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郭华东:未来,数字地球能为我们做些什么?

来源:本网 作者:研究院 发布时间:2018-12-08  
 
  

   1998年,“数字地球”概念被首次提出。利用遥感和数字技术可以将地球、地球上的活动,以及整个地球环境的时空变化装入电脑中形成庞大的地球数据库,帮助科学家研究全球变化与社会可持续发展。经过大约20年的积累,我国遥感和数字地球的研究和应用已经处在世界前列。
   什么是数字地球?数字地球可以应用在哪些领域?数字地球平台上的海量空间数据和社会经济数据将对我国的社会、经济发展起到什么作用呢又将如何服务于全人类的可持续发展?
   遥感是在1962年第一届环境遥感大会上正式诞生的,在此之前,也有一些飞机、卫星探测太空、探测地球,但是很少有人用遥感这个词。从问世、发展到现在半个多世纪的时间,遥感在全球发挥了巨大的作用。
   如果你闭上眼睛去想在晚上9点钟的时候地球上是什么景象呢?那么看到这么一个景象,你可以看到有亮的有暗的。暗的那就是没有发光的地方,发光的地方一般是灯光的显示,那么灯光越亮的地方表明什么呢?表明的是有较高的经济发展程度,有较多的人类活动。那么也可以说灯光越亮,这个地区的经济越发达、越繁荣,反之那么就不繁荣,不发达。
   遥感是很了不起的,它是很宏观地、很快速地进行成像,不管是900公里、800公里或者600公里,高空的卫星都可以看到地球上正在变化的、正在演变的自然现象。
   遥感就是我不接触你,我从远处来探测你就知道你的一些特性。比如说你的高度、宽度,你的几何特性,或者你的热度、冷度、你的辐射特性。简单地讲就是我们利用自然界赋予我们的电磁波,根据电磁波的波段、振幅、极化、相位这些资源,我们用足它,沿着各种传感器从照相机到扫描仪、到辐射计、到雷达等等,然后把这仪器装在飞机上或者装在卫星上探测地球,就是给地球‘照相’,遥感图像就出来了。然后专家们进行分析,农业专家分析农业产量如何;林业专家分析这些是针叶林还是阔叶林,生物量有多少;灾害专家说哪儿受灾了,环境专家说哪儿灾害厉害哪儿的灾害不厉害等等。最后把这些数据提供给政府,政府进行决策,说农业应该怎么布局,明年的工业应该怎么进行设计等等。遥感在我们的社会经济发展中间起着非常重要的作用。
   什么是数字地球?真正提出数字地球概念的是美国副总统戈尔。1998年戈尔提出数字地球概念以后,全球都给予了高度的支持,包括中国在内,1998年底开了很多会,中国科学院学部也组织香山会议来进行讨论,形成了一系列报告,撰写了很多书准备在全球范围内来做这件事情。
   中国充分意识到数字地球非常地重要,1999年11月28号在国际会议中心我们开这个大会开幕式的时候,当时的主管的副总理李岚清就发出了一个号召,我们中国科技界要和政府和企业联合起来,一起来建造为人类服务的共同的数字地球。所以政府支持了,企业也很支持,科技界也很支持这个事,就做起来了,建立了这个国际组织,召开了会议,出版了一些出版物等等,一直发展到现在。有一次戈尔到中国来,我去接他,他说没想到我们没实现的事情中国实现了,他们也感到非常兴奋,毕竟是人类共同的一个东西。他们没做这个,中国人做起来了而且做到现在,做得也越来越好了。
   数字地球技术在全球性的灾害监测中都发挥着巨大的作用,在监测、预测、分析这些灾害现象后,把灾害的信息呈报到决策部门,由决策部门及时地对受灾群众进行解救,采取举措防止灾害的进一步发生。
   大家都知道2008年5月12号汶川发生了特大地震,地震发生之后当地的信息中断、交通切断,老百姓和外界没有了任何联系。2008年的5月17号的晚上,我们的科研人员在这个卫星图像上发现了一个现象,叫SOS700,发现以后激动万分,但是解读不出来SOS700是什么,当然了,也做了很多分析。SOS大家都知道是个求救信号,很多人认为很可能就是700人在求救,得到了这么一个信息之后,连夜进行分析处理上报我们的国务院应急指挥部,中央高层得到这个信息以后迅速地派出部队把当地的老百姓解救出来了,这是数字地球在灾害监测中的一个鲜活的案例。试想如果没有这些信息,这700人没有任何的这个手段来走出来,也没有任何的信息传递到外界。别人也不能解救他们,那么一天、两天、三天过去了,那会是什么样的情况?
   数字地球技术还可以广泛应用在其它领域,比如应用在旅游领域。“有些著名的旅游景点到底应该不应该去呢?数字地球可以通过技术手段把一些旅游景点做虚拟现实显示,人们就可以根据虚拟现实显示的结果来选择到底应该不应该去、应该到哪儿去?
   一个科学领域的发展与很多要素相关,比如说期刊、学会、大会,谁来主导、谁来控制很重要,可喜的是目前数字地球学会的秘书处就设在中国,数字地球学会的出版物《国际数字地球学报》也在中国,在某种程度上来讲,中国在引领着整个数字地球的发展。
   数字地球发展到现在看得出来方兴未艾,它极大地促进了一些经济、社会的发展。今天,中国数字地球的发展进入了一个新的时代,中国不仅政治层面上进入了新时代,技术层面上也进入了一个新的时代。“20年前当我们考虑数字地球的7项关键技术的时候,我们不会想到20年之后人类的进步,人类对科技的推进发展得如此之快。以大数据、云计算、人工智能为代表的技术,正在极大地促进着数字地球的发展。大数据的到来为数字地球注入了新的血液,大数据成为国家战略的同时,人工智能也成为国家的战略,物联网、互联网的发展极大地支撑了数字地球的发展。更重要的以联合国的课题发展目标为代表的全人类的需求、以中国的两步走的建设科技强国为目标的国家的重大需求,都对数字地球提出了呼唤。呼唤有一个更高水平的数字地球来引领学科的发展,来科学地认识世界,提升我们对世界的认识能力。1999年记者采访我说数字地球叫做什么,我说数字地球在我的解释中或者在我的认识中,就是把地球放进计算机。当今天你再问我的时候,我可以回答数字地球就是地球大数据。
   2018年1月1日,中科院“地球大数据专项”正式立项,整合了中科院资源、环境、生物、生态领域的社会统计数据、遥感数据、导航定位数据和地面调查数据,以大数据技术为支撑和纽带,构建多个领域的大数据云服务共享平台,全面提升科研能力和服务效果。
   数字地球其实是一个国家经济能力、科技能力 、综合能力的体现。“如果不是科技强国,很难做成一个数字地球,如果不是科技强国,数字地球的很多单元技术,比如说卫星对地观测技术、芯片技术、处理技术、计算机能力,我们的其它一些综合的分析技术,云计算、大数据、人工智能等等方面涉及的一些技术。数字地球可以带动这些技术的发展,形成一个综合的技术之后,为科技强国奠定基础。

转自央视财经《中国经济大讲堂》报道

 
 
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