21世纪后：我们依赖数字地球

今年6月1日，国家主席江泽民在接见部分两院院士的讲话中，提到了“数字地球”这一新概念。

“数字地球”是美国副总统戈尔于1998年1月31日在加利福尼亚科学中心所作的“数字地球——认识21世纪我们这颗星球”的讲演中提出的新概念。他的建立数字地球的概念，是指充分利用有关地球的所有信息，以促进社会进步和经济发展。他认为现在我们一方面拥有大量的可以发挥积极作用的信息，一方面又让它闲置起来慢慢地过时而变得无用。正像一方面众多人群面临着饥饿死亡的威胁，一方面大量的粮食堆积在地窖霉烂变质一样。解决这一矛盾的方法，便是建立“数字地球”。

数字地球指的是地球信息模型。在这里，“数字”是“信息”的同义语。数字地球则是把地球上每一角落的信息都收集起来，按照地球上的地理坐标建立起来的完整的信息模型。这样，我们就可以快速地、完整地、形象地了解地球上各种宏观的和微观的情况，并充分发挥这些数据的作用。

不把这些数据放在数据库里而按地理坐标建立数字地球，既体现出这些数据的内在联系，又便于检索利用。正如如果要求人在一瞬间记住7个以上的数据往往不可能，但如这7个数据能组成有内在联系的模型便容易记住。把有关地球每一点的全部信息都收集起来整理加工成便于使用的数据，并按地球的地理坐标存放起来，需要时能立即传输到用它的地方，这是个庞大而复杂的工作，需要使用许多技术，这些技术10年前还只能存在于科幻小说中，然而现在却已成为现实。

首先是大地资源卫星，它利用遥感技术每两周便把地球表面无一遗漏地扫描一遍，其分辨率已能使像汽车前灯那样大小的东西，在卫星拍摄的照片上清晰可见。

要对整个地球的数据加工处理，并通过虚拟现实技术将其形象地表现出来，没有巨大的计算能力是实现不了的。好在现在每秒能运算几千亿次的巨型机并不稀罕。因此把数字地球视像化也就不成问题。

要把数字地球所有数据存储起来，需要拍（1千万亿）字节级容量的存储器。目前硬盘、光盘的存储容量都只达到吉（10亿）字节级。不过现在在激光全息存储器、蛋白质存储器等方面已获得巨大进展，不久就能存储拍字节级这样大量数据。在此之前，可把它分散存储起来。

因为数字地球的数据分散在成千上万个机构的数据库里，因此当某处要利用它时，要能从四面八方把有关数据迅速调来。这就需要有高速网络把各个点连接起来。当前正在试验每秒能传输10亿比特的网络，这就是“信息高速公路”首期要达到的目标。

数字地球中包含有高分辨率的地球卫星图像、数字化的地图、以及经济、社会和人口统计的信息。利用它们，有助于在教育、可持续发展战略、农业、土地使用规划、以及危机（紧迫问题）解决等领域，产生广泛的社会和经济效益。数字地球使得能够对人为的或自然的灾害，及时作出反应，并使全球能够联合起来，面对长期的环境挑战。

数字地球的具体用途很多。例如通过它掌握各地的治安状况，有助于恰当部署警力打击犯罪。利用它的数据，模拟环境变化对濒危物种的影响，根据其结果采取适当措施可以保护生态的多样性。影响气候变化的重要因素有森林递减率，利用卫星对某一地区监视获得的数据可确定某流域的森林递减率，因而可以预报气候变化。通过卫星图像掌握作物病虫害及其生长情况，可以科学施药、施肥、灌水，可以提高作物产量。