01 综述-2010-从数字地球到智慧地球-李德仁-19
第35卷第2期
2010年2月武汉大学学报#信息科学版Geomatics and Informat ion Science of Wuhan Univer sity Vol.35No.2Feb.2010收稿日期:2010201211。项目来源:国家973重点基础研究发展计划资助项目(2010CB731800);国家863计划资助项目(2009AA121404);国家自然科学基
金重点资助项目(N010978003)。
文章编号:167128860(2010)022*******文献标志码:A
从数字地球到智慧地球
李德仁1 龚健雅1 邵振峰1
(1 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉市珞喻路129号,430079)
摘 要:分析了数字地球的发展及其取得的成就,探讨了伴随着IT 技术、通信技术和传感器技术的发展而出
现的传感器网络和物联网这一新的基础设施,设计了基于全IP 架构的物联网的平台框架和典型应用,并展望
了从数字地球发展到智慧地球的趋势和美好前景。
关键词:数字地球;传感器网络;物联网;智慧地球;数据服务;功能服务
中图法分类号:P208
1 数字地球及其取得的成就
美国前副总统阿尔#戈尔在1998年提出数
字地球时,就勾勒出一个诱人的虚拟地球景象,使
真实地球作为一个虚拟地球进入了互联网,使普
通老百姓甚至小孩子都能方便地运用一定的科学
手段了解自己所想了解的有关地球的现状和历
史,既能获得自然方面的信息,如地形、地貌、地质
构造、山脉河流、矿藏分布、气候气象等,又能获得
人文方面的信息,如经济、文化、金融、人口、交通、
风土人情等[1]。这个虚拟的数字地球以空间位置
为关联点,整合相关资源(以地理信息系统和虚拟
现实技术集成各类数据资源),实现了/秀才不出
门,能知天下事0(see everything on Web),见彩
色插页?图1。
数字地球是一个无缝的覆盖全球的地球信息
模型,它把分散在地球各地的从各种不同渠道获
取到的信息按地球的地理坐标组织起来,既能体
现出地球上各种信息(自然的、人文的、社会的)
的内在有机联系,又便于按地理坐标进行检索和
利用。数字地球是信息化的地球,它包括全部地
球资料的数字化、网络化、智能化和可视化的过
程。其核心思想是用数字化手段整体性地解决地
球问题,并最大限度地利用信息资源。数字地球
从数字化、数据构模、系统仿真、决策支持一直到
虚拟现实,是一个开放的复杂的巨系统,是一个全
球综合信息的数据系统工程。数字地球的特点是空间性、数字性和整体性,它有自己的理论体系、技术体系、应用体系、工程体系,在这样的数字地球上,世界各国共同建立了GEOSS(globe earth observation system of systems)系统,提出了十年行动计划,旨在从9个方面支持社会可持续发展:1减少自然或人为灾害所造成的生命财产损失;o了解环境因素对人类健康和生命的影响;?改善对能源资源的管理;?了解、评价、预测以及适应气候变异与变化;?了解水循环,改善水资源的管理;?改善气象信息、天气预报与预警;?提高对陆地、海岸、海洋生态系统的保护与管理;à支持可持续农业,减少全球荒漠化;á了解、监测和保护生物多样性。下面从十多年的发展来总结一下数字地球所取得的主要成就。1.1 数字地球实现了从二维到三维的跨越地图长期以来被认为是表达、传输和研究地理信息的最佳方式或载体,然而近年来这一观念已被打破了。数字地球作为一个三维的地球信息模型,便被认为是迄今为止人类掌握地球表面信息最好的方式。它的出现使人类在描述和分析地表空间事物的信息上获得了一次飞跃)))从二维到三维的突破。彩色插页?图2为泰州市人民公园精细真三维模型。
武汉大学学报#信息科学版2010年2月
1.2数字地球实现了对地球多分辨率和多时态
的观测与分析
数字地球是用数字方式为研究地球及其环境的科学家尤其是地学家服务的重要手段。地壳运动、地质现象、地震预报、气象预报、土地动态监测、资源调查、灾害预测和防治、环境保护等无不需要利用数字地球,而且数据的不断积累最终将有可能使人类能够更好地认识和了解生存和生活的这个星球,运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多时空和多种类的三维描述将不再是幻想。彩色插页?图3为北京市基于遥感影像的违章建筑动态监测示例性成果。可以看出,抓紧建立城市规划动态监测系统,基于数字地球相关技术,加强对城市规划建设情况的动态监管,具有重要的现实意义。
1.3数字地球实现了基于图形和基于空天地一
体化实景影像的可视化和可量测
数字地球的提出推动了基于图形和基于影像的空间数据的三维可视化。基于图形的三维可视化可用于三维GIS的空间分析,如通视路径选择、噪声和污染模型分析。贴上真实纹理的三维地形和城市模型可用于景观分析、构成虚拟地理环境和数字文化遗产。基于影像的三维实景影像模型可构成大面积无缝的立体正射影像和沿街道的实景影像,用于可视化和由用户自主实施的/按需测量0[2]。两种方法的有机结合可弥补网络电子地图的不足,可直接向公安、市政、交通、导航、LBS等行业提供满足需要的高精度的地图数据、全要素信息以及cm级分辨率的影像数据,这种/可视、可量、可挖掘0的近景影像数据即被称为可量测的实景影像,它与网络电子地图产品相结合,可搭建一个以正射影像和实景影像为主要共享数据源的/影像地球0。可量测实景影像连同立体像对前方交会算法一起放在网上,任何终端上的用户即可按自己的需要进行量算和解译。彩色插页?图4为集成数字正射影像(DOM)、数字可量测影像
(D MI)和数字线划图(DLG)的数字城市浏览功能。
1.4数字地球实现了基于Web Service的空间信
息共享与智能服务
Web Service技术是当今信息领域应用最广泛的一种信息服务技术。地球空间信息领域利用Web Service技术可以对各种空间信息资源进行注册,并提供在线服务,包括地球空间信息资源注册服务、传感器服务、空间信息传输服务、空间数据服务、空间信息处理服务、空间信息资源组合服务、空间信息服务质量、空间信息智能搜索服务、空间信息分发服务、空间信息可视化服务等。对各种服务资源进行组合,可以加工提取更高级的信息,提供更智能化的服务。
数字地球作为一个空间信息集成平台,可以集成整合来自网络环境下的各种与地球空间信息相关的各种社会经济信息,然后又通过Web Service技术向社会和专业部门提供智能服务。彩色插页?图5是通过虚拟数字地球GeoGlobe 集成来自NASA的每周地震观测数据。
采用Web Service技术可以将分布在全球范围内的空间数据和处理软件按照一定的工作流程聚合起来,通过远程访问和远程计算得到用户所需要的结果,直接提供空间信息或地学知识的服务[3]。彩色插页?图6是基于Web Service技术将美国NASA和武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室的处理软件聚合起来,得到抽象服务链,然后转化为执行链并调用相应数据进行分布式计算,得到江西鄱阳湖地区的洪水淹没范围,直接展示在GeoGlobe上。
1.5数字地球通过兴趣点实现了与非空间信息
的关联,以服务全民
为更好地满足各类用户的需求,充实用户的参与感和创造力,可以把地球上的标志性建筑等公共兴趣点标注在数字地球网站上,同时提供用户个性化参与标注的功能。可以将与人们衣食住行有关的企业的位置、图像和网站信息通过Web 2.0上传到网络上,人们可以查看兴趣点的卫星图像、地图、地形和3D建筑。如彩色插页?图7为基于实景影像标注的武汉市步行街上的鲁巷广场。
数字地球直接影响到人们的生活。人们常说的网上购物、电子货币、电子银行、电子商务等到时候已相当成熟和完善。GPS与电子地图导航、Google Earth和Virtual Earth等技术使人们更加真实和真正地身临其境地到达地球上任何一个想要到达的地方。但同时,数字地球服务从最初的基于单纯的符号、文字和二维地图上升到三维、航空和地面多视角等多维位置服务,地理空间信息服务数据正朝着大信息量、高精度、可视化和可量测方向发展,对数据的生产、加工、服务内容和更新手段提出了自动化、实时化和智能化的更高要求。
2传感器网络和物联网的出现及其发展
传感器网络是由一定数量的传感器节点通
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过某种有线或无线通信协议联接而成的测控系统,这些节点由传感、数据处理和通信等功能模块构成,安放在被测对象内部或附近,通常尺寸很小,具有低成本、低功耗、多功能等特点。传感器网络与通常的计算机网络最大的不同在于,一个传感器网络节点由它的空间位置和传感器类型来共同确定,而一个普通的计算机网络节点只由一个惟一的标识符确定,而且传感器网络具有更好的容错性、实时性和对环境变化的自适应能力。与传统传感器和传统测控系统相比,传感器网络具有明显的优势。它采用点对多点的传感器总线甚至无线连接,大大减少了电缆连线,在传感器节点端即合并了模拟信号调理、数字信号处理和网络通信功能,节点具有自检功能,系统性能与可靠性明显提升,而成本明显缩减。
2.1天2空2地一体化的智能传感器网络
2006年,Nature杂志发表封面论文)))2020 Vision,它认为观测网将首次大规模地实现实时地获取现实世界的数据,观测网是一个触及现实世界的计算科学,将是下一个科学前沿。
为不同应用目的而设计出的不同的遥感传感器对城市资源管理、动态监测服务具有不同尺度的探测能力,而信息技术和传感器技术的飞速发展极大地丰富了遥感数据源,每天都有数量庞大的不同分辨率的遥感信息从各种传感器上接收下来。这些高分辨率、高光谱的遥感数据为遥感定量化、动态化、网络化、实用化和产业化及利用遥感数据进行地球各种资源的管理、动态监测和服务[4]。彩色插页ò图8是一个用智能手机实现城市网络化服务的例子,城市管理员用手机上传图片给监督中心,以实现及时维修井盖的过程。
笔者曾提出,广义空间信息网格是指在网格技术支撑下空间数据获取、更新、传输、存储、处理、分析、信息提取、知识发现到应用的新一代空间信息系统。广义空间信息网格由智能传感器网络、基于网格计算的多传感器数据2信息2知识的智能处理系统。其中,智能传感器网络是空间信息网格的数据输入系统,也是现代信息技术的三大基础之一[5]。
随着传感技术、计算机硬、软件技术、网络通信(包括无线和移动通信、卫星通信等)技术的进步,在上述网格技术和网格计算环境下,未来的传感器将构成价廉、大中小型相结合、无处不在的接触或非接触的智能传感器网络。
Neil Gross在/地球将附上一层电子皮0一文中对传感器网作了如下的描述:/在下一世纪(即21世纪),行星地球将附上一层电子皮[6],它用互联网作为骨架来支持和传输各种感知。这张皮被缝合在一起,它由上百万个嵌入式电子测量器件组成,包括恒温计、压力计、污染检测仪、摄影机、麦克风、葡萄糖传感器、各种心电图机和脑电图机等。它们将测量和监测城市和濒危物种、大气、舰船、公路和运输车队、人们的对话、身体乃至梦境[4]。0笔者认为,智能传感器网应当具有以下特点:1它是一个无处不在的、接触或非接触的、具有数据采集和通信功能的传感器网络;o它具有一定的在线数据处理功能,以满足实时用户对数据加工、信息提取的实时要求;?智能传感器网络应融入全球计算机信息网格,能根据用户需求的不同级别合理地调配其资源,实现信息传输、智能控制和灵性服务[5]。
2.2物联网是工业化和信息化融合的产物
/物联网0的概念于1999年提出,最初的定义为/把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网联接起来,实现智能化识别和管理0。2005年11月17日,在突尼斯举行的信息社会世界峰会上,国际电信联盟(ITU)发布了5ITU互联网报告2005:物联网6,正式提出了物联网的概念。物联网的定义是:通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议把任何物品与互联网联接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。具体地说,就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中,并且被普遍连接,形成物联网。
20世纪80年代,以计算机技术、通信技术为代表的现代信息技术已取得突破性进展,信息技术和信息产业已成为经济增长的主导,成为世界经济和社会发展的重要推动力量,信息化成为席卷全球的新浪潮,人类社会正在走向全新的信息经济时代。而信息能力也已成为衡量国家综合国力和国际竞争力的重要标志,提高信息化水平是国家谋求发展的必经之路。
中国早在1999年就提出来了,不过当时不叫/物联网0而叫传感网。中国科学研究院早在1999年就启动了传感网的研究和开发。与其他国家相比,我国的技术研发水平处于世界同一水平,具有同发优势和重大影响力。在国家大力推动工业化与信息化融合的大背景下,物联网是工业化乃至更多行业信息化过程中一个比较现实的突破口。新型工业化的本质就在于/以信息化带
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动工业化,以工业化促进信息化0。物联网实现了人与人、人与机器、机器与机器的互联互通。彩色插页ò图9为当前物联网所采用的一般架构。
国际电联曾预测,未来世界是无所不在的物联网世界,到2017年,将有7万亿传感器为地球上的70亿人口提供服务。
2.3全IP网络架构的物联网
IP规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则,任何厂家生产的计算机系统只要遵守IP协议就可以与因特网互联互通。正是因为有了IP协议,因特网才得以迅速发展成为世界上最大的、开放的计算机通信网络。未来的网络将是全IP网络,全IP能无缝集成各种接入方式,将宽带、移动因特网和现有的无线系统都集成到IP层中,通过一种网络基础设施提供所有通信服务,并为运营商带来许多好处,如节省成本,增强网络的可扩展性和灵活性,提高网络运作效率,创造新的收入机会等。
通过物联网,人们可以对任何感兴趣的事物进行感知和操作。物联网由统一的编码系统、智能传感器网以及信息网络系统组成。智能传感器网是物联网的数据采集和事务监督系统,它利用各种仪器设备实现对静止或移动物体的自动识别,并进行数据交换。信息网络系统由本地网络和全球互联网组成,是实现信息管理、信息流通的功能模块。信息网络系统是在全球互联网的基础上,通过SAVANT管理软件系统以及对象命名解析服务(ON S)和实体标记语言(PML)实现全球/实物互联0。
全IP网络架构的物联网集智能传感网、智能控制网、智能安全网的特性于一体,真正做到将识别、定位、跟踪、监控、管理等智能化,将数字地球/秀才不出门,能知天下事0提高到了/秀才不出门,能做天下事0(do everything on Web)的新的高度。
要实现物联网,就需要将所有需实现远程互操作的人和物直接联到互联网上,从而引发新的经济生长点。引发的主要挑战是如何为智能传感网和智能控制网建立一个智能的安全网。在数字地球中主要抓的是信息安全,而在物联网中要解决的是物联网管理、控制和操作的安全。这要比单纯的信息安全有更大的难度,需要加以攻关解决。
3从数字地球到智慧地球
3.1智慧地球的出现
2009年1月28日,奥巴马就任美国总统后,与美国工商业领袖举行了一次/圆桌会议0,作为仅有的两名代表之一,IBM首席执行官彭明盛首次提出/智慧地球0(smart Earth)这一概念,建议新政府投资新一代的智慧型基础设施。这一理念的主要内容是把新一代的IT技术充分运用到各行各业中,即要把传感器装备到人们生活中的各种物体当中,并且连接起来,形成/物联网0,并通过超级计算机和云计算将/物联网0整合起来,实现网上数字地球与人类社会和物理系统的整合。在此基础上,人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活,从而达到/智慧0状态。在智慧地球上,人们将看到智慧的医疗、智慧的电网、智慧的油田、智慧的城市、智慧的企业等。
2009年8月7日,温家宝总理在中国科学院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心考察时指出,传感网是一个全新的技术领域,实现了物与物的互联而被称作/物联网0。当前,世界不少发达国家加大了这方面的投入,研究开发新技术,力图占据领先位置。2009年11月3日,温家宝总理发表了题为/让科技引领中国可持续发展0的讲话。温家宝强调,要着力突破传感网、物联网关键技术,及早部署后IP时代相关技术的研发,使信息网络产业成为推动产业升级、迈向信息社会的/发动机0。目前,我国也将这项技术发展列入国家中长期科技发展规划。
/物联网0概念的问世打破了传统的思维。过去的思路一直是将物理基础设施和IT基础设施分开,一方面是机场、公路、建筑物,而另一方面是数据中心、个人电脑、宽带等。物联网将与水、电、气、路一样,成为地球上的一类新的基础设施。3.2智慧地球的特征
把数字地球与物联网结合起来所形成的/智慧地球0将具备以下一些特征。
1)/智慧地球0包含物联网
物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。物联网应该具备三个特征:1全面感知,即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息;o可靠传递,通过各种电信网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去;?智能处理,利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制。
2)/智慧地球0面向应用和服务
无线传感器网络是无线网络和数据网络的结
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合,与以往的计算机网络相比,它更多的是以数据为中心。由微型传感器节点构成的无线传感器网络则一般是为了某个特定的需要设计的,与传统网络适应广泛的应用程序不同的是,无线传感器网络通常是针对某一特定的应用,是一种基于应用的无线网络,各个节点能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息,并对这些数据进行处理,从而获得详尽而准确的信息,将其传送到需要这些信息的用户。
3)智慧地球与物理世界融为一体
在无线传感器网络当中,各节点内置有不同形式的传感器,用以测量热、红外、声纳、雷达和地震波信号等,从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等众多人们感兴趣的物质现象。传统的计算机网络以人为中心,而无线传感器网络则是以数据为中心。
4)智慧地球能实现自主组网、自维护
一个无线传感器网络当中可能包括成百上千或者更多的传感器节点,这些节点通过随机撒播等方式进行安置。对于由大量节点构成的传感网络而言,手工配置是不可行的。因此,网络需要具有自组织和自动重新配置能力。同时,单个节点或者局部几个节点由于环境改变等原因而失效时,网络拓扑应能随时间动态变化。因此,要求网络应具备维护动态路由的功能,才能保证网络不会因为节点出现故障而瘫痪。
4智慧地球的架构及其典型应用
4.1智慧地球架构
如彩色插页ò图10所示,智慧地球可从以下四个层次来架构:1物联网设备层,该层是智慧地球的神经末梢,包括传感器节点、射频标签、手机、个人电脑、PDA、家电、监控探头。o基础网络支撑层:包括无线传感网、P2P网络、网格计算网、云计算网络,是泛在的融合的网络通信技术保障,体现出信息化和工业化的融合。?基础设施网络层,Internet网、无线局域网、3G等移动通信网络。?应用层,包括各类面向视频、音频、集群调度、数据采集的应用。
4.2智慧地球典型应用
/智慧地球0的目标是让世界的运转更加智能化,涉及个人、企业、组织、政府、自然和社会之间的互动,而它们之间的任何互动都将是提高性能、效率和生产力的机会。随着地球体系智能化的不断发展,也为人们提供了更有意义的、崭新的发展契机。
除了在国防和国家安全的应用外,/智慧地球0在各行各业将会有着很广泛的应用。
1)城市网格化管理与服务
/智慧地球0可以更有效地实现城市网格化管理和服务。如武汉市有200多万个部件设施、800多万人,每年超过60万件事情,人们可以通过智能采集数据、智能分析将这些部件设施、人口、事件进行有效的管理和服务。
2)智能交通
智能交通系统通过对传统交通系统的变革,提升交通系统的信息化、智能化、集成化和网络化,智能采集交通信息、流量、噪音、路面、交通事故、天气、温度等,从而保障人、车、路与环境之间的相互交流,进而提高交通系统的效率、机动性、安全性、可达性、经济性,达到保护环境、降低能耗的作用。彩色插页ò图11为基于智慧地球的智能交通。
3)数字家庭应用
如彩色插页ò图12所示,不论人们是在室内还是在户外,通过物联网和各种接入终端,可以让每个家庭都能感受到智慧地球的信息化成果。
5结语
本文总结了数字地球被提出以来所取得的成就,围绕物联网这一新的基础设施,提出了从数字地球发展到智慧地球的必然趋势。笔者认为,数字地球加上物联网就可走向智慧地球。智慧地球支持人与人、人与机器、机器与机器的参与和沟通,提供面向IP的灵性服务。设计了基于全IP 架构的物联网的平台框架,尝试了基于智慧地球的相关行业的典型应用,并展望了从数字地球发展到智慧地球的美好前景。必须指出的是,要实现/智慧地球0,还需要认真解决智慧传感器网、智慧控制网和智慧安全网建设中的关键技术和非技术问题。
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[OL].https://www.360docs.net/doc/931419524.html,/1999/99_
35/b3644024,htm,1999第一作者简介:李德仁,教授,博士生导师,中国科学院院士,中国工程院院士,国际欧亚科学院院士。现主要从事以RS、GPS和GIS为代表的空间信息科学与多媒体通讯技术的科研和教学工作。近年提出空间信息多级网格和空间数据挖掘与知识发现理论,提出广义空间信息网格和狭义空间信息网格,并致力于空间信息网格方面的研究与应用工作。
E2m ail:drli@https://www.360docs.net/doc/931419524.html,
From Digital Earth to Smart Earth
LI Der en1GON G J ianya1SH AO Zhenf eng1
(1State Key L aboratory of Information En gineering in Surveyin g,Map ping and Remote Sensing,
Wuhan U nivers ity,129Luoyu Road,Wu han430079,China)
Abstr act:T he state2of2the2art and achievements of digital Earth ar e analyzed.Smart sensor Web and ubiquitous sensor networ k(U SN),a new infrastructure which appears with the development of IT,communication technology and network technology,is discussed.
Platform framework and typical applications of U SN based on all2IP technology are designed and pr ospect on the trend and beautiful future fr om digital Earth to smart Earth is given.
Key words:digital Ear th;sensor network;ubiquitous sensor network;smar t Earth;data services;function services
About the first author:LI Deren,professor,Ph.D s upervisor,Member of the Chines e Academy of Sciences,Member of the Chines e A cademy of Engineering,Mem ber of the Euro2Asia International Academy of Science.He has concentrated on the research and education in multi2media communication,spatial information s cience and technology represented by RS,GPS and GIS.He recent majors are the theories and methods for s patial information multi2gri d,data mining and knowledge discovery,theories and applications of generalized and s peci alized s patial inform ation grid,etc.
E2m ail:drli@https://www.360docs.net/doc/931419524.html,
本刊2009年出版基本情况统计
2009年度,5武汉大学学报#信息科学版6共出版12期,合计字数307万,比上年增加
14.1%;发表论文351篇,比上年增加37篇,增加11.8%;篇均页码4.26页,增加0.09面。发表
的论文,从投稿到出版,时差最长90天,最短38天,平均55.4天,比上年增加1.2天。发表的论文中,校内稿件159篇,占45.3%;校外及海外稿件192篇,占54.7%;外稿比例较上年增加3.4个百分点。各类基金资助论文341篇,基金产文率97.2%,比上年提高0.7个百分点。EI核心版收录比例继续保持100%。
已发表论文中,涉及作者1112人次,比上年增加12.7%。其中校内作者490人次,占
44.1%;校外及海外作者622人次,占55.9%;校外及海外作者减少1.4个百分点。按第一作者
统计,院士论文5篇,占1.4%;博士生导师51篇,占14.5%;教授、研究员18篇,占5.1%;副教授49篇,占14.0%;博士和博士生199篇,占56.7%;其他29篇,占8.3%。累计高级职称作者论文比例35.0%,博士论文比例56.7%,两者合计91.7%,比上年增加0.9个百分点。
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智慧图书馆的概念
智慧图书馆的概念、特征以及功能 [摘要] 本文首先对智慧图书馆发展的概况进行了分析，其次在部分专家对智慧图书馆进行概念界定的基础上提出了自己的观点，即信息资源、人力资源、设备资源三个资源层面。然后，笔者又先后对智慧图书馆的特征及功能进行了简要的阐述。本文旨在厘清智慧图书馆的概念，为未来开发和部署真正意义上的智慧图书馆提供一定的策略指导。 [关键词]物联网; 智慧图书馆;智能手机 [分类号]G250 1 智慧图书馆发展概况 回顾图书馆的发展历程，我们大致可以将其分为这样几个先后发展阶段：以卡片目录形式存储的，馆藏建设重在藏的传统图书馆阶段；以机读目录记录存储信息的，以藏为主、藏用并举的自动化图书馆阶段；以元数据描述信息，以用为主、藏用并举的复合图书馆阶段；由基于资源到基于集成服务到基于用户的数字化图书馆阶段；基于普适计算的，以用户为中心，整合数字资源，提供主动的个性化信息服务的智能图书馆。 2006年5月中国图书馆学会高等学校图书馆分会围绕图书馆智能化管理、RFID在图书馆应用的可能性分析、对图书馆智能化管理和服务的思考等主题展开了研讨和交流，并明确指出：图书馆智能化管理和服务是以先进的智能技术为基础,将应用于电信、金融、门控、收费管理方面的实用智能化技术引入图书馆的管理和服务中。这些技术包括了智能卡技术、射频识别技术、计算机网络和数据库管理技术、通讯技术、设备集控技术、视音频监控技术、多媒体信息转换技术等多方面的技术。 目前，发达国家已经在智慧图书馆领域有所建树，位于美国纽约最豪华的麦迪逊大街和34街交叉口的纽约21世纪图书馆被称为本世纪的超前性电子图书馆，它在图书馆历史上代表着一种划时代的改革和概念的更新——高科技图书馆和信息库。在这个全新的图书馆里，看不到大量的目录和书架，而是犹如安放1台大型精密仪器的工作室，管理这一切的主角是各类电脑。图书馆主体部分是100多个新式电脑工作台，它们都通过本地和远程的终端与Internet连接，读者随时可以查询所需要的图书报刊、电子文献等各种信息资料，而且还可在全美和国际互联网上找寻所要的材料，包括文字、图片甚至声像多媒体的服务。读者可以携带手提电脑在此最大效率地获取信息，也可使用为每台电脑配备的激光打印机，将所需文献、图表、资料打印出来。同一时期，法国的弗朗索瓦·密特朗国家图书馆、日本电气公司(NEC)开发出的“电子图书馆”系统等，都在智慧图书馆领域里作出了有益地探索和积极地实践。 在我国较早涉猎智慧图书馆的是台湾的台北市图书馆。在94年7月，台北市立图书馆获财团法人家乐福文教基金会提供新开幕的内护垫五楼卖场约32坪空间无偿使用10年，由北市图运用RFID建造世界首创无人服务的智慧图书馆，接着于95年5月在捷运西门站地下街设立了第二座。于1996年12月正式开放的上海图书馆新馆是国内首家信息一体化服务的现代图书馆，在某些方面达到了智能化的程度。此外，深圳图书馆、深圳龙岗区图书馆、中国国家图书馆、首都图书馆、北京信息职业学院、上海陆家嘴图书馆、陕西省图书馆、湖北省图书馆、
数字地球的应用
数字地球对全球变化与社会可持续发展的作用 全球变化与社会可持续发展已成为当今世界人们关注的重要问题，数字化表示的地球为我们研究这一问题提供了非常有利的条件。在计算机中利用数字地球可以对全球变化的过程、规律、影响以及对策进行各种模拟和仿真，从而提高人类应付全球变化的能力。数字地球可以广泛地应用于对全球气候变化、海平面变化、荒漠化、生态与环境变化、土地利用变化的监测。与此同时，利用数字地球，还可以对社会可持续发展的许多问题进行综合分析与预测，如：自然资源与经济发展，人口增长与社会发展，灾害预测与防御等。我国是一个人口多、土地资源有限、自然灾害频繁的发展中国家、十几亿人口的吃饭问题一直是至关重要的。经过二十年的高速发展，资源与环境的矛盾越来越突出。九八年的洪灾，黄河断流，耕地减少，荒漠化加剧，已经引起了社会各界的广泛关注。必须采取有效措施，从宏观的角度加强土地资源和水资源的监测和保护，加强自然灾害特别是洪涝灾害的预测、监测和防御，避免第三世界国家和一些发达国家发展过程中走过的弯路。数字地球在这方面可以发 挥更大的作用。 数字地球对社会经济和生活的影响 数字地球将容纳大量行业部门、企业和私人添加的信息，进行大量数据在空间和时间分布上的研究和分析。例如国家基础设施建设的规划，全国铁路、交通运输的规划，城市发展的规划，海岸带开发，西部开发。从贴近人们的生活看，房地产公司可以将房地产信息链接到数字地球上；旅游公司可以将酒店、旅游景点，包括它们的风景照片和录象放入这个公用的数字地球上；世界著名的博物馆和图书馆可以将其收藏以图像、声音、文字形式放入数字地球中；甚至商店也可以将货架上的商店制作成多媒体或虚拟产品放入数字地球中，让用户任意挑选。另外在相关技术研究和基础设施方面也将会起推动作用。因此，数字地球进程的推进必将对社会经济发展与人民生活产生巨大的影响。 数字地球与精细农业 21世纪农业要走节约化的道路，实现节水农业、优质高产无污染农业。这就要依托数字地球，每隔 3~5 天给农民送去他们的庄稼地的高分辨率卫星影像，农民在计算机网络终端上可以从影像图中获得他的农田里庄稼的长势征兆，通过 GIS 作分析，制定出行动计划，然后在车载 GPS 和电子地图指引下，实施农田作业，及时地预防病虫害，把杀虫剂、化肥和水用到必须用的地方，而不致使化学残留物污染土地、粮食和种子，实现真正的绿色农业。这样一来，农民也成了电脑的重要用户，数字地球就这样飞入了农民家。到那时农民也需要有组织，有文化，掌握高科技。 数字地球与智能化交通 智能运输系统是基于数字地球建立国家和省市、自治区的路面管理系统、桥梁管理系统、交通阻塞、交通安全以及高速公路监控系统，并将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效地集成运用于整个地面运输管理体系，而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输和管理系统，实现运输工具在道路上的运行功能智能化。从而，使公众能够高效地使用公路交通设施和能源。具体地说，该系统将采集到的各种道路交通及服务信息经交通管理中心集中处理后，传输到公路运输系统的各个用户（驾驶员、居民警察局、停车场、运输公司、医院、救护排障等部门）。出行者可实时选择交通方式和交通路线；交通管理部门可自动进行合理的交通疏导、控制和事故处理；运输部门可随时掌握车辆的运行情况，进行合理调度。这就使路网上的交通流运行处于最佳状态，改善交通拥挤和阻塞，最大限度地提高路网的通行能力，提高
“智慧景区”建设
“智慧景区”建设规划 《国务院关于加快发展旅游业的意见》决定把“旅游业培育成国民经济的战略性支柱产业和人民群众更加满意的现代服务业”，为我国旅游业新一轮腾飞确定了方向。 经过30多年的改革开放，我国经济取得了突飞猛进的进步，人均GDP已经达到3000美元，进入了旅游业爆发性增长阶段。近年来，我国高速公路、高速铁路、民航等基础建设速度加快和社会公共服务体系不断完善，为旅游业新一轮的发展奠定了基础。在大力倡导健康旅游、文明旅游、绿色旅游的大背景下，如何把握新的机遇和迎接新的挑战成为我国旅游景区发展面临的新问题。基于以上认识，本文提出“智慧景区”的建设是我国旅游景区未来发展之路，是在新形势下我国旅游才的重大战略。 一、“智慧景区”的概念和内涵 2008年，IBM首次提出“智慧地球”概念，主要思想是把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，即把感应器嵌入和装备到全球每个角落的电网、铁路、桥梁、隧道、公路等各种物体中，并且被普遍连接，形成“物联网”，而后通过超级计算机和“云计算”将“物联网”整合起来，人类能以更加精细和动态的方式管理生产和生活，从而达到全球“智慧”状态，最终形成“互联网＋物联网＝智慧地球”。“智慧景区”是在“数字地球”向“智慧地球”转型这一重大背景的基础下，结合景区特性，运用人类最新文明成果，构建智慧网络，实现景区智能化发展；将最新管理理念同最新技术成果（尤其是物联网）高度集成，全面应用于景区管理，从而更有效地保护旅游资源，为游客提供更优质的服务，实现景区环境、社会和经济全面、协调、可持续发展。换言之，“智慧景区”是能对环境、社会、经济三大方面进行最透彻的感知、更广泛的互联互通和更科学的可视化管理的创新型景区管理系统。 “智慧景区”内涵丰富，主要包括以下方面： 1、通过物联网对景区地理事物、自然灾害、游客行为、社区居民、景区工作人员行迹和景区基础设施和服务设施进行全面、透彻、及时的感知； 2、对游客、社区居民、景区工作人员实现可视化管理；
数字城市的概念
收藏283108 数字城市编辑 “数字城市”（英文：digital city）[1] 以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、遥测、仿真-虚拟等技术，对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，即利用信息技术手段把城市的过去、现状和未来的全部内容在网络上进行数字化虚拟实现。[2] 中文名数字城市 外文名digital city 基础计算机技术、多媒体技术和大规 纽带宽带网络 技术遥感、全球定位系统 目录 1定义 2基本概念 ?定位 ?目标 ?基础 ?关键环节 ?层次 3关键技术 ?体系结构 ?宽带网络 ?海量存贮 ?联邦数据库 ?数据共享与互操作 ?可视化与虚拟现实 ?超链接技术 4建设内容 ?城市设施的数字化 ?城市网络化 ?城市的智能化 ?公众服务平台建设 5专家观点 6未来发展 1定义 编辑 数字城市概念[3] “数字城市”系统是一个人地（地理环境）关系系统，它体现人与人、地与地、人与地相互作用和相互关系，系统有政府、企业、市民、地理环境等，既相对独立又密切相关的子系统构成。政府管理、企业的商业活动、市民的生产生活无不体现出城市的这种人地关系。CUDI 国际城市发展研究院认为城市的信息化实质上是城市人地关系系统的数字化，它体现"人"的主导地位，通过城市信息化更好地把握城市系统的运动状态和规律，对城市人地关系进行调控，实现系统优化，使城市成为有利于人类生存与可持续发展的空间。城市信息化过程表
现为地球表面测绘与统计的信息化（数字调查与地图），政府管理与决策的信息化（数字政府），企业管理、决策与服务的信息化（数字企业），市民生活的信息化（数字城市生活），以上四个信息化进程即数字城市。 介绍 数字城市是指利用空间信息构筑虚拟平台，将包括城市自然资源、社会资源、基础设施、人文、经济等有关的城市信息，以数字形式获取并加载上去，从而为政府和社会各方面提供广泛的服务。数字城市能实现对城市信息的综合分析和有效利用，通过先进的信息化手段支撑城市的规划、建设、运营、管理及应急，能有效提升政府管理和服务水平，提高城市管理效率、节约资源，促进城市可持续发展。[4] 由于人类生活和生产的信息有80%与空间位置有关，因此数字城市是构筑和运行在空间信息平台的基础上。某种意义上说，空间信息平台是数字城市建设过程中的基础设施建设，数字城市的各种高端应用都需要通过空间信息平台实现，并受空间信息平台的建设情况制约，空间信息平台与数字城市的关系就如同道路、桥梁与实体城市的关系。 历史发展 美国副总统戈尔于1998年1月21日提出了数字地球的概念之后，中国学者特别是地学界的专家认识到“数字地球”战略将是推动我国信息化建设和社会经济、资源环境可持续发展的重要武器，并于1999年11月29日至12月2日在北京召开了首届国际“数字地球”大会。从这之后，与“数字地球”相关相似的概念层出不穷。“数字中国”、“数字省”、“数字城市”、“数字化行业”、“数字化社区”等名词充斥报端和杂志，成了当前最热门的话题之一。甚至许多省、市把它作为“十五”经济技术发展的一个重要战略来抓。国家测绘局在2000年全国局长干部会议上明确提出，测绘局系统今后一个时期的主要任务是构建“数字中国”的基础框架；海南、湖南、山西、福建等省都已正式立项启动"数字海南"、"数字湖南"、"数字山西"、"数字福建"工程，其他省区的立项也在紧锣密鼓地筹划之中，而数字城市的立项更是如火如荼。 据报道：2000年5月13日，中国近百名市长与百名IT精英企业聚首"二十一世纪数字城市论坛"，共商推动中国城市数字化进程大计。 中国建设部部长俞正声在论坛开幕致辞时指出，所谓"数字城市"与"园林城市"、"生态城市"一样，是对城市发展方向的一种描述，是指数字技术、信息技术、网络技术要渗透到城市生活的各个方面。建设数字城市能够制止猖獗的违法建筑，并避免制约工程招标和房地产建设中的大量弊端。 科技部官员认为，"数字城市"符合中国目前工业化和信息化并行的经济生活现状，在中国城市现代化建设中具有重要意义。他透露，目前正在制订中的"十五"有关科技攻关计划和规划中，城市的规划、建设和管理，数字化城市工程将是其中的一项重要内容。 中国信息产业部信息化推进司司长宋玲说，实现城市信息化是中国城市融入全球化浪潮的首要和必要条件。中国现已制定了一套衡量信息化水平的比较体系。经过国务院信息化领导小组讨论通过将会发布。 建设部、科技部等部委"十五"期间将启动"数字化城市示范工程项目"，国家准备在"十五"期间共计投入5亿元人民币（地方和企业配套投入40亿人民币），建立5-10个市级综合应用和20-30个城市行业应用的城市数字化示范项目；30-40个社区和企业的数字化示范项目；2-3个跨省市的行业应用以及20-30个数据处理与系统集成的高技术企业。 与前两年仅仅炒作"数字地球"的概念不同，"数字省"、"数字城市"则开始进入到实质性的启动阶段。为了积极有效地推进中国"数字地球"战略的发展，本文以"数字城市"为核心讨论有关的基本概念及实现策略，与之相关的"数字省"、"数字化行业"、"数字化社区"也可以此为参考。
从数字地球到智慧地球
第35卷第2期 2010年2月武汉大学学报 信息科学版Geo matics and Informat ion Science of W uhan U niver sity V ol.35N o.2Feb.2010收稿日期:2010 01 11。项目来源:国家973重点基础研究发展计划资助项目(2010CB731800);国家863计划资助项目(2009AA121404);国家自然科学基金重点资助项目(N010978003)。 文章编号:1671 8860(2010)02 0127 06文献标志码:A 从数字地球到智慧地球 李德仁1 龚健雅1 邵振峰1 (1 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉市珞喻路129号,430079) 摘 要:分析了数字地球的发展及其取得的成就,探讨了伴随着IT 技术、通信技术和传感器技术的发展而出现的传感器网络和物联网这一新的基础设施,设计了基于全IP 架构的物联网的平台框架和典型应用,并展望了从数字地球发展到智慧地球的趋势和美好前景。 关键词:数字地球;传感器网络;物联网;智慧地球;数据服务;功能服务 中图法分类号:P208 1 数字地球及其取得的成就 美国前副总统阿尔 戈尔在1998年提出数 字地球时,就勾勒出一个诱人的虚拟地球景象,使 真实地球作为一个虚拟地球进入了互联网,使普 通老百姓甚至小孩子都能方便地运用一定的科学 手段了解自己所想了解的有关地球的现状和历 史,既能获得自然方面的信息,如地形、地貌、地质 构造、山脉河流、矿藏分布、气候气象等,又能获得 人文方面的信息,如经济、文化、金融、人口、交通、 风土人情等[1]。这个虚拟的数字地球以空间位置 为关联点,整合相关资源(以地理信息系统和虚拟 现实技术集成各类数据资源),实现了 秀才不出 门,能知天下事!(see every thing on Web),见彩 色插页?图1。 数字地球是一个无缝的覆盖全球的地球信息 模型,它把分散在地球各地的从各种不同渠道获 取到的信息按地球的地理坐标组织起来,既能体 现出地球上各种信息(自然的、人文的、社会的) 的内在有机联系,又便于按地理坐标进行检索和 利用。数字地球是信息化的地球,它包括全部地 球资料的数字化、网络化、智能化和可视化的过 程。其核心思想是用数字化手段整体性地解决地 球问题,并最大限度地利用信息资源。数字地球 从数字化、数据构模、系统仿真、决策支持一直到 虚拟现实,是一个开放的复杂的巨系统,是一个全 球综合信息的数据系统工程。数字地球的特点是空间性、数字性和整体性,它有自己的理论体系、技术体系、应用体系、工程体系,在这样的数字地球上,世界各国共同建立了GEOSS (g lobe earth observatio n system of systems)系统,提出了十年行动计划,旨在从9个方面支持社会可持续发展:#减少自然或人为灾害所造成的生命财产损失;?了解环境因素对人类健康和生命的影响;%改善对能源资源的管理;&了解、评价、预测以及适应气候变异与变化;?了解水循环,改善水资源的管理;(改善气象信息、天气预报与预警;)提高对陆地、海岸、海洋生态系统的保护与管理;?支持可持续农业,减少全球荒漠化;+了解、监测和保护生物多样性。下面从十多年的发展来总结一下数字地球所取得的主要成就。1.1 数字地球实现了从二维到三维的跨越地图长期以来被认为是表达、传输和研究地理信息的最佳方式或载体,然而近年来这一观念已被打破了。数字地球作为一个三维的地球信息模型,便被认为是迄今为止人类掌握地球表面信息最好的方式。它的出现使人类在描述和分析地表空间事物的信息上获得了一次飞跃,,,从二维到三维的突破。彩色插页?图2为泰州市人民公园精细真三维模型。
数字地球的概念与应用
数字地球的概念与应用 地球是目前人类唯一赖以生存的星球，合理开发与利用地球资源，有效保护与优化地球环境，是全人类共同的责任。然而人类社会在经历了工业革命之后发现，这个强大的物质文明社会的基础——自然资源的供应正在出现危机，人类赖以生存的地球环境正受到自然和人为作用越来越严重的破坏，一系列全球性和区域性的重大资源环境问题正日益严重地威胁着人类的生存和可持续发展。 为了有效地研究和解决有关地球的重大问题，目前世界上许多国家都在积极地发展和运用先进的科学技术，如以遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）为代表的地球空间信息技术，以数字的方式获取、处理、分析和应用关于地球自然和人文要素的地理空间数据，并以此为基础提出解决资源环境问题的科学方案和有力措施，增强对地球的认识能力。人们利用空间信息去认识、开发和保护人类有限的生存空间，研究国民经济建设和社会发展在地域空间上的分布特征、运行状况、资源环境条件和社会经济基础等，进行规划、监测、管理、决策等。与此同时，随着席卷全球的信息技术革命的迅猛发展，人类组织、传输和实现各类与地理坐标有关的海量信息的观念和方式正在发生翻天覆地的变化。随着计算机技术、互联网技术的蓬勃发展，人们设想把有关地球的海量的、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。借助这个数字地球，人们不论走到哪里，都可以高速地、直观地、按地理坐标了解地球上任何一处、任何方面的信息。 数字地球的概念 数字地球是我们星球的虚拟表示，它包含了人类社会在内的所有
系统和各种生命形式，并以多维、多尺度、多时相、多层面的信息设施表现出来。数字地球的外观是一个基于计算机的地球，具有交互式功能，是我们对真实地球认识的虚拟对照体，及对真实地球及其相关现象统一性的数字化重现与认识。数字地球这一概念的提出，既是人们认识世界、改造世界的客观需要，更是知识经济、信息社会发展的必然进程。构筑数字地球对于提高人们的生活质量，促进科学技术的进步，实现经济与社会的可持续发展，有十分重要的意义。 自从数字地球这一概念于1998年提出之后，国际社会予以极大关注，很快得到很多国家和地区的广泛认可，我国政府也积极响应。江泽民同志在1998年6月1日接见两院院士时特别提到数字地球。中国科学院地学部及时成立了数字地球战略研究组，提出了《关于“中国数字地球”发展战略的建议》。1999年，中国科学院在北京隆重召开第一届数字地球国际会议，关于数字地球理论与技术的讨论及相关应用研究迅速发展起来。此后，第二、第三、第四、第五届数字地球国际会议分别于2001、2003、2005和2007年在加拿大、捷克、日本、美国成功召开，第六届数字地球国际会议将于2009年9月在北京举办。2006年成立了总部设在中国的国际数字地球学会，以推动数字地球在全球的发展。2008年3月，由国际数字地球学会与英国Taylor & Francis出版集团联合创刊的《国际数字地球学报》出版发行，为全球该领域学者提供了一个研究数字地球的学术交流平台。 数字地球的迅猛发展彰显其重要性。客观地说，数字地球是整合利用共享现有数据和信息资源的最佳途径，数字地球是可持续发展中信息资源的主体与核心，数字地球在社会发展、经济建设、国防安全中有重要作用。数字地球展现了地球科学技术、空间科学技术、信息
谈谈你对数字地球的认识
谈谈你对数字地球的认识 数字地球，首先是数字，而二十一世纪的数字，是建立在计算机科学的基础之上。 从1964年的“埃尼阿克”(ENIAC）的诞生到现在，我们的生活发生了翻天覆地的变化。当我们早上起来，打开自己的PDA，查看备忘录，收发邮件；之后打开电脑，浏览新闻；出门购物，商家用网络管理自己的商品，确保您购物愉快；行车上路，交通部门对特殊路段进行实时监控，方便人们出行；吃饭的时候，可以上网浏览一下餐馆信息。这些我们生活的方方面面都已经里不开计算机。现在的人们，一顿饭不吃可以，但是一天不上网，那是不行。当人们从计算机科学中获得便利的时候，我们更希望它能更好的服务与我们。 这样，我们更加需要一个极为数字的地球，来满足我们。 数字地球，一个以地球坐标为依据的、具有多分辨率的海量数据和多维显示的地球虚拟系统。 首先，我们需要足够精确的地球信息，精确到地球上每一平方米的土地，甚至是地面以下的；足够大的网络带宽，够我们顺畅的浏览；足够海量的数据库，能够存储下巨大的地球信息。当然，这些只是首先，只是我们建立数字地球的一些根本需求。 当世界上有80%的事情都和空间信息有关的时候，那么数据的采集将变得十分的困难。试想一下，把时间暂停在这一秒，看看我们周围，有多少事情发生；再前进一秒，看看那些事情已经改变。而我们，肯定不只是希望看到一秒的地球，我们渴望看到过去，看到未来。 要建立起整个中国的数字地球时，仅影响数据就有53T，而中国的面积只占地球面积的1.88%。面对这样的海量数据，存储，查找等方面都是难题，由此，元数据库的建设是非常必要的。它是关于数据的数据，通过它可以了解有关数据的名称、位置、属性等信息，从而大大减少用户寻找所需数据的时间。 其次，信息不能只是仅仅的存储，还需要进行计算才能够被人们所使用，而地球上发生的大部分的事，都是非线性的，变化过程复杂，而空间时间跨度又大，这样计算的难度呈几何倍数增加，我们只能依靠于超级计算机的计算能力，及开发新的算法。利用数据挖掘（Data Mining）技术，我们将能够更好地认识和分析所观测到的海量数据，从中找出规律和知识。科学计算将使我们突破实验和理论科学的限制，建模和模拟可以使我们能更加深入地探索所搜集到的有关我们星球的数据。 最后，将所有“大菜”呈现在我们眼前的是可视化技术，只有实现了可视化，我们之前的所有努力才没有白费，我们才能够真正享受到数字地球带给我们的便利。有了可视化，我们才能真正的坐在家里，去看帕特浓神庙，去看孟菲斯的金字塔，去看第一缕阳光，照耀在本初子午线上。当我们可以坐在家里，却看着自己在商店试衣服；当我们在出门前就可以避开堵车，选定行车路线；当我们决定去旅游时，可以提前安排好自己的一切衣食住行；那样，才是数字地球的真正意义。 在数字地球中，最根本的是地球空间信息科学，地球空间信息科学的技术体系中最基础和基本的技术核心是"3S"技术及其集成。所谓"3S"是全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）和遥感（RS）的统称。没有"3S"技术的发展，现实变化中的地球是不可能以数字的方式进入计算机网络系统的。 你也许会问，数字地球究竟会给我们什么方面带来大的影响？答案是：所有。对全球变化与社会可持续发展，对社会经济和生活，对精细农业，对智能化交通，对Cybercity，对专家服务，甚至包括现代化战争。 现在，全球变暖，土地荒漠化，赤潮，冰川溶解，洪水，飓风······这些都可以在计算机中利用数字地球可以对全球变化的过程、规律、影响以及对策进行各种模拟和仿真，从而提高人类应付全球变化的能力。与此同时，利用数字地球，还可以对社会可持续发展的许
数字地球知识点
数字地球知识点 1、数字地球是什么？ 数字地球的概念最初是由美国前副总统戈尔提出，其核心内容是全球信息数字化。数字地球是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现与再认识，是遥感技术、全球定位系统、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等各种技术的综合应用，以数字的方式获娶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。 2、数字地球的核心思想是什么？ 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；二是最大限度地利用信息资源，并使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们想了解的有关地球的信息。 3、数字地球主要组成？ 数字地球以因特网为基础、以空间数据为依托、以虚拟现实技术为特征，是具有三维界面和多种分辨率浏览器面向公众的开放系统，其主要组成一般包括以下三个部分：数据系统、软硬件系统和应用模型。 4、数字地球的应用对全球变化与社会可持续发展的作用？ 全球变化与社会可持续发展已成为当今世界人们关注的重要问题，数字化表示的地球为我们研究这一问题提供了非常有利的条件。在计算机中利用数字地球可以对全球变化的过程、规律、影响以及对策进行各种模拟和仿真，从而提高人类应付全球变化的能力。数字地球可以广泛地应用于对全球气候变化，海平面变化，荒漠化，生态与环境变化，土地利用变化的监测。与此同时，利用数字地球，还可以对社会可持续发展的许多问题进行综合分析与预测，如：自然资源与经济发展，人口增长与社会发展，灾害预测与防御等。 5、数字地球的应用对社会经济和生活的影响？ 数字地球将容纳大量行业部门、企业和私人添加的信息，进行大量数据在空间和时间分布上的研究和分析。例如国家基础设施建设的规划，全国铁路、交通运输的规划，城市发展的规划，海岸带开发，西部开发。从贴近人们的生活看，房地产公司可以将房地产信息链接到数字地球上；旅游公司可以将酒店、旅游景点，包括它们的风景照片和录象放入这个公用的数字地球上；世界著名的博物馆和图书馆可以将其收藏以图像、声音、文字形式放入数字地球中；甚至商店也可以将货架上的商店制作成多媒体或虚拟产品放入数字地球中，让用户任意挑选。另外在相关技术研究和基础设施方面也将会起推动作用。因此，数字地球进程的推进必将对社会经济发展与人民生活产生巨大的影响。
论智慧景区建设--以九寨沟为例
论“智慧景区”建设 ——以九寨沟景区为例 (章小平，邓贵平) 摘要：“智慧景区”建设是在“数字地球”向“智慧地球”转型这一重大背景下提出来的，是新形势下旅游景区发展的重大战略选择，是实现旅游景区可持续发展的必由之路，是当前建设“美丽中国”的重要内容。文章首先回顾了智慧思想的演变历程，然后在阐述“智慧景区”概念和主要特征的基础上探讨了“智慧景区”建设的主要内容，最后以九寨沟景区为例进行实证研究。 关键词：智慧；智慧景区；物联网；信息化建设；九寨沟 1.引言 2009年，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”(Smart Earth)这一概念，建议奥巴马新政府投资新一代的智慧基础设施。这一理念的主要内容是把新一代IT技术充分运用到各行各业中，即把传感器（射频传感器、位置传感器、能耗传感器、速度传感器、热敏传感器、湿敏传感器、气敏传感器、生物传感器等）嵌入和装备到全球每个角落的电网、铁路、桥梁、隧道、公路等各种物体中，并且普遍连接，形成“物联网”，并通过超级计算机和云计算将“物联网”整合起来，实现网上数字地球与人类社会和物理系统的有机整合。在此基础上，人类能以更加精细和动态的方式管理生产和生活，从而达到“智慧”状态[1]。 伴随着“数字地球”向“智慧地球”转型，“智慧景区”也孕育而生。2010年1月，章小平等在中国旅游报发表《“智慧景区”建设浅探》，首次提出“智慧景区”建设理念，他们认为“智慧景区”是能对环境、社会、经济三大方面进行最透彻的感知、更广泛的互联互通和更科学的可视化管理的创新型景区管理系统，并从信息化建设、学习型组织创建、业务流程优化、战略联盟、危机管理等五方面探讨了“智慧景区”建设路径[2]。后来，他们又以九寨沟景区为实证对象，进一步探索了“智慧景区”建设的理论基础和技术支撑，以及建设时需注意的事项[3,4,5]。随着“智慧景区”建设的不断推进，“智慧景区”逐渐成为学者探讨的热点问题，如邵振峰等(2010)讨论了“基于物联网的九寨沟智慧景区管理”问题[6]，党安荣等(2011)对“智慧景区”的内涵和总体框架进行了研究[7]，邓贵平等(2011)讨论了视频巡航技术在“智慧九寨”建设中的运用[8]，常少辉等(2011)设计了基于物联网的智慧颐和园信息基础设施方案[9]，梁焱(2011)设计了基于云计算的智慧黄山景区数据基础设施规划方案[10]，左齐等(2011)设计了基于模式识别的智慧青城山-都江堰景区安全防范系统[11]，宋磊等(2011)设计了基于3D-GIS的智慧泰山景区信息集成平台[12]，彭霞等(2011)还探讨了智慧
未来网络教育的发展-精品
未来网络教育的发展-精品 2020-12-12 【关键字】情况、成就、文件、效益、质量、模式、增长、计划、监控、基层、问题、战略、系统、体制、有效、大力、自主、继续、充分、现代、良好、和谐、公平、健康、快速、持续、合作、提升、统一、发展、建设、细化、建立、提出、发现、掌握、了解、研究、特点、关键、支撑、网络、情绪、思想、成果、地位、基础、需要、环境、竞争力、政策、项目、途径、资源、体系、负担、能力、需求、主导、方式、特色、办法、标准、规模、水平、指导思想、力度、分析、把握、逐步、形成、丰富、保护、满足、整合、规划、开展、管理、监督、保证、服务、指导、支持、教育、方向、促进、创新、实现、提高、转变、协调、推进、规范、多层次、中心、核心、智能化 ——西安交通大学郑庆华 尊敬的各位领导，各位来宾，各位同仁大家上午好！非常荣幸受到奥鹏的邀请参加此次“百年.承启”奥鹏年会，也非常感谢各位领导、各位同仁长期以来对西安交通大学现代远程教育事业的支持。今天早上的演讲我的主题是现代远程教育公共服务体系的使命、机遇和挑战。我想从三个方面来汇报。 今年恰好是现代远程教育试点十周年，在2009年11月，教育部举办了现代远程教育十周年的总结和庆典，回顾了现代远程教育十年的发展历程，全国人大常委原教育部副部长吴启迪同志回顾了中国远程教育发展的历程，并且把十年德成就和经验总结为以下五点。一是现代远程教育已经成为我国高等教育和终身教育体系建设的重要组成部分；二是中国已经初步形成了有自主特色的现代远程教育高等教育办学体系和知识服务体系；三是初步建立了高校现代远程教育的政策和监管体系，教育质量得到了基本保证，社会声誉逐步提高；四是积极开展面向行业、农村、基层和部队办学，初步建立了适合在职人员继续教育的教学管理和支持服务模式。五是积极推进网络教育资源共享平台和公共服务体系。我们看到把公共服务体系作为一项重要的内容。 现代远程教育概括来讲，从国家层面来讲就是实现三大目的，首先是提供有效知识提供平台，为每个人享有平等的受教育机会，消除城乡和农村之间、西部和东部之间的数字鸿沟问题。在这样的背景下为什么需要公共服务体系？我们分析一下。 首先从国际大环境来说，我们国家2001年加入WTO以后，给教育的保护期是15年，15年以后，许多国外的教育机构甚至办学机构都可以进入中国，在这样的大背景下，国家面临新的挑战，急需要提高国际竞争力。从国内来说，教育部从最早的4所高校发展到现在的68所高校急需要一个资源整合、品牌特色、资源统一的远程教育服务体系，需要建立统一规范的高标准的远程教育服务体系，更好的为68所实验高校提供社会化的支持。其次远程
数字地球的关键技术
摘要“数字地球”是遥感、遥测、数据库与地理信息系统、全球定位系统、互联网/万维网、仿真与虚拟技术等现代科技的高度综合集成和升华。“数字黄河”是从数字地球外延而来，其关键的支撑技术是空间数据共享平台、元数据管理、空间数据仓库、异构环境管理复杂数据对象、分布式海量数据存储技术、无级比例尺模型等。 关键词数字地球数字黄河关键技术 一、“数字地球”的基本概念 由来：1998年1月，美国前副总统戈尔在加利福尼亚科学中心发表了题为“数字地球：21世纪认识地球的方式”的报告。 要点：在三维地球的数字框架上，按照地理坐标集成有关的海量空间数据及相关信息，构建一个数字化的地球，即“数字地球”，为人们认识、改造和保护地球提供一种重要的信息源和新技术手段。 实质：数字地球是遥感、遥测、数据库与地理信息系统、全球定位系统、互联网络（Internet）/万维网（Web）、仿真与虚拟技术等现代科技的高度综合集成和升华，是当今科技发展的制高点。 推进：“数字地球”计划与我国的“国家信息化”或“国民经济信息化”的战略目标是一致的，在国内也引起了我国领导人与科技界极大的关注。“数字地球”计划是中国21世纪信息产业发展的切入点，是我国实施可持续发展战略的技术保障。实现“数字地球”计划是关系到国家和国防的安危以及经济和科技发展战略的重大问题。 内涵与外延：“数字地球”的内涵实质上是信息化的地球，包括地球大部分要素的数字化、网络化、智能化、可视化的全部过程。外延包括数字区域与数字行业，如数字北京、数字福建、数字铁路、数字国土等。 数字地球的基础技术：多种分辨率的遥感技术、快速定位技术、以计算机为核心的WebGIS与Open GIS技术以及高速计算机通信网络技术等。 二、“数字地球”的支撑技术 “数字地球”的学科交叉与知识融合模式可概括为： 3S（GIS/RS/GPS）+NET+VR 其中：GIS为地理信息系统；RS为遥感技术，GPS为全球定位系统；NET为网络；VR为虚拟现实。 关键技术包括分辨率的卫星遥感技术，海量数据的快速存储与处理技术，高速网络技术，WebGIS与OpenGIS的互操作技术，多分辨率多维数据的融合与主体动态表达技术，仿真与虚拟技术，元数据Metadata技术。 从“数字地球”与“数字黄河”应用需求看，应重点考虑以下关键支撑技术： 1.空间数据共享平台 地理空间信息具有基础性、区域性、共享性、综合性和分布性，已得到广泛的重视和应用。由于缺乏协调和管理，各个系统之间是独立的，对基础数据进行了重复采集和数字化，系统间缺乏交流和共享，不能适应信息化和网络化的要求，限制了地理信息的广泛应用。 空间数据共享平台由通信网络、空间信息资源、空间信息处理服务和用户操作界面构成，实现各专业部门对基础信息和处理功能的共享，以及各专业部门信息和处理功能间的集成和融合的框架。 空间信息资源包括各种类型的数字地理空间信息和空间参考信息，具体有电子地
数字地球导论
数字地球导论论文 ——浅谈数字地球、智慧城市与大数据的关系 教师：苗放 学号：201005090227 姓名：徐云凤 班级：10级空间二班
既然要浅谈数字地球、智慧城市与大数据的关系以及对数据科学、数据产业的认识，那么首先需要了解什么是数字地球，什么是智慧城市，什么是大数据，什么是数据科学以及什么是数据产业。 数字地球：一个以地球坐标为依据、具有多分辨率的海量数据和多维显示的地球虚拟系统。数字地球看成是“对地球的三维多分辨率表示、它能够放入大量的地理数据”。在接下来对数字地球的只管实例解释中可以发现，戈尔德数字地球学是关于地球、全方位的GIS与虚拟现实技术、网络技术相结合的产物。它需要诸多学科，特别是信息科学技术的支撑。期中主要包括：信息高速公路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储技术、科学计算以及可视化和虚拟现实技术。 智慧城市：新一代信息技术支撑、知识社会下一代创新环境下的城市形态。智慧城市基于物联网、云计算等新一代信息技术以及维基、社交网络、Fab、Living Lab、综合集成法等工具和方法的应用，营造有利于创新涌现的生态，实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以及用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的可持续创新。利用信息和通信技术令城市生活更加智能，高效利用资源，导致成本和能源的节约，改进服务交付和生活质量，减少对环境的影响，支持创新和低碳经济。实现智慧技术高度集成、智慧产业高端发展、智慧服务高效便民、以人为本持续创新，完成从数字城市向智慧城市的跃升。智慧城市是智慧地球的体现形式，是Cyber-City、Digital-City、U-City的延续，是创新2.0时代的城市形态，也是城市信息化发展到更高阶段的必然产物。但就更深层次而言，智慧地球和智慧城市的理念反应了当代世界体系的一个根本矛盾，就是一个新的、更小的、更平坦的世界与我们对于这个世界的落后管理之间的矛盾，这个矛盾有待于用新的科学理念和高新技术去解决。此外，智慧城市建设将改变我们的生存环境，改变物与物之间、人与物之间的联系方式，也必将深刻地影响和改变人们的工作、生活、娱乐、社交等一切行为方式和运行模式。因此，本质上，智慧城市是一种发展城市的新思维，也是城市治理和社会发展的新模式、新形态。智慧化技术的应用必须与人的行为方式、经济增长方式、社会管理模式和运行机制乃至制度法律的变革和创新相结合。 大数据：或者称为巨量资料，指的是所涉及的资料规模巨大到无法透过目前主流软件工具，在合理时间内达到撷取、管理、处理并整理成为帮助企业经营决策更积极目的的资讯。大数据的4v特点：volume、velocity、variety、veracity。大的数据需要特殊的技术，以有效的处理大量的容忍经过时间内的数据。适用于大数据的技术，包括大贵弄的并行处理数据库，数据挖掘电网、分布式文件系统、分布式数据库、云计算平台、互联网和可扩展存储系统。 介绍完数字地球，什么是智慧城市，什么是大数据，,接下来就来浅谈一下数字地球、智慧地球认识。 智慧城市与数字城市之间的关系分析 智慧城市是城市信息化的3.0(信息港是1.0，数字城市是2.0)，是基于数字城市(网络城市)之上，把物联网作为第五基础设施，利用和融合更为先进的技术，促进物人之间的互动能力，提高城市的智能化程度，是一种基础设施高端、管理服务高效、产业生机勃勃、环境智慧友好、未来特质明显的新型城市形态。智慧城市与数字城市是一脉相承的，是从数字城市一步步发展过来的，所以智慧城市建设一定充分利用数字城市的已有基础和资源，实现优化升级、节省资源，实现城市建设和发展思路和理念的智慧。数字城市与智慧城市的联系 1、数字城市与智慧城市都是美国的舶来品
从数字地球到智慧地球
https://www.360docs.net/doc/931419524.html, 国土资源在线 国土资源导刊 9 地理信息资源是信息资源的一种特殊类型，是提 带有地理坐标或与地理空间位置相关联的信息资源，例如各种比例尺的基础测绘成果（4D产品）、工程测量成果、增值地理信息成果。 地理信息资源广泛存在于经济、社会各个领域和部门，是各种事物形态、内在规律、和其他事物联系等的纽带。随着社会的不断发展，地理信息资源对国家和民族的发展，对人们工作、生活至关重要，成为国民经济和社会发展的重要战略资源。它的开发和利用是整个信息化体系的核心内容。 地理信息资源与自然资源、物质资源相比，具有以下几个比较突出的特点：可共享和重复利用，共享程度越高和重复利用率越高，其发挥的价值越大；具有整合性．基于地理信息可以整合与集成各类信息；它是社会财富，任何人无权全部或永久买下信息的使用权；它是商品，可以被销售、贸易和交换；部分资源还具有涉密性，要按照密级成果来管理与使用。 我们正处于信息时代的快速时期，信息化广泛影响人类的生产、管理和生活方式。在各种社会经济信息中，80%与地理空间位置有关，并需要以地理信息作为背景和支撑。因而地理信息的生产、管理和应用已经成为一个重要的信息产业，而且将影响社会经济领域的各个方面，包括个人生活方式。在中国乃至世界范围内，人们正在利用各种手段收集和整合地理信息资源，构造数字地球，企图实现智慧地球与物联网时代。 湖南省也在跟进与积极应对，正在开展长株潭“三网”融合试点，前瞻性规划数字湖南及我省物联网产业的发展。我们希望在湖南通过地理信息资源的开发，让老百姓能够方便得到和推广使用地理空间信息，为加速我们信息化，推动新型城镇化、新型工业化及农业现代化的发展。 测绘行政管理部门，除了提供基础测绘服务和保障，还有另一个重要职责就是要减少重复测绘。因此，需要注重以下几方面的工作： ●陈述测 绘 推动地理信息资源共享或重复利用。政府、企业、社会信息化应用的强烈需求，使地理信息资源从技术应用变成了无处不在的重要经济资源。测绘行政主管部门向社会提供基础地理信息资源是其一项重要职责，这部分地理信息资源的共享与服务是没有问题。但是，其他部门或行业的地理信息资源共享的难度还比较大，有许多部门地理信息资源仅在部门内部，有时内部共享也很难，仅在一个很小的范围使用，其价值没充分发挥，而很多需要的和想用的用户只能望数据而兴叹。 标准化促进地理信息资源价值化。地理信息的标准化，是降低用户使用成本、获取更多更好的地理信息资源、实现地理信息增值的重要保障。在不同系统之间传输数据，集成数据模型、格式和坐标系统，集成来自不同服务器的地理信息资源，得到所需要的地理信息服务，这也是当前正在快速发展地理信息公共服务平台思想。 组织协调促进信息共享与数据交换。加强信息资源整合、开发利用是信息化工作取得实效的关键。高度重视信息资源开发利用对促进经济社会发展的重要作用，坚持以信息资源开发利用为核心，以产业化为方向，进一步整合、挖掘、开发利用信息资源，不断推动数字湖南、数字城市的建设水平。 制定明确的政策，引导地理信息产业发展。根据经济社会发展、特别是人民生活多方面的实际需要，进一步完善基础地理信息资源管理和提供政策，科学处理地理信息保密与应用的关系，在不危害国家安全的基础上，推动基础地理信息资源的社会化开发利用。大力拓展地理信息应用领域，支持地理信息在环境保护、防灾减灾、应急保障、电力、石油、商业规划、金融保险、资源勘探等领域的应用，推进地理信息资源更好地服务经济社会发展。鼓励对地理信息资源进行增值开发，深化地理信息应用层次，开发便捷、适用和多样化地理信息产品，充分满足人们生活 陈建军：江西是第一故乡，湖南则是第二故乡。而立之年中科院研究生院博士毕业，后在中科院资源与环境信息系统国家重点实验室做博士后。崇尚的名言是：在 现实中不断超越自我。Email: gtzydk@https://www.360docs.net/doc/931419524.html, 责编：刘许生
数字地球论文
要求再要，关键词按章节来写引言1 1.1 1.1.1 参考文献英文再要参考文献用[[]标出 数字地球导论作业 题目地学技术与数字地球的发展 班级地信本0901 姓名程志强 学号200901440125 时间2011年5月6号
人口·资源与环境学院 前言 随着科学技术的进步，人类研究地球的手段也越来越先进,研究的对象越来越多。数字地球技术也得到了前所未有的发展。测绘学尤其是现代测绘学的发展给数字地球的发展做出了极大的贡献，遥感和GPS的发展为数字地球的发展提供了更先进的技术平台，近几年我国的数字地球也在快速的发展和成熟。本文将谈谈测绘、3S技术等地学的前端技术在数字地球中的应用，对数字地球带来的发展及数字地球的发展前景 关键词 数字地球测绘技术3S技术我国发展 引言 1 数字地球的提出和组成 数字地球是美国副总统戈尔1998年初提出的，是一个以地球坐标为依据的、具有多分辨率的海量数据和多维显示的地球虚拟系统。数字地球看成是“对地球的三维多分辨率表示、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可以发现，戈尔的数字地球学是关于整个地球、全方位的GIS与虚拟现实技术、网络技术相结合的产物。“数字地球”不是一个孤立的项目，而是一项整体性的、导向性的国家战略目标，它包括信息的获取、信息的处理和信息的应用。数字地球是地球科学与信息科学技术的综合，是一门综合性的科学技术。数字地球的特点是大规模、高投入、跨学科、全球性，数字
地球技术是近几年发展特别快的几个科学技术之一。数字地球需要有很多技术作为支持的平台，因此比如遥感测绘等技术的发展从很大程度上将决定数字地球的发展。 2数字地球的性质和意义 “数字地球”就是数字化的地球，信息化的地球，或地球信息化；这与国家信息化的思想基本上一致；信息化的问题就是数字化、网络化、智能化。杨凯认为，戈尔通过“数字地球”概括、展望了21世纪发展的特点、方向；建“数字地球”是要达到把地球空间信息资源的共享这一最主要的目标；“数字地球”是一个全球共同使用空间信息的一个环节和平台；它的社会效益、经济效益，包括把它当作一个新经济增长点，都是很实在的。陈军认为，有必要开展中国的“数字地球”计划，因为， 1）它是一个整体性的事业，以此来统筹我国的地球信息、地理信息的工作，推动地球科学数据共享是很必要的， 2）它是维扩我们国家主权和权益的需要， 3）它是我国经济发展的需要。（承继成语） 正文 1测绘学在数字地球中的应用 1.1测绘学的概念及发展 1.1.1 测绘学的概念测绘是以计算机技术、光电技术、网络通讯技术、空间科学、信息科学为基础，以全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)为技术核心，将地面已有的特征点和界线通过测量手段获得反映地面现状的图形和位子信息，供工程建设