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1、第九章第九章 GIS新技术与数字新技术与数字地球简介地球简介 4 4代代GISGIS技术技术 随着计算机硬件性能的提高以及面向对象、随着计算机硬件性能的提高以及面向对象、随着计算机硬件性能的提高以及面向对象、随着计算机硬件性能的提高以及面向对象、网络和数据挖掘等主流网络和数据挖掘等主流网络和数据挖掘等主流网络和数据挖掘等主流ITITITIT技术的发展，在科技部技术的发展，在科技部技术的发展，在科技部技术的发展，在科技部有关部门的倡导下，目前国内学术界又提出了第有关部门的倡导下，目前国内学术界又提出了第有关部门的倡导下，目前国内学术界又提出了第有关部门的倡导下，目前国内学术界又提出了第4 4 4
2、 4代代代代GISGISGISGIS技术的概念。技术的概念。技术的概念。技术的概念。4 4代代GISGIS技术技术第第第第4 4 4 4代代代代GISGISGISGIS技术主要有如下特点技术主要有如下特点技术主要有如下特点技术主要有如下特点:1 1 1 1、支持、支持、支持、支持“数字地球数字地球数字地球数字地球”或或或或“数字城市数字城市数字城市数字城市”概念的实现，从二维向多概念的实现，从二维向多概念的实现，从二维向多概念的实现，从二维向多维发展，从静态数据处理向动态发展，具有时序数据处理能力。维发展，从静态数据处理向动态发展，具有时序数据处理能力。维发展，从静态数据处理向动态发展，具有时
3、序数据处理能力。维发展，从静态数据处理向动态发展，具有时序数据处理能力。2 2 2 2、基于网络的分布式数据管理及计算、基于网络的分布式数据管理及计算、基于网络的分布式数据管理及计算、基于网络的分布式数据管理及计算、Web-GISWeb-GISWeb-GISWeb-GIS和和和和B/SB/SB/SB/S体系结构，体系结构，体系结构，体系结构，用户可以实现远程空间数据调用、检索、查询、分析，具有联用户可以实现远程空间数据调用、检索、查询、分析，具有联用户可以实现远程空间数据调用、检索、查询、分析，具有联用户可以实现远程空间数据调用、检索、查询、分析，具有联机事务管理机事务管理机事务管理机事务管理
4、(OLTP)(OLTP)(OLTP)(OLTP)和联机分析和联机分析和联机分析和联机分析(OLAP)(OLAP)(OLAP)(OLAP)管理能力。管理能力。管理能力。管理能力。3 3 3 3、面向空间实体及其相互关系的数据组织和融合，具有矢量和、面向空间实体及其相互关系的数据组织和融合，具有矢量和、面向空间实体及其相互关系的数据组织和融合，具有矢量和、面向空间实体及其相互关系的数据组织和融合，具有矢量和遥感影像数据互动等多源数据的装载与融合能力，多尺度比例遥感影像数据互动等多源数据的装载与融合能力，多尺度比例遥感影像数据互动等多源数据的装载与融合能力，多尺度比例遥感影像数据互动等多源数据的装载
5、与融合能力，多尺度比例尺数据无缝融合、互动。尺数据无缝融合、互动。尺数据无缝融合、互动。尺数据无缝融合、互动。4代代GIS技术技术4 4 4 4、具有统一的海量数据存储、查询和分析处理能力、基于、具有统一的海量数据存储、查询和分析处理能力、基于、具有统一的海量数据存储、查询和分析处理能力、基于、具有统一的海量数据存储、查询和分析处理能力、基于空间数据的数据挖掘和强大的模型支持能力。空间数据的数据挖掘和强大的模型支持能力。空间数据的数据挖掘和强大的模型支持能力。空间数据的数据挖掘和强大的模型支持能力。5 5 5 5、具有与其他计算机信息系统的整体集成能力。例如与、具有与其他计算机信息系统的整体集
6、成能力。例如与、具有与其他计算机信息系统的整体集成能力。例如与、具有与其他计算机信息系统的整体集成能力。例如与MISMISMISMIS、ERPERPERPERP、OAOAOAOA等各种企业信息化系统的无缝集成；微型、嵌入等各种企业信息化系统的无缝集成；微型、嵌入等各种企业信息化系统的无缝集成；微型、嵌入等各种企业信息化系统的无缝集成；微型、嵌入式式式式GISGISGISGIS与各种掌上终端设备集成，如与各种掌上终端设备集成，如与各种掌上终端设备集成，如与各种掌上终端设备集成，如PDAPDAPDAPDA、手机、手机、手机、手机、GPSGPSGPSGPS接收接收接收接收设备等。设备等。设备等。设备
7、等。6 6 6 6、具有虚拟现实表达及自适应可视化能力，针对不同的用、具有虚拟现实表达及自适应可视化能力，针对不同的用、具有虚拟现实表达及自适应可视化能力，针对不同的用、具有虚拟现实表达及自适应可视化能力，针对不同的用户出现不同的用户界面及地图和虚拟现实效果。户出现不同的用户界面及地图和虚拟现实效果。户出现不同的用户界面及地图和虚拟现实效果。户出现不同的用户界面及地图和虚拟现实效果。组件式组件式GIS GIS（ComGISComGIS）GIS GIS GIS GIS技术的发展，在软件模式上经历了功能模块、包式软件、技术的发展，在软件模式上经历了功能模块、包式软件、技术的发展，在软件模式上经历了
8、功能模块、包式软件、技术的发展，在软件模式上经历了功能模块、包式软件、核心式软件，从而发展到核心式软件，从而发展到核心式软件，从而发展到核心式软件，从而发展到ComGISComGISComGISComGIS和和和和WebGISWebGISWebGISWebGIS的过程。的过程。的过程。的过程。组件式软件是新一代组件式软件是新一代组件式软件是新一代组件式软件是新一代GISGISGISGIS的重要基础的重要基础的重要基础的重要基础,ComGIS,ComGIS,ComGIS,ComGIS是面向对象技术是面向对象技术是面向对象技术是面向对象技术和组件式软件在和组件式软件在和组件式软件在和组件式软件在G
9、ISGISGISGIS软件开发中的应用。软件开发中的应用。软件开发中的应用。软件开发中的应用。COMCOMCOMCOM是组件式对象模型是组件式对象模型是组件式对象模型是组件式对象模型(Component Object Model)(Component Object Model)(Component Object Model)(Component Object Model)的英文缩写，的英文缩写，的英文缩写，的英文缩写，是是是是OLE(Object Linking&Embedding)OLE(Object Linking&Embedding)OLE(Object Linking&Embeddin
10、g)OLE(Object Linking&Embedding)和和和和ActiveXActiveXActiveXActiveX共同的基础。共同的基础。共同的基础。共同的基础。COMCOMCOMCOM不是一种面向对象的语言，而是一种二进制标准。不是一种面向对象的语言，而是一种二进制标准。不是一种面向对象的语言，而是一种二进制标准。不是一种面向对象的语言，而是一种二进制标准。COMCOMCOMCOM所所所所建立的是一个软件模块与另一个软件模块之间的链接，当这建立的是一个软件模块与另一个软件模块之间的链接，当这建立的是一个软件模块与另一个软件模块之间的链接，当这建立的是一个软件模块与另一个软件模块之
11、间的链接，当这种链接建立之后，模块之间就可以通过称之为种链接建立之后，模块之间就可以通过称之为种链接建立之后，模块之间就可以通过称之为种链接建立之后，模块之间就可以通过称之为“接口接口接口接口”的机的机的机的机制来进行通信制来进行通信制来进行通信制来进行通信 。组件式组件式GIS GIS（ComGISComGIS）ActiveXActiveXActiveXActiveX是是是是一一一一套套套套基基基基于于于于COMCOMCOMCOM的的的的可可可可以以以以使使使使软软软软件件件件组组组组件件件件在在在在网网网网络络络络环环环环境境境境中中中中进进进进行行行行互互互互操操操操作作作作而而而而不不
12、不不管管管管该该该该组组组组件件件件是是是是用用用用何何何何种种种种语语语语言言言言创创创创建建建建的的的的技技技技术术术术。作作作作为为为为ActiveXActiveXActiveXActiveX技技技技术术术术的的的的重重重重要要要要内内内内容容容容，ActiveX ActiveX ActiveX ActiveX 控控控控件件件件是是是是一一一一种种种种可可可可编编编编程程程程、可可可可重重重重用用用用的的的的基基基基于于于于COMCOMCOMCOM的的的的对对对对象象象象。ActiveXActiveXActiveXActiveX控控控控件件件件通通通通过过过过属属属属性性性性、事事事事件
13、件件件、方法等接口与应用程序进行交互。方法等接口与应用程序进行交互。方法等接口与应用程序进行交互。方法等接口与应用程序进行交互。ComGISComGISComGISComGIS的的的的基基基基本本本本思思思思想想想想是是是是把把把把GISGISGISGIS的的的的各各各各大大大大功功功功能能能能模模模模块块块块划划划划分分分分为为为为几几几几个个个个控控控控件件件件，每每每每个个个个控控控控件件件件完完完完成成成成不不不不同同同同的的的的功功功功能能能能。各各各各个个个个GISGISGISGIS控控控控件件件件之之之之间间间间，以以以以及及及及GISGISGISGIS控控控控件件件件与与与与其
14、其其其它它它它非非非非GISGISGISGIS控控控控件件件件之之之之间间间间，可可可可以以以以方方方方便便便便地地地地通通通通过过过过可可可可视视视视化化化化的的的的软件开发工具集成起来，形成最终的软件开发工具集成起来，形成最终的软件开发工具集成起来，形成最终的软件开发工具集成起来，形成最终的GISGISGISGIS应用。应用。应用。应用。ComGIS特点特点n n高效无缝的系统集成高效无缝的系统集成高效无缝的系统集成高效无缝的系统集成 n n无须专门无须专门无须专门无须专门GISGISGISGIS开发语言开发语言开发语言开发语言 n n大众化的大众化的大众化的大众化的GISGISGISGI
15、Sn n成本低成本低成本低成本低 传统传统传统传统GISGISGISGIS软件与用户或者软件与用户或者软件与用户或者软件与用户或者二次开发者之间的交互，二次开发者之间的交互，二次开发者之间的交互，二次开发者之间的交互，一般通过菜单或工具条按一般通过菜单或工具条按一般通过菜单或工具条按一般通过菜单或工具条按钮、命令以及二次开发语钮、命令以及二次开发语钮、命令以及二次开发语钮、命令以及二次开发语言进行。言进行。言进行。言进行。ComGISComGISComGISComGIS与用户和与用户和与用户和与用户和客户程序之间则主要通过客户程序之间则主要通过客户程序之间则主要通过客户程序之间则主要通过属性、
16、方法和事件交互属性、方法和事件交互属性、方法和事件交互属性、方法和事件交互。数字地球数字地球 数字地球数字地球数字地球数字地球这一科学畅想是由美国副总统这一科学畅想是由美国副总统这一科学畅想是由美国副总统这一科学畅想是由美国副总统戈尔戈尔戈尔戈尔提出的。他于提出的。他于提出的。他于提出的。他于1998199819981998年年年年1 1 1 1月月月月3 3 3 3日在美国加利福尼亚科学中心发表了日在美国加利福尼亚科学中心发表了日在美国加利福尼亚科学中心发表了日在美国加利福尼亚科学中心发表了数字地数字地数字地数字地球：认识球：认识球：认识球：认识21212121世纪的星球的方式世纪的星球的方
17、式世纪的星球的方式世纪的星球的方式的讲演。他认为，应构建的讲演。他认为，应构建的讲演。他认为，应构建的讲演。他认为，应构建一个数字地球，为信息高速公路提供一种重要的信息一个数字地球，为信息高速公路提供一种重要的信息一个数字地球，为信息高速公路提供一种重要的信息一个数字地球，为信息高速公路提供一种重要的信息“货货货货源源源源”。数字地球并非一个孤立的科技项目或技术目标，而是一项数字地球并非一个孤立的科技项目或技术目标，而是一项数字地球并非一个孤立的科技项目或技术目标，而是一项数字地球并非一个孤立的科技项目或技术目标，而是一项整体性的、导向性的战略思想整体性的、导向性的战略思想整体性的、导向性的战
18、略思想整体性的、导向性的战略思想 。数字地球数字地球n n在戈尔的文章内，他将数字地球看成是在戈尔的文章内，他将数字地球看成是在戈尔的文章内，他将数字地球看成是在戈尔的文章内，他将数字地球看成是“对地球的三维多分辨率表示、对地球的三维多分辨率表示、对地球的三维多分辨率表示、对地球的三维多分辨率表示、它能够放入大量的地理数据它能够放入大量的地理数据它能够放入大量的地理数据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。在接下来对数字地球的直观实例解释中。在接下来对数字地球的直观实例解释中。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、全方位的可以发现
19、，戈尔的数字地球学是关于整个地球、全方位的可以发现，戈尔的数字地球学是关于整个地球、全方位的可以发现，戈尔的数字地球学是关于整个地球、全方位的GISGISGISGIS与虚拟现与虚拟现与虚拟现与虚拟现实技术、网络技术相结合的产物。实技术、网络技术相结合的产物。实技术、网络技术相结合的产物。实技术、网络技术相结合的产物。显然，面对如此一个浩大的工程，显然，面对如此一个浩大的工程，显然，面对如此一个浩大的工程，显然，面对如此一个浩大的工程，任何一个政府组织、企业或学术机构，都是无法独立完成的，它需要成任何一个政府组织、企业或学术机构，都是无法独立完成的，它需要成任何一个政府组织、企业或学术机构，都是
20、无法独立完成的，它需要成任何一个政府组织、企业或学术机构，都是无法独立完成的，它需要成千上万的个人、公司、研究机构和政府组织的共同努力。千上万的个人、公司、研究机构和政府组织的共同努力。千上万的个人、公司、研究机构和政府组织的共同努力。千上万的个人、公司、研究机构和政府组织的共同努力。n n数字地球要解决的技术问题数字地球要解决的技术问题数字地球要解决的技术问题数字地球要解决的技术问题，包括计算机科学、海量数据存贮、卫星遥，包括计算机科学、海量数据存贮、卫星遥，包括计算机科学、海量数据存贮、卫星遥，包括计算机科学、海量数据存贮、卫星遥感技术、宽带网络、互操作性、元数据等。可以预见，随着地球空间
21、信感技术、宽带网络、互操作性、元数据等。可以预见，随着地球空间信感技术、宽带网络、互操作性、元数据等。可以预见，随着地球空间信感技术、宽带网络、互操作性、元数据等。可以预见，随着地球空间信息学的发展，而建立起的数字地球，必将促进测绘事业的现代化，为测息学的发展，而建立起的数字地球，必将促进测绘事业的现代化，为测息学的发展，而建立起的数字地球，必将促进测绘事业的现代化，为测息学的发展，而建立起的数字地球，必将促进测绘事业的现代化，为测绘事业与整个国民经济建立更加紧密的联系，作出更大的贡献，在未来绘事业与整个国民经济建立更加紧密的联系，作出更大的贡献，在未来绘事业与整个国民经济建立更加紧密的联系，
22、作出更大的贡献，在未来绘事业与整个国民经济建立更加紧密的联系，作出更大的贡献，在未来和知识经济社会中产生巨大的经济效益和社会效益。和知识经济社会中产生巨大的经济效益和社会效益。和知识经济社会中产生巨大的经济效益和社会效益。和知识经济社会中产生巨大的经济效益和社会效益。数字地球数字地球n n学术界的定义：数字地球是以学术界的定义：数字地球是以学术界的定义：数字地球是以学术界的定义：数字地球是以计算机计算机计算机计算机技术、技术、技术、技术、多媒多媒多媒多媒体技术体技术体技术体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为和大规模存储技术为基础，以宽带网络为和大规模存储技术为基础，以宽带网络为和大规模存
23、储技术为基础，以宽带网络为纽带运用纽带运用纽带运用纽带运用海量海量海量海量地球信息对地球进行多分辨率、多地球信息对地球进行多分辨率、多地球信息对地球进行多分辨率、多地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作为工具来支持和改善人类活动和生活质量。为工具来支持和改善人类活动和生活质量。为工具来支持和改善人类活动和生活质量。为工具来支持和改善人类活动和生活质量。数字地球数字地球 美国提出数字地球这一战略构想，有深刻的政治和经济目的：美国提出数字地
24、球这一战略构想，有深刻的政治和经济目的：美国提出数字地球这一战略构想，有深刻的政治和经济目的：美国提出数字地球这一战略构想，有深刻的政治和经济目的：n n一是刺激其国内经济发展。一是刺激其国内经济发展。一是刺激其国内经济发展。一是刺激其国内经济发展。n n二是美国全球战略的延续和发展。二是美国全球战略的延续和发展。二是美国全球战略的延续和发展。二是美国全球战略的延续和发展。n n三是美国信息高速公路和国家空间数据基础设施的自然延伸。三是美国信息高速公路和国家空间数据基础设施的自然延伸。三是美国信息高速公路和国家空间数据基础设施的自然延伸。三是美国信息高速公路和国家空间数据基础设施的自然延伸。美
25、国前总统克林顿美国前总统克林顿美国前总统克林顿美国前总统克林顿1993199319931993年年年年2 2 2 2月签署法令，决定建设全美的信息高速公路。月签署法令，决定建设全美的信息高速公路。月签署法令，决定建设全美的信息高速公路。月签署法令，决定建设全美的信息高速公路。1994199419941994年年年年4 4 4 4月又签署了月又签署了月又签署了月又签署了“有关建立国家空间数据基础设施有关建立国家空间数据基础设施有关建立国家空间数据基础设施有关建立国家空间数据基础设施”的的的的12906129061290612906号行号行号行号行政命令，要求美国测绘部门和有关机构提供（地球）空间
26、数据框架，政命令，要求美国测绘部门和有关机构提供（地球）空间数据框架，政命令，要求美国测绘部门和有关机构提供（地球）空间数据框架，政命令，要求美国测绘部门和有关机构提供（地球）空间数据框架，包括大地测量控制、数字正射影像、数字高程模型、道路交通、水系、包括大地测量控制、数字正射影像、数字高程模型、道路交通、水系、包括大地测量控制、数字正射影像、数字高程模型、道路交通、水系、包括大地测量控制、数字正射影像、数字高程模型、道路交通、水系、行政境界、地籍等基础数据集，同时建立空间数据协调、管理机构与行政境界、地籍等基础数据集，同时建立空间数据协调、管理机构与行政境界、地籍等基础数据集，同时建立空间数
27、据协调、管理机构与行政境界、地籍等基础数据集，同时建立空间数据协调、管理机构与机制，制定空间数据标准，建立空间数据交换网络体系。机制，制定空间数据标准，建立空间数据交换网络体系。机制，制定空间数据标准，建立空间数据交换网络体系。机制，制定空间数据标准，建立空间数据交换网络体系。数字地球数字地球 “数字地球数字地球数字地球数字地球”是信息技术发展与建设到一定阶段而提出是信息技术发展与建设到一定阶段而提出是信息技术发展与建设到一定阶段而提出是信息技术发展与建设到一定阶段而提出来的来的来的来的前瞻性的信息化概念前瞻性的信息化概念前瞻性的信息化概念前瞻性的信息化概念，它涉及到的大部分理论、技术、，它涉
28、及到的大部分理论、技术、，它涉及到的大部分理论、技术、，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，更为重要的是，数据和应用都与现有的直接相关，更为重要的是，数据和应用都与现有的直接相关，更为重要的是，数据和应用都与现有的直接相关，更为重要的是，“数字数字数字数字地球地球地球地球”与现有的相关工作的根本区别在于，它是从更高的与现有的相关工作的根本区别在于，它是从更高的与现有的相关工作的根本区别在于，它是从更高的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层次、系统论和一体化的角度来组合和应用已有和正在发层次、系统论和一体化的角度来
29、组合和应用已有和正在发层次、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），展的理论、技术、数据和能力（含人员、软件、硬件），展的理论、技术、数据和能力（含人员、软件、硬件），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、更经济地为社会提从而更广泛地、更深入地、更有效地、更经济地为社会提从而更广泛地、更深入地、更有效地、更经济地为社会提从而更广泛地、更深入地、更有效地、更经济地为社会提供服务。供服务。供服务。供服务。数字地球的基础框架数字地球的基础框架 数字地球的基础框架数字地球的基础框架“数字地球数字地球数字
30、地球数字地球”的基础框架，它包括下列工作：的基础框架，它包括下列工作：的基础框架，它包括下列工作：的基础框架，它包括下列工作：1 1 1 1建立建立建立建立2 2 2 2维与维与维与维与3 3 3 3维间的投影关系，这是数字地球的骨架；维间的投影关系，这是数字地球的骨架；维间的投影关系，这是数字地球的骨架；维间的投影关系，这是数字地球的骨架；2 2 2 2在现有各种比例尺地形图的基础上，用遥感影像加在现有各种比例尺地形图的基础上，用遥感影像加在现有各种比例尺地形图的基础上，用遥感影像加在现有各种比例尺地形图的基础上，用遥感影像加速更新、建立数字地球的数据基底；速更新、建立数字地球的数据基底；速
31、更新、建立数字地球的数据基底；速更新、建立数字地球的数据基底；3 3 3 3研究真研究真研究真研究真3 3 3 3维维维维GISGISGISGIS（地理信息系统）的构建方法，以便（地理信息系统）的构建方法，以便（地理信息系统）的构建方法，以便（地理信息系统）的构建方法，以便容纳和操作海量的真容纳和操作海量的真容纳和操作海量的真容纳和操作海量的真3 3 3 3维数据；维数据；维数据；维数据；4 4 4 4制定数据标准，适应多部门数据采集和共享。制定数据标准，适应多部门数据采集和共享。制定数据标准，适应多部门数据采集和共享。制定数据标准，适应多部门数据采集和共享。数字地球基础理论数字地球基础理论
32、n n地球系统的信息理论地球系统的信息理论地球系统的信息理论地球系统的信息理论n n地球系统的系统理论地球系统的系统理论地球系统的系统理论地球系统的系统理论n n地球系统的非线性与复杂性特征地球系统的非线性与复杂性特征地球系统的非线性与复杂性特征地球系统的非线性与复杂性特征 数字地球的技术体系数字地球的技术体系基础设施基础设施基础设施基础设施n n国家信息基础设施（国家信息基础设施（国家信息基础设施（国家信息基础设施（NIINIINIINII）n n国家空间信息基础设施（国家空间信息基础设施（国家空间信息基础设施（国家空间信息基础设施（NSDINSDINSDINSDI）n n对地观测系统（对地
33、观测系统（对地观测系统（对地观测系统（EOSEOSEOSEOS）n n全球观测信息网络（全球观测信息网络（全球观测信息网络（全球观测信息网络（GOINGOINGOINGOIN）n nMETADATAMETADATAMETADATAMETADATAn n标准与规范、法规标准与规范、法规标准与规范、法规标准与规范、法规n n系统安全系统安全系统安全系统安全 数字地球的技术体系数字地球的技术体系数字地球的主要关键技术：数字地球的主要关键技术：数字地球的主要关键技术：数字地球的主要关键技术：n n高分辨率卫星遥感数据的快速获取技术高分辨率卫星遥感数据的快速获取技术高分辨率卫星遥感数据的快速获取技术高分
34、辨率卫星遥感数据的快速获取技术n n空间高精度实时定位技术空间高精度实时定位技术空间高精度实时定位技术空间高精度实时定位技术n n海量数据的快速处理与存储技术海量数据的快速处理与存储技术海量数据的快速处理与存储技术海量数据的快速处理与存储技术 n n高速计算机信息网络技术高速计算机信息网络技术高速计算机信息网络技术高速计算机信息网络技术 n n超媒体与分布式空间信息系统技术超媒体与分布式空间信息系统技术超媒体与分布式空间信息系统技术超媒体与分布式空间信息系统技术 n n地理信息的分布式计算地理信息的分布式计算地理信息的分布式计算地理信息的分布式计算 n n地球数据的无级比例尺信息综合技术地球数
35、据的无级比例尺信息综合技术地球数据的无级比例尺信息综合技术地球数据的无级比例尺信息综合技术 n n空间数据仓库空间数据仓库空间数据仓库空间数据仓库 n n空间数据仓库模型与数据挖掘理论研究空间数据仓库模型与数据挖掘理论研究空间数据仓库模型与数据挖掘理论研究空间数据仓库模型与数据挖掘理论研究 n n多种数据的融合技术多种数据的融合技术多种数据的融合技术多种数据的融合技术 n n数字地球的仿真与虚拟现实技术数字地球的仿真与虚拟现实技术数字地球的仿真与虚拟现实技术数字地球的仿真与虚拟现实技术 数字地球的技术基础数字地球的技术基础n n要在电子计算机上实现数字地球不是一个很简单的事，它要在电子计算机上
36、实现数字地球不是一个很简单的事，它要在电子计算机上实现数字地球不是一个很简单的事，它要在电子计算机上实现数字地球不是一个很简单的事，它需要诸多学科，特别是信息科学技术的支撑。这其中主要需要诸多学科，特别是信息科学技术的支撑。这其中主要需要诸多学科，特别是信息科学技术的支撑。这其中主要需要诸多学科，特别是信息科学技术的支撑。这其中主要包括：包括：包括：包括：信息高速公路信息高速公路信息高速公路信息高速公路和计算机宽带高速网络技术、高分辨和计算机宽带高速网络技术、高分辨和计算机宽带高速网络技术、高分辨和计算机宽带高速网络技术、高分辨率卫星影像、空间信息技术、大容量数据处理与存贮技术、率卫星影像、空
37、间信息技术、大容量数据处理与存贮技术、率卫星影像、空间信息技术、大容量数据处理与存贮技术、率卫星影像、空间信息技术、大容量数据处理与存贮技术、科学计算以及可视化和虚拟现实技术。科学计算以及可视化和虚拟现实技术。科学计算以及可视化和虚拟现实技术。科学计算以及可视化和虚拟现实技术。n n1 1 1 1、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、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一个数字地球所需要的数据已不能通过单一的数据库一个数字地球所需要的数据已不能通过单一的数据库一个数字地球所需要的数据已不能通过单一的数据库一个数字地球所需要的数据已不能通过单
38、一的数据库来存贮，而需要由成千上万的不同组织来维护。这意味着来存贮，而需要由成千上万的不同组织来维护。这意味着来存贮，而需要由成千上万的不同组织来维护。这意味着来存贮，而需要由成千上万的不同组织来维护。这意味着参与数字地球的服务器将需要由高速网络来连接。为此，参与数字地球的服务器将需要由高速网络来连接。为此，参与数字地球的服务器将需要由高速网络来连接。为此，参与数字地球的服务器将需要由高速网络来连接。为此，美国克林顿总统早在美国克林顿总统早在美国克林顿总统早在美国克林顿总统早在1993199319931993年年年年2 2 2 2月就提出实施美国国家信息月就提出实施美国国家信息月就提出实施美国
39、国家信息月就提出实施美国国家信息基础设施（基础设施（基础设施（基础设施（NIINIINIINII），通俗形象地称为信息高速公路，它主），通俗形象地称为信息高速公路，它主），通俗形象地称为信息高速公路，它主），通俗形象地称为信息高速公路，它主要由计算机服务器、网络和计算机终端组成。美国为此计要由计算机服务器、网络和计算机终端组成。美国为此计要由计算机服务器、网络和计算机终端组成。美国为此计要由计算机服务器、网络和计算机终端组成。美国为此计划投入划投入划投入划投入4000400040004000亿美元，耗时亿美元，耗时亿美元，耗时亿美元，耗时20202020年。到年。到年。到年。到20102010
40、20102010年的目标是提高生年的目标是提高生年的目标是提高生年的目标是提高生产率产率产率产率2020202040%40%40%40%，获取，获取，获取，获取35000350003500035000亿美元的效益。亿美元的效益。亿美元的效益。亿美元的效益。在在在在InternetInternetInternetInternet流量爆发性增长的驱动下，远程通信载体流量爆发性增长的驱动下，远程通信载体流量爆发性增长的驱动下，远程通信载体流量爆发性增长的驱动下，远程通信载体已经尝试使用已经尝试使用已经尝试使用已经尝试使用10G/S10G/S10G/S10G/S的网络，而每秒的网络，而每秒的网络，而每
41、秒的网络，而每秒1015byte1015byte1015byte1015byte的因特网正的因特网正的因特网正的因特网正在研究中。相信在在研究中。相信在在研究中。相信在在研究中。相信在21212121世纪将会有更加优秀的宽带高速网供世纪将会有更加优秀的宽带高速网供世纪将会有更加优秀的宽带高速网供世纪将会有更加优秀的宽带高速网供人们使用。人们使用。人们使用。人们使用。n n2 2 2 2、高分辨率、高分辨率、高分辨率、高分辨率卫星卫星卫星卫星影像影像影像影像本世纪的遥感卫星影像，在卫星遥感问世的本世纪的遥感卫星影像，在卫星遥感问世的本世纪的遥感卫星影像，在卫星遥感问世的本世纪的遥感卫星影像，在卫
42、星遥感问世的20202020多年分辨率已经有了飞快多年分辨率已经有了飞快多年分辨率已经有了飞快多年分辨率已经有了飞快的提高，这里所说的分辨率指的提高，这里所说的分辨率指的提高，这里所说的分辨率指的提高，这里所说的分辨率指空间分辨率空间分辨率空间分辨率空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率。空间、光谱分辨率和时间分辨率。空间、光谱分辨率和时间分辨率。空间、光谱分辨率和时间分辨率。空间分辨率指影像上所能看到的地面最小目标尺寸，用像元在地面的大小来表示。分辨率指影像上所能看到的地面最小目标尺寸，用像元在地面的大小来表示。分辨率指影像上所能看到的地面最小目标尺寸，用像元在地面的大小来表示。分辨率指影像上所
43、能看到的地面最小目标尺寸，用像元在地面的大小来表示。从遥感形成之初的从遥感形成之初的从遥感形成之初的从遥感形成之初的80808080米，已提高到米，已提高到米，已提高到米，已提高到30303030米，米，米，米，10101010米，米，米，米，5.85.85.85.8米，乃至米，乃至米，乃至米，乃至2 2 2 2米，军用甚至米，军用甚至米，军用甚至米，军用甚至可达到可达到可达到可达到10cm10cm10cm10cm。到下一世纪获取。到下一世纪获取。到下一世纪获取。到下一世纪获取1m1m1m1m或优于或优于或优于或优于1m1m1m1m的空间分辨率影像将会十分方便。的空间分辨率影像将会十分方便。的
44、空间分辨率影像将会十分方便。的空间分辨率影像将会十分方便。光谱分辨率指成像的波段范围，分得愈细，波段愈多，光谱分辨率就愈高，光谱分辨率指成像的波段范围，分得愈细，波段愈多，光谱分辨率就愈高，光谱分辨率指成像的波段范围，分得愈细，波段愈多，光谱分辨率就愈高，光谱分辨率指成像的波段范围，分得愈细，波段愈多，光谱分辨率就愈高，现在的技术可以达到现在的技术可以达到现在的技术可以达到现在的技术可以达到5 5 5 56nm6nm6nm6nm（纳米）量级，（纳米）量级，（纳米）量级，（纳米）量级，400400400400多个波段。细分光谱可以提多个波段。细分光谱可以提多个波段。细分光谱可以提多个波段。细分光
45、谱可以提高自动区分和识别目标性质和组成成分的能力。时间分辨率指重访周期的长高自动区分和识别目标性质和组成成分的能力。时间分辨率指重访周期的长高自动区分和识别目标性质和组成成分的能力。时间分辨率指重访周期的长高自动区分和识别目标性质和组成成分的能力。时间分辨率指重访周期的长短，目前一般对地观测卫星为短，目前一般对地观测卫星为短，目前一般对地观测卫星为短，目前一般对地观测卫星为15151515 25252525天的重访周期。通过发射合理分布的天的重访周期。通过发射合理分布的天的重访周期。通过发射合理分布的天的重访周期。通过发射合理分布的卫星星座可以卫星星座可以卫星星座可以卫星星座可以3 3 3 3
46、 5 5 5 5天观测地球一次。天观测地球一次。天观测地球一次。天观测地球一次。高分辨率卫星遥感图像在下一世纪将可以优于高分辨率卫星遥感图像在下一世纪将可以优于高分辨率卫星遥感图像在下一世纪将可以优于高分辨率卫星遥感图像在下一世纪将可以优于1 1 1 1米的空间分辨率，每隔米的空间分辨率，每隔米的空间分辨率，每隔米的空间分辨率，每隔3 3 3 3 5 5 5 5天为人类提供反映地表动态变化的详实数据，从而实现秀才不出门，能天为人类提供反映地表动态变化的详实数据，从而实现秀才不出门，能天为人类提供反映地表动态变化的详实数据，从而实现秀才不出门，能天为人类提供反映地表动态变化的详实数据，从而实现秀
47、才不出门，能观天下事的理想。观天下事的理想。观天下事的理想。观天下事的理想。n n3 3 3 3、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、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 n国家空间数据基础设施主要包括国家空间数据基础设施主要包括国家空间数据基础设施主要包括国家空间数据基础设施主要包括空间数据协调管理空间数据协调管理空间数据协调管理空间数据协调管理与与与与分发分发分发分发体系和机构体系和机构体系和机构体系和机构，空间数据交换网站、空间数据交换标准及数，空间数据交换网站、空间数据交换标准及数，空间数据交换网站、空间数据交换标准及数，空间数据
48、交换网站、空间数据交换标准及数字地球空间数据框架。这是美国克林顿总统在字地球空间数据框架。这是美国克林顿总统在字地球空间数据框架。这是美国克林顿总统在字地球空间数据框架。这是美国克林顿总统在1994199419941994年年年年4 4 4 4月月月月以行政令下发的任务，美国于以行政令下发的任务，美国于以行政令下发的任务，美国于以行政令下发的任务，美国于2000200020002000年元月初步建成，我国年元月初步建成，我国年元月初步建成，我国年元月初步建成，我国也在跨世纪之际，抓紧建立我国基于也在跨世纪之际，抓紧建立我国基于也在跨世纪之际，抓紧建立我国基于也在跨世纪之际，抓紧建立我国基于1:
49、500001:500001:500001:50000和和和和1:100001:100001:100001:10000比比比比例尺的空间信息基础设施。欧洲、俄罗斯和亚太地区也都例尺的空间信息基础设施。欧洲、俄罗斯和亚太地区也都例尺的空间信息基础设施。欧洲、俄罗斯和亚太地区也都例尺的空间信息基础设施。欧洲、俄罗斯和亚太地区也都纷纷抓空间数据基础设施。纷纷抓空间数据基础设施。纷纷抓空间数据基础设施。纷纷抓空间数据基础设施。n n空间数据共享机制是使数字地球能够运转的关键之一。国空间数据共享机制是使数字地球能够运转的关键之一。国空间数据共享机制是使数字地球能够运转的关键之一。国空间数据共享机制是使数字
50、地球能够运转的关键之一。国际标准化组织际标准化组织际标准化组织际标准化组织ISO/TC211ISO/TC211ISO/TC211ISO/TC211工作组正为此而努力工作。只有工作组正为此而努力工作。只有工作组正为此而努力工作。只有工作组正为此而努力工作。只有共享才能发展，共享推动信息化，信息化进一步推动共享。共享才能发展，共享推动信息化，信息化进一步推动共享。共享才能发展，共享推动信息化，信息化进一步推动共享。共享才能发展，共享推动信息化，信息化进一步推动共享。政府与民间的联合共建是实现共享原则的基本条件，因为政府与民间的联合共建是实现共享原则的基本条件，因为政府与民间的联合共建是实现共享原则