地学技术与数字地球的发展 论文.doc

题目地学技术与数字地球的发展班级地信本姓名学号时间人口资源与环境学院前言随着科学技术的进步人类研究地球的手段也越来越先进研究的对象越来越多数字地球技术也得到了前所未有的发展测绘学尤其是现代测绘学的发展给数字地球的发展做出了极大的贡献遥感和GPS的发展为数字地球的发展提供了更先进的技术平台近几年我国的数字地球也在快速的发展和成熟本文将谈谈测绘3S技术等地学的前端技术在数字地球中的应用对数字地球带来的发展及数字地球的发展前景关键词数字地球测绘技术3S技术我国发展引言1数字地球的提出和组成数字地球是美国副总统戈尔1998年初提出的是一个以地球坐标为依据的具有多分辨率的海量数据和多维显示的地球虚拟系统数字地球看成是对地球的三维多分辨率表示它能够放入大量的地理数据在接下来对数字地球的直观实例解释中可以发现戈尔的数字地球学是关于整个地球全方位的GIS与虚拟现实技术网络技术相结合的产物数字地球不是一个孤立的项目而是一项整体性的导向性的国家战略目标它包括信息的获取信息的处理和信息的应用数字地球是地球科学与信息科学技术的综合是一门综合性的科学技术数字地球的特点是大规模高投入跨学科全球性数字地球技术是近几年发展特别快的几个科学技术之一数字地球需要有很多技术作为支持的平台因此比如遥感测绘等技术的发展从很大程度上将决定数字地球的发展2数字地球的性质和意义数字地球就是数字化的地球信息化的地球或地球信息化这与国家信息化的思想基本上一致信息化的问题就是数字化网络化智能化杨凯认为戈尔通过数字地球概括展望了21世纪发展的特点方向建数字地球是要达到把地球空间信息资源的共享这一最主要的目标数字地球是一个全球共同使用空间信息的一个环节和平台它的社会效益经济效益包括把它当作一个新经济增长点都是很实在的陈军认为有必要开展中国的数字地球计划因为1它是一个整体性的事业以此来统筹我国的地球信息地理信息的工作推动地球科学数据共享是很必要的2它是维扩我们国家主权和权益的需要3它是我国经济发展的需要承继成语正文1测绘学在数字地球中的应用11测绘学的概念及发展111测绘学的概念测绘是以计算机技术光电技术网络通讯技术空间科学信息科学为基础以全球定位系统GPS遥感RS地理信息系统GIS为技术核心将地面已有的特征点和界线通过测量手段获得反映地面现状的图形和位子信息供工程建设的规划设计和行政管理之用112测绘学的发展从现代信息论的观点看测绘学本质上就是一门关于地球空间信息的学科传统的测绘受地面测量技术时空尺度和精度水平以及投入的局限其产品主要是单一的地形图和在地形图基础上编绘的专用地图它不能反映至少不能及时反映地球表面形态的变化特别是大范围和全球变化其产品制作周期长已不能满足地区经济和全球经济高速发展的多种需要信息技术加快了人类社会的运行速度测绘学应该是提供人类生存空间自然环境及其变化信息的学科它的学科内涵发生了巨大的变化现代测绘工程的核心技术是空间技术包括GPS卫星遥感和航测测绘的范围扩展到整个近地空间例如近地空间航天器的导航定位近地空间重力场的测定大气层甚至电离层的信息其支撑技术是信息技术主要处理电磁波信息和影像信息加之通讯计算机网络等信息技术使地球空间信息学科的理论和技术体系比传统的测绘学有了很大的发展和更12测绘学与数字地球的关系载各类地球自然信息和人类社会经济活动等一切所需要和感兴趣的人文信息为数字地球提供上述地球空间数据框架是测绘业本身的专职但又对测绘学提出了更高层的技术要求地球上一切事件都发生在一定的空间位置人类社会经济活动所需要的信息绝大部分约80都与地理位置相关我们赞成活数字地球或动态数字地球的提法因为人类是生活在不断运动变化的地球上现在在全球性的观测中各种对地观测新技术已可能连续快速获取地球表面或浅层随时间变化的几何和物理信息了解地球上各种现象及其变化因此测绘学或者说测绘业则应当利用3S技术结合合成孔经雷达干涉技术INSAR以及其他新技术如卫星重力探测技术等对地进行观测为构建活数字地球提供描述地球动态变化的地理信息产品13数字地球与现代测绘发展数字地球的提出对测绘业的发展无疑是一个重大利好数字地球带来的技术挑战将带动一系列技术创新新的技术成果特别是计算技术与通信技术将极大地促进新的产业和新的信息增值服务模式的形成数字地球使人们以全局观点认识与把握我们这个世界对环境气候人口经济教育等全球性持续发展问题寻求解决途径测绘部门作为地理空间数据获取与分发部门在数字地球战略中将扮演一个十分重要的角色随着数字地球构想的实施测绘学面临一个历史性的发展新机遇传统的或现代测绘学将以地球空间信息学的新面目立于地球科学分支学科之林以更强的活力向前发展前景良好2数字地球与3S技术213S技术简介3S技术是指集遥感RS卫星全球定位系统GPS地理信息系统GIS技术于一体的高新测绘技术RSGPSGIS都是以现代技术为支撑发展起来的地理学的前沿技术22数字地球与遥感技术221遥感技术遥感RS是对研究对象不直接接触从一定距离以外获取其信息的一种现代科学技术遥感是20世纪60年代新兴的科学领域之一它是人类迈向太空对地观测获取地表空间信息的一种先进科学技术和生产力具有宏观准确综合地进行动态观测与监测的能力222遥感技术与数字地球中国的遥感科学技术事业起步于20世纪70年代经历了起步成长到创新发展的几个历史阶段我国在星载对地观测体系机载对地观测技术遥感地面卫星接收站网与图像数据处理系统能力建设方面取得的重要成就以及在遥感基础理论研究遥感在全球变化与海洋调查国土资源普查环境保护与灾害监测城市规划与工程建设遥感考古与古环境再现等应用领域取得的丰硕硕果于此同时我国在数字地球战略本土化建设包括国家空间数据基础设施数字省区数字城市数字流域及数字地球原型系统等方面取得也了很大的进展下面就阐述一下遥感技术在数字地球的发展过程中的作用以及遥感技术的发展对数字地球带来的发展遥感技术和应用的不断创新与发展将极大地丰富地球信息科学的构建地球信息科学的发展也必将为数字地球战略的发展提供理论方法与技术支持反过来数字地球战略为地球信息科学的发展提供了机遇并会促进地球信息科学的全面发展二者的结合必将推动地球科学的发展及信息社会的经济发展与社会进步为我国全面建设小康社会作出应有的新的贡献223遥感技术和数字地球给对我国的作用信息时代遥感应用与数字地球的发展必将进一步推进发展中国家在经济技术文化等领域的南南合作缩小发展中国家与发达国家之间的数字鸿沟推动信息社会和全球经济的整体发展中巴地球资源卫星的研制就是南南合作的杰作目前我国正在进行2008奥运会场馆的建设科技奥运数字奥运绿色奥运是中国举办奥运会的理念遥感与数字地球将会为奥运场馆等基础设施的建设为各国运动员提供优质的服务不久的将来载人飞船神舟号顺利升空海洋卫星和数字海洋的建设与时俱进探月计划提到日程上来遥感应用与数字地球方面的国际合作视星空将会更加辽阔机遇将会更加令人鼓舞3数字地球与GISGPS31GIS简介地理信息系统GIS是处理地理数据的输入输出管理查询分析和辅助决策的计算机系统其基本构成一般包括一下主要部分系统硬件系统软件空间数据应用人员和应用模型32数字地球与GISGIS技术在数字地球中的作用主要分为两个方面第一是它是数字地球的基础地理信息系统可从数字地球中提取出数据进行地理信息的空间分析然后放入数字地球中但数字地球毕竟是从更高的层次系统和一体化的角度来组织和应用现有的和正在发展的相关理论技术数据等从而更广泛更深入更有效更经济地为社会提供服务第二就是地理信息系统中的新技术网络GISWebGIS组件式GISComGIS等前沿地理信息系统的技术给数字地球的发展提供了更大的支持33GPS简介全球定位系统GPSGPS是英文GlobalPositioningSystem全球定位系统的简称而其中文简称为球位系GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统GPS的特点与传统测量技术相比GPS定位技术具有即时测全天候速度快定位准精度高的特点34数字地球与GPSGPS在数字地球中的应用与遥感有相似的地方GPS主要是给数字地球提供技术支持和原始数据它作为数字地球的基础技术在很大程度上决定着数字地球的发展4数字地球在发展展望41数字地球的发展现状1992年美国副总统戈尔从生态环境和全球气候变化的角度提出了数字地球的概念当时并未引起人们的广泛关注1998年初戈尔正式提出数字地球的构想与美国的其它全球性重大科技战略相辅相成从资料查阅和网上调查来看反映强烈并已采取行动的主要也是美国在欧洲国家尚未查到有关数字地球的直接行动大多是从空间数据基础设施全球测图等项目出发探讨数字地球42数字地球在当今的发展项目数字地球原型DEPrototypes研究包括八个小的项目DEWorkbenchGeoViewGlobalViewFromSpaceWebImageSpreadsheetToolGeoDEGeoDataExplorerTerraVision2数字地球参考模型DERM该项目由FGDC主持以NASA为主执行已召集4次会议提出了草案和V033版本自认为是数字地球启动的基础3数字地球视觉环境与学习超越计划DEVELOP4DEAlpha计划5数字城市2000由美国在线AOL下属的数字城市公司推出其目标是为全球的互联网用户提供当地化信息该公司还将推出无线数字城市链接技术43数字的地球的发展方向在数字地球的浪潮中大量机构和学者从不同角度提出多种概念和项目设想2000年DEC会议报道中认为有关的项目有数字草地全球信息导航服务数字Atlanta亚利桑大数字图书馆中的先进数据库电子文化地图集可视化硬件可视化软件TerraExplorer地学数字图书馆地学信息系统全球可视化系统DE记者应用系统国家地图集等NASA网站认为联邦政府启动了诸如面向小学中学县议会家庭灾害救援公众听证博物馆学者记者商务等方面的项目FGDC认为的直接研究行动有与国际相关组织ISCGMGSDI合作创立全球数据集推动对数字地球的认识如中国会议美国国内行动有WMT实验环境3D可视化工具数据标准数据内容与面向教育的DL链接DERM等44我国的数字地球的发展中国对数字地球响应是比较积极的从1998年开始陆续有科技部北京大学中国科学院高技术计划308主题等机构牵头组织研讨会部门交流会及报告会等1998年北京大学成立数字地球工作室1999年2月中国科学院地学部成立数字地球软课题组1999年4月由科技部和科学院组织数字地球战略软课题组阶段性成果尚未公开1999年11月首届数字地球国际会议在北京召开发表了数字地球北京宣言将数字地球推上一个高潮国家计委主持的地理空间信息协调委员会自2000年进入实际运行阶段但专职于数字地球的组织尚未见报道与此同时数字地球专著也相继出版如中国环境科学出版社出版的数字地球科学出版社出版的数字地球导论数字地球百问数字地球与空间信息基础设施以及数字地球人类认识地球的飞跃5小结数字地球虽然是一个新概念它涉及到的大部分理论技术数据和应用都与现有的直接相关它不仅部分地需要全新的理论技术和应用更为重要的是数字地球与现有的相关工作的根本区别在于它是从更高的层次系统论和一体化的角度来组合和应用已有和正在发展的理论技术数据和能力含人员软件硬件从而更广泛地更深入地更有效地更经济地为社会提供服务相信随着随着地学前沿技术的发展数字地球也将会得到gendarme的发展但是这需要我们这些地学大学生的共同努力参考文献1李德仁李清泉地球空间信息学与数字地球期刊论文地球科学进展1999062侯光明刘建昌王俊鹏论地球空间信息学与管理科学的交融发展20033戈尔数字地球人类认识地球的第三次飞跃北京大学出版社19994崔宏伟数字地球中国环境科学出版社19995李永平数字地球研究及应用科学导报2000年6陈述彭GeographicInformationScienceandDigitalEarth20007周成虎鲁学军对地球信息科学的思考期刊论文地理学报199804陈述彭曾杉地球系统科学与地球信息科学1996028GagnonPColemanDTGeomaticsanintegratedsystematicapprochtomeettheneedforspatialinformation199004GOODCHILDMGeographicInformationScience外文期刊199201DOI101080026937992089018919杨崇俊数字地球周年综述199910李德仁李青泉论地球空间信息科学的形成期刊论文地球科学进展199804李德仁关泽群空间信息系统的集成与实现2000GOODCHILDMEgenhoferMIntroductiontotheVareniusproject19990811陈述彭周成虎信息时代的地理科学研究1999