地理信息系统概论 数字地球与3S技术.ppt

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1、地理信息系统概论地理信息系统概论 数数字地球与字地球与3S技术技术导言导言n人人们们都都说说农农业业社社会会是是资资源源经经济济，谁谁拥拥有有资资源源（自自然然资资源源，人人力力资资源源等等）谁谁就就主主宰宰世世界界，在在工工业业社社会会，谁谁拥拥有有资资本本谁谁就就主主宰宰社社会会。到到了了下下世世纪纪人人类类将将进进入入信信息息社社会会，谁谁拥拥有知识，谁就主宰世界有知识，谁就主宰世界，称之为知识经济。，称之为知识经济。n数数字字地地球球是是美美国国副副总总统统戈戈尔尔于于1998年年1月月31日日在在“数数字字地地球球认认识识21世世纪纪我我们们这这颗颗星星球球”的的报报告告中中提提出出

2、的的一一个个通通俗俗易易读读的的概概念念，它它勾勾绘绘出出了了信信息息时时代代人人类类在在地地球球上上生存、工作、学习和生活的时代特征。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所所谓谓“数数字字地地球球”，可可以以理理解解为为对对真真实实地地球球及及其其相相关关现现象象统一的统一的数字化重现和认识数字化重现和认识。n其其核核心心思思想想是是用用数数字字化化的的手手段段来来处处理理整整个个地地球球的的自自然然和和社会活动诸方面的问题，最大限度地利用资源社会活动诸方面的问题，最大限度地利用资源n并并使使普普通通百百姓姓能能够够通通过过一一定定方方式式方方便便地地获获得得

3、他他们们所所想想了了解的有关地球的信息解的有关地球的信息n其其特特点点是是嵌嵌入入海海量量地地理理数数据据，实实现现多多分分辨辨率率、三三维维对对地地球的描述，即球的描述，即“虚拟地球虚拟地球”。什么是数字地球？什么是数字地球？n通通俗俗地地讲讲，就就是是用用数数字字的的方方法法将将地地球球、地地球球上上的的活活动动及及整整个个地地球球环环境境的的时时空空变变化化装装入入电电脑脑中中，实实现现在在网网络络上上的的流流通通，并并使使之之最最大大限限度度地地为为人人类类的的生生存存、可可持持续续发发展展和和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。日常的工作、学习、生活、娱乐服务。n严严格格地地讲讲，数数

4、字字地地球球是是以以计计算算机机技技术术、多多媒媒体体技技术术和和大大规规模模存存储储技技术术为为基基础础，以以宽宽带带网网络络为为纽纽带带运运用用海海量量地地球球信信息息对对地地球球进进行行多多分分辨辨率率、多多尺尺度度、多多时时空空和和多多种种类类的的三三维维描描述述，并并利利用用它它作作为为工工具具来来支支持持和和改改善善人人类类活活动动和和生活质量。生活质量。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一一个个数数字字地地球球所所需需要要的的数数据据已已不不能能通通过过单单一一的的数数据据库来存贮，而需要由成千上万的不同组织来

5、维护。库来存贮，而需要由成千上万的不同组织来维护。n这这意意味味着着参参与与数数字字地地球球的的服服务务器器将将需需要要由由高高速速网网络络来连接。来连接。n为为此此，美美国国克克林林顿顿总总统统早早在在1993年年2月月就就提提出出实实施施美美国国国国家家信信息息基基础础设设施施（NII），通通俗俗形形象象地地称称为为信信息息高高速速公公路路，它它主主要要由由计计算算机机服服务务器器、网网络络和和计计算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

6、20年。年。n到到2000年年的的目目标标是是提提高高生生产产率率2040%，获获取取35000亿美元的益。亿美元的益。n在在Internet流流量量爆爆发发性性增增长长的的驱驱动动下下，远远程程通通信信载载体体已已经经尝尝试试使使用用10G/S的的网网络络，而而每每秒秒1015byte的的因因特网正在研究中。特网正在研究中。n相相信信在在21世世纪纪将将会会有有更更加加优优秀秀的的宽宽带带高高速速网网供供人人们们使用。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本本世世纪纪的的遥遥感感卫卫星星影影像像，在在卫卫星星遥遥感感问问世世的的20多多年年分分辨辨

7、率率已已经经有有了了飞飞快快的的提提高高，这这里里所所说说的的分分辨辨率率指指空间分辨率、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空空间间分分辨辨率率指指影影像像上上所所能能看看到到的的地地面面最最小小目目标标尺尺寸寸，用用像像元元在在地地面面的的大大小小来来表表示示。从从遥遥感感形形成成之之初初的的80米米，已已提提高高到到30米米，10米米，5.8米米，乃乃至至2米米，军军用用甚至可达到甚至可达到10cm。n到到下下一一世世纪纪获获取取1m或或优优于于1m的的空空间间分分辨辨率率影影像像将将会十分方便。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

8、像高分辨率卫星影像 n光光谱谱分分辨辨率率指指成成像像的的波波段段范范围围，分分得得愈愈细细，波波段段愈愈多，光谱分辨率就愈高多，光谱分辨率就愈高n现现在在的的技技术术可可以以达达到到56nm（纳纳米米）量量级级，400多多个波段个波段n细细分分光光谱谱可可以以提提高高自自动动区区分分和和识识别别目目标标性性质质和和组组成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时时间间分分辨辨率率指指重重访访周周期期的的长长短短，目目前前一一般般对对地地观观测测卫卫星星为为1525天天的的重重访访周周期期。通通过过发发射射合合理理分分布布的的卫星星座可

9、以卫星星座可以35天观测地球一次。天观测地球一次。n高高分分辨辨率率卫卫星星遥遥感感图图像像在在下下一一世世纪纪将将可可以以优优于于1米米的的空空间间分分辨辨率率，每每隔隔35天天为为人人类类提提供供反反映映地地表表动动态态变变化化的的详详实实数数据据，从从而而实实现现秀秀才才不不出出门门，能能观观天天下下事事的理想。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空空间间信信息息是是指指与与空空间间和和地地理理分分布布有有关关的的信信息息，经经统统计计，世世界界上上的的事事情情有有80%与与空空间间分分布布有有关关，空空间间信信

10、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为为了了满满足足数数字字地地球球的的要要求求，将将影影像像数数据据库库、矢矢量量图图形形库库和和数数字字高高程程模模型型（DEM）三三库库一一体体化化管管理理的的GIS软软件件和和网网络络GPS，将将在在下下一一世世纪纪十十分分成成熟熟和和普普及及。从从而而可可实实现现不不同同层层次次的的互互操操作作，一一个个GIS应应用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当当人人们们在在数数字字地地

11、球球上上，进进行行处处理理、发发布布和和查查询询信信息息时，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例例如如查查询询两两城城市市之之间间的的交交通通连连接接，查查询询旅旅游游景景点点和和路路线线，购购房房时时选选择择价价廉廉而而又又环环境境适适宜宜的的住住宅宅等等都都需需要有地理空间参考。要有地理空间参考。n由由于于尚尚未未建建立立空空间间数数据据参参考考框框架架，致致使使目目前前在在万万维维网网上上制制作作主主页页时时还还不不能能轻轻易易将将有有关关的的信信息息连连接接到到地地理空间参考上。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

12、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国国家家空空间间数数据据基基础础设设施施主主要要包包括括空空间间数数据据协协调调管管理理与与分分发发体体系系和和机机构构，空空间间数数据据交交换换网网站站、空空间间数数据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这这是是美美国国克克林林顿顿总总统统在在1994年年4月月以以行行政政令令下下发发的的任任务务，美美国国将将于于2000年年元元月月初初步步建建成成，我我国国也也将将在在跨跨世世纪纪之之际际，抓抓紧紧建建立立我

13、我国国基基于于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欧欧洲洲、俄俄罗罗斯斯和和亚亚太太地地区区也也都都纷纷纷纷抓抓空空间间数数据据基基础础设施。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空空间间数数据据共共享享机机制制是是使使数数字字地地球球能能够够运运转转的的关关键键之之一一。只只有有共共享享才才能能发发展展，共共享享推推动动信信息息化化，信信息息化化进一步推动共享。进一步推动共享。n政政府府与与民民间间的的联联合合共共建建是是实实现现共共享享原原则则的的基基本本条条件件，因因

14、为为任任何何国国家家的的政政府府也也不不可可能能包包揽揽整整个个信信息息化化的的建建设设。只只有有大大联联合合才才能能形形成成规规模模经经济济的的优优势势，才才能能在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美美国国NASA的的行行星星地地球球计计划划EOSAM1 99年年上上天天，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米米分分辨辨率率影影像像覆覆盖盖广广东东省省，大大约约有有1TB的的数数据据，而而广东才是中国的广东才是中国的1/53n所

15、所以以要要建建立立起起中中国国的的数数字字地地球球，仅仅仅仅影影像像数数据据就就有有53TB，这这还还只只是是一一个个时时刻刻的的，多多时时相相的的动动态态数数据据，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目目前前美美国国的的NASA和和NOAA已已着着手手建建立立用用原原型型并并行行机机管管理理的的可可存存贮贮1800TM的的数数据据中中心心，数数据据盘盘带带的的查查找由机器手自动而快速地完成。找由机器手自动而快速地完成。n另另一一方方面面，为为了了在在海海量量数数据据中中迅迅速速找找到到需需要要的的数数据据，元

16、元数数据据（metadata）库库的的建建设设是是非非常常必必要要的的，它它是是关关于于数数据据的的数数据据，通通过过它它可可以以了了解解有有关关数数据据的的名名称称、位位置置、属属性性等等信信息息，从从而而大大大大减减少少用用户户寻寻找找所所需需数数据的时间。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地地球球是是一一个个复复杂杂的的巨巨系系统统，地地球球上上发发生生的的许许多多事事件件，变变化化和和过过程程又又十十分分复复杂杂而而呈呈非非线线性性特特征征，时时间间和和空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只只有有利利用用高高速速计计算算

17、机机，我我们们今今日日和和跨跨世世纪纪的的未未来来，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利利用用数数据据挖挖掘掘（Data Mining）技技术术，我我们们将将能能够够更更好好地地认认识识和和分分析析所所观观测测到到的的海海量量数数据据，从从中中找找出出规规律和知识。律和知识。n科科学学计计算算将将使使我我们们突突破破实实验验和和理理论论科科学学的的限限制制，建建模模和和模模拟拟可可以以使使我我们们能能更更加加深深入入地地探探索索所所搜搜集集到到的的有关我们星球的数据。有关我们星球的数据。数字地球的

18、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可可视视化化是是实实现现数数字字地地球球与与人人交交互互的的窗窗口口和和工工具具，没没有有可可视视化化技技术术，计计算算机机中中的的一一堆堆数数字字是是无无任任何何意意义义的。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建建立立了了数数字字地地球球以以后后，用用户户戴戴上上显显示示头头盔盔，就就可可以以看看见见地地球球从从太太空空中中出出现现，使使用用“用用户户界界面面”的的开开窗窗放放大大数数字字图图像像；随随着着分分辨辨率率的的不不断断提提高高，他他看看见见了了大大

19、陆陆，然然后后是是乡乡村村、城城市市，最最后后是是私私人人住住房房、商商店店、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虚虚拟拟现现实实技技术术为为人人类类观观察察自自然然，欣欣赏赏景景观观，了了解解实实体提供了身临其境的感觉。体提供了身临其境的感觉。n最最近近几几年年，虚虚拟拟现现实实技技术术发发展展很很快快。虚虚拟拟现现实实造造型型语语言言（VRML）是是一一种种面面向向Web、面面向向对对象象的的三三维维造型语言，而且它是一种解释性语言。造型语言，而且它是一种解释性语言。n它它不不仅仅支支持持数

20、数据据和和过过程程的的三三维维表表示示，而而且且能能使使用用户户走走进进视视听听效效果果逼逼真真的的虚虚拟拟世世界界，从从而而实实现现数数字字地地球球的的表表示示以以及及通通过过数数字字地地球球实实现现对对各各种种地地球球现现象象的的研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数数字字地地球球的的核核心心是是地地球球空空间间信信息息科科学学，地地球球空空间间信信息息科科学学的的技技术术体体系系中中最最基基础础和和基基本本的的技技术术核心是核心是“三三S”S”技术及其集成。技术及其集成。n所所谓谓“三三S”S”是是全全球球定定位位系系统统（GPSGP

21、S）、地地理理信信息系统（息系统（GISGIS）和遥感（）和遥感（RSRS）的统称。）的统称。n没没有有“三三S”S”技技术术的的发发展展，现现实实变变化化中中的的地地球球是是不可能以数字的方式进入计算机网络系统的。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作作为为一一种种全全新新的的现现代代定定位位方方法法，已已逐逐渐渐在在越越来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。n80年年代代以以来来，尤尤其其是是90年年代代以以来来，GPS卫卫星星定定位位和和导导航航技技术术与与

22、现现代代通通信信技技术术相相结结合合，在在空空间间定定位位技技术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同同时时测测定定三三维维坐坐标标的的方方法法将将测测绘绘定定位位技技术术从从陆陆地地和和近近海海扩扩展展到到整整个个海海洋洋和和外外层层空空间间，从从静静态态扩扩展展到到动动态态，从从单单点点定定位位扩扩展展到到局局部部与与广广域域差差分分，从从事事后后处处理理扩扩展展到到实实时时(准准实实时时)定定位位与与导导航航，绝绝对对和和相相对对精精度度扩扩展展到到米米级级、厘厘米米级级乃乃至至亚

23、亚毫毫米米级级，从从而而大大大拓宽它的应用范围和在各行各业中的作用。大拓宽它的应用范围和在各行各业中的作用。n不不久久的的将将来来，人人人人可可以以戴戴上上GPS手手表表，加加上上移移动动电电话，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当当代代遥遥感感的的发发展展主主要要表表现现在在它它的的多多传传感感器器、高高分分辨辨率和多时相特征率和多时相特征 n1)多多传传感感器器技技术术。当当代代遥遥感感技技术术已已能能全全面面覆覆盖盖大大气气窗窗口口的的所所有有部部分分。光光

24、学学遥遥感感可可包包含含可可见见光光、近近红红外外和和短短波波红红外外区区域域。热热红红外外遥遥感感的的波波长长可可从从814mm，微微波波遥遥感感观观测测目目标标物物电电磁磁波波的的辐辐射射和和散散射射，分分被被动动 微微 波波 遥遥 感感 和和 主主 动动 微微 波波 遥遥 感感，波波 长长 范范 围围 为为1mm100cm。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 n2)遥遥感感的的高高分分辨辨率率特特点点。全全面面体体现现在在空空间间分分辨辨率率、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长长线线阵阵CCD成成像像扫扫描

25、描仪仪可可以以达达到到12m的的空空间间分分辨辨率率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热热红红外外辐辐射射计计的的温温度度分分辨辨率率可可从从0.5K提提高高到到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)遥遥感感的的多多时时相相特特征征。随随着着小小卫卫星星群群计计划划的的推推行行，可可以以用用多多颗颗小小卫卫星星，实实现现每每23天天对对地地表表重重复复一一次次采采样，获得高分辨率成像光谱仪数据样，获得高分辨率成像光谱仪数据n多多波波段段、多多极极化化方方式式的的雷雷达

26、达卫卫星星，将将能能解解决决阴阴雨雨多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通通过过卫卫星星遥遥感感与与机机载载和和车车载载遥遥感感技技术术的的有有机机结结合合，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航空航天遥感航空航天遥感(RS)技术技术 n遥遥感感信信息息的的应应用用分分析析已已从从单单一一遥遥感感资资料料向向多多时时相相、多多数数据据源源的的融融合合与与分分析析，从从静静态态分分析析向向动动态态监监测测过过渡渡，从从对对资资源源与与环环境境的的定定性性调调查查向向计计算算机机辅辅

27、助助的的定定量量自自动动制制图图过过渡渡，从从对对各各种种现现象象的的表表面面描描述述向向软软件件分析和计量探索过渡。分析和计量探索过渡。n近近年年来来，由由于于航航空空遥遥感感具具有有的的快快速速机机动动性性和和高高分分辨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随随着着“数数字字地地球球”这这一一概概念念的的提提出出和和人人们们对对它它的的认认识识的的不不断断加加深深，从从二二维维向向多多维维动动态态以以及及网网络络方方向向发发展展是是地地理理信信息息系系统统

28、发发展展的的主主要要方方向向，也也是是地地理理信信息息系系统统理理论论发发展展和和诸诸多多领领域域的的迫迫切切需需要要如如资资源源、环环境境、城市等。城市等。n在在技技术术发发展展方方面面，一一个个发发展展是是基基于于Client/Server结结构构，即即用用户户可可在在其其终终端端上上调调用用在在服服务务器器上上的的数数据据和和程序。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另另一一个个发发展展是是通通过过互互联联网网络络发发展展Internet GIS或或Web-GIS，可可以以实实现现远远程程寻寻找找所所需需要要的的各各种种地地理

29、理空空间间数数据据，包包括括图图形形和和图图像像，而而且且可可以以进进行行各各种种地地理理空空间间分分析析，这这种种发发展展是是通通过过现现代代通通讯讯技技术术使使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另另一一个个发发展展方方向向，则则是是数数据据挖挖掘掘（Data Mining），从从空空间间数数据据库库中中自自动动发发现现知知识识，用用来来支支持持遥遥感感解解译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在在人人类类所所接接触触到到的的信信息息中中有有80%与与地地理理位位置置和和空空间间分分布布有关，地球空间信息是信息

30、高速公路上的货和车。有关，地球空间信息是信息高速公路上的货和车。n数数字字地地球球不不仅仅包包括括高高分分辨辨率率的的地地球球卫卫星星图图像像，还还包包括括数数字字地地图图，以以及及经经济济、社社会会和和人人口口等等方方面面的的信信息息，它它的的应应用用正正如如戈戈尔尔副副总总统统在在报报告告中中提提到到的的有有时时会会因因为为我我们们的的想想象力而受到限制，象力而受到限制，n换换句句话话说说，数数字字地地球球的的应应用用在在很很大大程程度度上上超超出出我我们们的的想想象象，可可以以乐乐观观地地说说下下一一世世纪纪中中，数数字字地地球球将将进进入入千千家家万万户和各行各业。户和各行各业。数字地

31、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全全球球变变化化与与社社会会可可持持续续发发展展已已成成为为当当今今世世界界人人们们关关注注的的重重要要问问题题，数数字字化化表表示示的的地地球球为为我我们们研研究究这这一一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在在计计算算机机中中利利用用数数字字地地球球可可以以对对全全球球变变化化的的过过程程、规规律律、影影响响以以及及对对策策进进行行各各种种模模拟拟和和仿仿真真，从从而而提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

32、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数数字字地地球球可可以以广广泛泛地地应应用用于于对对全全球球气气候候变变化化，海海平平面面变变化化，荒荒漠漠化化，生生态态与与环环境境变变化化，土土地地利利用用变变化化的监测。的监测。n与与此此同同时时，利利用用数数字字地地球球，还还可可以以对对社社会会可可持持续续发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如如：自自然然资资源源与与经经济济发发展展，人人口口增增长长与与社社会会发发展展，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

33、变化与社会可持续发展的作用 n我我国国经经过过二二十十年年的的高高速速发发展展，资资源源与与环环境境的的矛矛盾盾越越来来越越突突出出。洪洪灾灾，黄黄河河断断流流，耕耕地地减减少少，荒荒漠漠化化加加剧，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必必须须采采取取有有效效措措施施，从从宏宏观观的的角角度度加加强强土土地地资资源源和和水水资资源源的的监监测测和和保保护护，加加强强自自然然灾灾害害特特别别是是洪洪涝涝灾灾害害的的预预测测、监监测测和和防防御御，避避免免第第三三世世界界国国家家和和一一些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

34、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生活的影响数字地球对社会经济和生活的影响 n数数字字地地球球将将容容纳纳大大量量行行业业部部门门、企企业业和和私私人人添添加加的的信信息息，进进行行大大量量数数据据在在空空间间和和时时间间分分布布上上的的研研究究和和分析。分析。n例例如如国国家家基基础础设设施施建建设设的的规规划划，全全国国铁铁路路、交交通通运运输输的的规规划划，城城市市发发展展的的规规划划，海海岸岸带带开开发发，西西部部开开发发。从从贴贴近近人人们们的的生生活活看看，房房地地产产公公司司可可以以将将房房地地产产信信息息链链

35、接接到到数数字字地地球球上上；旅旅游游公公司司可可以以将将酒酒店店、旅旅游游景景点点，包包括括它它们们的的风风景景照照片片和和录录象象放放入入这这个个公公用的数字地球上；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世世界界著著名名的的博博物物馆馆和和图图书书馆馆可可以以将将其其收收藏藏以以图图像像、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甚甚至至商商店店也也可可以以将将货货架架上上的的商商店店制制作作成成多多媒媒体体或或虚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另另外外

36、在在相相关关技技术术研研究究和和基基础础设设施施方方面面也也将将会会起起推推动动作用。作用。n因因此此，数数字字地地球球进进程程的的推推进进必必将将对对社社会会经经济济发发展展与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世世界界著著名名的的博博物物馆馆和和图图书书馆馆可可以以将将其其收收藏藏以以图图像像、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甚甚至至商商店店也也可可以以将将货货架架上上的的商商店店制制作作成成多多媒媒体体或或虚虚拟产品放入数字地球中，让用户任意挑选。拟产品

37、放入数字地球中，让用户任意挑选。n另另外外在在相相关关技技术术研研究究和和基基础础设设施施方方面面也也将将会会起起推推动动作用。作用。n因因此此，数数字字地地球球进进程程的的推推进进必必将将对对社社会会经经济济发发展展与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下下一一世世纪纪农农业业要要走走节节约约化化的的道道路路，实实现现节节水水农农业业、优优质质高高产产无无污污染染农农业业。这这就就要要依依托托数数字字地地球球，每每隔隔35天天给给农农民民送送去去他他们们的的庄庄稼稼地地的的高高分分辨辨率率卫卫星星影影像像，农农

38、民民在在计计算算机机网网络络终终端端上上可可以以从从影影像像图图中中获获得得他他的的农农田田的的长长势势征征兆兆，通通过过GIS作作分分析析，制制定定出出行行动动计计划划，然然后后在在车车载载GPS和和电电子子地地图图指指引引下下，实实施施农农田田作作业业，及及时时地地预预防防病病虫虫害害，把把杀杀虫虫剂剂、化化肥肥和和水水用用到到必必须须用用的的地地方方，而而不不致致使使化化学学残残留留物物污污染染土土地地、粮食和种子，实现真正的绿色农业。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智智能能运运输输系系统统是是基基于于数数字字地地球

39、球建建立立国国家家和和省省市市、自自治治区区的的路路面面管管理理系系统统、桥桥梁梁管管理理系系统统、交交通通阻阻塞塞、交交通通安安全全以以及及高高速速公公路路监监控控系系统统，并并将将先先进进的的信信息息技技术术、数数据据通通讯讯传传输输技技术术、电电子子传传感感技技术术、电电子子控控制制技技术术以以及及计计算算机机处处理理技技术术等等有有效效地地集集成成运运用用于于整整个个地地面面运运输输管管理理体体系系，而而建建立立起起的的一一种种在在大大范范围围内内、全全方方位位发发挥挥作作用用的的，实实时时、准准确确、高高效效的的综综合合运运输输和和管管理理系系统统，实实现现运运输输工工具具在在道道路

40、路上上的的运运行行功功能能智智能化。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具具体体地地说说，该该系系统统将将采采集集到到的的各各种种道道路路交交通通及及服服务务信信息息经经交交通通管管理理中中心心集集中中处处理理后后，传传输输到到公公路路运运输输系系统统的的各各个个用用户户，出出行行者者可可实实时时选选择择交交通通方方式式和和交交通路线；通路线；n交交通通管管理理部部门门可可自自动动进进行行合合理理的的交交通通疏疏导导、控控制制和和事事故故处处理理；运运输输部部门门可可随随时时掌掌握握车车辆辆的的运运行行情情况况，进行合理调度。进行合理调度。n从从而而，

41、使使路路网网上上的的交交通通流流运运行行处处于于最最佳佳状状态态，改改善善交交通通拥拥挤挤和和阻阻塞塞，最最大大限限度度地地提提高高路路网网的的通通行行能能力力，提提高高整整个个公公路路运运输输系系统统的的机机动动性性、安安全全性性和和生生产产效效率。率。数字地球应用数字地球应用 n数字地球为专家服务数字地球为专家服务 n顾顾名名思思义义，数数字字地地球球是是用用数数字字方方式式为为研研究究地地球球及及其其环境的科学家尤其是地学家服务的重要手段。环境的科学家尤其是地学家服务的重要手段。n地地壳壳运运动动、地地质质现现象象、地地震震预预报报、气气象象预预报报、土土地地动动态态监监测测、资资源源调

42、调查查、灾灾害害预预测测和和防防治治、环环境境保保护护等等无不需要利用数字地球。等等无不需要利用数字地球。n而而且且数数据据的的不不断断积积累累，最最终终将将有有可可能能使使人人类类能能够够更更好好地地认认识识和和了了解解我我们们生生存存和和生生活活的的这这个个星星球球，运运用用海海量量地地球球信信息息对对地地球球进进行行多多分分辨辨率率、多多时时空空和和多多种种类的三维描述将不再是幻想。类的三维描述将不再是幻想。数字地球应用数字地球应用 n数字地球与现代化战争数字地球与现代化战争 n数数字字地地球球是是后后冷冷战战时时期期“星星球球大大战战”计计划划的的继继续续和和发发展展，在在美美国国眼眼

43、里里数数字字地地球球的的另另一一种种提提法法是是星星球球大大战战,是美国全球战略的继续和发展。是美国全球战略的继续和发展。n显显然然，在在现现代代化化战战争争和和国国防防建建设设中中，数数字字地地球球具具有有十分重大意义。十分重大意义。n建建立立服服务务于于战战略略、战战术术和和战战役役的的各各种种军军事事地地理理信信息息系系统统，并并运运用用虚虚拟拟现现实实技技术术建建立立数数字字化化战战场场，这这是是数字地球在国防建设中的应用。数字地球在国防建设中的应用。数字地球应用数字地球应用 n数字地球与现代化战争数字地球与现代化战争 n这这其其中中包包括括了了地地形形地地貌貌侦侦察察、军军事事目目标

44、标跟跟踪踪监监视视、飞飞行行器器定定位位、导导航航、武武器器制制导导、打打击击效效果果侦侦察察、战战场场仿仿真真、作作战战指指挥挥等等等等方方面面，对对空空间间信信息息的的采采集集、处理、更新提出了极高的要求。处理、更新提出了极高的要求。n在在战战争争开开始始之之前前需需要要建建立立战战区区及及其其周周围围地地区区的的军军事事地地理理信信息息系系统统；战战时时利利用用GPS、RS和和GIS进进行行战战场场侦侦察察，信信息息的的更更新新，军军事事指指挥挥与与调调度度，武武器器精精确确制制导；战时与战后的军事打击效果评估等等。导；战时与战后的军事打击效果评估等等。结语结语 n数字地球与现代化战争数字地球与现代化战争 n数数字字地地球球的的提提出出是是全全球球信信息息化化的的必必然然产产物物，它它的的一一项项长长期期的的战战略略目目标标，需需要要经经过过全全人人类类的的共共同同努努力力才才能实现。能实现。n同同时时，数数字字地地球球的的建建设设与与发发展展将将加加快快全全球球信信息息化化的的步步伐伐，在在很很大大程程度度上上改改变变人人们们的的生生活活方方式式，并并创创造造出出巨巨大大的的社社会会财财富富，为为人人类类社社会会的的发发展展作作出出巨巨大大贡贡献。献。