信息时代的理想王国——数字地球新构想，本文主要内容关键词为：王国论文,信息时代论文,地球论文,理想论文,数字论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
你想去加利福尼亚州参观航天飞机吗？你想到风景旖旎的赤道岛国去领略热带雨林的风光吗？你想看看几内亚群岛上土著人的住房吗？只要你轻轻地点一下鼠标就能办到。这是在未来的数字地球上展现的一幕。在这儿，你可以自由地进出入全球的任一个角落、任一个领域、任一个时代。
人类创造神的时代！
——数字地球构想的提出
本能的寄托。《圣经》上说，上帝用泥土捏造了地球上的第一个男人——亚当，又用亚当的肋骨造出了地球上的第一个女人——夏娃，进而产生了整个人类。从古至今，人类把地球作为上帝赐予的生息场所，不断地探索和认识。浩瀚的大海、巍峨的高山、广褒的沙漠、辽阔的草原，为人类的繁衍生存提供了丰富的资源和舒适的环境，又以地域空间的广阔性、地理事物的复杂性和生物种类的多样性，使人类对这个美丽的家园充满了神秘感。在斗天斗地的过程中，人们把希望寄托于“神灵”，想象着有一位主宰地球的神灵在赐予人类以生存空间和资源。这个神灵就是“土地神”（包括水神、山神）。中国古典名著《西游记》中，孙行者每到一处，当需要了解本地情况时，都要叫出土地神来询问。土地神成了人们过上幸福生活的保护神。世世代代，人类膜拜于土地神的脚下，生活在“天方地圆”的世界里，对地球充满了无限的幻想和寄托。
奇迹层出的时代。1850年7月， 在伦敦瑞特琴公园路展出了一台电力机车牵引模型。马克思在参观完展览后说：“蒸气大王在前一个世纪翻转了整个世界，现在它的统治已到了末日；另外一种更大得无比的革命力量——电力的火花将取而代之。”一个世纪以后，一种比电力更大得多的力量——信息，不仅在翻转整个世界，而且成为20世纪最伟大的工程和历史巨变，正在根本改变着社会生活和经济、政治及军事活动的方式。信息高速公路不断崛起，因特网遍布全球，并以惊人的速度不断向世界各个角落辐射，其触角伸向了社会的各个领域，人们越来越多地参与世界活动，人类的生产、生活、交往、交流都处在信息流动的空间中。军事活动也将围绕着信息生存空间的争夺拉开序幕，并贯串整个战争始终。钢铁撞击硅片正闪现出信息战争的火花，惊得全世界人们目瞪口呆。信息成为整个信息社会和信息军队的主导因素。
新概念“土地神”。为了使人类更加有效地利用地球信息资源，以适应社会发展的需要，80年代，美国SUN 公司设想了“数字地球”时代的到来，提出通过卫星遥感、飞机侦察、地面测绘、地球化学和地球物理手段获取地球信息数据，利用计算机把它们和相关的其他数据及其应用模型结合起来，在计算机系统中重现“真实地球”。1998年1月31 日，美国现任副总统戈尔在加利福尼亚科学中心所作的“数字地球——认识21世纪我们这颗星球”的演讲中，首次正式提出了“数字地球”这个概念。他说：“我相信，我们需要一个数字地球，即一种可以嵌入海量地理数据的、多分辨率的和三维的地球的表示。”戈尔还明确地将数字地球与遥感技术、地理信息技术、计算机技术、网络技术、多维虚拟现实技术等高新技术和可持续发展决策、农业、灾害、资源、全球环境变化、教育、军事等方面的社会需要联系在一起。
所谓数字地球，就是一个巨大的地球信息系统模型，它是将地球上立体空间内各点的信息都收集、整理、归纳，用计算机按照地球地理坐标建立信息模型，用网络形式加以连接，从而形成的一个完整的信息系统。数字地球主要是由空间数据、文本数据、操作平台和应用模型四部分组成。数字地球中所运用的数据不仅包括全球性的中、小比例尺的空间，还包括大比例尺的空间数据（如大比例尺的城市空间数据）；不仅包括地球的各类多光谱、多时相、高分辨率的遥感卫星影像、航空影像、不同比例尺的各类数字专题图，还包括相应的以文本形式表现的有关可持续发展、农业、资源、环境、灾害、人口、气候、生物、地理、生态系统、水文系统、教育、军事等等不同类别的数据，以供地球上的每一个人快速、完整、形象地了解地球宏观与微观的各种情况，并充分发挥这些信息数据的作用，是一个全能的高科技“土地神”。
新概念“土地神”是以高新技术的发展为前提的，其支撑技术主要包括以下几个方面：计算科学，即能够对复杂庞大的数据进行科学计算的技术，特别是可视化计算与虚拟现实技术；海量存储，即必须能够支持数字地球庞大数据的存储技术，如美国航天局每日产生1000G 字节的信息，而数字地球需要能够存储和处理10的15次方字节以上的存储设施；高精度的卫星图像技术，其分辨率要求达1米，甚至1英尺；宽带网络传输技术，目前的传输速度要求达到10G／S，将来要求达到103G／S； 互操作技术，即能够保证开放、集成人机交互的技术；元数据技术，即关于数据的名称、位置、来源、日期、密级、格式等信息的登记、鉴别和编排技术，这一技术是完成数据事例的过滤等功能的基础。数字地球将对人类社会的发展产生巨大的影响，正如当年“星球大战”计划在世界引起的轰动一样，它的提出再次搅动地球，成为世人关注的焦点。
山姆“舞剑”，意欲何为？
——数字地球构想的实质
数字地球构想的提出既是信息发展的必然趋势，又是人类有效利用地球资源的最佳途径。美国在世纪之交提出这样一个构想，果真是象戈尔先生所说，是为了促进美国社会进步和经济发展吗？是，又不尽然。数字地球背后陷藏着美国更深层的战略目的和动因。狡猾的“山姆大叔”总是给其阴险的行动贴上动人的标签，将吃人的牙齿巧妙地伪装起来，打着“和平”的幌子实现其不可告人的目的。对此，我们应该有一个清醒的认识。
（一）实现强取豪夺的经济扩张需要。“经济”对美国来说，具有特殊的意义。现代美国经济的发展是建立在侵略和扩张基础上的。“唯利是图”、“无利不图”是对美国经济最好的形容。军事战略刺激和优势垄断是美国经济发展的两条主渠道。从一开始，数字地球构想就是为了满足美国经济发展的两条主渠道。从一开始，数字地球构想就是为了满足美国自身经济利益的需要而提出的。一方面，它是美“星球大战计划”、“导弹防御系统”、“信息高速公路计划”的发展和延续，是绝对优势战略的一部分。其目的是通过发展和实施战略计划来刺激美国经济的发展，大发“战争财”。美国认为，在人类历史潮流上，一个民族若能从人类活动的一个领域最有效地迈向另一个新领域，就能获得巨大的战略优势。数字地球构想是美国在21世纪继续领先世界迈出的关键一步。无论开支如何庞大，美国政府都可依赖其国防经济与国民经济的统一性、尖端经济对国民经济的带动性和战争实践对国民经济的刺激性夺得先机，从而使处于低迷的美国经济复苏。众所周知，军备竞赛、战争动乱能对一个国家的经济发展带来巨大的破坏性。唯独美国却仰仗其绝对优势取得大发展。科索沃战争使南联盟经济发展倒退30年，给匈牙利、克罗地亚、保加利亚等邻国造成近百亿美元的严重经济损失。而美国1999年度的国民生产总值却提高了一个百分点，纽约股市道琼斯指数在战争爆发后的几个月内连创新高。绝对优势的军事战略和战争实践，增长了美国国民及其盟国对美国经济发展的信心。因此，每当美国经济处于低迷不前状态时，都要提出一种新的战略计划或发动一场战争。从星球大战计划（SDI）到战区导弹防御系统（TMD）、国家导弹防御系统（NMD），从冷战对抗、海湾战争到科索沃战争无不证实了这一点。 建立数字地球亦然。另一方面，数字地球构想可促使美国在高新技术和信息产业方面继续处于垄断和领先地位，进一步加大美国和其他国家特别是发展中国家的科技差距。由于数字地球构想的技术基础是信息技术和空间技术。建立数字化地球能最大限度地利用信息资源和地球资源。美国是信息技术和信息产业大国，近10年来，信息技术和信息产业一直是其国民经济增长的最大动力源。美国提出这一构想就是要在国内刺激高新技术优势，加快其技术和资本输出，促进全球经济贸易，维护其全球经济利益，充分享受信息时代带来的丰厚利润，成为最大的受益者。戈尔提议建立数字地球，就象拥有汽车的富人提议自行车都没有的穷人共同修建高速公路一样“聪明”，他把数字地球比喻为解决“众多人口面临着饥饿死亡的威胁”与“大量的粮食堆积在地窖霉烂变质”之间矛盾的有效方法，一时间能蒙蔽多少善良的人们？
（二）保持喝令天下的盟主地位需要。美国提出斥巨资建立数字地球，试图以此增强“自由世界实力中心”的实力，影响和调整国际关系和国际秩序，“肩负起领导世界的责任”。二战以后，世界列强都耗尽了老本，美国成了“救世主”，在欧洲实施“马歇尔计划”，在亚洲扶植日本，在海外到处驻军，扮演起民主国家“保镖”的角色。苏联解体，冷战结束，世界局势由两极对抗向一超多极的方向发展，各盟国对美国的离心倾向有增无减，美国环顾四周，形影孓孓，想当世界警察却无人喝彩，颇有些罢免谪迁的空虚和失意，于是把目光转向社会尖端领域，试图以此对世界各国进行全方位影响和渗透，引起盟国和对手的关注，以全面领先让世人明白这世界到底谁说了算。数字地球不仅是一个极其复杂的信息网络系统，更是一个建立在尖端技术基础上的综合国力“展览会”。毫无疑问，数字地球构想，将极大地强化美国在经济、军事、科技方面的优势，进一步巩固超级大国的地位。此外，数字地球是一项巨大的工程，单凭美国的人力、物力和技术无法单独完成，需要世界各国的通力合作。由于意识形态的差异、民族文化的不同、宗教领土的争端和经济利益的对立，使得各国家和民族存在不同程度的隔阂和误解，有些矛盾还异常尖锐。特别是美国，由于不断推行向外政治、经济、文化扩张政策，在世界上树敌太多，不安全感日益加重。通过与其他国家的合作，在潜移默化中兜售美国的价值观和行为方式，以取得理解，缓和与其他国家的矛盾，恢复世界“混乱不堪的秩序”，扩大其政治、经济、技术、军事霸主的影响力。
（三）推行绝对优势的军事战略需要。美国21世纪的军事战略最突出的特点就是要在新军事革命推动下，保持全球范围内攻防一体的绝对优势。数字地球构想对有效实现这一战略具有决定作用和重要意义。首先，它与弹道导弹防御系统（BMD）遥相呼应， 并为其提供技术和信息支持。美国认为，虽然苏联解体后，世界上没有哪一个国家能在军事上与其抗衡，但随着导弹技术的发展和核武器的不断扩散，未来战争中极有可能受到无赖国家的导弹和核武器打击。基于此，美国大力推动战区和国家导弹防御计划，以应付可能面临的危机。1999年1月， 美国防部长科恩宣布，美将加速发展BMD，重点保护美国本土、 海外驻军及盟友免受意外的、未经授权的弹道导弹打击。BMD 是一个极为复杂的反导网络系统，由设在世界各国（地区）及地面、海上、太空的预警、探测、发射、储运等子系统组成。数字地球的建立，能提供精确地理位置及有关信息，使BMD在初始阶段即可精确标定敌导弹确切位置， 并对其全程进行有效跟踪，在最合适的时机和空间，选择最恰当的方式实施全方位拦截。一旦实现了数字地球构想，BMD将威力大增， 美国的国防将不再是单纯实施BMD后“抵近别国边境的压制”，而是深入所有国家内部。 世界上任一角落的行动，只要美国认为对其不利，都将成为干预的对象。其次，它将是21世纪部队的载体。数字地球，如戈尔所述是对真实地球及其相关现象的多分辨率、三维的数字化再现与认识，应用于信息化战争，则构成数字化部队的行动载体——数字化战场环境，它是赢得未来战争胜利的决定因素。谁拥有数字化战场，谁就掌握了战争的主动权。科索沃战争就是一个典型的例子。北约借助于先进侦察器材，充分利用南联盟国土狭窄、回旋余地小和周边战场环境，对其进行猛烈地空中打击，最终达成战争目的。但基于信息技术的高技术武器装备对南联盟军事力量的打击却不尽人意。南联盟利用国内地形复杂、植被茂盛、气象条件多变的战场环境，使北约的侦察和轰炸难以奏效，连美国引以自豪的“贵族”隐形战斗机F—117A也折翅巴尔干。究其原因， 是科索沃的复杂地理环境和南军灵活的战术影响了其作用的发挥。可见，没有建立起可供精确打击提供所需信息的数字地球，数字化战场环境是不完善的，数字化部队的战斗力也难以有效发挥。目前，美国正在向建立21世纪的数字化部队迈进，数字地球一旦建成，将使其如鱼得水，大大提高其精确打击和快速反应能力，从而在未来战争中取得绝对主动权。因此，数字地球极大地满足了其推行21世纪国家安全战略的需要。
“0”、“1”的无穷魅力……
——数字地球构想的挑战
数字地球构想把信息时代推向了一个顶峰，把数字化技术发展到了极至，其重大意义和价值不可估量。对我们来说既是一个严峻的挑战，也为在新世纪实现“跨越式”发展提供了历史性机遇。
（一）信息时代的“里程碑”。近30年来，风起云涌的信息技术革命不断改变着人们的观念和生活，四通八达的信息高速公路把世界联成一个统一的整体。信息技术革命在经历了产业信息化、经济信息化后，发展到社会信息化时代。数字地球建立则是人类最终进入成熟的完全意义上的信息时代的根本标志。在数字地球支持下，人类文明产生革命性的进步，社会生产、社会管理、社会流通、社会生活等各个领域都趋向于一个全新的境界。在这儿，人力、物力、能量、资源能实现最佳配置，知识经济格局处在一种高效率、高效益、低物耗的状态中；世界市场是一个完全有序的理性市场，没有供需矛盾，没有资源浪费，没有通货膨胀；就业结构和工作方式发生质变，信息产业成为第一大产业，位于霸主地位，工作方式由集中走向分散，70%以上的人的办公室设在家中；人类获取知识的方式产生根本性变化，教育主要在网上进行；产品的开发和生产不再集中，从设计、开发、定型、生产，将充分发挥国际范围内的优势力量组合、优势资源组合，运用虚拟现实技术一次成功；工农业生产方式由刚性大规模生产转变为满足个体需要的柔性生产方式；日常生活将变得极其方便。以物质型产品的生产为基础的旧文明一去不返，代之以信息、知识产品为主导的新文明。
在这样的背景下，谁占有了信息，谁就占主动；谁占有的信息更多更准确，谁就能在国际竞争中立于不败之地。数字地球带来的是全球信息一体化，同时也带来了信息安全和信息“贫富差距”加大问题。世界各国信息发展差距的加大，使得信息程度高的国家发展得更快，信息程度低的国家发展更慢，信息差距成为东西问题和南北问题的主要内容。而信息安全则是所有国家面临的共同问题。从东南亚经济危机到科索沃战争中的网络战、电脑黑客战，围绕信息的获取、伪造和破坏的第五维空间的斗争越来越激烈。信息成了披上温情面纱的“杀人不见血的毒刀”。美国为了取得信息网络优势，耗尽脑汁，不择手段。INTEL 公司奔腾III处理器上的序列号能让因特网上的每台计算机留下活动踪迹， 微软公司WINDOWS98 的注册程序能自动搜集用户计算机中的信息并发回微软网站。我国作为信息技术起步较晚的发展中国家，如何在“0、1”争夺战中取得一席之地，进入属于我们自己的信息时代？每名有责任心的中国人都应为此而寝食不安。
（二）经济发展的“快车道”。世界经济在战后几十年的快速发展后进入了一个低迷时期，以数字化信息技术为载体的知识经济的产生为各国实现经济的可持续发展找到了一个新的充满挑战性的目标。目前，在主要发达国家，以信息和知识为基础的经济已经占到了国民生产总值的50%以上。美国的信息产业更是以每年30%以上的高速度突飞猛进。正是在这种情况下，数字地球的构想诞生了。
21世纪的时代是知识经济的时代。知识经济的发展依赖于对全球市场信息的掌握和利用、对全球资源的合理开发、对环境恶化和自然灾害的预防和监测治理。数字地球将发挥重大作用。我国作为世界上最大发展中国家，在开拓知识经济新天地和可持续发展中任重道远。我国人口众多，生态资源有限，自然灾害频繁，加强对土地、水等环境资源的监测和保护，是一项迫切的任务；我国自然资源相对不足，加强对地下和海洋矿产资源的勘探和开发利用具有战略意义；我国环境污染、土地沙漠化、城乡投资环境恶化等弊病严重影响了经济的可持续发展。数字地球所包含的人类信息资源相当广泛，其内容涉及有关可持续发展的农业、资源、灾害、人口、气候、生物、地理、生态、大气、水文、教育、科技、政治、军事等不同类别的数据。利用这些信息，数字地球可以在预防自然灾害、治理环境污染、优化城乡规划、合理利用资源上发挥巨大作用，实现经济的快速、高效和可持续发展，增强参与知识经济竞争的实力。抓住还是放弃数字地球带来的发展机遇，不是是否发展一项技术的问题，而是赶上还是自愿落后一个时代的问题。清朝的闭关锁国使我们在工业时代整整落后了一个世纪，我们再也不能在信息时代上又一次落伍了！
（三）科技创新的“动力源”。科学技术的发展有其内在规律，不能寄希望于一夜之间全面赶超先进国家，也不能等条件成熟后再发展。60年代，我国在经济紧张、人才匮乏的情况下，勒紧腰带发展了“两弹一星”，倚天仗剑，在高技术领域站稳了脚跟。“集中精力办大事”、“有所为有所不为”是我们在科教兴国战略上的一贯方针。数字地球同高新技术发展密切相关，戈尔在提出数字地球概念时，明确将数字地球与遥感技术、地理信息技术、计算机技术、网络技术、虚拟现实技术联系在一起。支撑数字地球的六项关键技术都是当前技术领域的前沿技术，也是未来信息时代的基础技术。其中任何一项技术的解决，都是科学上的巨大进步，都会对政治、经济、军事和社会带来巨大的效益。如在信息技术上，研制新一代大规模并行处理器、宽带网络传输、基于网络的分布计算机操作系统，多比例尺、多时相、多源数据集成技术，高密度、高速度的海量数据存储、压缩、处理技术等；在空间技术上研制多光谱分辨率、高空间分辨率的传感器等。美国在空间技术、信息技术等方面遥遥领先的情况下，受利益刺激，对空间技术的投入仍不惜血本。1998年光政府就投入了300亿美元，以后逐年增加。21 世纪美国私营部门在空间的投入也将达到或超过这一水平。我国近些年在空间技术、信息技术、地球科学技术、环境科学技术等高新领域取得了一些成绩，但与强国比较，差距较大。信息时代，技术对国家发展的基础作用越来越突出。技术落后，意味着全面落后。中国必须对高新技术发展的严峻现实有一个清醒的认识，以此为动力，努力赶超世界发达国家，建立起具有本国特色的一流技术体系。
（四）国防建设的“倍增器”。在国家安全上，数字地球是一柄“双刃剑”，利用好了，能促进国防建设，被对手利用，则是一种巨大的威胁。特别是发展中国家，更是“想说爱你不容易”，躲不开，避不了。最有效的办法就是立足国情，积极参与，有计划、有步骤地发展利用。数字地球是以地球空间和时间为主变量的模型系统，建立有人类所需要的各种属性数据库，能详细描述地球各地发生的现象和事件，对人类政治、经济、战争、疾病、污染、瘟疫、灾害等情况提供静态和动态资料，并可预测未来发展趋势，为制定国家战略和军事战略提供先进的信息保障和技术支持。此外，数字地球的应用，将成为战争中指挥员指挥与决策的“撒手锏”。军用数字地图可以把战场上每一角落的信息都收集起来，按照地理坐标建立起完整的信息作战指挥模型，指挥员可以快速、完整、形象地了解战场上敌我双方的态势，从而决胜千里之外。对在侦察、情报、作战中遇到的海量数据的获取、存储、处理、运用、传输等问题，数字地球都能提供技术支持。数字地球还是精确制导武器的目标向导。通过数字通信网络，将战场上的有关信息及时地传输给各指挥机构和作战平台，为精确打击提供最佳程序配置，极大地提高武器装备的可靠性、安全性和命中率，部队作战效能倍增。在数字化战场上，一架单座F—117战斗机携带2枚2000磅重的制导炸弹所达到的作战效果， 相当于有10名乘员的B—57轰炸机飞行4500架次，投弹9000 枚的作战效果。在数字地球推动下，数字化部队建设、导弹核武器发展都将不断完善，数字地球成为维护国家利益和国防安全的“倍增器”，同时也将成为衡量国防实力的重要指标。