从数字地球到智慧地球
物联网时代新型网络应用技术——中间件技术展望
物联网时代新型网络应用技术——中间件技术展望陈静【摘要】在数据获取、传输、处理和应用的阶段形成格式可匹配、业务链接的服务中间件,是物联网发展的关键环节之一.分析了物联网时代下的中间件发展现状,并对中间件的未来发展进行研究和展望.%The service middleware is the key to the development of things, which matches the business links in the data acquisition, transmission, processing and application. This paper analyzed the development status of middleware technology in the era of Internet of Things, and forecasted the future development of middleware.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2012(000)019【总页数】3页(P10340-10342)【关键词】物联网;中间件;网络技术;地理信息系统【作者】陈静【作者单位】北京联合大学应用文理学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】S126“数字地球”(Digital Earth)的概念由美国副总统Al Gore于1998年1月提出，即以地球坐标为依据的、具有多分辨率的、有海量数据组成的、能立体表达的虚拟地球。
在“数字地球”基础上，IBM首席执行官彭明盛于2009年1月提出“智慧地球”(Smart Earth)的构想，核心思想是把要各种传感器应用到人们生活中的各种物体中，并且能够相互连接起来，形成“物联网”，通过超级计算机和云计算将“物联网”整合起来，实现网上数字地球与人类社会和物理系统的整合。
从“数字地球”到“智慧地球”给人们提供了一个空前无比的视野和高度，在此基础上，人们能以更加精细和动态的方式管理生产和生活，它的实现将在教育、可持续发展的决策、土地利用规划、能源及危机处理等领域产生巨大的社会和商业效益［1］。
数字地球：地理信息系统与全球变化
GIS在全球土地利用变化研究中的应用
土地利用监测
• 通过GIS技术，对土地利用进行实时监测和评估，为
土地利用变化研究提供依据
• 为土地利用规划和管理提供科学支持
土地利用变化影响评估
• 通过GIS技术，对土地利用变化对农业、水资源等方
面的影响进行评估
• 为土地利用规划和管理策略制定提供科学依据
土地利用规划和管理策略制定
• 通过GIS技术，为政策制定者提供土地利用变化影响
的空间信息，辅助制定规划和管理策略
• 为实现土地资源可持续利用提供信息支持
05
数字地球与全球变化的未来发展趋势
数字地球技术的未来发展趋势
高性能计算技术
物联网技术
人工智能技术
• 随着计算机技术的发展，数
• 通过物联网技术，实现地球
• 将人工智能技术应用于数字
• 为生态系统保护和恢复提供科学支持
生态系统变化影响评估
• 通过GIS技术，对生态系统变化对农业生产、水资源等方面的影响进行评估
• 为生态系统保护和恢复策略制定提供科学依据
生态系统保护和恢复策略制定
• 通过GIS技术，为政策制定者提供生态系统变化影响的空间信息，辅助制定保护和恢复策略
• 为实现生态系统可持续发展提供信息支持
字地球技术将不断提高数据处
上各种信息的实时传输和共享
地球技术，提高数据处理和分
理和分析能力
• 为数字地球技术的发展提供
析的智能化水平
• 为数字地球技术的应用提供
新的机遇
• 为数字地球技术的发展提供
更强大的支持
新的思路
GIS在全球变化研究中的未来发展趋势
01
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从数字地球到智慧地球
从数字地球到智慧地球从数字地球到智慧地球李德仁龚健雅邵振峰*摘要：本⽂分析了数字地球的发展及其取得的成就，探讨了伴随着IT技术、通信技术和传感器技术的发展⽽出现的传感器⽹络和物联⽹这⼀新的基础设施，设计了基于全IP架构的物联⽹的平台框架和典型应⽤，并展望了从数字地球发展到智慧地球的趋势和美好前景。
关键词：数字地球传感器⽹络物联⽹智慧地球数据服务功能服务⼀数字地球及其取得的成就前美国副总统阿尔·⼽尔在1998年提出数字地球时，为我们勾勒出⼀个诱⼈的虚拟地球景象，使真实地球作为⼀个虚拟地球进⼊了互联⽹，使普通⽼百姓，甚⾄⼀个⼩孩⼦都能⽅便地运⽤⼀定的科学⼿段了解⾃⼰所想了解的有关地球的现状和历史，既能获得⾃然⽅⾯的信息，如地形、地貌、地质构造、⼭脉河流、矿藏分布、⽓候⽓象等，也能获得⼈⽂⽅⾯的信息，如经济、⽂化、⾦融、⼈⼝、交通、风⼟⼈情等，真可谓“全部地球尽收眼底”。
这个虚拟的数字地球以空间位置为关联点整合相关资源(以地理信息系统和虚拟现实技术集成各类数据资源)，实现了“秀才不出门，能知天下事”（See everything on Web）。
*李德仁，中国科学院院⼠，中国⼯程院院⼠，国际欧亚科学院院⼠，武汉⼤学教授、博⼠⽣导师，主要从事以遥感(RS)、全球卫星定位系统(GNSS)和地理信息系统(GIS)及其集成为代表的空间信息科学的科研和教学⼯作。
龚健雅，博⼠，武汉⼤学教授，博⼠⽣导师，测绘遥感信息⼯程国家重点实验室主任。
邵振峰，博⼠，武汉⼤学测绘遥感信息⼯程国家重点实验室3S集成研究室。
图1真实地球和数字地球的关系数字地球是⼀个⽆缝的覆盖全球的地球信息模型，把分散在地球各地的从各种不同渠道获取到的信息，按地球的地理坐标组织起来，既能体现出地球上各种信息（⾃然的、⼈⽂的、社会的）的内在有机联系，⼜便于按地理坐标进⾏检索和利⽤。
数字地球是信息化的地球，它包括全部地球资料的数字化、⽹络化、智能化和可视化的过程在内]8[。
数字城市向智慧城市发展必然趋势和理论技术
浅析数字城市向智慧城市发展的必然趋势和理论技术摘要：本文从目前数字城市的发展和建设概述入手，通过介绍随着现代信息化技术发展而兴起的物联网，传感器网络技术，云计算等技术，浅谈了数字城市发展向智慧城市发展过渡和转变的必然趋势和理论技术支撑。
关键字：数字城市；智慧城市；物联网；传感器网络技术；云计算随着科学技术的发展，人类赖以生存的地球在不断发生着变化，自1998年“数字地球”理念的提出，各国政府以及专家学者对数字地球给予了高度重视及关注。
人口聚集化程度较高的城市，则作为研究对象单元出现，因此在数字地球的背景下，“数字城市”的概念应运而生。
随着现代信息技术的进一步发展，ibm公司于2008年提出了“智慧的地球”这一理念，当“智慧”二字成为热点的同时，“智慧城市”的建设和发展为“智慧地球”奠定了实践基础。
一、数字地球和数字城市1.数字地球“数字地球”最早来源于美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心发表的题为“数字地球—认识21世纪我们这颗星球”的演讲。
它是一个关于整个地球、全方位的，与gis、虚拟现实技术、网络技术等高新技术密切相结合的产物。
即一个以地球坐标为依据的、具有多分辨率的海量数据和多维显示的地球虚拟系统。
数字地球要解决的技术问题，包括计算机科学、宽带网络、海量数据存贮、互操作性、元数据、卫星遥感技术、城市gis、全球定位技术等。
2.数字城市自1999年在北京召开了首届国际“数字地球”大会之后，与数字地球相关的概念层出不穷，例如数字中国、数字城市、数字社区等。
若说“数字地球”的系统过大，难以实现，那么“数字城市”则是进入了实质性的启动实践阶段。
在数字城市的概念上，与其相关的各个领域都有各自的表述。
归纳起来主要有四种观点：①以建设部为代表的城市建设领域、②以测绘局为代表的测绘领域、③以3s企业为代表的3s领域、④以信息产业部为代表的it领域[1]。
由全国科学技术名词审定委员会审定公布的数字城市的定义为：以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、遥测、仿真虚拟等技术，对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，即利用信息技术手段把城市的过去、现状和未来的全部内容在网络上进行数字化虚拟实现。
“智慧地球”
“智慧地球”引言概述:"智慧地球"是指利用先进的技术和信息化手段来改善地球上的生活和环境，提高资源利用效率，实现可持续发展。
本文将从不同角度介绍智慧地球的概念、应用、挑战和前景。
一、智慧地球的概念1.1 什么是智慧地球智慧地球是指通过数字技术、物联网、大数据等手段，将各种信息进行采集、传输和处理，实现城市、社区、企业等各个领域的智能化管理和优化。
1.2 智慧地球的基本特征智慧地球具有智能化、信息化、可持续发展等基本特征，通过数据分析和智能决策，实现资源的高效利用、环境的保护和社会的可持续发展。
1.3 智慧地球的应用领域智慧地球的应用领域广泛，包括智能城市、智能交通、智能能源、智能环境等，通过技术手段提升生活质量、提高效率和降低成本。
二、智慧地球的应用2.1 智慧城市智慧城市利用物联网技术，实现城市基础设施的智能化管理，包括交通、能源、环境、安全等方面，提高城市的运行效率和居民的生活质量。
2.2 智能交通智能交通通过智能感知、智能调度和智能决策等手段，提高交通系统的安全性和效率，减少交通拥堵和事故发生率。
2.3 智能能源智能能源利用智能电网技术，实现能源的高效利用和可再生能源的大规模应用，减少能源消耗和环境污染。
三、智慧地球面临的挑战3.1 数据安全和隐私保护智慧地球需要大量的数据支持，但数据的安全性和隐私保护是一个重要问题，需要加强技术手段和法律法规的保障。
3.2 技术标准与互操作性智慧地球涉及多个领域和技术，需要建立统一的技术标准和互操作性，以实现不同系统之间的数据共享和协同工作。
3.3 社会接受度和可持续发展智慧地球需要广泛的社会支持和参与，同时也需要考虑可持续发展的问题，包括资源的合理利用和环境的保护。
四、智慧地球的前景4.1 提升生活质量智慧地球的应用将提升人们的生活质量，改善城市环境、提高交通效率、降低能源消耗等，让人们享受更便捷、舒适的生活。
4.2 促进经济发展智慧地球将带动相关产业的发展，包括信息技术、通信、能源等，为经济增长提供新的动力和机遇。
智慧地球——精选推荐
“智慧地球”是以“物联网”和“互联网”为主要运行载体的现代高新技术的总称，也是对当前世界所面临的许多重大问题的一种积极的解决方案。
“智慧地球”的技术内涵，是对现有联互网技术、传感器技术、智能信息处理等信息技术的高度集成，是实体基础设施与信息基础设施的有效结合，是信息技术的一种大规模普适应用。
通俗地讲，“互联网+物联网=智慧地球”。
实质上“智慧地球”是“数字地球”的延续和发展，形象地说，“数字地球”加上物联网就可以实现“智慧的地球”。
3“智慧地球”的特征数字地球把遥感技术、地球信息系统和网络技术与可持续发展等社会需要联系在一起，为全球信息化提供了一个基础框架。
而物联网是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
我们将数字地球与物联网结合起来，就可以实现“智慧地球”。
把数字地球与物联网结合起来所形成的“智慧地球”将具备以下一些特征：3．1“智慧地球”包含物联网物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。
物联网应该具备三个特征：(1)全面感知。
即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；(2)可靠传递。
通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；(3)智能处理。
利用云计算、模糊识别等各种错能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。
3．2“智慧地球”面向应用和服务无线传感器网络是无线网络和数据网络的结合，与以往的计算机网络相比它更多的是以数据为中心。
由微型传感器节点构成的无线传感器网络则一般是为了某个特定的需要设计的，与传统网络适应广泛的应用程序不同的是无线传感器网络通常是针对某一特定的应用，是一种基于应用的无线网络各个节点能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些数据进行处理，从而获得详尽而准确的信息并将其传送到需要这些信息的用户。
解读智慧地球与智慧城市
感器节点构成的无线传感器网络则一般是为了某个特定的
需要设计的，与传统网络适应广泛的应用程序不同的是无
线传感器网络通常是针对某一特定的应用，是一种基于应
用的无线网络各个节点能够协作地实时监测、感知和采集
网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些
献更多的“智慧”。
5 “智慧地球”的重要作用
5.1“智慧地球”将对世界带来重大改变
IBM提出的“智慧地球”把地球拟人化，地球成了人
的同类。“智慧地球”概念，让IT更加贴近我们的工作、
生活，也更容易让人理解。真正值得关注的，是如何使
“智慧地球”得以实现的现象后面的体系架构，以及由此
中国信息界 2010年第10期 总第156期实践与应用
成智慧；‘智慧运作’就是我们用新的方法来做事情；第
三我们称之为‘动态架构’，让更加智慧的架构支持客
户，让客户的管理成本更低、可靠性更高；最后是‘绿色
与未来’，包括了我们本身IT数据中心，也包括了我们会
帮助客户来管理他们的设备，让他们达到绿色的要求。”
战略能否掀起如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮，振兴全球，为世界所关注。
关键词：智慧地球 智慧系统
当前科学技术迅猛发展，正在引发社会生产方式的深
刻变革。互联网、云计算、物联网等信息网络技术的广泛
应用不断推动生产方式发生变化。世界范围内，生产力、
生产方式、生活方式、经济社会发展格局正在发生深刻变
智慧地球需要关注的四个关键问题：一是新锐洞察。
面对无数个信息孤岛式的爆炸性数据增长，需要获得新锐
的智能和洞察，利用众多来源提供的丰富实时信息，以做
数字地球的技术框架
数字地球的技术框架随着科技的不断进步，数字地球成为了地理信息领域的重要概念。
数字地球是一种基于计算机技术的地理信息系统，可以实现对地球上各种地理信息进行数字化管理、分析和展示。
数字地球的技术框架是支撑数字地球系统运行的关键。
本文将从数据采集、数据处理、数据存储和数据展示四个方面，介绍数字地球的技术框架。
一、数据采集数据采集是数字地球系统的第一步，主要通过卫星遥感、地理信息采集设备和传感器等手段获取各种地理数据。
卫星遥感技术可以获取全球范围的高分辨率影像数据，包括卫星影像、航空影像和地面摄影等。
地理信息采集设备如GPS可以获取位置信息和空间数据。
传感器则可以实时监测环境参数，如气象数据、水质数据等。
这些数据采集设备通过传输协议将数据传送到数据处理中心。
二、数据处理数据处理是数字地球系统的核心环节，主要包括数据预处理、数据加工和数据分析等。
数据预处理是对采集到的原始数据进行校正、配准和纠偏等处理，以消除数据采集过程中的误差和噪声。
数据加工则是基于已处理的数据，进行空间分析、属性查询、统计分析等操作，以提取有用的地理信息。
数据分析是对加工过的数据进行模型建立、模拟仿真和决策支持等分析，以解决实际问题。
三、数据存储数据存储是数字地球系统中的重要环节，主要包括数据管理和数据存储两个方面。
数据管理是对处理过的数据进行分类、整理、编目和索引等管理工作，以便用户能够方便地检索和使用数据。
数据存储则是将管理好的数据存储在数据库或文件系统中，以确保数据的安全性和可靠性。
数据存储可以采用分布式存储技术，将数据分布在多个节点上，提高系统的稳定性和可扩展性。
四、数据展示数据展示是数字地球系统的最终目的，主要通过地图服务和可视化技术将数据以图形化的形式展示出来。
地图服务可以将地理数据以地图的形式呈现，用户可以通过地图进行空间查询、浏览和导航等操作。
地图服务可以采用WebGIS技术，将地图服务发布到互联网上，用户可以通过浏览器访问地图服务。
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国土资源在线 国土资源导刊
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地理信息资源是信息资源的一种特殊类型，是提
带有地理坐标或与地理空间位置相关联的信息资源，例如各种比例尺的基础测绘成果（4D产品）、工程测量成果、增值地理信息成果。
地理信息资源广泛存在于经济、社会各个领域和部门，是各种事物形态、内在规律、和其他事物联系等的纽带。
随着社会的不断发展，地理信息资源对国家和民族的发展，对人们工作、生活至关重要，成为国民经济和社会发展的重要战略资源。
它的开发和利用是整个信息化体系的核心内容。
地理信息资源与自然资源、物质资源相比，具有以下几个比较突出的特点：可共享和重复利用，共享程度越高和重复利用率越高，其发挥的价值越大；具有整合性．基于地理信息可以整合与集成各类信息；它是社会财富，任何人无权全部或永久买下信息的使用权；它是商品，可以被销售、贸易和交换；部分资源还具有涉密性，要按照密级成果来管理与使用。
我们正处于信息时代的快速时期，信息化广泛影响人类的生产、管理和生活方式。
在各种社会经济信息中，80%与地理空间位置有关，并需要以地理信息作为背景和支撑。
因而地理信息的生产、管理和应用已经成为一个重要的信息产业，而且将影响社会经济领域的各个方面，包括个人生活方式。
在中国乃至世界范围内，人们正在利用各种手段收集和整合地理信息资源，构造数字地球，企图实现智慧地球与物联网时代。
湖南省也在跟进与积极应对，正在开展长株潭“三网”融合试点，前瞻性规划数字湖南及我省物联网产业的发展。
我们希望在湖南通过地理信息资源的开发，让老百姓能够方便得到和推广使用地理空间信息，为加速我们信息化，推动新型城镇化、新型工业化及农业现代化的发展。
测绘行政管理部门，除了提供基础测绘服务和保障，还有另一个重要职责就是要减少重复测绘。
因此，需要注重以下几方面的工作：
●陈
述测
绘
推动地理信息资源共享或重复利用。
政府、企业、社会信息化应用的强烈需求，使地理信息资源从技术应用变成了无处不在的重要经济资源。
测绘行政主管部门向社会提供基础地理信息资源是其一项重要职责，这部分地理信息资源的共享与服务是没有问题。
但是，其他部门或行业的地理信息资源共享的难度还比较大，有许多部门地理信息资源仅在部门内部，有时内部共享也很难，仅在一个很小的范围使用，其价值没充分发挥，而很多需要的和想用的用户只能望数据而兴叹。
标准化促进地理信息资源价值化。
地理信息的标准化，是降低用户使用成本、获取更多更好的地理信息资源、实现地理信息增值的重要保障。
在不同系统之间传输数据，集成数据模型、格式和坐标系统，集成来自不同服务器的地理信息资源，得到所需要的地理信息服务，这也是当前正在快速发展地理信息公共服务平台思想。
组织协调促进信息共享与数据交换。
加强信息资源整合、开发利用是信息化工作取得实效的关键。
高度重视信息资源开发利用对促进经济社会发展的重要作用，坚持以信息资源开发利用为核心，以产业化为方向，进一步整合、挖掘、开发利用信息资源，不断推动数字湖南、数字城市的建设水平。
制定明确的政策，引导地理信息产业发展。
根据经济社会发展、特别是人民生活多方面的实际需要，进一步完善基础地理信息资源管理和提供政策，科学处理地理信息保密与应用的关系，在不危害国家安全的基础上，推动基础地理信息资源的社会化开发利用。
大力拓展地理信息应用领域，支持地理信息在环境保护、防灾减灾、应急保障、电力、石油、商业规划、金融保险、资源勘探等领域的应用，推进地理信息资源更好地服务经济社会发展。
鼓励对地理信息资源进行增值开发，深化地理信息应用层次，开发便捷、适用和多样化地理信息产品，充分满足人们生活
陈建军：江西是第一故乡，湖南则是第二故乡。
而立之年中科院研究生院博士毕业，后在中科院资源与环境信息系统国家重点实验室做博士后。
崇尚的名言是：在
现实中不断超越自我。
Email: gtzydk@
责编：刘许生
从数字地球到智慧地球
作者：陈建军
作者单位：
刊名：
国土资源导刊
英文刊名：LAND & RESOURCES HERALD
年，卷(期)：2010,07(10)
本文链接：/Periodical_hunandz201010038.aspx。