数字地球第4.ppt

三、数字地球的基础设施 1．从“高速公路”到“信息高速公路”与“数字地球” 1998年3月13日，戈尔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。戈尔把这颗卫星称为“翠阿那”，这是一位同克雷斯托夫·哥伦布一起航行并第一个登上新大陆的水手的名字。 这颗卫星耗资5000万美元，重300磅，在月球的外层轨道上飞行，那里太阳和地球引力是平衡的，卫星将总是对准面向太阳的地球部分。它传送的图像的清晰度是高分辨率电视机的两倍。图像传送到大学，进入因特网和电视。卫星由空中飞船发射，将对太平洋具有比以前更仔细的监测。这项卫星计划被认为是响应戈尔提出的数字地球设想的一个具体措施。1998年9月12日，戈尔在美国另一次讲演中，再次提到要广泛应用地理信息。 2．信息高速公路 信息高速公路有五个基本要素。 （1）用于传输、存储、处理和显现声音、数据和图像的物理设备。如摄像机、扫描仪、一键盘、电话机、传真机、转换器、视频和音频带、电缆、电线、卫星、光纤传输线、微波同、打印机等。 （2）信息。包括资源、环境、社会、经济、文化教育等各个领域的图形、图像、文本、多媒体等的海量信息，其中80％与空间位置相关。 （3）应用系统和软件。它们允许用户使用、处理、组织和整理由信息高速公路提供给用户的大量信息。 （4）传输编码与网络标准，这些编码与标准促进网络之间的互相联系和兼容，同时保证网络的安全性和可靠性。 （5）人员。包括信息及设施的生产者、使用者和决策者等。 从信息高速公路的组成可以看出，它所需要的技术几乎覆盖了当今信息科学领域中计算机、通信、信息处理等方面的尖端技术。能否有效地利用这些高新技术，迅速地传输和利用各类信息已成为判断一个国家的经济实力及国际竞争力的重要标志。 所以我们开发和实施信息高速公路，不仅仅是给人们的生活、学习、工作带来新的信息文明，其深远影响将辐射到政治、经济、文化和军事等各个方面。 从信息高速公路的组成可以看出，它所需要的技术几乎覆盖了当今信息科学领域中计算机、通信、信息处理等方面的尖端技术。能否有效地利用这些高新技术，迅速地传输和利用各类信息已成为判断一个国家的经济实力及国际竞争力的重要标志。所以我们开发和实施信息高速公路，不仅仅是给人们的生活、学习、工作带来新的信息文明，其深远影响将辐射到政治、经济、文化和军事等各个方面。 3.空间数据基础设施 空间数据基础设施与信息高速公路有着相互依存、相互促进、共同发展的密切关系、计算机硬件和各种应用软件好似高速公路上跑着的车，而基础地理信息好似被运载的货物。为避免出现有路没车、或有车没货的现象，应大力发展我国地理信息产业，为社会提供丰富的基础空间信息和软件产品。这样既节约了开发力量和系统投资，又能最大限度地实现基础空间信息的共享。 4. 地理坐标系 地理坐标系，也可称为真实世界的坐标系，是用于确定地物在地球上位置的坐标系。一个特定的地理坐标系是由一个特定的椭球体和一种特定的地图投影构成，其中椭球体是一种对地球形状的数学描述，而地图投影是将球面坐标转换成平面坐标的数学方法。 绝大多数的地图都是遵照一种已知的地理坐标系来显示坐标数据。例如，全国1：25万地形图就是采用在克拉索夫斯基椭球体上的高斯一克吕格投影。 数字地球参考几何体的目标是充分研究地球表面的形态特征，并根据现有地区和全球范围的地球椭球体的数学模型计算出适合数字地球需要的地球参考几何体。它既可以涵盖已有的地球参考椭球体，同时又能完成不同国家和地区的参考椭球体之间的坐标变换，此外它还可根据具体的地学应用主题、地理区域、范围和比例尺条件等因素自动选择最佳的地球参考几何体。 绝对高程：地面点到大地水准面的高程，称为绝对高程。 大地坐标：在地面上建立一系列相连接的三角形，量取一段精确的距离作为起算边，在这个边的两端点，采用天文观测的方法确定其点位（经度、纬度和方位角），用精密测角仪器测定各三角形的角值，根据起算边的边长和点位，就可以推算出其他各点的坐标。这样推算出的坐标，称为大地坐标。 地点原点：亦称大地基准点，即国家水平控制网中推算大地坐标的起标点。大地原点是人为界定的一个点，利用它我们可以精确地知道自己的地理位置所在，也因此所谓的GPS全球定位系统才有意义。 这是中国大地原点中心标志，用玛瑙做成，半球顶部刻有“十”字线。它被镶嵌在稳定埋入地下的花岗岩标石外露部分的中央，永久稳固保留，“十”字中心就是我国“1980坐标系”测量起算中心。 我国1954 年在北京设立了大地坐标原点