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智慧中国与遥感数据服务

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一背景综述

（一）数字地球

1998年1月31日，美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心发表演讲《数字地球：21世纪认识地球的方式》。戈尔指出，尽管人类已经有能力获取空前浩繁的地理环境、经济文化等各领域的原始数据，但在利用这些数据方面仍面临巨大的挑战。一个典型的例子是，LANDSAT卫星二十年如一日每两周将全球拍摄一遍，但这些数据的绝大部分从未被使用过。政策和技术两方面因素造成了这一局面：僵化的数据政策使得潜在的数据需求无法得到满足；同时，因受自身生理机能的局限，人类也无法充分理解这些原始数据。解决问题的办法，一是提高数据的可得性，以商业化的方式促进数据共享；二是实现数据的可视化，即建立一个关于地球的、嵌入海量地理数据、多分辨率的三维表现系统。为此，需要在高速计算、海量存储、宽带网络、高分辨率遥感卫星、GIS互操作、元数据标准、数据融合和拓展等方面实现突破。

（二）智慧地球

2008年11月6日，IBM总裁兼首席执行官彭明盛在美国外交关系委员会发表演讲《智慧地球：下一代的领导议程》。他认为，尽管当今世界的基础结构正在向“智慧”的方向发展，人类对信息的感知、处理和利用能力都得到了空前的提高，但困扰人类社会的一些固有问题，如能源和资源浪费、环境污染、气候灾难、医疗事故、金融动荡、商业效率低下等，却依然未能得到妥善解决。物理基础设施与信息基础设施的分立是导致这一问题的根本原因。因此，全球IT产业下一阶段的主要任务，就是要把各种感应器件嵌入电网、道路、桥梁、大坝、建筑等各种设备和设施中，建设实体与信息相融合的新一代“智慧型基础设施”。同时，人类社会的各种团体和组织，如企业、政府、学校、医院、社区等，也应当对其业务流程、组织架构、政策理念、运行模式等进行整合和重构，创建“智慧型社会组织”。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，克服各种全球性问题，从而达到“智慧”的状态。彭明盛的这番讲话，被认为是开启了全球IT产业迈向“智慧地球”时代的序幕。

（三）从数字地球到智慧地球

从数字地球到智慧地球，美国国家信息化战略的目标和手段都发生了重大变化。数字地球阶段主要关注地理信息的共享、互操作和可视化表现，旨在建立基于定位和遥感基础设施的信息服务体系。智慧地球阶段则主要关注解决人类社会面临的各种现实问题，旨在建立基于新一代信息基础设施和社会组织，具有灵活感知和反馈运作能力的泛在服务机制。

美国的实践表明，国家信息化是一个循序渐进的过程。数字地球搭建的网络和数据环境，为智慧地球建设奠定了基础。数字地球把3S技术和网络技术联系在一起，为全球信息化提供了一个基础框架。物联网技术通过各种传感设备，把任意物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。云计算技术通过整合各种计算资源，构建虚拟资源中心，向用户灵活提供所需的信息和服务。数字地球与物联网、云计算技术相互依托、相互补充，形成了智慧地球的技术基础。智慧地球作为数字地球的扩展与延伸，是信息产业发展的必然结果，也是信息化的必然趋势。

二智慧中国时代遥感数据服务趋势

（一）用户由政府向社会公众发展

传统的遥感数据用户主要是政府部门，应用目的是为城市规划、应急响应等公共服务提供信息支持。智慧中国时代，遥感数据可承载的服务类型越来越多，除满足政府部门履行行政职能的信息需要外，还可为社会公众提供通信、物流、出行等方面的信息服务，其应用的普遍性将越来越高，越来越被大众所接受。

（二）数据形式由单一向多元化发展

目前典型的地理信息系统应用主要以传统二维地图作为背景数据。进入智慧地球时代，随着传感器技术的发展以及信息提取技术的提高，能为用户提供的数据类型将越来越丰富，不再局限于二维地图，而是向三维可视化数据、真正射影像、街景地图以及视频等多元化发展，充分满足用户的不同需求。

（三）由瞬时观测向持续观测发展

随着智慧型信息服务的普及，长采样周期的遥感数据已无法满足未来的应用需求。用户将更关注按需随时更新数据，特别是对于实时性要求比较高的应用场合，如交通规划、灾害分析、气象预测等。这就对传感器以及信息获取技术提出了更高的要求。

（四）存储与计算资源的云化发展

传统的遥感数据存储与处理以单节点或小集群为主。未来智慧城市系统的数据量以及所需的计算资源已远远超过单节点或小集群的能力。云计算的广泛应用将成为必然。云计算的分布式存储与运算结构，能够为智慧城市提供近乎无限的数据存储空间与计算资源。

三面向公众的遥感数据服务：以倾斜摄影测量为例

（一）面向公众的遥感数据服务

目前，我国已初步建成陆海空天地一体化的对地观测体系，该体系主要由陆地测量车、海洋测量船艇、中低空