绝对对的中心心控制。交交互式网网络是信信息高速速公路的的目标信息息共享的的重要保保证之一一。服务综合化化。服务务综合化化就是通通常所说说的电话话、电视视和数据据等合而而为一。靠的是是信号数数字化技技术和多多媒体技技术，先先把音频频、视频频信号数数字化

4、，通通过光缆缆传输，再再经过多多媒体处处理提供供综合服服务。系统智能化化。系统统智能化化是靠语语音识别别计算机机、神经经网络计计算机和和四维计计算机等等智能计计算机及及一系列列超大与与超微型型计算机机进入网网络。此此外，这这个网络络与低轨轨道卫星星通信网网络相连连，在海海洋或没没有信息息高速公公路的陆陆地先“上天”，再“下地”，从而而遍及全全球；网网络同时时还和蜂蜂窝式移移动通信信网相联联，可以以移动。这这样，信信息高速速公路就就形成了了一个天天空、陆陆地和海海洋无处处不在，可可以左右右浮动的的“天罗地地网”。信息高速公公路是在在综合高高科技基基础上建建立起来来的，这这些高科科技技术术包括光光

5、纤通信信技术，交交互式网网络技术术、多媒媒体技术术和智能能计算机机技术。信信息高速速公路是是21世世纪综合合国力发发展的重重要因素素，具有有划时代代的意义义，它将将对科技技、文化化、经济济以至国国际关系系带来不不可估量量的影响响。2、空间数数据基础础设施当人们进行行处理、发布和和查询信信息时，发发现有880%的的信息都都与地理理空间位位置有关关。例如如查询两两城市之之间的交交通连接接，查询询旅游景景点和路路线，购购房时选选择价廉廉而又环环境适宜宜的住宅宅等都需需要有地地理空间间参考。为为了在信信息高速速公路上上表达地地理参考考，使之之与地理理和地球球有关的的空间信信息得以以在因特特网上准准确地

6、表表达、描述和和查询，就需要建立各国的空间数据框架，为此克林顿总统又于1994年4月13日签署了“建立国家空间数据基础设施”（Nationa1 Spatial Data Infrastructure，简称NSDI）的12906号总统令。空间数据基基础设施施也属于国国家信息息基础设设施的一一部分，它它是连接接信息高高速公路路和数字字地球的的桥梁。主主要包括括地球空空间数据据框架，空间数数据协调调、管理理与分发发体系，空空间数据据交换网网站（CCleaarinng hhousse），以以及空间间数据交交换标准准等。地球空间数数据框架架是空间间数据基基础设施施的核心心。此框框架中一一般包括括正射影影

7、像、数数字地面面模型、高高程、交交通、电电力、电电信、水水系、政政区、公公用地籍籍以及资资源 、环环境、社社会、经经济、历历史记录录等方面面的数据据。 一一方面为为研究和和观察地地球以及及地理分分析提供供最基本本和公用用的数据据集，另另一方面面为用户户添加各各种与空空间位置置有关的的信息提提供了地地理坐标标参考。建建立空间间数据基基础设施施投资最最大的项项目即是是建立地地球空间间数据框框架，特特别是空空间数据据的采集集与收集集费时费费钱。由于空间数数据资源源获取、处处理和管管理的特特殊性，还还需要有有专门的的组织机机构来进进行空间间数据的的维护。空间数据协调、管理与分发体系,就是组织生产和使用

8、地理数据的人员，建立相应的组织机构 ，制定有关空间数据的发展战略和政策，建立地理空间数据个人和机构间联系渠道，传输数据和开发数据库。其目标是生产和使用共用的空间地理数据集，共享和开发基础数据资源以提高决策能力。空间数据交交换网站站是一个个拥有地地理空间间信息，在在地理空空间数据据生产者者、管理理者和用用户之间间的一个个分布式式电子网网络。其其用户有有权决定定保存哪哪类地理理空间数数据；了了解数据据状况(内容、质质量及其其它特征征等)；寻找他他们需要要的数据据；根据据他们的的应用项项目，评评价数据据是否有有用；尽尽可能经经济地获获取或订订购数据据。地理理空间数数据生产产者以各各种软件件工具提提供

9、电子子形式的的元数据据(关于于数据的的数据)。元数数据标准准规定了了不同地地理空间间数据的的元数据据的内容容，其目目的是提提供一个个共同的的标准化化的元数数据术语语和定义义。由于人们对对空间现现象的理理解和对对空间对对象的定定义有较较大的差差别，致致使空间间数据模模型和数数据结构构差异较较大，造造成空间间数据的的兼容性性较差。因因而必须须制定严严格的空空间数据据交换标标准，以以确保各各个机构构生产和和收集的的数据都都符合有有关标准准，使进进入交换换网站的的空间数数据得以以兼容。该该标准规规定了带带有空间间参考系系信息的的矢量和和栅格数数据的交交换约定定、寻址址格式、结结构和内内容。标标准中包包

10、括概念念模型、质质量报告告、传输输组件说说明以及及对空间间要素和和属性的的定义。空间数据基基础设施施与信息息高速公公路有着着相互依依存、相相互促进进、共同同发展的的密切关关系。计计算机硬硬件和各各种应用用软件好好似高速速公路上上跑着的的车，而而基础地地理信息息好似被被运载的的货物。为为避免出出现有路路没车、或或有车没没货的现现象，应应大力发发展地理理信息产产业，为为社会提提供丰富富的基础础空间信信息和软软件产品品。这样样既节约约了开发发力量和和系统投投资，又又能最大大限度地地实现基基础空间间信息的的共享。3、数字地地球由于技术原原因以及及尚未建建立空间间数据框框架，致致使目前前在万维维网上，还

11、还不能轻轻易将有有关的信信息连接接到地理理空间参参考上。人人们还不不能在计计算机上上对虚拟拟的数字字地球进进行任意意漫游、观察和和研究。因因此，美美国政府府进而提提出了投投巨资建建设国家家空间数数据基础础设施，并并在此基基础上实实现数字字地球的的战略设设想。为为了将信信息技术术推进到到人们的的日常工工作、生生活和娱娱乐，美美国副总总统戈尔尔于19998年年1月331日在在“数字地地球认识221世纪纪我们这这颗星球球”的报告告中，比比较详尽尽地阐述述了“数字地地球”（Diigittal Earrth）的的概念。虽虽然戈尔尔提及的的数字地地球也以以1米分分辨率的的卫星影影象为基基础，但但是数字字地

12、球是是一个以以信息高高速公路路为基础础，以空空间数据据基础设设施为依依托而更更加广泛泛的概念念。 所谓数字地地球就是是对真实实地球及及其相关关现象的的统一性性的数字字化重现现与认识识。主要要应用地地理信息息系统(GISS)、全全球定位位系统(GPSS)、遥遥感(RRS)等等地球空空间信息息技术(简称33S)，以以数字的的方式获获取、处处理和应应用关于于地球自自然和人人文因素素的空间间数据，并并在此基基础上解解决全球球各种问问题。人人们把有有关地球球的大量量的、多多分辨率率的、三三维的、动动态的数数据按地地理坐标标集成起起来，形形成一个个地球。借借助于这这个数字字地球，人人们无论论走到哪哪里，都

13、都可以按按地理坐坐标了解解地球上上任何一一处、任任何方面面的信息息。数字字地球是是未来信信息资源源的主体体核心。由此可以看出，数字地球核心思想有两点，一是用数字化手段统一性地处理地球的自然和社会活动等方面的问题，另一点是最大限度地利用信息资源。并使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们所想了解的有关地球的信息，其特点是嵌入海量地理数据，实现多分辨率、三维对地球的描述，即“虚拟地球”。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、生活、娱乐服务。严格地讲，数数字地球球是以计计算机技技术、

14、多多媒体技技术和大大规模存存储技术术为基础础，以宽宽带网络络为纽带带运用海海量地球球信息对对地球进进行多分分辨率、多多尺度、多多时空和和多种类类的三维维描述，并并利用它它作为工工具来支支持和改改善人类类活动和和生活质质量。数字地球对对人类的的积极作作用，无无论如何何想象恐恐怕都不不会过分分。最直直接的是是，它在在当前以以工农业业经济为为主体的的经济建建设中具具有的重重大作用用已初见见端倪。我我们逐渐渐可以看看到，数数字地球球提供的的数据和和信息在在农业、林林业、水水利、地地矿、交交通、电电力、通通讯、新新闻媒体体、城市市建设，教教育、资资源、环环境、人人口、海海洋以及及军事等等几十个个领域都都

15、能产生生巨大的的社会和和经济效效益。象象农作物物监测、农农作物估估产、土土地覆盖盖物的识识别和评评价、土土地和地地籍管理理、水资资源管理理、环境境监测、资资源合理理利用、数数字天气气预报、灾灾害监测测与评估估、灾害害模拟和和预报、渔渔场预报报、智能能交通管管理、商商业选址址、市场场调查、移移动通讯讯、民用用工程、城城市管道道管理、在在线政府府公共信信息服务务等等。更更进一步步看，数数字地球球在未来来以知识识经济为为主体的的经济建建设中具具有更大大更重要要的作用用。众所所周知，地地球是一一个有限限体, 地球上上人类赖赖以生存存的可利利用的自自然资源源也是有有限的。恰恰恰因为为自然资资源的有有限以

16、及及以计算算机科学学技术的的发展为为特征的的信息革革命的深深入,世世界经济济模式必必然会从从现行的的以自然然资源为为主的工工业经济济模式逐逐步转换换为未来来的以信信息资源源为主的的知识经经济模式式。在即即将到来来的以知知识经济济为特征征的信息息社会中中，信息息是主要要经济资资源，数数字化信信息是知知识经济济的物质质形式。数数字地球球可以包包容800%以上上的人类类信息资资源，由由此可见见，以数数字形式式处理一一切与空空间位置置相关信信息为特特征的数数字地球球则是未未来信息息资源的的主体核核心，它它必将对对形成一一个广泛泛而又重重要的产产业产生生决定性性的影响响。巨大的数字字地球由由下列体体系构

17、成成：数据据获取与与更新体体系、数数据处理理与储存存体系、信信息提取取与分析析体系、数数据与信信息传播播体系、数数据库体体系、网网络体系系、标准准与互操操作体系系、法规规和财经经体系等等等。以以数据库库体系为为例看看看数字地地球的空空前壮阔阔，数字字地球的的数据库库不仅包包括全球球性的中中、小比比例尺的的空间数数据，还还包括局局部范围围的大比比例尺的的空间数数据以及及元数据据；不仅仅包括地地球的各各类多光光谱、多多时相、高高分辨率率的遥感感卫星影影像、航航空影像像、不同同比例尺尺的专题题图，还还包括相相应的以以文本形形式表现现的有关关可持续续发展、农农业、资资源、环环境、灾灾害、人人口、全全球

18、变化化、气候候、生物物、地理理、生态态系统、大大气、电电力、电电信、水水文、教教育、人人文和军军事等等等不同类类别的数数据。这这些数据据正是目目前在建建设中的的国家空空间数据据基础设设施（NNSDII）和全全球空间间数据基基础设施施（GSSDI）。数字地球本本质上是是一个信信息系统统，除了了它是一一个超巨巨大信息息系统特特点之外外，还有有以下七七个方面面的特点：第一、数字字地球具具有空间间性、数数字性和和整体性性。这三三者的融融合统一一，形成成了它与与其他信信息系统统的根本本区别。第二、数字字地球的的数据具具有无边边无缝的的分布式式数据层层结构，包包括多源源、多比比例尺、多多分辨率率的、历历史

19、和现现时的、矢矢量格式式和栅格格格式的的数据。第三、数字字地球具具有迅速速充实、联联网的地地理数据据库。第四、数字字地球以以图象、图图形、图图表、文文本报告告等形式式提供服服务。其其中信息息是最主主要的任任务。第五、数字字地球采采用开放放平台、构构件技术术、动态态互操作作等最先先进的技技术方案案。第六、数字字地球的的用户可可以以多多种方式式从中获获取信息息；任何何一个用用户都可可以实时时调用，无无论生产产者是谁谁，也无无论数据据在什么么地方；国际互互联网上上的用户户可以根根据自己己的权限限查询数数字地球球中的信信息；运运用具有有传感器器功能的的特制数数据手套套，还可可以对数数字地球球进行各各类

20、可视视化操作作。 第七、数数字地球球的服务务对象覆覆盖整个个社会层层面，无无论政府府机关还还是私人人公司，无无论科教教部门还还是生产产单位，无无论专业业技术人人员还是是普通老老百姓，都都可以找找到自己己所需要要的信息息。数字地球是是地球科科学技术术与信息息科学技技术、空空间科学学技术等等现代科科学技术术交融的的前沿，又又是当代代科学技技术发展展和需求求紧密结结合的必必然结果果。数字字地球虽虽然是一一个新概概念，它它涉及到到的理论论、技术术、数据据和应用用都与现现有的直直接相关关。数字字地球是是从更高高的层次次、系统统论和一一体化的的角度来来整合、应应用已有有的或正正在发展展的理论论、技术术、数

21、据据和能力力（含人人员、软软件、硬硬件），从从而更广广泛、更更深入、更更有效、更更经济地地为社会会提供服服务。4、全球数数字化浪浪潮自19988年1月月戈尔提出出数字地地球的概概念以后后，在全全世界各各国和专专家学者者中引起起了强烈烈反响，掀掀起了全全球数字字化浪潮潮，纷纷纷打出了了“数字国国家”、“数字城城市”、“数字金金融”、“数字政政府”、“数字交交通”、“数字农农业”、“数字气气象”等口号号，国家家信息基基础设施施、国家家空间数数据基础础设施和和一大批批科技含含量高的的数字工工程全面面启动，给给全球的的政治、经经济、文文化和社社会生活活领域带带来了广广泛而深深刻的影影响。有有人甚至至提

22、出了了数字宇宇宙的概概念。认认为整个个宇宙从从量子层层次来看看，是一一个高度度数字化化的整体体。随着着现代量量子计算算机的研研究进展展，人类类将可以以通过量量子接口口，从量量子层次次与宇宙宙量子信信息库直直接相连连，对宇宇宙万物物进行编编号、识识别和控控制。人人类将可可以建立立虚拟时时间、虚虚拟空间间、虚拟拟宇宙、虚虚拟现实实。可以以从宇宙宙量子信信息库中中获悉宇宇宙万物物的过去去、现在在和将来的的一切信信息。人人类将可可以运用用宇宙科科技创造造出从未未有过的的事物，制制造出人人工地球球、人工工太阳、人人工银河河系、人人工黑洞洞、人工工16世世纪。一一句话，整整个宇宙宙都是用用高科技技做成的的

23、！科学家们预预见，以以信息科科技为主主要特征征的全球球数字化化发展将将进一步步拓展人人的创造造能力，随随着量子子电子、光光量子技技术和纳纳米科技技的进展展，微电电子与光光电子器器件及其其集成结结构、功功能和规规模将取取得新的的革命性性的进展展；计算算机结构构和功能能将向着着微型化化、超功功能、智智能化和和网络化化方向发发展，人人机界面面将更为为友好。新新的科学学方法与与应用软软件将帮帮助人们们突破语语言文字字屏障，实实现即时时的虚拟拟现实，为为全球化化虚拟制制造、服服务、流流通、研研究与发发展、终终身学习习和娱乐乐提供新新的平台台。通过过信息科科技与物物质科技技、生命命科技乃乃至与社社会人文文

24、科学的的交叉与与融合，分分子设计计、材料料设计、虚虚拟实验验、生物物信息、数数字地球球、数字字宇宙和和数字生生态等新新的科学学技术分分支将会会取得突突破性进进展，并并表现出出巨大的的创新潜潜力。二、数字地地球的关关键技术术要用电子计计算机实实现数字字地球不不是一件件很简单单的事，它它需要诸诸多学科科，特别别是信息息科学技技术的支支撑。戈戈尔在报报告中提提到的数数字地球球关键技技术包括括:计算算科学、大规模存储、高分辨率卫星图像、宽带网络、空间信息技术、互操作性和元数据、可视化和虚拟现实技术。概括起来有以下四点： 1、高分辨辨率卫星星遥感。目前，在高分分辨率遥遥感卫星星的研制制和发射射方面，世界

25、各各国展开开了激烈烈竞争，一些发发达国家家和发展展中国家家投入了了大量的的人力和和物力，如美国国、法国、印度等等。1mm分辨率率的卫星星影像是是人类即即将获得得的最高高分辨率率的民用用卫星对对地观测测图像，它能够够满足包包括1：1万以以上比例例尺的测测图,以及在在农业、资源、环境、交通、军事等等诸多方方面的应应用，它是构构成数字字地球最最基本的的空间数数据，并作为为其它非非空间数数据的载载体和框框架，从而实实现数字字地球的的空间定定位。与此相相关的空空间信息息获取技技术包括括：雷达卫卫星技术术、小卫星星技术、机星地地一体化化空间信信息获取取与处理理技术。目前我国已已经完成成了全国国l：1100

26、万万和1：225万（仅有8800余余幅图）地地形、地地名和数数字高程程等空间间数据库库的建设设，是我我国法定定的国家家空间数数据框架架的重要要内容。但但这两个个基础数数据库是是定义在在宏观和和中观比比例尺上上的，远远远不能能满足国国民经济济和社会会发展有有关部门门对于较较大比例例尺和较较高分辨辨率空间间数据的的需求，难难以有效效地支撑撑我国人人口、资资源、环环境、灾灾害等方方面的重重大工作作。目前前正在进行行全国ll：5万万，各省省1：11万数字字地球空空间数据据框架的的建设，以以及全国国七大江江河数字字地形模模型的建建设。 然而涉涉及到全全国l：5万（有2550000多幅图图）， 1：ll万

27、（有388万余幅幅图）空间间数据的的生产和和管理，投投资将是是巨大的的。空间间数据要要基于11米分辨辨率，而这一一分辨率率恰好与与我国11：l万万比例尺尺的地形形图对应应。它不不仅生产产周期长长，费用用高，空空间数据据管理设设备和网网络通讯讯设备也也要异常常先进。例如，我国1：1万比例尺基础地形图的生产就花了近20年时间，而要将我国1：1万比例尺地形图全部更新，并变为数字产品，如果不采用新的技术路线，增加大量投入，就要花更多的时间。2、高速网网络与数数据标准准。数字地地球的大大量数据据分布在在世界各各地的不不同数据据库中，并且由由不同的的机构进进行维护护，这些数数据必须须通过高高速网络络连接起

28、起来。以10字节节信息传传输单位位的新一一代因特特网为代代表的高高速网络络能够实实现包括括图像在在内的多多种数据据在网络络上快速速传输。与此同同时，全球统统一完整整的数据据交换标标准、规范也也是实现现数字地地球的重重要基础础，否则来来自不同同数据库库的各种种数据将将无法实实现互操操作和交交换。信息高速公公路看作作为信息息社会的的主要标标志。数数字地球球要在因特特网上运运行，由由于数据据量大，这这个网必必须是宽宽带高速速网。我国己己建成由由光缆、微微波和通通讯卫星星组成的的通达各各省、自治区区、直辖市市的信息息网络。但但是，其其速度和和密度均均未达到到信息高高速公路路要求。除除此之外外，还要开发

29、发出功能能强、效效率高的的因特网网GISS软件。目目前地理理信息系系统在局局域网上上运行能能够得心心应手，但但使用GGIS软软件还不不能象万万维网上上浏览主主页那样样可以在在全球以以多种比比例尺任任意漫游游。空间数据基基础设施施中，仅仅建立了了数字地地球空间间数据的的框架，它它的信息息是有限限的，虽虽然这些些信息可可以有许许多用途途，但它它是由专专门部门门生产的的框架数数据。而而数字地地球则容容纳了大大量行业业部门、企企业和私私人添加加的自己己的信息息，例如如各电力力公司，它它可以将将输配电电网络和和其他电电力信息息链接到到这个框框架上；旅游公公司可以以将酒店店、旅游游景点，包包括它们们的风景

30、景照片和和录象，放放入到这一一公用的的数字地地球上；世界著著名的博博物馆、图图书馆可可以将他他们的馆馆藏通过过图形、影象、声声音、文文字形式式放入数字地地球中；甚至商商店也可可以将货货架上的的商品制制作成多多媒体或或虚拟产产品放入入到这一一数字地地球的网网络中，让让用户任任意挑选选。所以以数字地地球是一一个向公公众开放放的系统统，它可可以让不不同的用用户任意意添加信信息。此此时，数数据共享享的标准准和互操操作性就就显得异异常重要要。3、大规模模存储与与元数据据。由于数数字地球球要求存存储数倍倍于100字节的的信息，大规模模的存储储能力是是实现数数字地球球的基本本条件。一方面面，各种数数据压缩缩

31、技术的的不断发发展能够够实现对对多种数数据的快快速压缩缩，如影像像、多媒体体数据，使得在在网络上上快速移移动海量量数字图图像成为为可能，并且随随着激光光技术的的发展使使得存储储介质的的容量成成倍提高高；另一方方面，为了在在海量数数据中迅迅速找到到需要的的数据，元数据据(meetaddataa)库的的建设是是非常必必要的，它是关关于数据据的数据据，通过它它可以了了解有关关数据的的名称、位置、属性等等信息，从而大大大减少少用户寻寻找所需需数据的的时间。美国NASSA的行行星地球球计划EEOSAMII 999年上天天，每天天将产生生10000GBB(即11TB)的数据据和信息息1米米分辨率率影像覆覆

32、盖广东东省，大大约有11TB的的数据，而而广东才才是中国国的153。所所以要建建立起中中国的数数字地球球，仅仅仅影像数数据就有有53TTB，这这还只是是一个时时刻的，多多时相的的动态数数据，其其容量就就更大了了。目前前美国的的NASS和NOOAA己己着手建建立用原原型并行行机管理理的可存存贮18800TTM的数数据中心心，数据据盘带的的查找由由机器手手自动而而快速地地完成，相相信随着着信息技技术的不不断发展展，存贮贮容量和和访问速速度还会会有新突突破。4、虚拟现现实(VVirttuall Reealiity)技术。虚拟现现实技术术是实现现数字地地球的一一个重要要技术手手段，它是采采用计算算机技

33、术术生成一一个逼真真的视觉觉、听觉、触觉和和味觉等等的感观观世界，用户可可以直接接用人的的技能和和智慧对对这个生生成的虚虚拟实体体进行观观察和操操作。同时它它也是一一种用户户界面工工具，用户不不仅可以以观察数数据，而且可可以与数数据交互互，并且这这种观察察具有从从外到内内或从内内到外的的空间特特征，这与可可视化计计算中只只允许用用户从外外到内观观察数据据空间有有很大不不同。可视化是实实现数字字地球与与人交互互的窗口口和工具具，没有有可视化化技术，计计算机中中的一堆堆数字是是无任何何意义的的。数字字地球的的一个显显著特点点是虚拟拟现实技技术。建建立了数数字地球球以后，用用户戴上上显示头头盔，就就

34、可以看看见地球球从太空空中出现现，使用用“用户户界面”的的开窗放放大数字字图像；随着分分辨率的的不断提提高，他他看见了了大陆，然然后是乡乡村、城城市，最最后是私私人住房房、商店店、树木木和其它它天然和和人造景景观：当当他对商商品感兴兴趣时，可可以进入入商店内内，欣赏赏商场内内的衣服服，并可可根据自自己的体体型，构构造自己己试穿衣衣服的虚拟。虚拟现实技技术为人人类观察察自然，欣欣赏景观观，了解解实体提提供了身身临其境境的感觉觉。最近近几年，虚虚拟现实实技术发发展很快快。 虚虚拟现实实造型语语言(VVRMLL)是一一种面向向 Weeb、面面向对象象的三维维造型语语言，而而且它是是一种解解释性语语言

35、。它它不仅支支持数据据和过程程的三维维表示，而而且能使使用户走走进视听听效果逼逼真的虚虚拟世界界，从而而实现数数字地球球的表示示以及通通过数字字地球实实现对各各种地球球现象的的研究和和人们的的日常应应用。实实际上，人人造虚拟拟现实技技术在摄摄影测量量中早已已是成熟熟的技术术，近几几年的数数字摄影影测量的的发展，已已经能够够在计算算机上建建立可供供量测的数数字虚拟拟技术。当当然，当当前的技技术是对对同一实实体拍摄摄照片，产产生视差差，构造造立体模模型，通通常是当当模型处处理。进进一步的的发展是是对整个个地球进进行无缝缝拼接，任任意漫游游和放大大，由三三维数据据通过人人造视差差的方法法，构造造虚拟

36、立立体。三、地球空空间信息息技术数字地球的的核心是是地球空空间信息息科学。近近几年来来，全球球数字化化取得了了突飞猛猛进的发发展。在在全球信信息数字字化的实实施过程程中，地地球空间间信息技技术起着着十分重重要的作作用。地地球空间间信息技技术体系系是指贯贯穿地球球空间信信息采集集、处理、管理、分析、表达、传播和和应用的的一系列列技术方方法所构构成的一一组完整整的技术术方法的的总和。它是实实现地球球空间信信息从采采集到应应用的技技术保证证，并能在在自动化化、时效性性、详细程程度、可靠性性等方面面满足人人们的需需要。地球空空间信息息科学技技术体系系中最基基础和基基本的技技术核心心是3SS技术及及其集

37、成成。没有有3S技技术的发发展，现现实变化化中的地地球是不不可能以以数字的的方式进进入计算算机网络络系统的的。1、空间定定位(GGPS)技术。GPSS是200世纪770年代代由美国国国防部部批准，陆陆海空三三军联合合研制的的新一代代空间卫卫星导航航定位系系统。其其主要目目的是：为陆、海海、空三三大领域域提供实实时、全全天候和和全球性性的导航航服务。全全球定位位系统由由三部分分构成：地面控控制部分分、空间间部分、用用户装置置部分等等。GPPS的主主要特点点是全天天候、全全球覆盖盖、三维维定速定定时高精精度、快快速省时时高效率率及应用用广泛多多功能。GGPS由由24颗颗系统卫卫星来实实现。这这些人

38、造造地球卫卫星向地地球传送送由特殊殊GPSS装置接接收的无无线电信信号。在在地球任任何一点点可检测测到5至至8颗GGPS卫卫星。GGPS卫卫星传送送两种信信号，最最精确的的信号称称作精确确定位系系统(PPPS)，这种种信号被被加密且且只用于于军事，它它提供精精度为水水平方向向18米米，垂直直方向228米。另另一种信信号是标标准定位位系统(SPSS)，它它的精度度为水平平方向1100米米，垂直直方向1156米米。虽然然SPSS精度不不高，但但将卫星星数据与与地面特特定位置置相关联联，可取取得特别别高的精精度。GGPS作作为一种种全新的的现代定定位方法法，已逐渐渐在越来来越多的的领域取取代了常常规

39、光学学和电子子仪器。880年代代以来，尤其是是90年年代以来来，GPPS卫星星定位和和导航技技术与现现代通信信技术相相结合,在空间间定位技技术方面面引起了了革命性性的变化化。用GPSS同时测测定三维维坐标的的方法将将测绘定定位技术术从陆地地和近海海扩展到到整个海海洋和外外层空间间，从静态态扩展到到动态，从单点点定位扩扩展到局局部与广广域差分分，从事后后处理扩扩展到实实时(准实时时)定位与与导航，绝对和和相对精精度扩展展到米级级、厘米级级乃至亚亚毫米级级，从而大大大拓宽宽了它的的应用范范围和在在各行各各业中的的作用。2、航航空航天天遥感(RemmoteeSennsinng，RRS)技技术。人类通

40、通过大量量的实践践，发现现地球上上每一个个物体都都在不停停地吸收收、发射射和反射射信息和和能量，其其中有一一种人类类已经认认识到的的形式电磁磁波，并并且发现现不同物物体的电电磁波特特性是不不同的。遥遥感就是是根据这这个原理理来探测测地表物物体对电电磁波的的反射和和其发射射的电磁磁波，从从而提取取这些物物体的信信息，完完成远距距离识别别物体。遥遥感的实实现还需需要遥感感平台，像像卫星、飞飞机、气气球等，它它们的作作用就是是稳定地地运载传传感器。当当在地面面试验时时，还会会用到地地面像三三角架这这样简单单的遥感感平台。针针对不同同的应用用和波段段范围，人人们已经经研究出出很多种种传感器器，探测测和

41、接收收物体在在可见光光、红外外线和微微波范围围内的电电磁辐射射。传感感器会把把这些电电磁辐射射按照一一定的规规律转换换为原始始图像。原原始图像像被地面面站接收收后，要要经过一一系列复复杂的处处理，才才能提供供给不同同的用户户使用。当代遥感的发展主要表现在它的多传感器、高分辨率和多时相特征。多遥感技术己能全面覆盖大气窗口的所有部分。光学遥感可包含可见光、近红外和短波红外区域。热红外遥感的波长可从814m，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lmm100cm。遥感的高分辨率特点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。空间分辨率指影像上所能看到

42、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80米，已提高到30米，10米，5.8米乃至2米，军用甚至可达到10cm。随着技术的不断发展，科学家们预料，21世纪获取1m或优于1m的空间分辨率影像会十分方便。光谱分辨率指成像的波段范围，分得愈细，波段愈多，光谱分辨率就愈高；现在成像光谱仪的光谱细分技术可以达到56nm(纳米)量级、400多个波段，细分光谱可以提高和识别目标性质和组成成分的能力。热红外辐射计的温度分辨率可从0.5K提高到O.3K乃至0.1K。遥感的多时相特征可以用多颗小卫星，实现每23天对地表重复一次采样，获得高分辨率成像光谱仪数据，多波段、多极化方式的雷达卫星，

43、将能解决阴雨多雾情况下的全天候和全天时对地观测，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。目前一般对地观测卫星为15-25天的重访周期。国外已有或正研制地面分辨率为13m的航天遥感系统，俄罗斯也将原军方保密的分辨率为2m的间谍卫星影像公开出售。在影像处理技术方面，开始尝试智能化专家系统。遥感信息的应用分析已从单一遥感资料向多时相、多数据源的复合分析过渡,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。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

44、要方面。 3、地理理信息系系统(GGIS)技术。GISS是近二二十年来来发展起起来的一一门综合合应用系系统，它它能把各各种信息息同地理理位置和和有关的的视图结结合起来来，并把把地理学学、几何何学、计计算机科科学及各各种应用用对象、CCAD技技术、IInteerneet、多多媒体技技术及虚虚拟现实实技术等等融为一一体，利利用计算算机图形形与数据据库技术术来采集集、存储储、编辑辑、显示示、转换换、分析析和输出出地理图图形及其其属性数数据。这这样，就就可根据据用户需需要将这这些信息息图文并并茂地输输送给用用户，便便于分析析及决策策使用。GGIS正正向着数数据标准准化、平平台网络络化、数数据多维维化、

45、系系统集成成化、系系统智能能化和应应用社会会化方向向发展。随着“数字地球”这一概念的提出和人们对它的认识的不断加深，从二维向多维动态以及网络方向发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、城市等。在技术发展方面，一个发展是基于Client/Server结构，即用户可在其终端上调用在服务器上的数据和程序；还有一个发展是通过互联网络发展Internet GIS或Web-GIS，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空间分析，这种发展是通过现代通讯技术使GIS进一步与信息高速公路相接轨。另一个发展方向，则是数据

46、挖掘(DataMining)，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GIS空间分析的智能化。3S的应用用遍及国国民经济济各领域域，并在在国土资资源、交交通、电电力、供供水、水水利流域域治理、防防洪减灾灾、环境境保护、地地矿、油油田规划划、沙漠漠治理、电电信、城城市管理理信息系系统(城城市规划划、地下下管线、配配电、小小区物业业、电力力配备、有有线电视视收费、消消防、1110报报警、交交通、电电缆输配配、供电电调度、房房地产经经营、电电信配线线、旧房房改造等等)、农农林业管管理信息息系统、环环境及生生态管理理信息系系统等各各方面有有着成功功的应用用经验。权权威的统统计资料料和研究究

47、报告都都表明，国国民经济济信息数数字化的的80%以上都都需要33S来架架构。自自从美国国副总统统戈尔提提出数字字地球的的概念以以来，全全球展开开了数字字化运动动，数字字中国建建设正在在全面展展开。作作为数字字中国的的基础架架构，基基础测绘绘已全面面转向33S领域域，并作作为一种种产业得得到了蓬蓬勃发展展。四、“数字字电力”的总体体框架近年来，随随着经济济全球化化步伐的的加快和和信息化化浪潮的的高涨，世世界各国国为了抢抢占国际际科技和和经济的的制高点点，都把把战略目目光聚焦焦在信息息领域，将“信信息化建建设”作作为提高高自身竞竞争力的的重要战战略措施施。对此此，我国国也迅速速采取了了积极的的、实

48、质性性的应对对措施。“数数字中国国”“数数字省区区”“数数字城市市”规划划方案应应运而生生，一批批重点数数字化示示范工程程纷纷启启动，己己经成为为中国信信息化建建设的新新亮点。为为适应全全球数字字化、信息化化、现代代化的新新形式，打打造“数数字电力力” 不不仅是建建设“数字地地球”的迫切切需要，而而且是发发展电力力事业乃乃至国民民经济的的重要内内容。构建“数字字电力”，将将大大加加快电力力企业信信息化的的进程，全全面提升升电力企企业品位位和市场场竞争的的综合实实力，加加速推进进电力建建设的飞飞速发展展。由此此可见，“数数字电力力”也是是当前时时效性极极强，操操作性极极高的工工作任务务。1、“数

49、字字电力”的基本本概论“数字电力力”来源源于“数数字地球球”、 “数数字中国国”、“数字字省区”、“数字城市”这样一些构想，“数字电力”即为网络电力，智能电力或信息电力。它是实施“数字地球”和“数字中国”战略的主要内容之一，也是“数字地球”、“数字中国”的重要组成部分。“数字电电力”可可以定义义为：通通过宽带带多媒体体信息网网络、地地理信息息系统等等基础设设施平台台, 充充分利用用国家空空间数据据基础设设施、政政府和各各行业的的有关数数据，整整合电力力信息资资源, 建立对对行业内内部人、财财、物三三大基本本要素和和业务处处理的全全过程进进行管理理、对发发输供配配用电生生产全过过程进行行控制以以

50、及对全全社会安安全、经经济、可可靠供电电提供技技术支持持和优质质服务的的综合信信息系统统, 实实现电力力的信息息化、现现代化。构建“数字字电力”的的主体内内容可概概括为“五大信息基础设施”和“三大信息应用系统体系”。五大信息基础设施是：通信传输网基础设施、信息交换网基础设施、信息与网络安全基础设施、输配电网地理与空间数据基础设施和计算机软硬件平台基础设施；三大信息应用体系分别是：用于电力生产过程的控制系统体系；用于电力市场的技术支持系统体系；用于电力建设、生产与经营的管理信息系统体系。“数字电力力”既是人们对对电力进进行规划划、建设设、运行行和管理理的理想想工作环境境，又是是为满足足国民经经济

51、建设设和人们们生产生生活需求求提供服服务的信信息基础础平台。体体现了新新经济的的发展，强强调了地地理空间间信息的的框架作作用与可可视化。从从而更好好的服务务于领导导决策、诸诸多领域域和广大大公众，服服务于城城市规划划、国民民经济建建设和社社会协调调持续发发展。2、“数字字电力”的总体体框架根据上述对对数字电电力的概概论，现现提出“数字电电力”工程的总体框架架如下图图所示。3、基于“数字电电力”的几个个基本认认识（1）“数数字电力力”的实质质就是电电力信息息化。专专家们认认为，“数字地地球”就是数数字化的的地球，信信息化的的地球，或或地球信信息化；数字地地球的核核心思想想是用数数字化手手段整体体

52、性地解解决地球球问题并并最大限限度地利利用信息息资源。信息化的问题就是数字化、网络化、智能化。那么，从这样一些概念就可以引伸出：“数字电力”就是数字化的电力，信息化的电力，或电力信息化。电力信息化是指利用计算机、网络、通信、信息等一系列现代化技术，通过对信息资源的深度开发和广泛利用，不断提高电力建设、生产、经营、管理、决策的效率和水平，从而提高经济效益和企业竞争力的过程。（2）“数数字电力力”是一个个比电力力信息化化更深更更广的概概念。电电力是一一个覆盖盖整个地地域，包包括其所所辖的发发电厂、输输电网、供供电网、配配电网和和用电系系统；电电力规划划、工程程设计、施施工建设设和运行行管理等等各个

53、环环节，通通过电力力商品为为社会提提供服务务的行业业。“数字电电力”就是在在这样一一个物理理结构和和特性实实体上用用数字化化、网络络化、智智能化和和可视化化表示的的综合信信息系统统，既为为电力行行业内部部服务，又又为全社社会各行行各业和和百姓大大众服务务，具有有较强的的公益性性特点。而而作为电电力行业业的任何何一个企企业，不不管是发发电厂、电电网公司司、还是是施工和和设计单单位，它它只是电电力的一一个组成成部分。电电力企业业信息化化，主要要为提高高企业的的核心竞竞争力服服务，为为企业的的利润最最大化服服务，是是“数字电电力”的主体体内容。（3）构建建“数字电电力”必须要要有国家家信息基基础设施

54、施和国家家空间数数据基础础设施的的支撑。城市1：1000（或1：2000）的电子地图、整个地域内1米分辨率的影象图、地理图等多分辨率和三维地球表示数据、全球定位系统、信息高速公路等基础设施必须由国家的有关专业部门提供。如果没有这些基础设施，“数字中国”、“数字电力”等都无从谈起。而我国城市1：1000（或1：2000）的电子地图、1米分辨率的影象图、地理图等基础设施目前还处在起步阶段，离目标值还有相当大的差距。因此，在构建“数字电力”这样一个庞大的系统工程中，作为电力企业，首先是进行企业的信息化建设，然后再融入“数字地球”、“数字中国”的大家庭中。五、“数字字电力”的基本本内容根据上面对对“数

55、字电电力”的定义义以及提提出的总总体框架架，就其其基本内内容概述述如下：1、五大信信息基础础设施（1）传输输网络。全面建成国家省（市）地（市、电厂）县局乡供电所以及以及覆盖所属电力企业和营业场所、以光纤为主干的“环行+星型”大容量SDH通信传输网络，充分满足数字电力发展和对外开放战略的需要，并适度超前发展。（2）信息息网络。以传输网络为载体，全面建成国家电力、区域电力、省（市、电厂）电力、地区电力、县级电力、乡镇供电所、营业场所之间互联的信息网。国家电力、区域电力、省（市、电厂）电力、地区电力之间互联的主干速率达到155Mbps或1000Mbps；各接入单位、以及地区电力与县级单位之间互联的速

56、率达到100Mbps；乡镇供电所、营业场所接入县级电力的速率达到 82Mbps 及以上，从而实现电力系统内外信息交互的数字化、电子化和自动化。 （3）网络络与信息息安全防防护体系系。建成成包括计计算机网网络病毒毒防治系系统、网网络主机机安全系系统、统统一身份份认证系系统、数数据备份份和灾难难恢复系系统等的的信息安安全防护护体系。（4）计算算机软、硬硬件平台台。统一一进行系系统软硬硬件平台台，包括括数据库库系统、计计算机操操作系统统、中间间件、GGIS 、OAA、服务务器系统统等平台台建设。（5）空间间数据基基础设施施。包括括由国家家统一组组织建设设的多分分辨率和和多维的的电子地地图、地地形图、

57、地地域影象象图、政政府和各各行业的的有关数数据等。2、管理信信息系统统体系的的基本内内容（1）财务务管理信信息系统统。建设设以核算算系统为为基础，以以预算控控制为中中心，以以责任单单位的划划分和责责任中心心的建立立为前提提，以财财务活动动为对象象，与其其它业务务系统（电电力营销销管理、物物料管理理、生产产管理、调调度管理理等）充充分集成成，实时时、动态态地反映映各个层层面的财财务信息息，全过过程纳入入预算控控制的管管理型会会计信息息系统。真真正实现现事前预预测、事事中控制制，事后后分析和和核算的的目标。（2）电力力营销信信息系统统。按照照省为实实体四级级（省、市市、县、所所四级供供电单位位）一

58、线线的模式式统一建建设，形形成以省省公司本本部为核核心、电电力营销销集中管管理与分分层管理理相结合合的格局局。实现现营销管管理模式式、工作作标准、业业务流程程等的规规范与统统一；基基本软件件功能、数数据编码码格式，软软硬件平平台统一一。以达达到提高高优质服服务水平平，增强强市场应应变能力力；提高高业务管管理水平平，增强强内部监监控能力力；提高高营销分分析水平平，增强强经营决决策能力力。真正正建立起起数字化化营销和和服务体体系，最最终实现现业务管管理电子子化、信信息传输输数字化化、业务务处理流流程化、经经营决策策科学化化的总体体目标。（3）人力力资源管管理信息息系统。包括员工人事档案、技术档案、

59、培训档案、绩效考核、工资、劳动保险、医疗保险和养老保险等管理功能；建立统一、完整的人力资源基础数据库，实现人力资源信息与财务、电力营销、OA等系统之间的充分共享；充分利用各种信息对人力资源进行科学地综合分析、规划，使公司的人力资源合理、优化配置，降低人员成本；提供对员工的培养和激励机制，使其发挥主观能动性以获取员工的最大使用价值，为公司最大限度的创造效益；通过各种方案在系统中的比较和模拟运行评估，为公司管理层辅助决策提供技术支持。（4）生产产管理信信息系统统。按照照分层和和分布式式管理模模式，针针对不同同应用层层面对生生产信息息的不同同需求，构构建基于于GISS平台的的分布式式电网生生产管理理

60、系统。实实现生产产计划的的一贯性性与可行行性，生生产管理理的系统统性、动动态应变变能力和和模拟预预见性；实现生生产各个个环节数数据的充充分共享享和综合合利用；在物流流、资金金流等方方面实现现与财务务管理信信息系统统及其它它相关应应用系统统的高度度统一和和集成。（5）物料料管理信信息系统统。实现现公司整整体物料料管理的的网络化化运行。简简化工作作手续，提提高工作作效率，优优化业务务流程，实实现各部部门间的的协同工工作，有有效控管管全公司司的材物物料；降降低采购购成本、库库存成本本；与财财务、设设备管理理、人力力资源以以及资产产管理等等系统有有机地集集成。（6）企业业绩效考考核管理理系统。建立涵盖