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數字地球十年,從理念走向行動——訪中科院對地觀測與數字地球中心主任、第六屆國際數字地球大會主席郭華東先生

內容
“數字地球已走過10年的道路,在這個時刻,回顧數字地球10年發展,前瞻未來走向是有其特殊意義的。”中科院對地觀測與數字地球中心主任、第六屆國際數字地球大會主席郭華東還清楚地記得,1999年12月,來自21個國家的500余名代表會聚北京,在首屆國際數字地球會議召開之際發表了《數字地球北京宣言》。而本屆會議又提出了《2009數字地球北京宣言》。
 
“數字地球建設是一場意義深遠的科技革命,也是地球科學研究的一場縱深變革。人類迫切需要更深入地了解地球、理解地球,進而管理好地球,回顧10年的發展,我們已看到諸多設想已變為現實。”郭華東說。
 
永遠不會過時的領域
 
“用定量化的手段來研究人類居住的地球,這樣的工作一萬年都不會過時。”在采訪中,這句話郭華東反復說了幾次,也足以證明他對數字地球研究充滿信心。
 
有研究表明,人類生活在地球上所需要的信息80%來自空間信息,而數字地球恰恰可以提供這方面的信息。
 
“作為一門交融學科,數字地球是集各種現代科技和學科之大成。”把有關地球海量的、多分辨率的、三維的、動態的數據按地理坐標集成起來的虛擬地球也就是數字地球,它是地球科學、空間科學、信息科學的高度綜合。
 
數字地球主要由空間數據、文本數據、操作平臺、應用模型組成。這些數據不僅包括全球性的中、小比例尺的空間數據,還包括大比例尺的空間數據;不僅包括地球的各類多波段、多時相、高分辨率的對地觀測影像、各類不同比例尺的數字專題圖,還包括相應的以文本形式表現的有關可持續發展、農業、資源、環境、災害、人口、全球變化、氣候、生物、地理、生態系統、水文循環、教育等不同類別的數據。
 
“因此,有人說它是一門科學,有人說它是一項技術,有人說它是一種戰略,也有人說數字地球是21世紀人類最偉大的信息工程之一。”在郭華東看來,還找不到一個統一的詞匯來描述數字地球的特征。
 
“擁有數字地球等于占據了現代社會的信息戰略制高點。”郭華東分析說,從戰略角度來說,數字地球是全球性的科技發展戰略目標,數字地球是未來信息資源的綜合平臺和集成,現代社會擁有信息資源的重要性更基于工業經濟社會擁有自然資源的重要性。
 
而從科技角度分析,數字地球是國家的重要基礎設施,是遙感、地理信息系統、全球定位系統、互聯網—萬維網、仿真與虛擬現實技術等的高度綜合與升華,是人類定量化研究地球、認識地球、科學利用地球的先進工具。
 
從國家需求角度分析,數字地球可在一定程度上滿足國家在資源環境和可持續發展領域的需要,可以為國家在社會、經濟發展和國家安全方面提供支撐,可以帶動并牽引國家空間領域、信息領域等的不斷發展。
 
大到地球系統、全球氣候變化這類地球表面正在發生的宏觀大尺度現象,小到人們日常生活里廣泛使用的電子地圖,數字地球已經應用到了社會的各個層面。
 
“數字地球正在成為人類發展和解決全球性問題的重大需求。經常有學者在討論時認為,不論再過10年或者20年,數字地球的研究仍然是熱點,并且會越來越受關注。”郭華東信心十足。
 
在挑戰中帶動科技前沿
 
數字地球的研究依靠很多相關學科的發展,比如信息技術、網絡技術、虛擬現實技術,還有現在最常用到的對地觀測技術、地理信息系統、全球定位技術等。郭華東認為:“正是由于數字地球研究的特殊屬性,隨著相關學科的研究深入,數字地球也會不斷地發展;同樣,數字地球的發展也會帶動相關學科的進步。”
 
“數字地球是要把最前沿的科技用進來,并且高度綜合,這是具有挑戰性的。而地球系統科學的縱深發展離不開空間信息和數字地球的支撐與推動,挑戰性和帶動性二者之間是辯證的關系。”郭華東說。
 
“目前,我們正在構建大的數字地球科學平臺,其相關領域、相關行業、相關技術的發展都會被帶動。這一平臺是綜合利用對地觀測技術、全球定位技術、計算機技術、網絡系統技術、地理信息系統技術、虛擬現實技術、網格技術、數據存儲和數據庫技術,建立實現空間數據資源服務、空間信息服務的平臺。”郭華東表示。
 
“數據是原始的,如果說棉花是數據的話,布就是信息了,第三步是從信息到知識,把布變成衣服成為產品,就具有應用價值了。”郭華東說,“這是開展數字地球應用研究的工作平臺,也是數字地球應用的最終展示和信息發布系統。數字地球需要許多對地觀測手段來收集地球信息,尤其是對地觀測衛星可以提供大量的、動態的觀測數據,而各種對地觀測衛星的成功發射和穩定運行需要成熟的、有保障的航天技術的支撐。”
 
巨大的產業前景
 
不久前,《自然》雜志發表的一篇文章將與數字地球密切相關的地學技術與納米材料、生物科技一起譽為21世紀三大前沿科學技術。而作為信息產業的重要組成部分,每年全球地球空間信息產業的產值超過500億美元,并以每年約20%的速度增長;服務于數字地球建設的對地觀測計劃在逐漸形成,僅在近5年內全世界就將發射130顆左右的對地觀測衛星。
 
“500億美元的估計還是保守的,僅美國就有每年300億美元的產值。前不久,美國一家公司自己計劃發射衛星群,希望可以通過這個衛星群經營農業信息。在我看來,不論是就世界范圍還是我國來講,數字地球的商業化應用前景廣闊。”郭華東說。
 
國際上的高分辨率數據都是高度商業化的,而高分辨率的數據在商業上有廣泛的需求,主要應用在國防、城市規劃、城市管理等方面。
 
以Google Earth為代表的數字地球網站正迅速走進千家萬戶,影響并改變著人們的生活。“Google Earth是世界上最成功的數字地球產業應用,世界上1/10的人在用,說明應用的廣泛和市場的巨大。”郭華東表示。
 
在大會展覽區可以看出,很多中國公司也看到了數字地球產業的良好前景,不但參與了這次展會,還頻頻自費參加相關學術會議,以期擴大企業影響。
 
“這在20年前甚至10年前,是根本不能想象的,最近幾年越來越多的中國企業加入到這個行列中,希望能在數字地球的商業應用上占據一席之地。”郭華東認為,中國的巨大市場是吸引他們的主要因素。
 
“在中國,數字地球的發展潛力無限,而現在還僅僅是開始。”郭華東說。
 

 

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