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出版者:科学出版社

作者:彭胜潮

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1999-04-01

价格:12.0

装帧:

isbn号码:9787030075314

丛书系列:

图书标签:

• 数字地球
• 地球科学
• GIS
• 遥感
• 空间数据
• 地理信息系统
• 可持续发展
• 环境科学
• 大数据
• 人工智能

《数字地球百问》 一、 时代浪潮与数字文明的崛起 我们正身处一个信息爆炸、技术飞速迭代的时代。互联网的普及、移动通信的广泛应用，以及云计算、大数据、人工智能等前沿技术的不断突破，正在以前所未有的速度重塑着我们的生活、工作乃至整个社会的运作模式。在这个数字化浪潮席卷全球的背景下，“数字地球”的概念应运而生，并迅速成为理解和构建未来文明的关键框架。它不仅仅是一个技术词汇，更是对人类社会发展方向的深刻洞察，是对我们与地球、与彼此关系的一次全面审视和重塑。 二、 数字地球：不止是地图，更是智慧的映射 “数字地球”并非仅仅是静态地理信息的数字化呈现，比如卫星图像、地理坐标、地形地貌等。它的内涵远不止于此。它是一个集成了海量多源异构数据，通过先进的信息技术进行融合、分析、模拟和可视化的复杂系统。在这个系统中，地理空间信息成为了核心的载体和连接点，将地球的物理属性、人文活动、社会经济、生态环境等各个维度的数据有机地联系起来。 想象一下，它是一个动态的、可交互的地球模型，能够实时反映地球上发生的万事万物。交通流量的实时变化、城市人口的流动趋势、气候变化的细微迹象、资源消耗的动态监测、自然灾害的预测预警……所有这些，都可以在数字地球的框架下被理解、被分析、被管理。它就像一副被赋予了生命的“数字地图”，能够“看见”地球的过去、现在，并帮助我们“预见”地球的未来。 三、 核心要素：构建数字地球的基石 构建一个功能强大、应用广泛的数字地球，需要一系列核心要素的支撑： 海量数据： 这是数字地球的血肉。包括但不限于遥感影像（卫星、航空）、地理信息系统（GIS）数据、导航定位数据（GPS、北斗）、物联网（IoT）传感器数据、互联网搜索和社交媒体数据、气象数据、经济统计数据、人口普查数据、环境监测数据，甚至是人们日常的出行、消费、社交等行为数据。数据的来源是多样的，数据的类型是异构的，如何有效地采集、存储、管理和处理这些海量数据，是数字地球建设的首要挑战。 先进技术： 这是数字地球的灵魂。 地理信息系统（GIS）： GIS是数字地球的基石，它提供了处理、分析和可视化地理空间数据的核心能力，能够将不同来源的数据叠加、关联，揭示空间规律。 遥感技术： 遥感技术提供了从太空、空中获取地球表面信息的手段，是数字地球最重要的数据源之一，能够监测地表覆盖、植被状况、水体变化等。 全球导航卫星系统（GNSS）： 如GPS、北斗等，提供了精确的定位信息，使得万物皆可“定位”，是数字地球实现精细化管理的根基。 云计算与大数据： 海量数据的存储、处理和计算离不开强大的云计算平台和大数据技术。它们能够高效地运行复杂的分析模型，支持实时的数据处理和海量并发访问。 人工智能（AI）与机器学习： AI和机器学习是数字地球的“智慧大脑”。它们能够从海量数据中挖掘深层规律，实现智能识别（如地物分类、灾害识别）、精准预测（如交通拥堵预测、气候变化趋势预测）、智能决策（如城市规划优化、资源调度）等。 物联网（IoT）： 物联网设备遍布地球每一个角落，实时采集各种环境、状态数据，将物理世界连接到数字世界，为数字地球注入鲜活的“生命体征”。 三维建模与可视化： 将地理空间数据以直观的三维形式呈现，能够极大地提升人们对复杂信息的理解能力，是数字地球交互和应用的重要方式。 标准规范： 为了实现不同系统、不同部门之间的数据共享和互操作，以及构建一个统一的数字地球框架，制定和遵循一系列国际国内标准和规范至关重要。这包括数据格式标准、接口标准、元数据标准、地理空间信息服务标准等。 四、 数字地球的应用场景：赋能千行百业，重塑美好生活 数字地球的应用潜力是无限的，它正在深刻地改变着我们生活的方方面面： 智慧城市建设： 数字地球能够为城市管理者提供全面的城市运行“数字孪生”，实现对交通、能源、环境、公共安全、应急管理等领域的精细化管理和智能调度。例如，实时监测交通拥堵情况，动态调整信号灯配时；预测城市人口密度变化，优化公共服务资源配置；模拟城市发展规划，评估环境影响。 自然资源与环境保护： 通过对卫星遥感、地面监测等数据的整合分析，数字地球能够实现对土地利用、森林资源、水资源、矿产资源等自然资源的动态监测、精准评估和科学管理。同时，它也是监测和预警环境污染、气候变化、自然灾害（如洪水、地震、森林火灾）的重要工具，为环境保护和灾害应对提供决策支持。 农业现代化： 精准农业是数字地球在农业领域的典型应用。通过集成土壤数据、气象数据、作物生长数据等，实现对农田的精准管理，例如精准施肥、精准灌溉，提高农作物产量和质量，降低资源消耗。 交通物流优化： 数字地球能够实时追踪车辆、船舶、飞机的运行轨迹，预测交通流量，优化航线和运输路线，提高物流效率，降低运输成本。 灾害预警与应急响应： 在自然灾害发生前，数字地球可以基于历史数据和实时监测信息进行风险评估和预警。灾害发生后，它能提供灾区详细的空间信息，辅助制定救援计划，调度救援资源，评估灾害损失。 文化遗产保护与旅游： 数字地球可以通过三维建模技术，将历史遗迹、文化场景进行数字化复原和展示，让人们足不出户就能“穿越”时空，了解历史。同时，它也能为旅游规划提供丰富的空间信息，优化旅游路线，提升旅游体验。 科学研究与教育： 数字地球为气候变化研究、地球科学研究、环境科学研究等提供了强大的数据和分析平台。在教育领域，它也为学生提供了更加直观、生动、深入的学习方式。 五、 面临的挑战与未来展望 尽管数字地球展现出巨大的潜力和价值，但其发展和普及仍面临诸多挑战： 数据孤岛与共享难题： 各行业、各部门之间的数据标准不统一，数据共享机制不健全，仍然存在严重的数据孤岛问题，阻碍了数据的有效整合与利用。 技术瓶颈： 尽管技术发展迅速，但在海量数据的实时处理、高精度建模、复杂场景模拟、跨域融合分析等方面，仍有技术上的提升空间。 隐私与安全： 随着数据采集范围的扩大和精度的提升，如何保障个人隐私和数据安全，防止数据滥用，是数字地球发展过程中必须高度重视的问题。 标准与法规： 缺乏统一、完善的国际国内标准和法规体系，也制约了数字地球的规模化发展和应用。 人才短缺： 掌握GIS、遥感、大数据、AI等跨领域知识的复合型人才，是数字地球建设的关键，目前仍存在人才缺口。 展望未来，随着5G、6G、卫星互联网、边缘计算等新技术的不断成熟，以及人工智能技术的深度赋能，数字地球将变得更加智能、更加实时、更加精细。它将从简单的信息汇聚，走向更深层次的智能感知、智能分析、智能决策，最终实现人与地球、数字世界与物理世界的深度融合，为构建一个更加可持续、更加繁荣、更加美好的未来提供强大的科技支撑。 《数字地球百问》这本书，将致力于系统地梳理和解答关于数字地球的百个核心问题。它将带领读者深入浅出地理解数字地球的理论基础、核心技术、应用领域、发展趋势以及所面临的挑战，帮助读者构建对这一颠覆性概念的全面认知，从而更好地把握时代机遇，迎接数字文明的到来。

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我之前对这类涉及地球科学、空间信息学的书籍总抱有一种敬畏感，总觉得里面充斥着高深莫测的专业术语和复杂的数学模型，读起来会像啃硬骨头。但这本书的行文风格却出乎我的意料地“亲民”。它不像传统的教科书那样严肃刻板，反而更像一位经验丰富、健谈的老师在耐心地为你解开一个个疑惑。作者似乎非常懂得如何将抽象的概念具象化，他们总能找到日常生活中容易理解的类比来解释那些宏大的技术原理。比如，解释数据采集的精度时，不是堆砌冗长的公式，而是会用一个生活中的小例子来打比方，这种“润物细无声”的讲解方式，真的让我这个非专业背景的读者也能心领神会，体会到背后逻辑的精妙之处。这种叙事上的巧妙转折，让原本枯燥的知识点变得生动有趣，充满了探索的乐趣。

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这本书的结构安排，完全打破了我对传统知识体系的刻板印象，它成功地将一个庞大、复杂的学科领域，拆解成了一系列相互关联又可独立阅读的模块。我不需要从头到尾按照顺序阅读，而是可以根据自己当下的兴趣点，随时切入任何一个“问”。例如，我可能先对“城市精细化建模”的部分感兴趣，读完后收获颇丰，然后过几天，我可能又想了解一下“跨尺度数据融合”的挑战，也完全可以无缝衔接。这种非线性的阅读路径，极大地提高了阅读的自由度和效率，完美契合了现代人碎片化学习的需求。它就像一个巨大的、井井有条的知识宝库，你不需要走遍每一个角落，只需要直奔你感兴趣的那个展柜，就能找到你想要的宝物，而且每一次光顾，都会有新的发现。

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这套书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面那种深邃的蓝色调，配上简洁的标题字体，立刻就营造出一种探索未知、触及宏大概念的氛围。内页的纸张质感也处理得非常到位，厚实而又不失细腻，阅读起来非常舒适，长时间盯着看也不会觉得眼睛很累。尤其值得称赞的是，排版布局非常科学合理，图文的穿插恰到好处。很多复杂的概念，光靠文字描述可能晦涩难懂，但这本书巧妙地引入了大量的示意图、流程图乃至一些艺术化的插画，极大地降低了理解的门槛。我感觉作者在视觉呈现上下了大功夫，这对于一本涉及前沿科技和复杂系统的书籍来说，是至关重要的加分项。我特别喜欢它在章节过渡时使用的那种留白设计，让人在读完一个知识点后，能有一个小小的喘息和思考的空间，而不是被密集的文字信息轰炸。这种对阅读体验的重视，让整个阅读过程变成了一种享受，而不是一项任务。

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这本书的深度和广度都给我留下了深刻印象。它不是停留在表面的概念介绍，而是深入挖掘了每一个“问”背后的技术核心和应用前景。我惊喜地发现，它对不同技术路线之间的权衡和取舍也有独到的见解。比如，在谈到遥感数据处理的效率问题时，它不仅介绍了主流算法，还对比了不同算力环境下模型优化的策略，这显示出作者对实际工程应用场景的深刻理解。更难能可贵的是，它似乎一直在引导读者去思考“为什么”和“未来会怎样”，而不是仅仅告知“是什么”。这种前瞻性的视角，让我感觉手中捧着的不仅仅是一本知识的总结，更像是一张通往未来科技发展蓝图的导航图。每一次翻阅，都能发现一些新的思考维度，它激发了我对这个领域更深层次的求知欲。

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坦率地说，阅读体验往往受制于作者的“匠人精神”。很多号称科普的书籍，其实只是将网络上的碎片化信息拼凑起来，缺乏体系和连贯性。然而，这本书展现出一种近乎偏执的严谨性。从概念的界定到术语的统一使用，都体现出作者在编辑和校对上花费的心血。我注意到，书中引用的案例和数据都相当新颖，似乎作者一直在关注最新的行业动态和科研突破，确保了内容的时效性。这种对准确性和权威性的追求，让读者在阅读时能有一种坚实可靠的安全感，不必担心学到过时的信息或者被误导。这种对知识负责的态度，在如今信息爆炸的时代，显得尤为珍贵和稀缺，它确保了我们所接收到的知识是经过精心提炼和检验的黄金内容。

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