GPS（全球定位系统）系列报道之一――数字地球的诞生

2002-04-11 10:42:43 收集整理：njzhouyu


数字地球－3S(GIS、GPS、RS)的发展趋势

数字地球的概念是四年前由美国前副总统戈尔提出的。数字地球主要指应用地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、遥感（RS）等技术，以数字的方式获取、处理和应用关于地球自然和人文因素的空间数据，并在此基础上解决全球各种问题。如今，信息技术革命席卷全球，使人类对地球空间数据进行处理、分析的技术手段和观念发生了翻天覆地的变化。在这种情况下，人们可以把有关地球的大量的、多分辨率的、三维的、动态的数据按地理坐标集成起来，形成一个数字地球。借助于这个数字地球，人们无论走到哪里，都可以按地理坐标了解地球上任何一处、任何方面的信息。数字地球是对真实地球及其相关现象统一性的数字化重现和认识，核心思想有两点：一是用数字化手段统一性处理地球问题；二是最大限度地利用信息资源。数字地球由下列体系构成：数据获取与更新体系、数据处理与存储体系、信息提取与分析体系、数据与信息传播体系、数据库体系、网络体系、专用软件体系等。数字地球可以包容80％以上的人类信息资源，是未来信息资源的主体核心。

　　近几年来，全球数字化取得了突飞猛进的发展。在全球信息数字化的实施过程中，地球空间信息技术（3S,即GIS、GPS、RS）起着十分重要的作用，GIS、RS、GPS的集成构架了数字地球。1999年11月19日，在北京召开了“数字地球国际会议”，李岚清副总理在会上提出，中国将力争在数字地球建设中实现跨越式发展。

　　地理信息系统（Geographical Information System,GIS）是近二十年来发展起来的一门综合应用系统，它能把各种信息同地理位置和有关的视图结合起来，并把地理学、几何学、计算机科学及各种应用对象、CAD技术、Internet、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体，利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、编辑、显示、转换、分析和输出地理图形及其属性数据。这样，就可根据用户需要将这些信息图文并茂地输送给用户，便于分析及决策使用。

　　全球定位系统（Global Positioning System,GPS）是本世纪70年代由美国国防部批准，陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是：为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务。全球定位系统共由三部分构成：地面控制部分、空间部分、用户装置部分等。GPS的主要特点是全天候、全球覆盖、三维定速定时高精度、快速省时高效率及应用广泛多功能。
　　遥感(Remote Sensing,RS)，顾名思义，就是遥远地感知。人类通过大量的实践，发现地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反射信息和能量，其中有一种人类已经认识到的形式――电磁波，并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。遥感的实现还需要遥感平台，像卫星、飞机、气球等，它们的作用就是稳定地运载传感器。当在地面试验时，还会用到地面象三角架这样简单的遥感平台。针对不同的应用和波段范围，人们已经研究出很多种传感器，探测和接收物体在可见光、红外线和微波范围内的电磁辐射。传感器会把这些电磁辐射按照一定的规律转换为原始图像。原始图像被地面站接收后，要经过一系列复杂的处理，才能提供给不同的用户使用。

　　3S的应用遍及金融、电信、交通、国土资源、电力、水利、农林、环境保护、地矿等国民经济各领域，并在城市管理信息系统（综合、地下管线、配电、小区物业、电力配备、有线电视收费、消防、公安综合、110报警、交通、电缆输配、供电调度、房地产经营、电信配线、旧房改造等）、农林业管理信息系统（林业、土地适宜性评测、农业决策、土地规划、地质水质模拟等）、环境及生态管理信息系统（环境决策、地形仿真、动植物生态保护、综合、区域等）及油田规划、沙漠治理等各方面有着成功的应用经验。权威的统计资料和研究报告都表明，国民经济信息数字化的80%以上都构筑在3S之上。