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中图分类号 P183
去年的此时，美国副总统戈尔率先在公开场合喊出了一个全新的名词：“数字地球”。随后，“数字地球”就像一块巨石激起千层浪，震撼了全球；同样也激起了我国科学家的万分感慨：要建立“数字地球”的中国发展战略。
近期，中国科学院地学部约请12位院士和有关专家，专门讨论了《关于我国“数字地球”发展战略的建议》。《建议》明确表明：我们应该积极慎重地制订针对“数字地球”的中国战略。
“数字地球”为何有如此大的“魅力”，引起我国科学家们的高度重视？这得从它的“出笼”说起。
1 戈尔“数字地球”的基本点
现年55岁，毕业于美国哈佛大学政治专业的美国副总统戈尔，1998年1月31日在美国加利福尼亚科学中心发表的一篇《数字地球：21世纪理解人类星球的方式》演讲，掷地有声。他开宗明义地说：“一场新的技术革命正在使我们获取、存储、处理和显示信息的方法发生天翻地覆的变化，它使得我们对有关我们所处的星球以及周围环境、文化现象等史无前例的海量数据的处理成为可能，而它们中的大量信息是有关地球的——即与地表位置有关的信息”。戈尔的讲话，是在美国结束了星球大战计划，积极推动着全球对地观测计划(CEOS)和推出新一代因特网(Internet-Ⅱ)之后的国家发展战略。
1998年3月13日，戈尔还在美国麻省理工学院的一次讲演中，建议发射一颗能在电视和因特网上实时反映台风、森林火灾、云图以及其他地球现象的卫星。而这项建议被认为是对“数字地球”创意的补充。
1998年9月21日，戈尔在美国的另一次讲演中，再次提到广泛应用地理信息。
专家们分析认为，戈尔提出“数字地球”概念的基本观点主要包括以下几方面内容：
(1)“数字地球”是对三维地球的多分辨率数字表达，在其上可以集成与地球有关的海量空间数据及相关信息，构成人们认识、改造和保护地球的重要信息源。
(2)构建“数字地球”需要政府、企业和学术界的共同努力，既要充分整合现有的数字化地理空间数据，也要发展新一代高分辨率遥感数字地图、高速图形图像宽带网络、海量空间数据存储能力、基于因特网的空间数据互操作和虚拟现实模拟技术等。
(3)“数字地球”有着巨大的应用价值及前景，应大力发展其在经济建设、社会发展、人民生活、国防、治安等方面的应用，最大限度地利用这一重要的信息资源，促进经济的增长。
“数字地球”的核心思想有两点：一是用数字化手段统一处理地球问题；另一点是最大限度地利用信息资源。
戈尔首次将“数字地球”的提法及其内涵显露于世间，不仅给其他现代科学技术的发展带来了新的契机，而且还将对人们的生存方式乃至国家的发展战略产生深远的影响。
一时间，“数字地球”即成为继“信息高速公路”“知识经济”之后，各发达国家政府高度重视发展的战略思想。
2 高层领导重视，科学家积极响应
就在1998年6月，江泽民主席在接见中国科学院第九次院士大会和中国工程院第四次院士大会部分院士和军队外事工作会议代表，纵论国际发展动态时指出：“前几年提出了‘信息高速公路’，随后又提出‘知识经济’，最近美国副总统戈尔又提出了‘数字地球’的概念，真是日新月异啊！”“数字地球”也同样引起我国领导的高度重视。
对此，我国的科学家也给予了积极的响应。据介绍，在1998年10月15日，我国专家举行了首次“数字地球”专家咨询会；10月24日，教育部科技司在北京大学主持召开了“数字地球”高级研讨会；10月29日，国家863计划308主题专家组和国家遥感应用工程中心共同主持召开了“数字地球”学术研讨会，有60多位专家学者参与了研讨；11月1日，中国科学院地学部12位院士和30多位专家学者聚会在香山，以“资源环境信息与数字地球”为题进行了研讨。专家们达成共识：目前我们应该充分地认识到“数字地球”的战略意义，从我国利益和国家目标出发，推行中国“数字地球”的需求分析和战略规划，把建设“数字地球”战略作为我国的一项国家战略目标，以此统筹我国地球信息资源数字化工作，推动“数字化中国”的建设与发展，积极慎重地制订针对“数字地球”的中国战略。
3 给“数字地球”一个应有的地位
近期，“数字地球”就像一股风潮席卷祖国大地，弄得人们不知所云。尤其是社会上，人们对“数字地球”还没有一个正确的认识。为此，我国专门从事地理信息科学研究的专家们亦多次呼吁：给“数字地球”一个应有的地位。
中国科学院陈述彭院士对此更是忧心忡忡。他向记者强调表示：“对‘数字地球’我们要以实事求是的态度，给它一个科学的界定：数字地球是信息技术与地球科学交叉领域，包括许多前沿技术。江泽民主席提出要重视对‘数字地球’的研究，勉励年轻科技工作者，应该积极向国外先进技术学习，多研究一下像‘数字地球’之类的新事物。”1998年11月24日，江泽民主席在新西伯利亚科学城发表的讲话中特别强调了地球科学需要加强综合能力和技术集成，为社会经济持续发展提供信息服务。
4 “数字地球”离我们并不遥远
中国科学院遥感应用研究所所长、国家863计划308主题专家组组长郭华东认为：“数字地球”这个词，近期讨论得非常热烈，大家已由默然到惊奇、由陌生到熟悉。应该说，从遥感开始，到GLS、GPS的发展，到现在地球信息科学的发展等等。科学家们、技术专家们已经越来越不满足于用单项技术来观测地球。因为我们观测的对象太复杂，所以科学家们经常要提出一些新的概念，就要用比较综合的手段，集成一些前沿的技术，特别是信息领域、航天领域、地球科学领域的新技术、新方法，对复杂自然现象、对人文现象进行观测、分析。“数字地球”一词的问世，在某种意义上说是解了燃眉之急，它的关键之处在于非常精辟地、非常概括地、也是非常科学地阐述了科学家们十分想说的一个发展方向、一个领域。
郭华东所长把“数字地球”理解为：它是信息技术、空间技术等现代科学技术与地球科学交融的前沿，是指信息化的地球，是地球的虚拟对照体。“数字地球”的科学构想是当代科学技术发展的结果，为新世纪空间科学、信息科学和地球科学的发展提供了崭新的思路。虽说目前对“数字地球”众说纷纭，但计算机技术作为支撑“数字地球”的关键技术之一已形成共识。同时，郭华东所东说：“可以说，计算机是重中之重技术；计算机技术推动着‘数字地球’的进展，反过来‘数字地球’的发展无疑又可以带动计算机产业的发展。”“数字地球”将与许多产业互动发展，这也是人类关注“数字地球”、发展“数字地球”，寻求新的市场发展空间的重要途径之一。
所以，郭华东所长认为：“数字地球”离我们并不遥远。
面对目前人们针对“数字地球”的种种猜测和疑虑现象，郭华东所长认为，尽管有关“数字地球”的许多问题，包括概念本身都还有待深入探讨，但从科学技术角度，开始进行这项工作的时机已经到来。他深深地感到：“作为一名科学家，既要有全球意识，又要有战略观念，更要有遵循科学规律的办事态度。在我国发展‘数字地球’必须与经济建设结合，可立足于两个‘围绕’、一个‘实施’，即围绕国家经济建设目标，围绕国家科技发展目标，实施‘数字地球’创新工程，达到发展科学前沿，服务经济建设的目的。”他认为，我国发展“数字地球”从对地球观测的角度讲，目前可以从全球、中国、区域三个层次开展。当然，要先从全球战略角度，搭就一个整体框架，然后再一步一步地由小到大实施。
郭华东所长特别强调，我们中国人建造“数字地球”，一要在政府的管理和协调下进行；二要有科技界的支持与操作；三要有企业界的积极参与。
5 中国科学家的创新思维并不落后
说起“数字地球”，陈述彭院士的感触非常深。他说：“早在80年代，我国著名科学家王之卓院士，就提出‘全数字化’测绘地图的倡议，受到了国际同行的推崇；1992年，陈芳允院士就提出过小型卫星系列的设想，引起了国际上的强烈反响。然而，我们往往是‘起了个大早，赶了个晚集’。”1994年，在国家自然科学基金委员会的会议上，陈述彭教授发表了《地球信息机理研究——一个跨学科的优先领域》一文，当时就提出了“地球信息机理”的概念。1997年12月17日至20日，在香山科学会议上来自各界的专家主要就“地球信息科学”进行了深入研讨。而最近在香港特区举行的一次科学会议上，专家们再一次对“数字地球”进行了研讨。陈述彭院士说：“从科学的角度讲，‘数字地球’是一个通俗的提法，是一个面向社会的号召；实际上，‘数字地球’就是地球上的信息全部要求数字化，‘数字地球’并不仅是一个社会的号召；实际上，‘数字地球’就是地球上的信息全部要求数字化，‘数字地球’并不仅是一个社会的号召。我们只不过缺少足够的投入，经济尚欠发达，市场还不健全而已，经过创新机制和产业调整，我国是完全可以奋起直追的。”
6 “数字地球”的背后
“数字地球”为何引起了各国政府的高度重视呢？尤其是美国副总统戈尔，会在年初全球经济处于低迷状态下提出呢？其真正目的何在？陈述彭院士说：“‘数字地球’并非是一个孤立的科技项目或技术目标，而是一个整体性的、导向性的战略思想。美国提出‘数字地球’这一战略思想，绝非偶然，有着深远的政治意义和经济背景。”
陈述彭院士认为，主要有三方面因素：
(1)为美国经济复苏，刺激国内经济发展，美国近七八年来经济持续增长、失业率下降，得益于信息技术及产业的发展，戈尔等美国政府要通过“数字地球”，继续把持信息技术和信息产业的制高点，推动经济发展。
(2)信息“爆炸”是美国“信息高速公路”和国家空间数据基础的自然延伸。美国总统克林顿1993年曾签署法令，建设全美的“信息高速公路”，将信息技术推进到人们的日常生活，1994年又签署了“建立国家空间数据基础设施”的12960号行政命令，为“信息高速公路”生产和提供地理空间数据。在空间数据基础设施上发展的“数字地球”，将为“信息高速公路”提供内容丰富、形式多样的“信息货物”是未来信息社会的重要信息资源。
(3)美国全球战略的延续和发展，冷战结束后，能源、全球环境等问题，成为世界政治和外交斗争的焦点。涉及跨国公司、区域重组等全球经济事务的美国，重视发展能覆盖全球热点地区和战略要点的“三维数字地图”，曾在调解波黑三方边界争端和中东海湾战争等方面起到了重要作用。“数字地球”的发展将进一步增强美国对全球事务的快速反应能力和对国际热点问题的发言权。
7 “数字地球”的科学内涵
那么，“数字地球”的具体组成和科学技术的含量又是什么？中国科学院遥感应用研究所国家遥感工程中心常务副主任杨崇俊认为，简单地说：“数字地球”主要是由空间数据、文本数据、操作平台、应用模型组成的。这些数据不仅包括全球性的中、小比例尺的空间数据，还包括大比例尺的空间数据（比如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、全球变化、气候、生物、地理、生态系统、水文系统、水文循环系统、教育、军事等等不同类别的数据。操作平台是一种开放、分布式的基于Internet网络环境的各类数据更新、查询、处理、分析的软件系统。应用模型包括在可持续发展、农业、资源、环境、灾害（水灾、旱灾、火灾）、人口、气候、生物、地理、全球变化、生态系统、水文循环系统等方面的应用模型。
一句话，“数字地球”是一个庞大的复杂的以地球为对象的空间信息系统工程，涉及国家信息基础设施、对地观测系统、基础数据库以及管理、开放、应用系统软件等诸多方面。
“数字地球”又极具有鲜明的特点：“数字地球”的数据具有无边无缝的分布式数据层结构，包括多源多比例尺、多分辨率的、历史和现时的、矢量和栅格格式的数据。“数字地球”具有一种可以迅速充实的、联网的地理数据库，以及多种可以融合并显示多元数据的机制。“数据地球”以图像、图形、图表、文本报告这几种形式分别提供免费或收费的全球范围的数据、信息、知识方面的服务。“数据地球”中的数据和信息同时也按普通、限制、保密等不同保密等级组织起来的。不同的用户对不同的数据和信息具有不同的使用权限。用户可以多种方式从“数字地球”中获取信息、任何一个用户都可以实时调用，无论生产者是谁，也无论数据在什么地方。国际互联网上的用户可以根据自己的权限查询“数字地球”中的信息，运用具有传感器功能的特制数据手套，还可对“数字地球”进行各类可视化操作。
8 中国推进“数字地球”战略的可能性
经过近20年的发展，有科技领域我国发展“数字地球”也有了一定的技术储备，尤其是我国空间对地观测能力有了较大的发展，积累了相当数量的卫星和航空遥感数据、资料。据有关专家透露，一批国家的地理数据库已经建立，包括国家基础地理信息系统1∶100万数据库和1∶25万数据库，海洋信息（资源、环境、灾害等）数据库，气候气象数据库、环境信息（监测）数据库、矿产资源数据库、1∶50万土地利用数据库等。这些数据库覆盖全国范围，是中国“数字地球”的重要框架和组成部分。
我国有关部门已经进行了大量工作。例如：气象、资源等遥感卫星的发射，铱系列通信卫星的参与，世界气象组织1公里网数据库的承担，1∶100万地理基础数据库进入国际市场，国际海底光缆数字通讯网的铺设，香港、上海、汕头等信息港的规划、都跻身于国际市场。为促进“数字地球”作出了贡献。
同时，“中国信息高速公路”等基础设施的建设，为中国推进“数字地球”提供了通讯支撑条件。我国自主开展的地理信息系统软件已初见端倪，开始在国内市场占有相当份额，将为我国“数字地球”提供必要的软件支持条件。我国“863计划”“S863计划”“攀登计划”“火炬计划”等国家科技发展计划的需求和实施，将推动我国“数字地球”的概念创新和技术创新。
高新技术的飞速进步和社会主义制度的优越性，为在中国推动“数字地球”建设过程中实现“跨越式”的发展提供了可能。就技术而言，目前发射对地观测卫星已不再需要天文数字的巨额经费，仅需千万元到亿元投资即可发射小卫星系列。由于我国传统数据传输网的包袱很小，可以不考虑原来的系统，而直接建成宽带通讯网络。此外，若能本着“有所为，有所不为”的原则，按当年发展“两弹”的方式，统筹规划，保证投入，集中兵力，重点攻关，精品集成，将会明显缩短我国实现“数字地球”战略的发展进程。
9 “数字地球”战略与中国对策
面对“数字地球”的狂潮，中国的专家们认为，目前我们应该按照“数字地球”这一战略思想，以整体的视野思考和统筹我国地球信息资源的开发利用，制订迎接“数字化地球”战略挑战与机遇的国家对策，独立自主地建设和发展“数字化中国”。其基本目标是，逐步地将我国960万km[2,]陆地和近300万km[2,]管辖范围内地表、地下和太空的我多尺度、多层次的地球信息数字化。建立起标准化、规范化的数字化的三维、动态空间数据库，建设覆盖全国的宽带高速图像图形传输网络，发展虚拟环境的空间分析功能和应用典型。对于促进经济建设和保障国家安全，对于充分发挥对地观测卫星和数字通讯网络，都有深远的意义和显著的社会经济效益。这是一项有着深远影响的艰巨、长期的基础性工作，将在维护国有主权和权益、推进农业可持续发展、推动国家信息化建设、促进地球科学数据共享等方面发挥重要作用。
为此，众多专家强烈呼吁：面临“数字地球”战略的机遇和挑战，应把建设“数字地球”战略作为我国的一项国家战略目标，以此统一我国地球信息资源数字化工作，推动国家信息化的建设与发展，积极慎重地制订针对“数字地球”的中国战略。目前我们应该充分地认识“数字地球”多方位的战略意义，从我国利益和国家目标出发，推进“数字地球”的需求分析和中国战略规划，并采取有效措施，确保宏观有序发展。具体而言，专家们建议：在国家科教领导小组下成立一个国家级的“数字地球”工作委员会。其任务是研究“数字地球”的中国发展战略、设计国家行为、制订相关政策、协调各项计划、推进示范工程，避免重复浪费和走弯路。同时，委员会应由国家各地理信息专业部门的负责人和具有较高学术水平的科学家代表组成。就像建设铁路和公路那样，加强我国国家空间信息基础设施(NSDI)的建设，以切实推动“数字地球”中国战略的实施。
专家们还建议，近期亟须主要抓好五项重点工作：
(1)制定我国对地观测卫星的发射计划，发射小卫星系列解决地理空间信息源问题；
(2)下决心实现通讯系统的“三网合一”；
(3)加快地理空间基础数据库的建设，近期应尽快启动1∶5万比例尺基础地图的数字化工程，建立一批专题空间数据库，制定统一的空间信息规范标准；
(4)发挥北京地区地球科学、信息科学与空间科学相对集中的优势，继续努力加强我国地球信息科学创新基地和国家重点实验室的建设，提高应用基础研究水平、技术系统和自主开发的能力；
(5)抓应用、促发展、大力普及地理信息系统(GIS)的应用，发展国产GIS系统，培育“数字地球”的用户市场。