哪一年发表了数字地球论文

数字油田的概念源于数字地球。1998年美国前副总统戈尔提出了数字地球（Digital Earth）的概念，这引起了全球范围内的震动。数字地球从此成为世界科学技术界的发展热点之一。数字油田就是在数字地球这一概念的基础上产生的。1999年，在美国马里兰大学数字地球研讨会上，大多数学者同意把数字地球定义为：“数字地球是地球的虚拟表示，能够汇集地球的自然和人文信息，人们可以对该虚拟体进行探查和互动。”类似地，数字油田可以定义为：“数字油田是某油田的虚拟表示，能够汇集该油田的自然和人文信息，人们可以对该虚拟体进行探查和互动。”按照这个定义，数字油田应当被视为一个空间性、数字性和集成性三者融合的系统，汇集了油田的各类信息、网络系统、软件系统和知识。简单地说，数字地球是由信息技术和地球科学支持的虚拟的地球模型，而数字油田是数字地球的在油气勘探开发信息化和油田管理决策范畴的应用。1999年末，大庆油田首次在全球范围内提出了数字油田的概念。此时，数字油田还是一个较为模糊的新概念，尚处于构想阶段，但其基本思想立即得到肯定。2000年6月，在《大庆油田有限责任公司2001年信息化规划》（图1）中，数字油田的概念和建设目标被正式确认。此后，数字油田的概念迅速得到普遍认可，并引发了热烈的讨论。国内外的石油和IT领域的众多企业家、技术专家、学者、工程师以及管理人员积极研讨和发展数字油田的概念。2001年，数字油田被列为“十五”国家科技攻关计划重大项目。胜利油田、克拉玛依油田等相继确定数字油田的建设目标，并进一步丰富了数字油田的内涵。2003年，天津大学管理科学与工程专业硕士研究生论文《大庆油田有限责任公司数字油田模式与发展战略研究》（作者：王权）一文奠定了数字油田的理论基础，是公认的数字油田理论开山之作。时至今日，数字油田已经成为全球石油行业关注的热门话题。其内涵也在不断丰富，参见图2。

森林资源调查中SPOT5遥感图像处理方法探讨王照利、黄生、张敏中、马胜利（国家林业局西北林业规划设计院，遥感计算中心，西安710048）本文发表于＜陕西林业科技＞2005 No.1 P.27-29,55摘要：目前，多光谱、高空间分辨率的SPOT5卫星遥感数据被广泛应用到森林资源调查中。本文结合SPOT5遥感数据的特点，根据森林资源调查的需要，从遥感数据的正射校正、波段组合、融合处理和数据变换处理等方面探讨了SPOT5数据的处理和信息提取。探讨性地提出了适应于森林资源调查的SPOT5遥感数据处理方法。关键词：SPOT5 遥感数据，森林资源调查、数据处理DISCUSSION ON SPOT5 IMAGE DATA PROCESSING FOR FOREST INVENTORYWang Zhaoli, Huangsheng,Zhangminzhong,Ma Shengli(Northwest Institute for Forest Inventory, Planning &Design, Xi’an China 710048)Abstract: Now days, high spatial resolution and multispectral SPOT5 image data are widely applied in forest inventory in China. Based on the characteristics of SPOT5 image and requirements of forest inventory, this paper discusses the processing procedures of ordering image data, ortho-rectification, image bands composition and image data fusion. The complete steps of image processing for forest inventory are given.Key words: SPOT5 image data，forest inventory, data processing前言卫星遥感影像具有空间宏观性、视角广、多分辨率（光谱和空间）、多时相、周期性、信息量丰富等特点，所以卫星遥感影像既可以提供森林资源的宏观空间分布信息又能提供局部的详细信息以及随时间、空间变化的信息等[1]。目前在林业领域卫星遥感数据被广泛的应用于不同尺度层次的森林资源调查、资源监测、病虫害、火灾监测等方面。2002年5月法国SPOT地球观测卫星系列之5号卫星（即SPOT5星）发射。SPOT5遥感数据的多光谱波段空间分辨率为10米（短波红外空间分辨率为20米），但全色波段空间分辨率达到2.5米。SPOT5遥感数据的高空间分辨率和多光谱分辨率为森林资源调查提供了丰富的、可靠的、高精度的基础数据源。从性价比分析，在其他高分辨率遥感数据目前比较昂贵的状况下，SPOT5遥感数据比较适宜应用于大面积的森林资源调查，可大幅度的森林调查的减少外业工作量、提高工作效率。在我国SPOT5卫星数据已被大量地应用于森林资源调查工作中，尤其，是在森林资源“二类”调查中被作基本的森林资源信息源提取各类信息。针对于将多光谱分辨率和高空间分辨率的SPOT5遥感数据应用于森林资源调查的数据处理技术和方法鲜有报道。本文总结工作实践，结合SPOT5遥感数据的特点，根据森林资源调查的需要，从遥感数据的订购、正射校正、波段组合、融合处理和数据变换处理等方面探讨了SPOT5数据的基本处理方法。1．SPOT5卫星遥感数据特点SPOT卫星系统采用线性阵列传感器和推扫式扫描技术，具有旋转式平面镜可以进行倾斜观察获得倾斜图像和立体像对。采用与太阳同步的近极地的椭圆形轨道，轨道高度约832Km，轨道倾角98.7o ，每天绕地球14圈多，重复覆盖周期26天[2]。由于有倾斜观测功能，使重复覆盖周期减少到2-3天。SPOT5卫星载有2台高分辨率几何成像仪（HRG）、1台高分辨率立体成像装置（HRS）和1台宽视域植被探测仪（VGT）。高分辨率几何成像仪的波段选择是总结了多年的研究成果，认为HRG的波段设置（见表1）足以取得辨别作物和植被类型的最佳效果。本文主要探讨HRG高空间分辨率数据的处理。2．SPOT5数据的处理方法和过程SPOT5数据处理工作流程：2.1 遥感数据的订购订购数据时，用户需向数据代理商提供购买区域的四个角的大地坐标或者数据的景号（PATH/ROW）。特别应该注意数据订购时间和用户拿到数据之间有时间差，间隔时间长短因用户的要求、天气、卫星重复覆盖周期而异。相对于其他卫星数据，比较有利的一面是SPOT5卫星装置有旋转式平面镜可以进行倾斜观察，用户可向代理商申请红色编程提前得到调查区域的遥感数据，但要支付编程费。对于遥感数据的时相、云量、入射角、阴影量、是否购买高空间分辨率的全色波段等用户根据自己具体的工作需要向代理商提出限制要求。根据我们对SPOT5遥感数据的使用，对于森林资源调查，北方9，10月份和11月初的遥感影像比较适宜。代理商向用户提供经过处理的不同级别的影像产品，在森林资源调查中建议购买SPOT1A级产品，用户可根据自己的工作需要进行处理，同时也可减少费用。2.2 基础数据准备大比例尺地形图和高精度DEM是进行SPOT5遥感数据高精度正射校正必需的基础地理数据。建议购买1：10000地形图和1：25000数字高程模型（DEM）。将1：1万地形图扫描，扫描分辨率设置为300DPI。将扫描好的地形图进行几何精纠正，纠正精度控制在0.3毫米内。从测绘部门购买的1：1万地形图为北京54坐标系3度分带高斯克吕格投影，而1：2.5万DEM为北京54坐标系6度分带投影。在数据准备时，将校正好的1：1万地形图通过换带转换转成和DEM一致的6度分带投影。对于没有1：1万地形图的地区，建议使用差分GPS接收机采集地面控制点。2.3几何正射校正正射校正过程应用了法国SPOT公司发行的GEOIMAGE软件。GEOIMAGE软件有针对SPOT5卫星数据开发的SPOT5物理模型。模型模块自动读取DEM信息。SPOT 物理模型可读取卫星在获取遥感数据的瞬间状态参数，这些参数存贮在数据的头文件中[3]。卫星状态参数包括：卫星成像瞬间的经纬度、高度、倾角等。卫星状态参数能够帮助提高几何校正的精度。以校正好的1：1万地形图为基准，在影像图上找出和地形图上地物相匹配的明显地物作为地面控制点。在进行正射校正时，应先进行全色波段数据校正，然后以校正好的全色波段数据为基准进行多光谱数据校正。以全色波段数据为基准校正多光谱波段就比较容易校正，且能提高两者的匹配精度。地面控制点应分布均匀，影像的边缘部分布要有控制点分布，同时在不同的高程范围最好都有控制点。地面控制点的数量因地形地貌的复杂程度而定，根据我们的经验，一景60KmX60Km的SPOT5数据，一般地势平缓的地区20个左右控制点即可达到满意的结果，在高山区25个左右控制点就可使正射校正精度满足要求。重采样方法采用双线性内插法。2.4 辐射校正用户购买的SPOT5的各级数据，数据提供商已经根据卫星的记录参数对遥感数据做了辐射校正，即消除了传感器自身引起的、大气辐射引起的辐射噪声。若果影像存在薄雾或地形高差较大引起的辐射误差情况，用户应进一步进行辐射校正处理。薄雾的简单消除原理是基于近红外波段不受大气辐射影响，清澈的水体或死阴影区的数值应为零。从各波段数据中减去近红外波段的水体或阴影的不为零值。地形起伏引起的辐射误差校正公式: f (x,y)=g(x,y)/cosa，g(x,y)为坡度为a的倾斜面上的地物影像；f (x,y)为校正后的影像。由于坡度因子参与校正所以需要DEM支持。2.5 波段组合根据SPOT5数据波谱特征（表1），各波段分别记录反映了植被的不同特征方面：B4（SWIR）短波红外反映植物和土壤的含水量，利于植被水分状况和长势分析；B3（NIR）近红外波段对植被类别、密度、生长力、病虫害等的变化敏感；B2（RED）红光波段对植被的覆盖度、植被的生长状况敏感；B1（VIS）可见光波段对植物的叶绿素和叶绿素浓度敏感。经过比较分析和实际应用发现SPOT5的B3、B4、B2波段组合对植被类型的识别要优于B3、B2和B1的组合。但由于B4波段的空间分辨率为20米，使B342组合对植被空间几何细节表达没有B321组合清晰，例如林缘界线信息表达方面B321要优于B342。2.6 影像数据融合对于购买有高空间分辨率全色波段数据的用户，进行数据融合是必不可少的。影像数据融合能够综合不同波段、不同空间分辨率数据（层）的特征，融合后的数据具有更丰富、更可靠的信息[4]。 根据影像数据融合的水平阶段，影像融合分为：像元级、特征级和决策级三个层次。为了最大限度的从SPOT5遥感数据中提取森林植被信息，应进行像元级的数据融合，将2.5米的全色波段和10米多光谱数据进行融合。融合得到的新数据既具有全色波段数据的高空间分辨率特征又具有多光谱特征。像元级数据融合的方法多种多样，根据数据融合的目的，即最大限度的突显森林植被信息，应选取B4、B3、B2和PAN波段，根据我们的试验Brovey 融合算法方法比较理想：2.7遥感影像地图将融合好的数据按Rfused、Gfused、Bfused组合，叠加上行政界线、公里格网、坐标、比例尺等辅助信息，按1：1万地形图分幅生成1：1万纸质图作为外业手图。3. 结果和讨论3.1 几何精度利用SPOT5物理模型，采用1：1万地形图和2.5万DEM ，经过正射校正处理，可使影像的几何精度控制在2个像元内（<10米）,达到1：1万制图标准要求。为以遥感影像为基础信息源提取林分调查因子、区划林班界线生成大比例尺的林相图、森林分布图提供了几何精度保障。3.2 波段选择对于没有全色波段的情况，SPOT5数据的B342组合有利于森林植被类型的识别。在应用遥感技术进行森林资源调查区划中，林分类型信息提取是最为重要的环节，所以B342波段组合是小班区划和外业手图的最佳组合。3.3 融合效果融合数据技术使SPOT5遥感影像既具有全色波段的高空间分辨率又拥有多光谱数据的光谱分辨率，丰富了遥感影像的信息量。采用Brovey算法使SPOT5遥感影像从色彩、纹理等方面增强了影像的可判读性，提高了小班因子正判率和林分小班的区划精度。参考文献1．周成虎，杨晓梅，骆剑承等.《遥感影像地学理解与分析》，科学出版社，北京，2001，3-4.2．赵英时.《遥感应用分析原理与方法》，科学出版社，北京，2001.88-903．北京视宝卫星图像有限公司.《专业制图工作室GEOIMAGE用户指南》，2004，68-70.4．Christine Pohl. Geometric Aspects of Multisensor Image Fusion for Topographic Map Updating in The Humid Tropics, ITC Publication, 1996,51-52.21世纪遥感与GIS的发展来源： 李德仁 时间： 2005-08-11-23:09 浏览次数: 7921世纪遥感与GIS的发展李德仁（武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，武汉市珞瑜路129号，430079）摘要：在20世纪，人类的一大进步是实现了太空对地观测，即可以从空中和太空对人类赖以生存的地球通过非接触传感器的遥感进行观测，并将所得到的数据和信息存储在计算机网络上，为人类社会的可持续发展服务。在短短的30年中，遥感和GIS作为一个边缘交叉学科已发展成为一门科学、技术和经济实体。本文深入地论述了21世纪中遥感的6大发展趋势和GIS的5个发展特征。关键词：发展趋势；航空航天遥感；地理信息系统；对地观测中图法分类号：P208；P237.9随着计算机技术、空间技术和信息技术的发展，人类实现了从空中和太空来观测和感知人类赖以生存的地球的理想，并能将所感知到的结果通过计算机网络在全球流通，为人类的生存、繁荣和可持续发展服务。在20世纪后半叶，遥感和地理信息系统作为一门新兴的科学和技术，迅速地成长起来。1 遥感技术的主要发展趋势1.1 航空航天遥感传感器数据获取技术趋向三多（多平台、多传感器、多角度）和三高（高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率）从空中和太空观测地球获取影像是20世纪的重大成果之一，短短几十年，遥感数据获取手段迅猛发展。遥感平台有地球同步轨道卫星（35000km）、太阳同步卫星（600—1000km）、太空飞船（200—300km）、航天飞机（240—350km）、探空火箭（200—1000km），并且还有高、中、低空飞机、升空气球、无人飞机等；传感器有框幅式光学相机、缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等，它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。三行CCD阵列可以同时得到3个角度的扫描成像，EOS Terra卫星上的MISR可同时从9个角度对地成像。卫星遥感的空间分辨率从Ikonos Ⅱ的1m，进一步提高到Quckbird（快鸟）的0.62m，高光谱分辨率已达到5—6nm，500—600个波段。在轨的美国EO-1高光谱遥感卫星，具有220个波段，EOS AM-1（Terra）和EOS PM-1（Aqua）卫星上的MODIS具有36个波段的中等分辨率成像光谱仪。时间分辨率的提高主要依赖于小卫星技术的发展，通过发射地球同步轨道卫星和合理分布的小卫星星座，以及传感器的大角度倾斜，可以以1—3d的周期获得感兴趣地区的遥感影像。由于具有全天候、全天时的特点，以及用INSAR和D-INSAR，特别是双天线INSAR进行高精度三位地形及其变化测定的可能性，SAR雷达卫星为全世界各国所普遍关注。例如，美国宇航局的长远计划是要发射一系列太阳同步和地球同步的长波SAR,美国国防部则要发射一系列短波SAR，实现干涉重访问间隔为8d、3d和1d，空间分辨率分别为20m、5m和2m。我国在机载和星载SAR传感器及其应用研究方面正在形成体系。“十五”期间，我国将全方位地推进遥感数据获取的手段，形成自主的高分辨率资源卫星、雷达卫星、测图卫星和对环境与灾害进行实时监测的小卫星群。1.2 航空航天遥感对地定位趋向于不依赖地面控制确定影像目标的实地位置（三维坐标），解决影像目标在哪儿（Where）是摄影测量与遥感的主要任务之一。在已成功用于生产的全自动化GPS空中三角测量的基础上，利用DGPS和INS惯性导航系统的组合，可形成航空/航天影像传感器的位置与姿态的自动测量和稳定装置（POS），从而可实现定点摄影成像和无地面控制的高精度对地直接定位。在航空摄影条件下的精度可达到dm级，在卫星遥感的条件下，其精度可达到m级。该技术的推广应用，将改变目前摄影测量和遥感的作业流程，从而实现实时测图和实时数据库更新。若与高精度激光扫描仪集成，可实现实时三维测量（LIDAR），自动生成数字表面模型（DSM），并可推算出数字高程模型（DEM）。美国NASA在1994年和1997年两次将航天激光测高仪（SLA）安装在航天飞机上，企图建立基于SLA的全球控制点数据库，激光点大小为100m，间隔为750m，每秒10个脉冲；随后又提出了地学激光测高系统（GLAS）计划，已于2002年12月19日将该卫星IICESat（cloud and land elevation satellite）发射上天。该卫星装有激光测距系统、GPS接收机和恒星跟踪姿态测定系统。GLAS发射近红外光（1064nm）和可见绿光（532nm）的短脉冲（4ns）。激光脉冲频率为40次/s，激光点大小实地为70m，间隔为170m，其高程精度要明显高于SRTM，可望达到m级。他们的下一步计划是要在2015年之前使星载LIDAR的激光测高精度达到dm和cm级。法国利用设在全球的54个站点向卫星发射信号，通过测定多普勒频移，以精确解求卫星的空间坐标，具有极高的精度。测定距地球1300km的Topex/Poseidon卫星的高度，精度达到±3cm。用来测定SPOT 4卫星的轨道，3个坐标方向达到±5cm精度，对于SPOT 5和Envisat，可望达到±1m精度。若忽略SPOT 5传感器的角元素，直接进行无地面控制的正射像片制作，精度可达到±15m，完全可以满足国家安全和西部开发的需求。1.3 摄影测量与遥感数据的计算机处理更趋向自动化和智能化从影像数据中自动提取地物目标，解决它的属性和语义（What）是摄影测量与遥感的另一大任务。在已取得影像匹配成果的基础上，影像目标的自动识别技术主要集中在影像融合技术，基于统计和基于结构的目标识别与分类，处理的对象既包括高分辨率影像，也更加注重高光谱影像。随着遥感数据量的增大，数据融合和信息融合技术逐渐成熟。压缩倍率高、速度快的影像数据压缩方法也已商业化。我国学者在这些方面取得了不少可喜的成果。1.4 利用多时像影像数据自动发现地表覆盖的变化趋向实时化利用遥感影像自动进行变化监测（What change）关系到我国的经济建设和国防建设。过去人工方法投入大，周期长。随着各类空间数据库的建立和大量新的影像数据源的出现，实时自动化监测已成为研究的一个热点。自动变化监测研究包括利用新旧影像（DOM）的对比、新影像与旧数字地图（DLS）的对比来自动发现变化和更新数据库。目前的变化监测是先将新影像与旧影像（或数字地图）进行配准，然后再提取变化目标，这在精度、速度与自动化处理方面都有不足之处。笔者提出了把配准与变化监测同步的整体处理[1]。最理想的方法是将影像目标三维重建与变化监测一起进行，实现三维变化监测和自动更新。进一步的发展则是利用智能传感器，将数据处理在轨完成，发送回来的直接为信息，而不一定为影像数据。1.5 摄影测量与遥感在构建“数字地球”、“数字中国”、“数字省市”和“数字文化遗产”中正在发挥愈来愈大的作用“数字地球”概念是在全球信息化浪潮推进下形成的。1999年12月在北京成功地召开了第一届国际“数字地球”大会后，我国正积极推进“数字中国”和“数字省市”的建设，2001年国家测绘局完成了构建“数字中国”地理空间基础框架的总体战略研究。在已完成1∶100万和1∶25万全国空间数据库的基础上，2001年全国各省市测绘局开始1∶5万空间数据库的建库工作。在这个数据量达11TB的巨型数据库中，摄影测量与遥感将用来建设DOM（数字正射影像）、DEM（数字高程模型）、DLG（数字线划图）和CP（控制点数据库）。如果要建立全国1m分辨率影像数据库，其数据量将达到60TB。如果整个“数字地球”均达到1m分辨率，其数据量之大可想而知。本世纪内可望建成这一分辨率的数字地球。“数字文化遗产”是目前联合国和许多国家关心的一个问题，涉及到近景成像、计算机视觉和虚拟现实技术。在近景成像和近景三位量测方面，有室内各种三维激光扫描与成像仪器，还可以直接由视频摄像机的系列图像获取目标场三维重建信息。它们所获取的数据经过计算机自动处理后，可以在虚拟现实技术支持下形成文化遗迹的三维仿真，而且可以按照时间序列，将历史文化在时间隧道中再现，对文化遗产保护、复原与研究具有重要意义。1.6 全定量化遥感方法将走向实用从遥感科学的本质讲，通过对地球表层（包括岩石圈、水圈、大气圈和生物圈4大圈层）的遥感，其目的是为了获得有关地物目标的几何与物理特性，所以需要通过全定量化遥感方法进行反演。几何方程式是有显式表示的数学方程，而物理方程一直是隐式。目前的遥感解译与目标识别并没有通过物理方程反演，而是采用了基于灰度或加上一定知识的统计、结构和纹理的影像分析方法。但随着对成像机理、地物波谱反射特征、大气模型、气溶胶的研究深入和数据积累，多角度、多传感器、高光谱及雷达卫星遥感技术的成熟，相信在21世纪，估计几何与物理方程式的全定量化遥感方法将逐步由理论研究走向实用化，遥感基础理论研究将迈上新的台阶。只有实现了遥感定量化，才可能真正实现自动化和实时化。2 GIS技术的主要发展趋势2.1 空间数据库趋向图形、影像和DEM三库一体化和面向对象[2]GIS发展曾经历过栅格、矢量两个不同数据结构发展阶段，目前随着高分辨率卫星遥感数据的飞快增长和数字地球、数码城市的需求，形成了面向对象的数据模型和三库（图形矢量库、影像栅格库和DEM格网库）一体化的数据结构。这样的数据库结构使GIS的发展更加趋向自然化、逼真化，更加贴近用户。以面向应用的GIS软件为前台，以大型关系数据库（Oracle 8i,9i等)为后台数据库管理，成为当前GIS技术的主流趋势。2.2 空间数据表达趋向多比例尺、多尺度、动态多位和实时三维可视化在传统的GIS中，空间数据是以二维形式存储并挂接相应的属性数据。目前，空间数据表达的趋势是基于金字塔和LOD（level of detail）技术的多比例尺空间数据库，在不同尺度表示时可自动显示出相应比例尺或相应分辨率的数据，多比例尺数据集的跨度要比传统地图的比例尺大，在显示不同比例尺数据时，可采用LOD或地图综合技术。真三维GIS的空间数据要存储三维坐标。动态GIS在土地变更调查、土地覆盖变化监测中已有较好的应用，真四维的时空GIS将有望从理论研究转入实用阶段。基于三库一体化的时空3D可视化技术发展势头迅猛，已能再PC机上实现GIS环境下的三维建筑物室外室内漫游、信息查询、空间分析、剖面分析和阴影分析等，基于虚拟现实技术的真三维GIS将使人们在现实空间外，可以同时拥有一个Cyber空间。2.3 空间分析和辅助决策智能化需要利用数据挖掘方法从空间数据库和属性数据库中发现更多的有用知识GIS是以应用导向的空间信息技术，空间分析与辅助决策支持是GIS的高水平应用，它需要基于知识的智能系统。知识的获取是专家系统中最困难的任务。随着各种类型数据库的建立，从数据库中挖掘知识成为当今计算机界一个非常引人注目的课题。从GIS空间数据库中发现的知识可以有效的支持遥感图像解译，以解决“同物异谱”和“同谱异物”的问题。反过来，从属性数据库中挖掘的知识又具有优化资源配置等一些列空间分析的功能[3]。尽管数据挖掘和知识发现这一命题仍处于理论研究阶段，但随着数据库的快速增大和对数据挖掘工具的深入研究，其应用前景是不可估量的。2.4 通过Web服务器和WAP服务器的互联网和移动GIS将推进联邦数据库和互操作的研究及地学信息服务事业随着计算机通讯网络（包括有线和无线网）的大容量和高速化，GIS已成为在网络上的分布式异构系统。许多不同单位、不同组织维护管理的既独立又互联互用的联邦数据库，将可提供全社会各行各业的应用需要。因此，联邦数据库和互操作（federal databases & interoperability）问题成为当前国际GIS联合研究的一个热点。互操作意味着数据库中数据的直接共享，GIS规律功能模块的互操作与共享，以及多点之间的相同工作，这方面的研究已显示出明显的成效。未来的GIS用户将可能在网络上缴纳为其需要所选用数据和软件功能模块的使用费，而不必购买这个数据库和整套的GIS软硬件，这些成果产生的直接效果是GIS应用将走向地学信息服务。目前已兴起的LBS和MLS，即基于位置的服务和移动定位服务，突出地反映了这种变化趋势。它引起的革命性变化使GIS将走出研究院所和政府机关，成为全社会人人具备的信息服务工具。我国目前已有2亿个手机用户，若每人每月为MLS支付10元费用，全国一年的产值将达到240亿。可以预测在不久的将来，地学信息将能随时随地为任何人和任何事情进行4A服务（geo-in-formation for anyone and anything at anywhere and anytime）。2.5 地理信息科学的研究有望在本世纪形成较完整的理论框架体系笔者曾扼要地叙述了地球空间信息科学的7大理论问题[4]：（1）地球空间信息的基准，包括几何基准、物理基准和时间基准；（2）地球空间信息标准，包括空间数据采集、存储与交换标准、空间数据精度与质量标准、空间信息的分类与代码标准、空间信息的安全

关于数字地球与数字图书馆的思考论文 收藏本文章 【 标 题】关于数字地球与数字图书馆的思考【文章日期】2001－12－13【 作 者】陈蜀园/蒋银娣【作者简介】陈蜀园，蒋银娣，河南大学环境与规划学院开封475001陈蜀园，女，1965年生，河南大学环境与规划学院图书馆馆员。蒋银娣，女，1960年生，河南大学环境与规划学院图书馆助理馆员。【内容提要】本文阐述了数字地球与数字图书馆的辨证关系，提出尝试建设数字地球图书馆的建议，并就建设数字地球图书馆的必要性、可能性和重大意义加以论述。【摘 要 题】专题探讨【关 键 词】数字地球/数字图书馆/数字地球图书馆【 正 文】1数字地球的含义1998年1月31日，美国副总统戈尔在《数字地球—认识21 世纪我们这颗星球》的报告中首次提出了数字地球的概念，掀起了继1992年信息高速公路之后的人类又一大壮举，即建设“数字地球”的空间信息革命。所谓数字地球可以理解为对真实地球及其相关现象统一的数字化重现和认识。其核心思想是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会活动的诸方面的问题，最大限度地利用资源，并使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们想要了解的有关地球的信息。其特点是嵌入海量地理数据，实现对地球的多分辩率、三维描述，具有空间性、数字性和整体性，实际上数字地球就是虚拟地球。数字地球的关键技术是遥感技术、地理信息系统、计算机技术、网络技术和多维虚拟现实技术等。它包括三个重要的组成部分：信息的获取、信息的处理、信息的应用。数字地球是当今世界经济和信息技术发展的客观进程，是在现代高科技条件下信息全球化、国际化的历史必然。一个国家在制订发展战略时如果忽视了数字地球战略，就会丧失抓住国际经济一体化所带来的历史性机遇，而且也会使国家经济安全面临严峻的挑战。因此，拥有数字地球就等于占领了知识经济社会的一个重要战略制高点。2数字图书馆的概念数字图书馆的概念是组织数字化信息及其技术进入图书馆并提供有效服务，几乎图书馆的所有载体信息均能以数字化的形式获取，读者通过网络组织访问外界数字图书馆和文献信息数据库系统。也就是说，数字图书馆是超大规模的、可以跨库检索的海量数字化信息资源库。它的特点是“收藏数字化、操作电脑化、传递网络化、3信息存贮自由化、资源共享化和结构连接化”。数字图书馆建设同样也需要高新技术做支撑，包括：数字化技术、检索技术、存储技术、协同技术与交互技术、远程教育、搜索引擎及导航技术、安全与版权研究技术及数字图书馆信息管理系统等等。数字图书馆的构成主要有三大部分：数据库管理服务系统、图书馆网络通讯系统、数字化的信息资源。数字图书馆以网络技术和现代计算机技术为基础，向读者提供比传统图书馆更为广泛、更为方便的服务，给处于困境中的图书馆事业带来了光明的前景，图书馆的各种职能将得到更充分的发挥。因此，数字图书馆将成为知识经济社会必不可少的信息保障体系，它的建设已成为当前评价一个国家信息基础水平的重要标志。3数字地球与数字图书馆的关系数字地球是一个地球信息模型，庞大的信息源是构成数字地球的关键，它和数字图书馆一样，都以数字化手段来开发信息资源，都具有大规模、高投入、跨学科、全球共享等特点，都是以信息高速公路为基础、以高新技术为依托、以服务社会为目的。因此，数字地球和数字图书馆同是信息高速公路的重要节点和信息服务业的重要组成部分。然而二者又有所不同。人类在经济、社会和生活中所接触和利用的信息，有80％与地理空间信息有关，它是信息高速公路“货物”的重要来源。在数字地球中，各种社会、经济、文化等复杂信息以地球空间信息进行定位和组织，地球空间信息是其它信息的载体。因此，以数字形式处理一切与空间位置相关的空间数据和与此相关的所有的文本数据为特征的数字地球则是未来信息资源的主体核心。正是由于数字地球在信息服务业中的核心地位，使得数字地球与数字图书馆存在着引导与辅助的关系。3.1数字地球作为一个高层次、整体性和和指导性的战略，引导地球科学及包括数字图书馆在内的信息服务业的发展数字地球战略的提出，主要是出于国家目标和全球战略的需要，它不是一个孤立的项目，而是一项整体的、导向性的战略目标。在中国跨世纪的发展中，实现经济和社会的可持续发展、保持和平安定的国际环境、发展科学技术的自主创新能力，是三项重大战略目标。数字地球的提出给我们提供了一个从国家的层次整合经济、社会可持续发展和国家安全的地球信息获取、处理、分析和共享及发展地球科学、信息科学技术及其相关产业的机遇。它将从更高的层次，从系统论和一体化的角度来集成和应用已有和正在发展的理论、技术、数据和能力，从而更广泛、更深入、更有效、更经济地为实现国家的战略目标提供服务。因此，数字图书馆作为信息服务业中的重要机构，决不能忽视对占人类信息80％的地球空间信息的开发，数字图书馆发展目标的制定有必要在数字地球战略指导下进行，否则忽略了数字地球战略的数字图书馆战略将是不完善的目标。3.2数字图书馆作为网上信息资源新的管理模式， 是数字地球战略得以顺利实施的信息基础设施数字地球的核心是数据。国家信息基础设施是国家空间数据设施的基础，而国家空间数据基础设施又是数字地球的基础，因此发展数字地球必须首先发展国家的信息基础设施和国家的空间数据基础设施，作为国家信息基础设施的重要组成部分，数字图书馆在数字地球的实施过程中起着重要的支持作用。美国数字地球的数据领域基本分为3 个层次：美国国家航天局直接领导的国家级数据中心群、盈利性数据公司或商业公司、以各部数据中心和大学数字图书馆为主的数据中心群，他们很明确地提出把数字图书馆作为一个重要的层次来建设。我国也把数字图书馆置于同等重要的位置，“十五”期间，我国数字地球的核心工作是在建成我国国家级的、多功能的、分工协作的数据中心群的基础上，协调各个级别的数字图书馆和商业化运作的数据中心，这是国家信息基础工程建设的重要组成部分。另外，数字地球市场的发展速度和规模直接取决于数据和信息应用技术的普及程度，我国数字地球市场之所以没有形成，就因为目前我国数据和信息技术应用仅处于起步阶段。因此，为了促进数字地球市场的形成，必须加强数据和信息技术应用的培训和教育。兼信息与教育职能为一体的数字图书馆有义务也有能力为促进数字地球市场的发展而做出贡献。从某种意义上讲，数字图书馆也是数字地球的重要组成部分。4建设数字地球图书馆的必要性和可能性4.1必要性数字地球是实体地球的虚拟对照物，但这个对照物决不仅是“实体地球地理表层的复制，而是对以地理表层为基础的社会和自然活动的全面复制和拓展。其区域上具有全球性，内容上应该是以空间数据为依托的兼具人类活动之自然、社会、政治、经济、文化等一切方面的信息技术支持的网络活动，因而，数字地球不仅是空间信息技术及地球科学领域发展的问题，它需要多领域、多学科的内容来丰富和充实。由于空间数据资源管理的特殊性，在国家信息中心及各省市信息中心或信息港的基础上，需要建立专门的机构负责空间数据的管理与分发。而以拥有并高效开发丰富的信息资源而著称的数字图书馆恰恰能为满足数字地球的多领域、跨学科合作而提供可能。因此，建议尝试把数字地球和数字图书馆结合起来，建设成为一种前瞻性和超前性的信息基础设施，即数字地球图书馆，这样既丰富了数字地球的内涵和外延，又充分发挥了数字图书馆的各种职能。4.2可能性建设数字地球图书馆不仅是必要的和迫切的，而且是可能的。数字地球空间数据的采集与处理，由国家专门机构来负责，数字地球图书馆可以负责空间及其他数据的存储、管理、传输、共享活动。数字地球图书馆的建立必须是一种政府行为，需要社会各界的共同努力。我国政府十分重视信息产业的发展，“国家攻关计划”、“863 计划”等科技发展计划的实施以及国家加大对自然科学基金和数字图书馆的投入，为建设中国数字地球图书馆提供了宏观政策上的支持。在技术基础、数据建设和人才储备等方面，数字地球与数字图书馆同中有异，但二者的有机结合便会互通有无，优势互补。（1）在技术方面，信息技术界、空间技术界、 地球科学界与信息服务界的协作努力，已经具备了为建立数字地球图书馆所需要的各种技术、数据和能力，包括各类标准、规范等；（2）在数据方面，已初具规模。国家有关单位在20年间积累了大量建立中国数字地球所需的原始数字化数据和相应资料，数字化图书馆所拥有的丰富的数字化信息为地球空间数据加载社会、经济、人口等各方面的信息提供了坚实的基础。（3）在人才储备方面， 目前我国地学界有一批经验丰富的科学家，他们经过长期的知识积累从而拥有较强的地学信息综合分析能力，他们将有可能成为数字地球图书馆中的信息咨询专家。在图书馆界一批既具有图书情报领域的专业知识，又能熟练应用计算机和网络技能的数字图书馆员已成长起来。数字地球图书馆由这些专业的技术人才驾驭，如虎添翼，他们在对地球信息和其他信息资源的深层开发利用方面所发挥的作用将不可估量。5建设数字地球图书馆的意义5.1建设数字地球图书馆是实施可持续发展战略的重要手段随着世界人口急剧增加，资源大量消耗，生态环境逐渐恶化，与经济快速发展相伴生的环境、资源、人口问题成为世界关注的焦点。1987年联合国提出了“既要当代发展，又不危及子孙后代发展要求”的可持续发展思想，数字地球图书馆为我们研究这一问题提供了非常有利的条件。在数字地球图书馆中利用现代信息技术手段，以系统的整体的观点，将空间数据和其它专业数据进行综合分析，其应用将扩展到与空间分布有关的诸多方面，如：对全球气候变化、海平面变化、荒漠化、生态与环境变化、土地利用变化的监测；发展精细农业，加强水资源的监测和保护，加强自然灾害主要是洪涝灾害的预测、监测和防御；培养和树立全球公民的环保意识和可持续发展理念等，数字地球图书馆在这些方面都可以发挥巨大的作用。5.2是实现跨越式发展目标的有效途径科学、经济和社会的发展具有高度的非线性。跨越式发展方式不仅是可能的，而且是一个国家迅速成为世界强国的必由之路。作为21世纪的支柱产业，信息产业将在国民经济中占有重大比重。我国与发达国家之间的差距，关键在于信息化水平低，作为信息高速公路的重要节点，数字地球图书馆在提高我国信息化水平方面将发挥巨大的作用。数字地球与数字图书馆有效结合的最方便之处在于能够在空间数据框架的基础上，加载我国的经济、社会和人口统计等各方面的信息。丰富的数据加上高效的组织、开发手段，使我们有可能通过信息化降低能源、原材料消耗，减少国民经济中惊人的人力、财力、物力浪费，使我国经济与国际经济迅速接轨，为我国科学技术创新、国防事业的发展提供坚实可靠的信息保障系统和信息流通环境。因此，数字地球图书馆是我国增强国力、实现跨越式发展目标的有效途径。5.3是促进图书馆学创新的主要驱动力之一数字地球图书馆的建设并不是一蹴而就的，它的建设涉及到信息科学、空间科学、环境科学、地球科学、图书馆学等多学科的合作，从而要求各学科科学家们不断地去深入探索、研究。因而，数字地球图书馆为图书馆事业的创新发展提供了一个很好的机遇。先进的通信技术使得异地查询、资源共享成为可能，而我国数字图书馆的建设中，资金不足、技术力量薄弱，为了避免人力、物力、财力的巨大浪费，我国没有必要也没有条件去重复建设内容覆盖的数字图书馆。各地应该根据自己的优势，建设有特色的数字图书馆，避免重复建设，因此，图书馆的发展方向应该是“抛弃小而全的格局，走大而专的专业化文献信息分式道路”。一方面，具有高价值、标准的特色文献资源是建设数字图书馆最重要的内容之一。另一方面，数字图书馆的建设也需要走共同协作的路线，依靠政府和社会各界的广泛支持，确保数字图书馆建设的顺利实施。数字地球图书馆正是按照这种分工协作、开发特藏的思路所建立的一种多学科合作、以开发地球信息资源为主的特色数字图书馆。在建设数字地球图书馆的过程中，需要研究的与数字图书馆问题有关的课题也很多，这为图书馆学的发展提供了一次机遇和挑战。数字地球图书馆的建设在丰富和扩大数字地球的内涵和外延的同时，也将会极大地促进图书馆学的创新发展。【参考文献】1蔡曙光.数字化：图书馆事业发展的机遇和挑战. 中国社会科学院研究生院学报，2000，（5）2张伟云.中国数字图书馆：一个并不轻松的选择. 国家图书馆学刊，2000，（2）3吴新年.数字图书馆技术之进展.图书与情报，2000，（2）4李培，魏闻潇.中外数字图书馆之比较研究.津图学刊，2000，（3）5李玉安.电子图书馆、数字图书馆研究与实践述评. 中国图书馆学报，1999，（6）6郑巧英，杨宗英.数字图书馆原型体系结构初探.情报学报 1999，（6）6张锦.数字图书馆界定评述.情报科学，2000.（2）7，8徐冠华，孙枢.迎接“数字地球”的挑战.遥感学报，1999，（2）9李德仁，李清泉.地球空间信息学与数字地球.地球科学进展，1999，（6）10中国科学院地学部.关于“中国数字地球”发展战略的建议.地球科学进展，1999，（3）11刘闯，孙九林. 论全球化背景下我国“数字地球”发展战略的机遇.地理科学进展，2000，（3）

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