您好,欢迎访问三七文档
当前位置:首页 > 电子/通信 > 综合/其它 > 1数字地球(2009)
数字地球黄解军hjjtk@tom.com武汉理工大学资源与环境工程学院教学内容与安排(2009年9月——2010年1月)•数字地球的提出与背景•空间信息基础设施•地球空间数据共享标准规范与技术安全•数字地球空间数据的Metadata•数字地球核心技术•数字矿山的内涵及构成•数字矿山工程•数字矿山前沿技术•数字矿山实现与示范教学时间:4-17周,56个学时课程任务•使学生在学习了遥感、GPS、GIS等理论和技术基础上,概要性了解数字地球基本框架、概念、核心技术、区域层次等,以及目前矿山信息的内涵、特征、数字化和管理现状,数字矿山建设的内容和手段、矿山和矿体等三维模型的建立与实现。让学生了解以数字地球技术为核心的数字矿山工程体系的研究前沿、热点与进展。教学与考核方式•讲课与讨论相结合•课堂作业与课外报告相结合•平时成绩与考试成绩相结合•讲课48学时,讨论汇报4学时,实践与总结4学时。参考教材与文献•《数字地球导论》,主编:承继成,出版社:科学出版社,出版时间:2007年•《数字地球百问》,主编:陈述彭,出版社:科学出版社,出版时间:1999•《国家空间信息基础设施与数字地球》,主编:承继成,出版社:清华大学出版社,出版时间:1999•《TheDigitalEarth:understandingourplanetinthe21stcentury》,主编:ALGore,出版时间:1998•ISM,Proceedingsofthe12thInternationalCongressofISM,TheChinesejournalofnonferrousmetals,2004•矿山测量,《矿山测量》编辑部,2005-2008•中国矿业,《中国矿业》编辑部,2005-2008•中国矿山工程,《中国矿山工程》编辑部,2005-2008•金属矿山,《金属矿山》编辑部,2005-2008相关研究机构与资源数字地球网站。(北京中遥地网信息技术有限公司)北京龙软科技发展有限公司专门从事数字矿山的高新技术企业,致力于推动中国矿山管理信息化、现代化。长沙迪迈信息科技有限公司,着力于数字矿山构建技术和系统的研究。数字矿山网站。软件公司(北京)国外矿山软件资源•://://://://第一章数字地球概论•信息与信息社会•数字地球的概念和提出•数字地球的内涵与实质•数字地球的基本框架•数字地球的应用与对策人类社会的发展阶段原始社会——农业社会——工业社会——信息社会100万年——约1万年——约220年——棍棒、石器——青铜器铁器——机器——知识与技术(知识贡献)3~510~1520~3060~801930年,一个美国农民可以提供9.8个人的食物;1988年,一个美国农民可以提供128个人的食物。1.1信息与信息社会1.1.1信息的定义•信息是客观事物的反映或再现。•香农:用数学方法定义,信息是不确定性的消除量。•纳维:信息是在人们适应外部世界,并且使这种适应反作用于外部世界的过程中,同外部世界进行互相交换的内容的名称。•《韦氏词典》(美):信息是用以通信的事物,是在观察中得到的数据、新闻和知识。信息的特点•客观性•信息是客观存在的,任何信息都与客观事物紧密联系,但同一信息对不同的部门来说会有完全不同的重要性。•适用性•信息对决策是十分重要的,它可作为生产、管理、经营、分析和决策的依据,因而它具有广泛实用性。•传输性•信息可以在信息发送者和接受者之间传输,既包括系统把有用信息送至终端设备(包括远程终端)和以一定形式提供给有关用户,也包括信息在系统同各子系统间的转输和交换。•共享性•现代信息社会中,信息共享是一最基本的特点,共享使信息被多用户使用。信息与数据★数据:对客观实体的一种描述形式,是信息的载体。★数据是未加工的信息;★信息是数据经过加工以后的,能为某个目的使用的数据,信息是数据的内容或诠释。•信息与数据病历卡上记载病人的体温39℃是数据。数据39℃本身是没有意义的。当数据以某种形式经过处理、描述或与其它数据比较时,才能成为信息。“某个病人的体温是39℃”,这才是信息,信息是有意义的。–信息各种事物的变化和特征的反映–数据信息的载体。电子计算机的问世1946年2月由宾州大学研制成功的ENIAC电子计算机时代的到来电子数字积分计算机重达30吨占地250m2启动工耗150000瓦18000个电子管保存80个字节计算机的分代时代年份器件软件应用一46-58电子管机器语言汇编语言科学计算二58-64晶体管高级语言数据处理工业控制三64-71集成电路操作系统文字处理图形处理四71年迄今大规模集成电路数据库、网络等社会的各个领域信息社会的标志信息、知识成为社会最重要的生产力要素,是比物质、能量更为重要的资源。是以信息经济、知识经济为主导的经济。劳动者的知识化成为基本要求。科技与人文在信息、知识的作用下更加紧密的结合起来,农业社会、工业社会的文化被追求科学精神和人文关怀的社会规范和文化所取代。人类生活质量不断提高,社会可持续发展。社会信息化的意义•社会信息化:是指在全社会包括经济、政治、文化、生活等各个方面广泛应用现代技术,有效开发和利用信息与信息资源,促进经济发展和社会进步的过程。•社会信息化的意义–社会信息化是社会发展的必然结果,是全球竟争的需要;–社会信息化促进经济增长;–社会信息化将改变社会生活与文化。1.1.2信息社会的概况1991年美国政府智囊团首先提出“信息社会”的概念。1992年,西方七国集团在布鲁塞尔召开“信息技术部长会议”,首次确定了“全球信息社会”的构想。1993年,美国开始建设全美“信息高速公路”。1996年,联合国在南非召开了“信息社会和发展大会的部长级会议”。信息高速公路指一个能提供超量信息的,由通信网络、多媒体联机数据库以及网络计算机组成的一体化高速网络,为人们提供图、文、声、像信息的快速传输服务,并实现信息资源的高度共享。我国信息化建设•信息化建设进程•“金桥”工程----国家公用经济信息网络工程•“金关”工程----国家对外经济信息网工程•“金卡”工程----国家电子货币工程我国与美国的信息产业•美国信息产业占美国国民生产总值的70%。•我国只占国民生产总值的30%左右。•我国信息产业值只有美国信息产业值的十分之一。•美国经济增长的1/3来自信息产业,740万美国人就业于该行业上并拿到高于其它私人部门60%的薪金。•美国内部的电子商务超过1.5万亿美元的产值。•1998年1月31日,美国时任副总统阿尔·戈尔在加利福尼亚科学中心的讲演《数字地球——认识二十一世纪的地球》中正式提出了“数字地球”(DigitalEarth)的概念.•“我相信我们需要一个‘数字地球’,一种关于地球的可以嵌入海量数据的、多分辨率和三维的表示。”1.2数字地球的概念与提出什么是数字地球?•数字地球是可以整合海量地理数据的、多维分辨率的、真实地球的三维表示,并可以在其上增加与地球有关的数据,实现在不同分辨率水平上对地球进行三维浏览的虚拟地球系统。•从哲学上说,数字地球是对真实地球及其相关现象统一性的数字化重现与认识。•从技术上说,是一个在全球范围内建立的一个以空间位置为主线,将信息组织起来的复杂系统,也就是全球范围的以地理位置及其相互关系为基础而组成的信息框架,并在该框架内嵌入我们所能获得的信息的总称。1.2数字地球的概念与提出•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、云图以及其它地球现象的卫星。•美国宇航局为了落实戈尔的建议,组成一个攻关小组开展有关的初步设计。这颗卫星计划耗资五千万美元。数字地球国际会议行动中的数字地球围绕数字地球理论、技术及其应用等方面展开研讨,涉及对地观测、地理信息系统、全球定位系统、虚拟现实、网络通信技术、计算机技术和地球科学等多领域。•从政治经济的角度•从认知思想的角度•从学科背景的角度•从技术背景的角度1.2数字地球的概念与提出从政治经济的角度•冷战结束后,世界的重心由苏美在政治和军事上的全面对峙变为政治多极、市场经济在世界范围内逐步占有主导地位以及经济的全球化。•人类社会的经济形态由农业经济、工业经济逐步向知识经济过渡,知识经济最大的特点:不依赖于自然资源,而是以人为本,依托于信息资源,而信息资源的80%部分应当与数字地球有关。•人类认识事物的过程,是从数字、文字、文章、文化和从部落、公社、国家这样发展的,信息技术和信息社会又重复这个过程,即数字、文字、图像、图形;网络应用是从主页到数字政府;从独建独用,到共建共享;人类认识地球的角度和范围从局域性的图形、地区、国家,再到一个全球性的“数字地球”的概念。从认知思想的角度•地球科学的发展从定性的认识,半定量的描述和分析,到多学科共同协作,各种技术的综合运用来对地球科学的重大事件进行定量和综合研究,数字地球代表这种发展趋势。中国地学界最近几年就这方面的名词问题先后的提法,如地球信息科学,地球信息技术,地球空间信息科学,地球空间信息技术,地理空间信息技术,地理空间信息科学等,基本目的在于体现这种发展趋势。从学科背景的角度从技术背景的角度•数字地球最直接相关的8个方面:空间对地观测技术、计算机技术、网络技术、通讯技术、遥感、地理信息系统、全球定位系统、智能计算技术都发展很快,也逐步与全球化连在一起,地理信息逐步进入信息技术的主流(信息技术又是知识经济的主体),即应用对象与应用手段(技术)的融合成为一个主流。1.3数字地球的内涵与实质•戈尔提出数字地球的概念时认为“它是一个包容海量数据信息、多分辨率、三维的虚拟地球”。•设想的基本内容有:多分辨率地球空间数据的集成,三维虚拟现实,可融合多源数据,以1米分辨率卫星图像为基础,包容全球80%以上的所有人类信息资源。•核心思想包括两点:一是统一性地处理地球问题;二是最大限度地利用全球信息资源。数字地球的内涵•李德仁院士指出:数字地球的特点是嵌入海量地理数据,实现多分辨率、三维对地球的描述。•中科院地学部主任徐冠华院士认为:“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。•遥感与GIS专家陈述彭院士提出“数字地球”是地球上的信息实现数字化,是一种全球性的战略思想。•“数字地球”是继地理大发现和哥白尼、伽利略日心说之后,人类认识地球的又一次飞跃。它是一种国家战略,也是一种技术体系,同时又是一个科学文化概念;它是一个居住在因特网上的以“空间智能体”为主要种群的高级生态系统,即“数字生态系统”。•它包括用户界面体系、一个各种分辨率尺度下的地球三维可视化浏览界面、一个迅速增长的网络化地理空间信息世界、多源信息的集成和显示机制。总之,数字地球提供了一个基于地球空间的超媒体虚拟现实环境。数字地球的特征•数字地球是数字化、信息化的虚拟地球,是在计算机技术、网络技术、虚拟现实和3S技术等技术支持下,对全球海量数据进行综合分析、管理和应用的超级系统。•数字地球具有以下几个特征:(1)空间性与全球性(2)共享性与保密性(3)动态性与稳定性(4)可视性与虚拟性(1)空间性与全球性•数字地球核心思想之一就是用数字化手段统一性地处理地球问题,所包容的信息具有全球性。•处理的问题如岩石圈的研究、全球的环境恶化、资源短缺和人口膨胀等,也具有全球性特点。•数字地球的数据是通过GPS定位和对地观测等技术采集,具有地理属性和空间特征。(2)共享性与保密性•用户可以共享各种信息资源,科研人员
本文标题:1数字地球(2009)
链接地址:https://www.777doc.com/doc-6847064 .html