为我国“数字地球”建设出谋划策

为我国“数字地球”建设出谋划策 为我国“数字地球”建设出谋划策 -----中国科学院地学部“数字地球”系列研讨会综述 中国科学院地学部于日前在北京香山饭店召开了“数字地球系列学术研讨会”。这次系列学术研讨会由“对地观测与数字地球”、“NSDI(国家空间数据基础设施)，NII(国家信息基础设施)与数字地球”和“数字地球的应用”三个学术研讨会组成，各开会两天。科技部副部长、地学部主任徐冠华院士出席会议并讲话，地学部副主任陈运泰院士作了会议主题报告。 “数字地球” 系列学术研讨会之一“对地观测与数字地球”由陈述彭院士和陈芳允院士主持。来自18个部门36个单位的管理专家、两院院士、专家学者57人参加了会议，其中中心发言人21人。 “数字地球” 学术系列研讨会之二“NSDI，NII与数字地球”由陈俊勇院士和李德仁院士主持。参加会议的正式代表为63人，分别来自37个单位。陈俊勇院士主持了会议的开幕式，李德仁院士作了会议小结，共有20多位专家、学者参加了会议。 “数字地球” 学术系列研讨会之三“数字地球的应用”由陈运泰院士和童庆禧院士主持。来自国内(包括港台地区)的75位专家、学者参加了会议。 对“数字地球”概念的共识 数字地球的定义和内涵为大家所关心。与会者站在不同的角度,不同的领域,提出了各自的见解,视野不同,深度广度也不同。然而，通过这次会议对数字地球基本概念有如下共识。 1、地球是人类生活与生存的舞台、人类居住的星球只有一个。数字地球就像是“数字银行”，是涉及生存、经济与安全多方面可持续发展前景的综合信息资源。 2、数字地球是一个以地球空间信息为基础(框架)，嵌入(融合)各种地球的数字信息的一个系统平台，将数据的采集、存贮、处理、传输、通信等一体化，通过地球数据的信息化手段，最大限度地利用地球信息，处理和分析整体的地球科学问题，特别是为全球资源、环境以至教育提供先进的工具。 3、数字地球是在全球变化研究逐步深化;地球系统科学、IGBP(国际地球圈生物圈)计划突出人/球关系„„;适应跨国公司对全球资源重新分配、经济区域重组、全球环境恶化和战争高度信息化的形势下出台的。 4、数字地球是一柄双刃剑。对于发展中国家，有利有弊，利大于弊。既是挑战，又是机遇。时不可失，机不再来。 5、数字地球是一种多层次的结构。既服务于全球战略、国家政府决策;又服务于千家万户，影响人们的生存、生活、生产与交往的方式。五角大楼用它来虚拟电子战争，在科索沃实践演习;戈尔又宣传它能为博物馆，为儿童作向导。它的整体性和系统性的全球观念，将为海洋开发、陆地水资源管理带来崭新的局面;又为实现人本位、信息产业化、重新上岗提供蓬勃生机。 6、数字地球应该包括社会、经济、人文领域的应用，也只有包含了这些方面的应用，所树立的数字地球的概念才是全面的。有专家提出今后的数字地球讨论宜吸纳上述领域的专家和知识。 7、地学信息图谱是地球科学时空分异规律在时空维上的表达方式，这个科学概念很可能是将数字地球应用于地球科学的一个科学模式，知识挖掘的一个可行通道。 对“数字地球”建设的基础问题的共识 1、NSDI，NII，EOS 是数字地球的重要基础。 SDI通常包含为确保实现信息访问所需的政策、机构、技术、标准、机制、财力和人力资源等要素。其内涵包括数据交互网络体系、基础数据集、法规与标准、机构体系等。 2、建设 NSDI 是在中国发展数字地球不可回避的基本步骤，应加大NSDI的建设力度。在SDI的基础上，可以加载人文、经济等方面的信息。此外，还应重视物理场等方面的因素。就空间数据本身而言，目前一方面数据多，一方面数据不够用。国家应大力发展多尺度、多类型的空间数据。 3、与会代表认为，数字地球有许多科学问题。需要进行多学科的综合研究，发展新的理论技术。中国在数字地球问题上应注意理论方法的创新，走自己的路，不要人云亦云。为此，需要研究建立数字地球的概念模型、框架模型。 对我国“数字地球” 建设的战略措施的共识 1、“数字地球”是一种政府行为。国家领导层的超前决策、立法、规范，对避免低级重复和资源浪费，至关重要。与会代表提出发展我国"数字地球"建设的16字方针“需求牵引、统筹规划、阶段发展、共建共享”得到一致赞成，并主张向政府呼吁超前决策。大家一致呼吁，要建立跨部门的协调委员会，加强领导。 2、就发展数字地球而言，其涉及到哲学、理论、技术、产业/政策问题，应充分重视其复杂性、长期性。 3、与会专家从不同侧面，不约而同地揭示了数字地球深刻的政治背景:在它的科学意义和社会任务后面,还有全球战略的意图。因此,发展数字地球不是一个纯粹的科学问题,而是富有全球战略意义的，必须要与国家目标结合起来。 4、数字地球应用,不是搞一个数字中国或数字流域就能够代表的,必须充分考虑到整体性与局部性的关系,这在科学研究上是一个基本的方法论,在战略层次上也是一个基本的出发点。 5、要在国家的层面上与空间科学、信息科学协同攻关，各施其责，地球科学需要抓那些与地学联系紧密而其它学科难于替代的问题，如数据结构、数据压缩、数据融合、可视化等。 6、要十分重视信息的安全，包括数据安全、国家安全、资源安全等问题。 7、数字地球需要教育，教育也需要数字地球。 8、我国数字地球工程组织应打破条块分割，体现国家行为。国家应加强对此的领导，实行行政、技术两条指挥线;进行软课题立项，研究有关政策。目前应首先确定我们的工作目标和工作内容，制定长中短期，应有具体的实施步骤。 对我国“数字地球” 建设具体措施的共识 1、气象卫星提供数据，进入每天预报，实现了与世界气象组织(WMO)网络交换卫星，业主明确，系列观测卫星计划落实。资源卫星和通讯卫星(民用)也应有国家目标。 2、信息平台，优势互补;多源数据，兼收并容。全球数据的获取，重在参与，充分利用国际卫星数据及库存，借花献佛，为我国海洋渔业，航运、贸易服务。本国卫星，重在宏观调控，着眼本国及地区内需;亚洲市场早已占满。航空遥感侧重于城市建设，精细农业，防灾救灾，找矿考古，估产保险，提供高分辨率数据。并服务于科学创新实验。地面观测站的关键则是上网。 3、大小卫星，各就各位。形成系列，相辅相成。形成气象卫星为先导，专业小卫星群为策应。大型雷达卫星或综合型卫星为后盾的大格局，国家对小卫星发展要统筹规划，调动产、学、研各方面的积极性。 4、目前我国海洋与陆地基准面不统一的问题亟待解决，建议国家尽快组织建立海陆统一连续的基准面。DEM、(数字高层楼型)、数字正射影像、数字线划图的等地球空间框架数据的生产技术已较为成熟，需要进一步发展三维空间数据生产技术和研究解决真三维GIS的关键技术。此外，还应发展空间数据更新技术及其政策措施。 5、海量数据存储与管理将是数字地球的一个关键技术问题，应重视对DEM、数字影像、数字地图数据的集成管理以及大型空间数据库管理问题的研究。数字地球的空间信息采集、处理、应用都离不开软件，涉及到大型软件系统问题，信息科学在其中大有用武之地。应发展软件构件技术，生产相应的基础构件、领域构件、专业构件，解决系统演化、将老系统提炼为新系统的问题。 6、与之相关的技术前沿还有分布式技术建模与仿真、空间智能体、三维空间数据模型与数据结构、时空三维空间数据模型与数据结构。 7、加快我国NSDI，NII的技术标准与网络建设。应站在国家的高度进行空间数据的定义，制定相应标准、规范。这些标准、规范的制定工作应有三个方面的代表参加，一是政府部门、科研单位、专家学者，二是学术团体、行业协会，三是公司、企业。 8、建立我国的空间数据交换与分发网络体系，发展相应的高速通讯网络与数据压缩技术、数据工作证技术、WebGIS(网络地理信息系统)、数据安全技术、网上审批与计费等。 9、目前需要加速中国NSDI建设，主要包括:建立国土基础地理信息数据库;建立国家基础地理信息系统网络体系;实施基础地理信息数字化更新工程;制定地理信息与数字化测绘标准;制定地理信息共享政策和法规;建立国家空间数据协调机构;参与相关的国际活动。应建立网络环境下的国家数据中心群。 10、新一轮国土资源大调查强调新思路和新方法,与数字地球战略框架实现高层次高起点的结合。 11、在已有基础上的集成，将大量的地球科学数据规一、整编、数字化、信息化，特别是调动国家各部门的力量，不仅是国内数据，包括国外、全球的数据，形成数字地球的大框架。 12、要重视虚拟技术在数字地球计划中的发展和应用，要建立虚拟地球实验室。 13、在重视空向信息获取，或者有人说中国的数字地球要建立自主、稳定可靠的空间数据源，特别是航天数据源的基础上，一定要充分利用我国地面数据的优势，因为这是我们掌握自主性的地方。 14、当我们重视国家空间数据基础设施的同时，也有人提出建立信息应用基础设施(INFORMATION APPLICATION INFRASTRUTURE)——主要包括模型和标准，特别是要形成我国自己的系统，这是建立符合中国国情的数字地球的核心思想 15、要特别强调数据的标准化和规范化，加强法规政策方面的研究，尽快出台一些保障措施，以此带动各部门已有数据的整编。 16、数字长江，主要是针对长江产业带的自然、社会和经济信息规一化、标准化，作为平台解决这个产业带上的PRED时空问题，促进产业带的可持续发展。 17、数字城市，最具应用活力和前景的问题，有人说是数字城市作为数字地球这个神经网络上的神经元来看待，这是对数字城市重要性的一种概括。 18、中国的土地资源是中国最为紧缺的资源之一。如何使16亿人活得更好，总是悬挂在我国政治家，科学家头上的一把德摩克利斯剑。高动态，高精度而且宏观地不间断监测土地资源在数量和质量上的动态变化，是一个十分迫切而现实的切入点。 19、灾害是中国影响面最广，造成严重损失的事件，灾害监测、评估，进而预测，预警列入切入点的是理所当然的。 20、数字地球从战略上讲广至全球，也可落实到具体的区域甚至地块。精确农业将地学、农学、生物学的信息数字化到了田块，是农业信息革命的体现，是中国农业集约化，现代化的走向。作为数字地球的切入点，我们应积极迎上去，让数字地球这种战略概念进入生产者的日程，产生直接的经济效益。 主要不同意见 1、发展有中国特色的数字地球概念。有专家认为必须建立符合中国国情的数字地球概念,不能对国外概念的跟踪和套用。 2、要分清中国数字地球和数字化中国的概念。 3、“数字地球”是庞然大物。是一项很复杂的系统工程。从我国的国情和需求出发，切入 点选在那里好呢,有的主张整编现有数据库;有的主张抓城市试点，有的主张抓流域、水资源、 黄河;有的主张抓海洋，有的主张抓小卫星。