GIS 技術(shù)

GIS技術(shù)可以為多種來源的空間信息數(shù)據(jù)采集提供地學(xué)知識與處理。空間數(shù)據(jù)是指描述“空間實(shí)體”的空間位置特征與專題屬性的數(shù)據(jù)，通常包括不同來源和形式的遙感數(shù)據(jù)、地形圖數(shù)據(jù)、專題圖數(shù)據(jù)、野外采樣數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)調(diào)查數(shù)據(jù)等。

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廣西壯族自治區(qū)農(nóng)用地分等是在掌握全自治區(qū)農(nóng)用地?cái)?shù)量與分布的基礎(chǔ)上，借助于地理信息系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，對農(nóng)用地的質(zhì)量進(jìn)行全面、科學(xué)、綜合的評價(jià)，為提高農(nóng)用地管理提供依據(jù)。工作中主要利用MapGIS軟件強(qiáng)大的圖形編輯功能、數(shù)據(jù)庫管理功能和空間分析功能，科學(xué)量化農(nóng)用地?cái)?shù)量、質(zhì)量和分布，形成數(shù)字化的各類農(nóng)用地分等工作底圖，對全自治區(qū)農(nóng)用地進(jìn)行綜合分析、評價(jià)，提高了分等結(jié)果的準(zhǔn)確性和精確性。廣西壯族自治區(qū)農(nóng)用地分等采用的信息系統(tǒng)是以MapGIS軟件為基礎(chǔ)平臺，結(jié)合Excel電子表格和Access數(shù)據(jù)庫等軟件，根據(jù)該自治區(qū)農(nóng)用地分等的技術(shù)路線，對MapGIS軟件進(jìn)行局部的二級開發(fā)，保證了廣西壯族自治區(qū)農(nóng)用地分等信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完整和功能齊全，建庫方便、快捷。

（一）資料整理與圖件準(zhǔn)備

將資料整理錄入計(jì)算機(jī)，對資料數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合核實(shí)，剔除不符合實(shí)際的特殊的極值，為入庫做好準(zhǔn)備。圖件的準(zhǔn)備工作包括工作底圖的準(zhǔn)備和其他專業(yè)要素圖件的準(zhǔn)備。圖件比例尺要滿足農(nóng)用地分等精度要求，圖上內(nèi)容要素齊全、圖面清晰，滿足掃描矢量化要求。

（二）工作底圖的入庫（數(shù)字化）

具體工作過程中，采用各縣（市、區(qū)）1∶5萬～1∶10萬的土地利用現(xiàn)狀圖作為工作底圖，用掃描儀將工作底圖資料進(jìn)行灰度掃描，以柵格形式存貯于圖像文件中（例如TIFF格式），在MapGIS軟件編輯功能下，經(jīng)過圖像黑白轉(zhuǎn)換，進(jìn)行矢量化，轉(zhuǎn)換成矢量數(shù)據(jù)，把點(diǎn)、線分層存入，成為線文件或點(diǎn)文件，再進(jìn)行點(diǎn)、線、面的編輯，然后把編輯好的圖形文件進(jìn)行光柵處理，輸出圖件校對。其中，圖形編輯包括對點(diǎn)、線、面3種圖元的空間數(shù)據(jù)和圖形屬性進(jìn)行編輯。首先，對已經(jīng)矢量化好的圖形文件（線文件或點(diǎn)文件）進(jìn)行參數(shù)設(shè)置（即分層設(shè)置、線形設(shè)置、符號設(shè)置、區(qū)顏色設(shè)置），編輯點(diǎn)、線屬性結(jié)構(gòu)；然后，對圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行自動拓?fù)涮幚恚?jīng)過建立拓?fù)潢P(guān)系的圖形，每個(gè)區(qū)域賦予屬性并自動控制為區(qū)域填色。根據(jù)圖件的用途，可以更改區(qū)域參數(shù)及屬性。

（三）分等單元圖的編制

根據(jù)分等評價(jià)單元的基本要求和單元劃分時(shí)應(yīng)遵循的原則，結(jié)合廣西壯族自治區(qū)區(qū)域內(nèi)地貌類型多樣、地形復(fù)雜、土壤類型異常明顯，呈垂直分帶性、農(nóng)用地分布零碎等特點(diǎn)，采用疊置法將同比例尺的土地利用現(xiàn)狀圖（工作底圖）與地形圖、土壤圖疊加，手工劃分分等評價(jià)單元，并按行政區(qū)劃編號。

在已經(jīng)編制好的各縣（市、區(qū)）分等評價(jià)單元圖上，進(jìn)行農(nóng)用地分等單元圖數(shù)字化，即將劃分好的分等評價(jià)單元的手工圖作為作者原圖，在已經(jīng)數(shù)字化的同比例尺土地利用現(xiàn)狀圖上，采用MapGIS在圖上進(jìn)行點(diǎn)圖元編輯。然后，在圖形編輯菜單中打開區(qū)屬性編輯欄，根據(jù)單元編號所在的區(qū)域（即面域），輸入單元編號，編輯單元區(qū)屬性（即分等單元屬性編輯），使單元編號成為圖、表鏈接的關(guān)鍵字段，完成分等單元圖件數(shù)字化。

（四）編制單元因素分值

以手工劃分的分等評價(jià)單元圖為工作底圖，按照廣西壯族自治區(qū)農(nóng)用地分等所確定的分等因素圖逐一套合分等評價(jià)單元，讀出該評價(jià)單元所應(yīng)有的因素分值，即計(jì)算單元因素分值，對照“指定作物－分等因素－自然質(zhì)量分”關(guān)系表，將分等因素分值轉(zhuǎn)換成分等因素自然質(zhì)量分，再把各分等評價(jià)單元的自然質(zhì)量分錄入計(jì)算機(jī)，編制分等單元分等因素自然質(zhì)量分值表。

（五）分等評價(jià)單元的自然屬性和經(jīng)濟(jì)屬性入庫

將分等評價(jià)單元自然質(zhì)量分值表以Excel格式錄入計(jì)算機(jī)，成為電子表格文件，即分等評價(jià)單元的自然屬性入庫。分等評價(jià)單元的經(jīng)濟(jì)屬性指單元的土地利用系數(shù)和土地經(jīng)濟(jì)系數(shù)，是將有關(guān)資料在電子表格上按指標(biāo)區(qū)進(jìn)行匯總計(jì)算得出，根據(jù)規(guī)程要求劃分土地利用等值區(qū)和土地經(jīng)濟(jì)等值區(qū)，將各分等評價(jià)單元所處的土地利用等值區(qū)的值與土地經(jīng)濟(jì)等值區(qū)的值讀出并錄入分等評價(jià)單元自然屬性表，再在計(jì)算機(jī)上對電子表格進(jìn)行分析，計(jì)算出各類等指數(shù)，完成分等評價(jià)單元的自然屬性和經(jīng)濟(jì)屬性入庫，把Excel電子表轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)庫存為DBASE格式文件。

（六）建立農(nóng)用地分等數(shù)據(jù)庫

將編輯好的分等單元圖形屬性的數(shù)據(jù)文件與數(shù)據(jù)庫中的分等單元自然屬性和經(jīng)濟(jì)屬性質(zhì)量分值電子表（DBASE格式）數(shù)據(jù)文件，根據(jù)關(guān)鍵屬性字段（分等單元編號）掛接，即把已經(jīng)存在的圖形屬性信息和空間數(shù)據(jù)庫中的自然屬性和經(jīng)濟(jì)屬性信息用關(guān)鍵字段鏈接起來，使圖、表合一，成為統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)庫。這樣建立起來的農(nóng)用地分等數(shù)據(jù)庫，可以把圖形屬性數(shù)據(jù)和空間屬性數(shù)據(jù)庫的采集并行，便于圖、表的修改，即對表格進(jìn)行修改，就能使圖形自動完成更改，提高成圖的工作效率和精度。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件屬性管理菜單中，根據(jù)屬性賦參數(shù)欄，對各種農(nóng)用地分等因素值、分等指數(shù)參數(shù)值規(guī)定一定范圍域，給范圍域設(shè)置顏色參數(shù)，完成顏色參數(shù)設(shè)置后，農(nóng)用地分等信息系統(tǒng)自動給數(shù)據(jù)圖形的值域賦予顏色，進(jìn)行農(nóng)用地的各種因素圖件和等別圖件的制作，并根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)的條件生成點(diǎn)文件，把區(qū)域?qū)傩赞D(zhuǎn)換成等別號，圖形上注解等級信息，由此完成廣西壯族自治區(qū)農(nóng)用地分等數(shù)據(jù)庫的建立。

（七）農(nóng)用地等別面積的匯總統(tǒng)計(jì)

根據(jù)等別圖圖形屬性數(shù)據(jù)文件，在MapGIS軟件實(shí)用服務(wù)功能上，打開投影變換菜單，點(diǎn)擊工具欄，在屬性生成文件文本目錄下，打開圖元文件，由圖形屬性庫（各單元圖形屬性）生成文件，存為TXT格式的報(bào)表文件，再由TXT文件轉(zhuǎn)為Excel電子表格，進(jìn)行分等面積匯總。由圖形屬性文件轉(zhuǎn)換成的Excel電子表格文件，保留了農(nóng)用地各單元的屬性，例如，鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村、地類號、單元號、等別、面積等。在此基礎(chǔ)上分村匯總等別面積，并結(jié)合各縣（市、區(qū)）土地利用現(xiàn)狀變更臺賬數(shù)據(jù)，進(jìn)行單元面積平差。經(jīng)過平差的農(nóng)用地單元面積，分村、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、縣（市、區(qū)）、全自治區(qū)4級，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行等別面積匯總統(tǒng)計(jì)。

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我說一些關(guān)于數(shù)字地球的吧

數(shù)字地球

一、 “ 數(shù)字地球 ”的提出

數(shù)字地球（ Digital Earth ）作為一個(gè)完整的名詞，最初于 1997 年下半年出現(xiàn)在科技界。 1998 年 1 月 31 日，美國副總統(tǒng)戈?duì)栐诩永Ｄ醽喛茖W(xué)中心作了題為“數(shù)字地球——認(rèn)識二十一世紀(jì)我們這個(gè)星球”的講話，率先在公開場合喊出了“數(shù)字地球”這一名詞，他說：“我相信我們需要一個(gè)‘?dāng)?shù)字地球'，一種關(guān)于地球的可以嵌入海量數(shù)據(jù)的、多分辨率和三維的表示。”此后，戈?duì)栍衷趲状喂_場合提到數(shù)字地球。事實(shí)上，美國宇航局在去年下半年就開始了一個(gè)叫作 DIGITA EARTH 的項(xiàng)目，在 1 月 31 日戈?duì)柕闹v話公開以后，美國宇航局又開始著手另外一個(gè) DIGITAL EARTH 的項(xiàng)目。

通俗地講，數(shù)字地球就是用數(shù)字的手法將地球、地球上的活動及整個(gè)地球環(huán)境的時(shí)空變化裝入電腦中，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上流通，并使之最大限度地為人類的生存、可持續(xù)發(fā)展和日常的工作、學(xué)習(xí)、生活、娛樂服務(wù)。

嚴(yán)格地講，數(shù)字地球是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲技術(shù)為基礎(chǔ)，以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶，運(yùn)用海量地球信息對地球進(jìn)行多分辨率、多尺度、多時(shí)空和多種類的三維描述，并利用它作為工具來支持和改善人類活動和生活質(zhì)量。

數(shù)字地球的核心思想是用數(shù)字化的手段來處理整個(gè)地球的自然和社會活動諸方面的問題，最大限度地利用資源，并使普通百姓能夠通過一定方式方便地獲得他們所想了解的有關(guān)地球的信息；其特點(diǎn)是嵌入海量地理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對地球的多分辨率、三維描述，也就是虛擬地球。

二、 “數(shù)字地球”的內(nèi)涵

用戈?duì)栕约旱脑拋碇v，他定義的 “ 數(shù)字地球 ” 是 “ 一種能嵌入巨量的地球空間信息、對我們的星球所做的多分辨率的三維描述 ” 。這就表述了 “ 數(shù)字地球 ” 的主要特點(diǎn)：一是以巨量的地球空間信息為主要對象。其中既包括空間地球信息，也包括巨量衛(wèi)星圖像信息；既包括公共空間信息，也包括商業(yè)化信息。這些空間信息又是多分辨率的、遍及全球的。二是以支持巨量空間圖像信息與多源地球信息集成和實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的全球信息基礎(chǔ)設(shè)施為運(yùn)行環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)用戶能夠?qū)τ诜植荚谑澜缛魏尾煌?jié)點(diǎn)上的多源地球信息和圖像信息進(jìn)行提取和網(wǎng)絡(luò)空間集成。三是信息處理技術(shù)立足面向?qū)ο筮M(jìn)行智能化虛擬現(xiàn)實(shí)計(jì)算，對地球現(xiàn)象進(jìn)行三維描述和多媒體顯示，以人類能夠理解的方式幫助人類更好地認(rèn)識自己生存的星球，甚至為各類網(wǎng)絡(luò)用戶開辟一個(gè)認(rèn)識 “ 我們這顆星球 ” 的 “ 沒有圍墻的實(shí)驗(yàn)室 ” ，同時(shí)還為解決一系列可持續(xù)發(fā)展問題服務(wù)，達(dá)到促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目標(biāo)。因此 “ 數(shù)字地球 ” 是一個(gè)涉及范圍十分廣泛的社會工程，需要由政府、企業(yè)、科研和教學(xué)單位等各類網(wǎng)絡(luò)用戶共同建設(shè)。

戈?duì)柼岢鼋ㄔ?“ 數(shù)字地球 ” 所需的計(jì)算科學(xué)、大規(guī)模存儲、衛(wèi)星圖像、寬帶網(wǎng)絡(luò)、互操作性和元數(shù)據(jù)等 6 項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)以及下世紀(jì)初的指標(biāo)正是圍繞以上特點(diǎn)提出的。從目前提出的關(guān)鍵技術(shù)及其下世紀(jì)初要達(dá)到的指標(biāo)來看，是有其特定的技術(shù)層次的。例如建立標(biāo)準(zhǔn)化的空間數(shù)據(jù)框架，實(shí)現(xiàn)基于空間數(shù)據(jù)倉庫、高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)的空間信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸、共享和處理技術(shù)，開發(fā)面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)在線智能化虛擬現(xiàn)實(shí)計(jì)算等一系列新的技術(shù)，都屬于面向 21 世紀(jì)的前沿領(lǐng)域，也是美國 “ 數(shù)字地球 ” 計(jì)劃的重點(diǎn)。技術(shù)研究圍繞 “ 信息高速公路 ” 上巨量空間圖象信息與多源地球信息的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用集成展開，即在多分辨率遙感（以衛(wèi)星為主）圖像和 NSDI 支持下，面向各類應(yīng)用，在 NII 與 GII 上構(gòu)造一個(gè)支持各地、各層次網(wǎng)絡(luò)用戶進(jìn)行智能化地球信息虛擬現(xiàn)實(shí)計(jì)算、多分辨率三維描述和輔助決策的應(yīng)用環(huán)境，其中的第一步是實(shí)現(xiàn)海量空間圖像信息與地球信息的網(wǎng)絡(luò)集成和共享。

三、“數(shù)字地球”的作用

數(shù)字地球是世界進(jìn)入信息時(shí)代的最重要標(biāo)志之一，對于發(fā)展全球信息產(chǎn)業(yè)具有非常重要的作用。

在計(jì)算機(jī)上利用數(shù)字地球可以對全球變化的過程、規(guī)律、影響以及對策進(jìn)行多分辨、多尺度、多時(shí)空和多種類的三維描述和各種模擬和仿真，從而提高人類應(yīng)付全球變化的能力。

通過數(shù)字地球，人們可以了解到世界上任何地方最新、最全面的實(shí)施的情況，在生態(tài)環(huán)境保護(hù)、氣候變化預(yù)測、地震預(yù)測、土地利用規(guī)劃、精細(xì)農(nóng)業(yè)、減災(zāi)、打擊犯罪活動 、外交、國防及政府宏觀決策等多方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

依托數(shù)字地球，農(nóng)民可以獲得其農(nóng)田的長勢征兆，通過 GIS 通過 GIS 作分析，制定出行動計(jì)劃，然后在車載 GPS 和電子地圖指引下，實(shí)施農(nóng)田作業(yè)，及時(shí)預(yù)防病蟲害，把殺蟲劑、化肥和水用到必須用的地方。

在水利建設(shè)方面，通過數(shù)字地球可以虛擬大型水庫建成后庫區(qū)周圍和上下游的環(huán)境變化，一方面對水庫修建提供決策依據(jù)，同時(shí)對水庫修建后可能出現(xiàn)的問題有比較清楚的了解，從而制定相應(yīng)對策。

在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭和國防建設(shè)中，數(shù)字地球具有十分重要的意義。建立服務(wù)于戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)役的各種軍事地理信息系統(tǒng)，并運(yùn)用虛擬技術(shù)建立數(shù)字化戰(zhàn)場，從而掌握戰(zhàn)場主動權(quán)。

普通大眾可以在數(shù)字地球上學(xué)習(xí)、購物、參觀、旅游，也可通過時(shí)間和空間的變化，向穿越時(shí)空或空間的范圍，領(lǐng)略風(fēng)土人情、文學(xué)藝術(shù)、自然景觀、植物、動物、天氣等，仿佛身臨其境。依托數(shù)字地球，用戶只要戴上顯示頭盔，就可以看見地球從太空中出現(xiàn)，使用用戶界面的開窗放大數(shù)字圖像；隨著分辨率的不斷提高，他看見了大陸，然后是鄉(xiāng)村、城市，最后是私人住房、商店、樹木和其它天然和人造景觀；當(dāng)他對商品感興趣時(shí)，可以進(jìn)入商店內(nèi)，欣賞商場內(nèi)的衣服，并可根據(jù)自己的體型，構(gòu)造虛擬自己試穿衣服。

信息時(shí)代的來臨，將改變?nèi)祟惖纳婧桶l(fā)展方式。未來的利益分配將無不與數(shù)字地球息息相關(guān)。在未來的利益沖突（包括軍事沖突）中將很大程度依賴對數(shù)字地球的控制，數(shù)字地球上占優(yōu)勢的一方將在數(shù)字地球上展開外交攻勢、新聞傳播、心理戰(zhàn)、政治顛覆、文化侵略、數(shù)據(jù)破壞等。

四、“數(shù)字地球”發(fā)展的背景

從美國信息基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的歷史來看， “ 數(shù)字地球 ” 是美國國家和全球信息基礎(chǔ)設(shè)施（ NII 和 GII ）發(fā)展的自然延伸。早在 1981 年，美國學(xué)者就提出了 NII 的概念。 1992 年克林頓競選總統(tǒng)時(shí)將建設(shè)美國的 NII 作為國家的發(fā)展戰(zhàn)略提到議事日程，計(jì)劃用大約 20 年時(shí)間（至 2010 年）建設(shè)聯(lián)結(jié)全美國的高速通信網(wǎng)絡(luò)，總投資 4000 億美元，其中政府投資 200 億美元。 1993 年美國政府進(jìn)一步明確了發(fā)展 NII 的五項(xiàng)基本原則：鼓勵私人投資、促進(jìn)保護(hù)競爭、低價(jià)面向大眾、環(huán)境靈活有序和高質(zhì)服務(wù)全球。 1994 年，美國又把這些原則用到全球信息基礎(chǔ)設(shè)施（ GII ）建設(shè)中去。早在 90 年代初美國有關(guān)國家信息基礎(chǔ)設(shè)施（ NII ）的文獻(xiàn)中就已經(jīng)提出了 “ 數(shù)字地球 ” 的概念，但僅僅作為 NII 發(fā)展前景的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，在當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)條件下，尚未提到議事日程。

1994 年美國通過發(fā)布總統(tǒng)令，開始將地球空間數(shù)據(jù)獲取、處理、存儲、分發(fā)以及改進(jìn)應(yīng)用效果所必需的各種技術(shù)、政策、標(biāo)準(zhǔn)和人力資源開發(fā)作為 “ 國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施（ NSDI ）的組成部分納入 NII ，并建立了支撐 NSDI 運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) —— 國家地球空間數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò) ( 簡稱 NGDC) 。空間數(shù)據(jù)交換中心設(shè)在美國內(nèi)政部地質(zhì)調(diào)查所（ USGS ），美國聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會（ FGDC) 將 NGDC 作為協(xié)調(diào)地球空間信息標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)共享的依托。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過空間元數(shù)據(jù)技術(shù)把全球空間數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者、管理者和用戶連接在一起，初步形成了一個(gè)分布式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并通過國家協(xié)調(diào)加速地球數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用集成與共享。 NGDC 在加強(qiáng)美國以至世界范圍地理信息數(shù)據(jù)的交換方面發(fā)揮了重要作用，事實(shí)上已經(jīng)成為 Internet 上聯(lián)系整個(gè)地球空間數(shù)據(jù)（目前以美國為主）的一個(gè)檢索網(wǎng)絡(luò)，任何能夠通過 Internet 提供地學(xué)空間檢索數(shù)據(jù) ( 不是元數(shù)據(jù) ) 的機(jī)構(gòu)都可成為其成員。但鑒于 90 年代初美國的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)條件， NSDI 涉及的數(shù)據(jù)主要是地球空間數(shù)據(jù)（ Geospatial ），美國已經(jīng)積累和正在產(chǎn)生的大量來自航天、航空遙感（ RS ）和全球定位（ GPS ）等空間數(shù)據(jù)及其網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和集成并未提到議事日程。

90 年代后期， NII 取得了顯著發(fā)展，成為美國經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的重要因素。通過將 Internet 民用化，美國逐步統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)地址和傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，制訂促進(jìn)數(shù)據(jù)共享和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的政策（數(shù)據(jù)政策、技術(shù)政策和經(jīng)濟(jì)政策），加速了 NII 技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展，也為海量空間數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用集成提供了條件。其重要標(biāo)志是迅速遍布全球和每秒 10G 帶寬的第二代 Internet 的成功實(shí)施。另一方面，這一時(shí)期全球地理信息系統(tǒng)和空間信息技術(shù)的應(yīng)用迅速發(fā)展，以美國為代表的發(fā)達(dá)國家在地球數(shù)據(jù)的數(shù)字化以及空間數(shù)據(jù)的積累和應(yīng)用方面取得了顯著的進(jìn)展。相當(dāng)多的國家（特別是發(fā)達(dá)國家）已經(jīng)建立了大批基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫，并形成了定期更新和發(fā)布的制度。如美國地質(zhì)調(diào)查所下屬的國家測繪部已經(jīng)完成了覆蓋全美的 1 ∶ 200 萬全要素地形數(shù)據(jù)庫、 1 ∶ 10 萬地形數(shù)據(jù)庫、 1 ∶ 25 萬土地利用數(shù)據(jù)庫，正在建立全國 1 ∶ 2.4 萬地形數(shù)據(jù)庫和 1 ∶ 2 萬正射影像數(shù)據(jù)庫，并無償提供全社會共享。發(fā)達(dá)國家，特別是美國仍然保持著空間技術(shù)和數(shù)據(jù)市場的領(lǐng)先和壟斷地位。 “ 數(shù)字地球 ” 正是在上述背景之下提出的。

綜上所述不難看出，由 NII 或 GII 擴(kuò)充到 NSDI 再到 DE ，代表了美國 NII 或 GII 發(fā)展過程中不同的技術(shù)發(fā)展階段。 NII （ GII ）中所支持的信息類型和范圍不斷擴(kuò)大，信息處理功能和技術(shù)水平不斷提高。即 “ 信息高速公路 ” 上的 “ 貨 ” 擴(kuò)大到地球空間數(shù)據(jù)，并向高分辨率衛(wèi)星遙感的海量信息延伸；處理技術(shù)擴(kuò)展到地球空間信息和多媒體信息高速傳輸，再向多源空間地球信息與海量空間信息的網(wǎng)絡(luò)集成和實(shí)時(shí)（在線互操作）傳輸、智能化處理（虛擬現(xiàn)實(shí)）和三維顯示的方向發(fā)展。而目前在論及 “ 數(shù)字地球 ” 中經(jīng)常提到的常規(guī)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)生產(chǎn)和管理在美國屬于 NSDI 的范疇；對于衛(wèi)星圖像強(qiáng)調(diào)的是應(yīng)用，特別是現(xiàn)有空間信息的應(yīng)用。戈?duì)栮P(guān)于 “ 數(shù)字地球 ” 的講話中對于新的航天器和傳感器的關(guān)鍵技術(shù)甚至未作描述，進(jìn)一步完善 “ 遙感對地觀測衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè) ” 的任務(wù)在美國始終放在航天領(lǐng)域去完成。由此可見，美國 “ 數(shù)字地球 ” 的提出有其特定的經(jīng)濟(jì)、社會和技術(shù)背景，是美國空間技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)展到相應(yīng)階段的產(chǎn)物。從空間技術(shù)來看， “ 數(shù)字地球 ” 是建立在美國衛(wèi)星、航空和地面臺站獲取的全球性對地觀測數(shù)據(jù)極大豐富的基礎(chǔ)上。從信息技術(shù)和 “ 信息高速公路 ” 建設(shè)及應(yīng)用的角度來看，可以認(rèn)為 “ 數(shù)字地球 ” 是在基本解決了 Internet 網(wǎng)絡(luò)傳輸與管理的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化問題之后，在網(wǎng)絡(luò)帶寬、大容量數(shù)據(jù)存儲和管理、多媒體信息網(wǎng)絡(luò)傳輸處理和融合、廣域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下虛擬現(xiàn)實(shí)和人工智能技術(shù)的聯(lián)機(jī)運(yùn)行等關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)方面取得重大突破，在 Internet2 開始運(yùn)行的背景之下，提出的更高技術(shù)層次、以驅(qū)動現(xiàn)有空間信息資源（特別是衛(wèi)星數(shù)據(jù)資源）的開發(fā)利用為重點(diǎn)的新一輪 NII 與 GII 發(fā)展計(jì)劃。因此，從某種意義上說， “ 數(shù)字地球 ” 的實(shí)施標(biāo)志著 90 年代以美國為代表的全球空間信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與地球科學(xué)技術(shù)在更高技術(shù)層次上加速融合，并推向應(yīng)用的新開端。

五、 我國發(fā)展“數(shù)字地球”的 對策

我國是一個(gè)人口眾多的發(fā)展中大國，實(shí)現(xiàn)信息化的社會經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)基礎(chǔ)與發(fā)達(dá)國家之間存在顯著差異，需要結(jié)合本國的國情和發(fā)展階段，積極應(yīng)對 “ 數(shù)字地球 ” 的挑戰(zhàn)。以下就關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)和創(chuàng)新、空間信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和地球信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展三個(gè)方面提出若干建議。

1. 加強(qiáng)我國 “ 數(shù)字地球 ” 關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)和創(chuàng)新

計(jì)算科學(xué)、大規(guī)模存儲、衛(wèi)星圖像、寬帶網(wǎng)絡(luò)、互操作性和元數(shù)據(jù)等六個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)是美國創(chuàng)建 “ 數(shù)字地球 ” 的重點(diǎn)。一方面，這些關(guān)鍵技術(shù)對于任何國家建設(shè)和應(yīng)用 “ 數(shù)字地球 ” 都是不可缺少的，而且正如戈?duì)査?“ 大多數(shù)構(gòu)造 ‘ 數(shù)字地球 ' 需要的技術(shù)和能力已經(jīng)成熟或正在開發(fā) ” 。另一方面，從美國所提出的下世紀(jì)初要達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)來看，我國與發(fā)達(dá)國家之間存在很大差距。因此，大力加強(qiáng)與 “ 數(shù)字地球 ” 有關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)研究和創(chuàng)新已刻不容緩。

在 “ 數(shù)字地球 ” 關(guān)鍵技術(shù)之中，特別引人注目的是 1 米分辨率的衛(wèi)星圖像商業(yè)化，此舉意味著將高分辨率的衛(wèi)星數(shù)據(jù)開始廣泛用于支持全球范圍的空間信息分析處理，包括強(qiáng)大的信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)支持下的實(shí)時(shí)分析處理。這不但對技術(shù)進(jìn)步具有重要意義，而且意味著巨大的商機(jī)和潛在的經(jīng)濟(jì)社會效益，而且與我國相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)和國家安全密切相關(guān)。在關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)和信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，我國作為發(fā)展中國家需要采取引進(jìn)與自主創(chuàng)新相結(jié)合的途徑。引進(jìn)成熟技術(shù)加速我國空間信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；同時(shí)根據(jù)我國國情國力、應(yīng)用需求和國家安全的需要，重點(diǎn)部署 “ 數(shù)字地球 ” 關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)和創(chuàng)新，縮小與發(fā)達(dá)國家的差距。目前迫切需要在關(guān)系國家經(jīng)濟(jì)和國防安全的兩個(gè)領(lǐng)域有所突破，即加速建立我國自主、穩(wěn)定、功能強(qiáng)大的衛(wèi)星對地觀測系統(tǒng)和空間信息傳輸主干網(wǎng)絡(luò)，擺脫過分依賴國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)源、網(wǎng)絡(luò)傳輸和管理技術(shù)的局面，同時(shí)也為增強(qiáng)我國地球空間信息產(chǎn)業(yè)的國際競爭實(shí)力創(chuàng)造必要的條件。在日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)面前，需要進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)的是國家的統(tǒng)籌規(guī)劃和部門之間的合作，部門之間信息封鎖和低水平重復(fù)建設(shè)的局面應(yīng)當(dāng)盡快結(jié)束。其中包括加速我國遙感衛(wèi)星的研制和發(fā)射，建立自己的遙感衛(wèi)星系列和獨(dú)立穩(wěn)定的對地觀測空間信息源；建立健全空間地理信息采集、處理、分發(fā)和應(yīng)用的技術(shù)體系、基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)字產(chǎn)品的市場環(huán)境，滿足各類應(yīng)用對空間信息源的需求，特別是滿足國土資源環(huán)境動態(tài)觀測和分析的需要。我國作為一個(gè)幅員遼闊的大國，需要建立自主的對地觀測衛(wèi)星系列，也應(yīng)該為人類做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。同時(shí)， “ 數(shù)字地球 ” 關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)應(yīng)與 NSII 的建設(shè)、發(fā)展和應(yīng)用相結(jié)合，在開發(fā)中創(chuàng)新，培養(yǎng)人才，培育市場，促進(jìn)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化和信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2. 加速我國空間信息基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展

在當(dāng)前國際經(jīng)濟(jì)和技術(shù)一體化趨勢不斷加強(qiáng)的環(huán)境之下， “ 數(shù)字地球 ” 同時(shí)也為我國高效、低成本發(fā)展國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施（ NSII ）提供了機(jī)遇。鑒于 “ 數(shù)字地球 ” 事實(shí)上是以全球空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和應(yīng)用為主導(dǎo)的計(jì)劃，與我國的國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及其應(yīng)用（市場）基本上是一致的。 “ 數(shù)字地球 ” 在中國實(shí)際上相當(dāng)于我國的國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展和應(yīng)用。

“ 數(shù)字地球 ” 的 6 項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)也屬于我國 NSII 建設(shè)和發(fā)展不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。在技術(shù)方面目前我國與發(fā)達(dá)國家之間存在很大差距，但在應(yīng)用方面則存在更大的潛力。特別是 1 米分辨率衛(wèi)星商業(yè)化和包括陸地衛(wèi)星在內(nèi)的商用衛(wèi)星數(shù)據(jù)的大幅度降價(jià)，都為我國的衛(wèi)星數(shù)據(jù)用戶提供了難得的機(jī)遇。我們一方面要通過技術(shù)創(chuàng)新解決由此對于我國相應(yīng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國家安全提出的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，另一方面又要抓住機(jī)遇利用分辨率更高、更廉價(jià)的空間數(shù)據(jù)，增強(qiáng)各領(lǐng)域的應(yīng)用效益、人才培養(yǎng)和市場培育。

我國作為發(fā)展中國家，一方面需要在 “ 數(shù)字地球 ” 的六個(gè)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域加大科技創(chuàng)新力度，縮小與發(fā)達(dá)國家的差距，另一方面必須加速我國基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的生產(chǎn)和應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，促進(jìn)我國空間信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大。這就有利于引導(dǎo)和帶動我國不同技術(shù)層次（成熟技術(shù)應(yīng)用和前沿技術(shù)創(chuàng)新和轉(zhuǎn)化）的空間信息技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用，合乎我國目前行業(yè)、地區(qū)、企業(yè)之間信息技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力差距大、發(fā)展不平衡的社會經(jīng)濟(jì)背景。發(fā)展我國的 “ 數(shù)字地球 ” ，主要途徑可以歸納為以下三個(gè)方面：

一是盤活信息資源，驅(qū)動應(yīng)用發(fā)展。充分發(fā)揮我國現(xiàn)有的信息資源潛力，利用發(fā)達(dá)國家開放高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)的機(jī)會，加速多源信息的整合，推進(jìn) “ 數(shù)字地球 ” 應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，提高現(xiàn)有空間數(shù)據(jù)的開發(fā)利用水平，取得更好的應(yīng)用效益。在信息資源的開發(fā)利用方面，我國有更多的優(yōu)勢和主動權(quán)。一方面，作為發(fā)展中國家，我國有可能利用分辨率更高、更加豐富和更加廉價(jià)的空間地理信息。另一方面，我國在這方面具有很大的潛力。建國以來我國開展了大規(guī)模的地學(xué)調(diào)查，積累了數(shù)量大、系統(tǒng)性強(qiáng)、規(guī)范化程度高的地球空間信息資源，特別是自然資源調(diào)查的地球信息不但十分豐富，而且比較系統(tǒng)、全面。但這些信息資源的開發(fā)利用水平很低，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化共享和深加工的潛力巨大。特別是在提高我國國土調(diào)查、城市管理和遠(yuǎn)程教育等領(lǐng)域的技術(shù)水平和效益方面，具有顯著的優(yōu)勢和前景。

二是關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新和基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展。通過 NSII 建設(shè)實(shí)踐積累必要的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)我國的實(shí)際開展 “ 數(shù)字地球 ” 關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用，促進(jìn) NSII 的技術(shù)更新和持續(xù)發(fā)展，逐步建立有中國特色的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行與管理體系，形成我國自主的航天對地觀測體系，增強(qiáng)我國空間信息技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的國際競爭實(shí)力，保障國家安全。

三是帶動高技術(shù)產(chǎn)業(yè)形成和發(fā)展。通過空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，促進(jìn)和帶動我國空間信息系統(tǒng)軟件產(chǎn)業(yè)、空間信息服務(wù)業(yè)及其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展，并為其應(yīng)用開辟市場，創(chuàng)造必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)支撐環(huán)境。

從某種意義上說，美國 “ 數(shù)字地球 ” 的公益性和基礎(chǔ)性部分與我國正在研究開發(fā)的 “ 國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施 ” （ NSII ）可以相對應(yīng)，而其中的市場化應(yīng)用部分與我國地理信息資源的應(yīng)用及其相關(guān)行業(yè)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、產(chǎn)業(yè)化和市場化密切相關(guān)。中國同樣具有創(chuàng)建 “ 數(shù)字地球 ” 的需求和條件。

3. 大力培植我國空間信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展

我國具有豐富的地球信息資源和廣闊的空間信息應(yīng)用領(lǐng)域。 80 年代以來我國陸續(xù)積累了大量空間數(shù)據(jù)，開發(fā)建設(shè)了為數(shù)甚多的基于空間信息的應(yīng)用系統(tǒng)，其中一些技術(shù)已經(jīng)達(dá)到當(dāng)時(shí)國際先進(jìn)水平，但仍有大批空間數(shù)據(jù)（包括航天、航空遙感數(shù)據(jù)）及其研究成果未能及時(shí)轉(zhuǎn)化為應(yīng)用，沒有在國民經(jīng)濟(jì)和社會服務(wù)信息化中發(fā)揮應(yīng)有的作用。國內(nèi) 70 ％以上的地理信息系統(tǒng)軟件市場被國外軟件占領(lǐng)，空間信息產(chǎn)業(yè)十分弱小。針對以上問題， “ 九五 ” 以來，我國已將 GIS 、 RS 和 GPS 的產(chǎn)業(yè)化、集成化和實(shí)用化列為 “ 重中之重 ” 的研究課題，組織開展了國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施（ NSII ）關(guān)鍵技術(shù)及其雛形 —— 國家資源環(huán)境與區(qū)域經(jīng)濟(jì)信息系統(tǒng)（ NREDIS ）的開發(fā)，并通過這些項(xiàng)目促進(jìn)空間信息共享和相應(yīng)地球空間信息產(chǎn)業(yè)的形成和發(fā)展。

綜上所述，面對 “ 數(shù)字地球 ” 的挑戰(zhàn)，有必要在現(xiàn)有工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加強(qiáng)國家的宏觀組織協(xié)調(diào)，設(shè)立國家空間信息基礎(chǔ)設(shè)施（ NSII ）的重點(diǎn)開發(fā)專項(xiàng)，將各有關(guān)方面的研究和開發(fā)統(tǒng)一組織和集成在 NSII 開發(fā)與應(yīng)用框架之中，促進(jìn)我國空間信息資源的高效開發(fā)利用和規(guī)范化網(wǎng)絡(luò)共享，在全球空間信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中做出自己的貢獻(xiàn)。

六、“數(shù)字地球”及其與現(xiàn)代測繪的關(guān)系

“數(shù)字地球”是美國副總統(tǒng)戈?duì)?1998 年 1 月在一次演講中提出的概念；是一種能輸入大量的地理信息，并對其進(jìn)行多種分辨率處理的動態(tài)描述系統(tǒng)。它是隨著國家信息基礎(chǔ)設(shè)施（即通常所說的國家信息高速公路）的發(fā)展而形成的。“數(shù)字地球”是以信息基礎(chǔ)設(shè)施和空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施為依托的一個(gè)廣泛的概念。其技術(shù)基礎(chǔ)包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)、大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、空間對地觀測技術(shù)及數(shù)字通訊技術(shù)等。

形成和發(fā)展“數(shù)字地球”必須首先發(fā)展國家的信息基礎(chǔ)設(shè)施和國家的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。后者主要包括四個(gè)部分：地球空間數(shù)據(jù)框架，空間數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)、管理與分發(fā)，空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)以及空間數(shù)據(jù)交換網(wǎng)站等。這些工作和設(shè)施都與現(xiàn)代測繪工作直接有關(guān)。特別是國家空間數(shù)據(jù)框架，包括大地控制、數(shù)字正射影像、數(shù)字高程模型、交通、水系、行政境界、公共地籍等空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它們的獲取、處理和管理工作都是測繪工作的業(yè)務(wù)范圍，也是當(dāng)代測繪事業(yè)的發(fā)展方向。

我國已建成的國家 l ： 100 萬和 1 ： 25 萬數(shù)字化地圖數(shù)據(jù)庫是國家法定的空間數(shù)據(jù)框架。但這兩個(gè)數(shù)據(jù)框架的比例尺還不夠大，還急需國家和省市兩級建立以航天和航空遙感影像為基礎(chǔ)的國家級 1 ： 5 萬和省級 1 ： 1 萬數(shù)字空間數(shù)據(jù)庫，從而可獲得直徑 1 米分辨率的我國地面圖像。這些都是國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施和先行，是不可缺少的重要組成部分，將為我國的“數(shù)字地球”打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在這個(gè)框架基礎(chǔ)上加載我國經(jīng)濟(jì)、社會和人文等各行各業(yè)中一切與地理位置有關(guān)的空間信息，并由此建成國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，將為解決我國的人口、資源、環(huán)境、災(zāi)害等社會可持續(xù)發(fā)展中的重大問題，以及有關(guān)國土資源的規(guī)劃保護(hù)利用、工農(nóng)業(yè)發(fā)展等推動國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)平衡和人民生活質(zhì)量提高的實(shí)際問題作出極其重要的貢獻(xiàn)。由此，在全球發(fā)展和形成的“數(shù)字地球”將為全球人類社會的可持續(xù)發(fā)展和社會進(jìn)步作出積極貢獻(xiàn)。

學(xué)GIS如果不喜歡編程是不是要轉(zhuǎn)行？

學(xué)習(xí)GIS需要一定的編程知識，但并不一定要精通編程。如果您不喜歡編程，仍然可以在GIS領(lǐng)域發(fā)展自己的職業(yè)生涯，但需要適當(dāng)?shù)木幊袒A(chǔ)才能更好地掌握相關(guān)技術(shù)和工具。

在GIS領(lǐng)域中，除了編程技能外，還需要掌握地理信息學(xué)、空間數(shù)據(jù)分析、地圖制圖和地理空間數(shù)據(jù)庫等相關(guān)知識。如果您對這些方面感興趣并具備相關(guān)技能和經(jīng)驗(yàn)，可以考慮GIS職業(yè)道路。例如，GIS分析師、地理信息系統(tǒng)專家、地圖制圖師、地理信息數(shù)據(jù)庫管理員等職業(yè)都需要相關(guān)技能和知識。

如果您對編程完全沒有興趣，并且在學(xué)習(xí)過程中遇到了困難，可以考慮尋求其他的職業(yè)發(fā)展方向。然而，對于許多GIS相關(guān)的職業(yè)來說，編程是一項(xiàng)基礎(chǔ)技能，如果能夠掌握一定的編程基礎(chǔ)知識，將有助于提高在GIS領(lǐng)域的競爭力。

網(wǎng)頁題目：gis技術(shù)條件書版本 gis技術(shù)參數(shù)
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