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
02
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。
从数字城市到智慧城市——攀枝花智慧城市建设初步探讨
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒｓ ｒ ｈ ｏ ｇ ｎ ｎ ｌ ｓ ｓ ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｈ ｏ ｅ ｆｄ ｇ ｔ ａｔ ｄ ｇｔｌｃｔ ， ｍａ ｔｅ ｒｈ ａ ｄ ｓ ｒ ｃ ｔ ｅ — ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｉ ａ ｅ ｏ ｔ ｔ ｒ ｕ ｈ ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ｈ ｏ ｃ ｐ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｉｉ ｅ ｒｈ， ｉ ｉ ｉ ｓ ｒ ａ ｎ ｍａ ｉ ｓ ｉ ｌ ａ ａ ｙ ｔ ｔ ｙ， ｘ ｐ ｕ ｄ ｈ ｈ ａ ｔ ｒ ｔ ｎ ｉｎ ｆ ａ ｃ ｆｔ ｅ ｓ ｒ ｃｔ ｏ ｓｒ ｃｉｎ ｉ ｕ ｏ ｎｒ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｔａ ｓ ｉｎ ｆｏ ｄ ｇｔｌｃｔ ｏ ｓ ｒ ｏ ｎ ｓｔ ｅ ｃ ａ ｃ ｅ ｓｉ ａ ｄ ｓｇ ｉ ｃ ｎ ｅ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｎ ｔｕ ｔ ｎ ｏ ｒｃ ｕ ｔ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｎ ｉ ｏ ｒ ｍ ｉｉ ｉ ｔ ｍａ ｔ ｒ ｉ ｃ ｉ ｈ ｙ ｏ ｙ ｒ ｔ ａ ｙ ｃｔ ． ａ ｉ ｇ Ｐ ｎ ｈ ｈ ａ ｃｔ ｓａ ｘ ｍｐ ｅ， ｉｃ ｓ ｅ ｎ ｕ ｒ ａ ｄ ｔ ｅ ｆ ｌ ｗｉｇ ｓｒ ｔｇ ｅ ｆｃ ｎ ｔ ｃ ｉｇ ｓ ｒ ｃｔ ｎ ｔ ｅｂ ｓ ｆ ｉ Ｔ ｋ ｎ ａ ｚ ｉｕ ｉ ａ ｎ ｅ ａ ｌ ｉ ｄｓ ｕ ｓ ｓａ ｄ ｐ ｔ ｏ ｗ ｒ ｈ ｌ ｎ ｔａｅ ｉｓ ｏ ｏ ｓｒ ｔ ｍａｔ ｉ ｏ ｈ ａ ｉ ｏ ｙ ｙ ｔ ｆ ｏｏ ｕ ｎ ｙ ｓ ｉ ｔ ｄ ｃｎ ｅ ｃｔ ￣ ｄｇｔ ｌｃｔ ｒ ｍｅ ｒ ． ｎｒ ｕ ｉｇｔ ｉ ｏ ｈ ｙ ｉｉ ｉ ｆａ ｗｏｋ ａ ｙ Ｋｅ ｒ ｓ ｄｇ ｔ ｉ ｓ ｒ ｃ ｔ ｌ ｔｒ ｅ ｆＴ ｉ ｇ ； ｏ ｎ ｔ ｅ ｓ ｉ ｈ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉｉ ｃｔ ｍａ ｔ ｉ ｌ ａ ｙ； ｙ；ｎｅ ｎ ｔ ｈ ｎ ｓ ｃ ｇ ｉ ｖ ｗ ｔ ｏ ｉ ｃ
数字地球总结
⏹信息高速公路:指一个能提供超量信息的,由通信网络,多媒体联机数据库以及网络计算机组成的一体化高速网络,为人们提供图文声像信息的快速传输服务,并实现信息资源的高度共享.⏹信息化建设进程:金桥工程-国家公用经济信息网络工程;金关工程-国家对外经济信息网工程；金卡工程-国家电子货币工程。
⏹数字地球：可以整合海量地理数据的、多为分辨率的、真实地球的三维表示，并可以在其上增加与地球有关的数据，实现不同分辨率水平上对地球进行三维浏览的虚拟地球系统。
⏹数字地球的概念与提出：从政治经济角度，从认知思想的角度，从科学背景的角度，从技术背景的角度。
核心思想：一是统一性地处理地球问题；二是最大限度的利用全球信息资源。
⏹数字地球是数字化、信息化的虚拟地球，是在计算机技术、网络技术、虚拟现实和3S技术等技术支持下，对全球海量数据进行综合分析、管理和应用的超级系统。
数字地球的特征：空间性与全球性；共享性与保密性；动态性和稳定性；可视性与虚拟性。
⏹数字地球由四部分组成：基础科学，关键技术，实现层，应用层。
⏹数字地球支撑技术：计算科学，海量存储，卫星图像，宽带网络，互操作，元数据。
⏹数字地球应用：未来生活，智能交通，电子商务，远程医疗，现在国防，精细农业。
⏹我国发展数字地球的对策：中国发展数字地球，首先要大力发展国家基础信息设施NII和国家空间数据设施NSDI。
加强数字地球关键技术的开发和创新，加速我国空间信息基础设施发展，大力培植我国空间信息产业发展。
⏹地球系统与数字地球：地球系统的信息模型。
地球系统的系统模型。
地修系统的非线性，地球系统的复杂性。
⏹地球信息：有关地理实体，如资源、环境、经济和社会诸要素的物质和能量的性质、特征和状态表征的知识。
⏹地学空间数据：三要素—属性空间和时间。
特征—精确性，模糊性或不确定性，动态性。
⏹地球系统：指某一特定时间的，特定空间的，由两个以上或无数个相互区别又相互联系，相互制约的地理要素或过程组成的，具有特定功能和行为，与外界环境相互作用，并能自动调节和具有组织功能的整体。
从数字地球到智慧地球
Figure 1: Weather and Climate measuring network
(Source: GEO, 2007a)
Figure 2: the ARGO Buoy Network
(Source: GEO, 2007a)
Figure 3: GEOSS nine Societal Benefit Areas
智慧地球的出现与发展
“智慧地球”的出现
2009
年1 月28 日, 奥巴马就任美国总统后,与美国工商业 领袖举行了一次“圆桌会议”，彭明盛首次提出“智慧 地球”(smar t Earth)这一概念。 物体当中, 并且连接起来, 形成“物联网” , 并通过超级 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。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, 从而达 到“智慧”状态。
数字地球技术的基本框架示意图
地理传感器可以被定义为可以在地理上参考的任何接收和测 量环境刺激的装置。因此，它们包括提供关于地球表面（图 像，土地覆盖，植被指数等）的多光谱信息的卫星传感器， 用于详细图像的空气传感器，还用于物理或人造结构的激光 扫描（ LiDAR），以及靠近地球表面或地下测量任何物理特 性（压力，温度，湿度）和现象（风，雨，地震）到跟踪动 物，车辆和人员的传感器。例如世界气象组织的网络（图1） 和世界海洋组织温度和盐度的浮标网络图（图2）
全球综合地球观测系 统是由地球观测组织 （GEO）监督，该组织是 由73个国家，欧洲委员 会和52个国际组织组成 的部长级政府间组织。 全球综合地球观测系 统的主要作用是促进组 成系统与观测系统之间 的科学联系，并促进九 个社会效益领域的应用 （图3）
智慧地球概念以及其影响
智慧地球概念以及其影响任杰 51090104036一、智慧地球的概念智慧地球是IBM最新提出的一个热门概念，而其具体含义就是将新一代IT技术充分运用在各行各业中，把感应器嵌入到电网、铁路、桥梁等各种物体中，并且普遍连接，形成所谓的“物联网”；通过超级计算机和云计算，将已有的“物联网”进行整合。
通过这些技术使得人类能够进行更加精细和动态的方式来管理生产和生活，从而达到“智慧”的状态[1]。
具体的结构可以参照下图。
通过上图我们可以看出，整个智慧地球有三个关键词，分别是传感器，物联网和整合。
传感器的作用是将实际世界中的各种信息通过传感器转变成对应的数字信息，从而使得计算机和网络能够进行处理和传输。
物联网是指将各种实际的信息和物体本身和虚拟的计算机网络想结合，产生的一个新而广的概念。
二、智慧地球的意义智慧地球的提出意味着相关的计算机技术已经更大程度的融入了我们的日常生活中。
而将整个世界信息化会有以下几个突出的贡献：1，信息化能够大幅度提高信息资源的利用率。
能够将世界的各种信息进行信息化以后通过高智能和高速计算的网络所分析，能够及时高效的得到人们所需要的信息；2，推动社会的自动化或智能化，运用存储智慧大幅度介于时间，让更多的智慧直接打理各种事物，比一般的资料具有更好的可执行性；3。
通过网络能将分散的智能构成一个整体，跨越了时空限制，能够社会整体的工具。
三、智慧地球的现状3.1 智慧地球技术前提智慧地球是IT新技术在生活中的应用，而具体的技术则是智慧地球能够提出甚至是能够实现的基石。
具体来说，他包括了一下几种技术3.1.1 传感器技术传感器在现在生活中的应用越来越广，而其效果和精度也有了大幅度的提高。
大至气象、温度、飞机姿态等等，小至手机、电饭锅和热水器等等，这些产品无一例外的使用了传感器作为其中的核心部分。
而传感器的发展使得我们能够得以将一个感性的世界用一串数字进行标示和描述，而这样的数字化以后才使得智慧地球成为可行的一个方案。
(信息技术基础与应用)第九章数字地球与智慧地球
面临的挑战与机遇
数据安全与隐私保护
随着数字地球和智慧地球技术的不断发展，数据 安全和隐私保护问题将日益突出，需要采取更加 有效的措施来保障用户的数据安全和隐私权益。
跨学科人才培养
数字地球和智慧地球技术的发展需要跨学科的人 才支持，包括地理学、计算机科学、数据科学等 多个领域，需要加强跨学科人才的培养和引进。
共同发展
数字地球与智慧地球共同发展，二者在技术创新、应用拓 展等方面相互促进，共同推动地球信息化进程。
04
数字地球与智慧地球的关键技术
遥感技术
遥感技术定义
利用传感器对远距离目标进行非接触式探测，获取目标反射、辐射或散射的电磁 波信息，并进行处理、分析和应用的技术。
遥感技术应用
在数字地球与智慧地球中，遥感技术用于获取地球表面的空间信息，如地形地貌 、植被覆盖、城市扩张等，为环境监测、资源调查、灾害预警等提供数据支持。
智慧旅游
智慧旅游概述
01
智慧旅游是利用信息技术手段，对旅游业进行智能化升级和服
务的综合系统。
智慧旅游的应用
02
智慧旅游在旅游信息服务、智能导游、旅游电子商务等方面具
有广泛应用，如智能语音导游、在线旅游预订平台等。
智慧旅游的意义
03
智慧旅游可以提升旅游体验和服务质量，促进旅游业发展，推
动经济转型升级。
律和趋势，为决策提供支持。
智慧地球的应用领域
智慧城市
智慧城市是智慧地球在城市管理领域的具体应用，通过物联网、云计 算、大数据等技术，实现城市基础设施的智能化管理和服务。
智慧交通
智慧交通利用信息技术对交通运行状况进行实时监控和管理，提高交 通运行效率和安全性。
智慧医疗
珍惜地球矿物资源
珍惜地球矿物资源矿物资源是地球的重要组成部分，为人类提供了大量的能源和原材料。
然而，由于过度的开采和使用，许多矿物资源已经面临枯竭的危险。
例如，煤炭和石油等能源矿物，虽然在短期内提供大量的能源，但是长期使用会导致地球环境恶化，甚至地质灾害的发生。
像铁、铜、锌等金属矿物，虽然在工业制造业中占有重要地位，但是长期过度开采会导致矿脉枯竭。
为了珍惜地球矿物资源，我们需要采取一系列措施。
首先，我们应该加强地质勘查工作，寻找更多的矿产资源。
通过引进先进的地质勘查技术和设备，提高地质勘查的精度和效率，从而发现更多的矿产资源。
其次，我们应该推广循环经济模式，实现资源的最大化利用。
通过提高废弃物的利用率和减少浪费，可以减少对矿物资源的依赖，从而延长资源的使用寿命。
最后，我们应该加强环境保护意识，减少对环境的污染和破坏。
通过采取有效的环保措施，可以保护生态环境，从而保障矿物资源的可持续利用。
总之，珍惜地球矿物资源是当今社会的重要议题。
我们需要采取一系列措施来合理利用和保护矿物资源，从而保障人类社会的可持续发展。
只有这样，我们才能为后代留下一个美好的地球。
数字地球，顾名思义，是指通过数字化技术将地球的全貌以虚拟的方式呈现出来。
这种技术使我们可以更直观地了解地球的各个方面，如地形、气候、自然资源等。
数字地球的优势在于，它可以将大量复杂的数据以直观、易懂的形式呈现出来，使科学家、政策制定者和公众都能更好地理解和把握地球的实际情况。
然而，数字地球也存在一些不足之处，例如数据更新和维护的成本较高，数据的精度和分辨率也受到一定限制。
与数字地球相比，智慧地球的概念更加宽泛。
它不仅涵盖了地球的各个方面，还包括了人与地球之间的互动关系。
智慧地球的实现，需要依靠先进的物联网、人工智能和大数据等技术，将这些技术与地球的各个方面结合起来，使地球变得更加“智能”。
例如，通过智能化的农业技术，我们可以更加精确地管理和利用土地资源，提高农业生产效率；通过智能环保技术，我们可以更加有效地保护生态环境，减少污染。
“智慧地球”
“智慧地球”引言概述:智慧地球是指通过科技的发展和应用，将各种智能设备和系统与地球各个领域相连接，实现信息的共享和互动，从而提高生活质量和资源利用效率。
智慧地球的发展对于人类的未来发展具有重要意义。
本文将从六个大点阐述智慧地球的相关内容。
正文内容:1. 智慧交通系统1.1 基于物联网的交通管理系统，通过传感器和智能设备采集实时交通数据，实现交通信号的智能控制和优化，提高交通效率。
1.2 利用大数据分析和人工智能技术，实现交通拥堵预测和智能导航，匡助人们选择最佳路线，减少交通拥堵和时间浪费。
1.3 智能停车系统，通过车辆识别和导航系统，实现智能停车位的搜索和预订，提高停车效率和减少空余车位浪费。
2. 智慧能源管理2.1 智能电网系统，通过智能传感器和网络技术，实现对电力供需的实时监测和调控，提高能源利用效率和稳定性。
2.2 智能家居系统，通过智能设备和能源管理系统，实现对家庭用电的智能监控和控制，减少能源浪费和节约能源成本。
2.3 可再生能源的智能利用，通过智能控制系统和能源存储技术，实现对太阳能、风能等可再生能源的智能管理和利用，减少对传统能源的依赖。
3. 智慧环境保护3.1 智能环境监测系统，通过传感器和数据分析技术，实时监测大气、水质和噪音等环境指标，提供准确的环境数据和预警信息。
3.2 智能垃圾分类系统，通过图象识别和机器学习技术，实现对垃圾的智能分类和回收，减少对环境的污染和资源的浪费。
3.3 智能水资源管理系统，通过传感器和数据分析技术，实现对水资源的智能监测和管理，提高水资源的利用效率和减少浪费。
4. 智慧农业4.1 农业物联网系统，通过传感器和网络技术，实现对农田的智能监测和管理，提供准确的土壤湿度、温度等数据，优化农业生产。
4.2 智能灌溉系统，通过传感器和自动控制技术，实现对农田的智能灌溉，减少浪费和提高灌溉效率。
4.3 农业大数据分析，通过对农业数据的采集和分析，提供农业生产的决策支持，优化农业生产结构和提高产量。
“数字”是如何生产出来的
湖南省基础地理信息 中心为建设高性能 的遥感影像处理 系统 ，配合 中国测绘科学研究 院研 制了国内第一套完整和先进 的高分辨率遥感影像测 图系统——．ｉ ｌ ｄ Ｐｘ 软件平 台，系统全部 自主 ｅ
研制 ，其 核心技术 达到国际领先水平。先后完成 了 “ 图见证湖南发展 ”、 “ 地 数字益 阳”等多 个项 目的影像快速处理任务 。
盔赫
碲 ；
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＝续星合统Ｏ１ 湖 运定服（Ｓ 南 一位务Ｈ◎ 可行 综系Ｃ ） 持卫 ） Ｎ（ Ｒ ，
Ｈ Ｃ Ｒ 是卫星定位技术 、计算 机网络技术 、数字通讯技术等高新科 技多方位 、深度结 晶 ＮＯＳ 的产物 ，可提供动态 、实时 、高精度 的空 间位置服务 。本刊 曾与２ １年第 １期 封面报道 《 ００ １ 解密 Ｈ ｃ Ｒ 》，专题报道了这一系统。 Ｎ０Ｓ
的 总称 ，是 以公共
服 务 为导 向的 国 家
空 间信 息 基 础 。 湖 南 地 理 空 间 框架 是 “ 字 湖 南 ” 的基 数
础平 台和核 心。
智慧地球
将物联 网与现有 的互联网整合起来 ，以 更精细 和动态 的方式管理生产 和生 活 ， 而 从 达到 “ 智慧 ”状 态。简而言之 ，把数 字地 球
１ 解释Ｉ 名词
“ 智慧地球＂诞生记
从最基础的地理空 间信息框架到最终 的 “ 智慧地球 ”，一系列 的名词诠释了数字技术改变人类生活的全过程 。
数字地球
Байду номын сангаас
数字地理空间框架
基 础 地 理 信 息 资 源及 其 采 集 、加
工 、服 务所 涉 及 的 政 策 、技 术 、设施
将 真实 地球数 字化 、网络 化和 可视化 为虚 拟地球 ，并进入互联 网。使普通人能方便 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 ，又能获得人文方 面的信息 。
【0903】智慧港航概述（未完结）
【0903】智慧港航概述（未完结）1.1智慧港航概述智慧港航是⼀个宽泛的概念，⽬前尚没有明确的定义。
我们理解的智慧港航，⼀⽅⾯是从数字地球、智慧地球、智慧城市的概念发展⽽来的；另⼀⽅⾯是由数字港航、港航信息化和智能港航应运⽽⽣。
数字地球是由美国⼽尔副总统于1998年1⽉在加州科学中⼼开幕典礼上发表的题为“数字地球：认识⼆⼗⼀世纪我们所居信的星球”演说时⾸次提出来的，它讲的是⼀个与GIS、⽹络、虚拟现实等⾼新技术密切相关的概念。
数字地球就是数字化的地球，是利⽤数字技术和⽅法重新构建成来的⼀个全球数字模型，它的核⼼在于将地球及其上的活动和环境时空变化⾼度数字化，并在⾼速⽹络上进⾏快速流通，可以使⼈们更加直观、快速地了解我们所在的地球。
数字地球将最⼤程度地利⽤数字化技术为⼈类的可持续发展和社会进步提供⾼质量的数据服务。
2008年11⽉IBM⾸次提出了“智慧地球”的概念。
智慧地球提出三个要素，即3I：物联化、互联化、智能化，它将新⼀代的IT、互联⽹技术充分运⽤到各个⾏业，把传感器嵌⼊、装备到全球的医院、电⽹、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供⽔系统、⼤坝、油⽓管道，通过互联⽹形成“物与物之间的⽹络”，⽽后通过超级计算机、云计算平台，使⼈类以更加精细、动态的⽅式⽣活，从⽽在世界范围内提升智慧⽔平。
智慧城市是“智慧地球”在全世界各地的技术落地和建设实践。
智慧城市是运⽤各类传感器对城市的各类要素进⾏⼴泛的监测和感知，全⾯整合城市多种基础核⼼数据和各⾏业运⾏系统的关键信息，通过云计算中⼼这类城市中枢⼤脑，实现对包括民⽣、环保、公共安全、城市服务、⼯商业活动在内的各种需求做出智能⽽及时的响应。
其实质是利⽤先进的信息技术⼿段，实现城市智慧式的管理和运⾏，从⽽为城市可持续发展提供动⼒。
智慧城市⼜包括智慧交通、智慧民⽣、智慧公安、智慧城管等。
智慧港航从⽔路交通与城市和谐共融发展的⾓度来看，应该是智慧城市中智慧交通的⼀个分⽀，主要是以智慧城市的理念，实现⽔路交通规划、建设、运⾏、管理、服务的智慧化。
对智慧地球的认识和理解
对智慧地球的认识和理解一、智慧地球的概念定义智慧地球，又称智能地球，是指通过物联网技术、大数据技术、云计算技术等新一代信息技术，将地球上的各种资源、环境、社会等要素进行数字化、网络化、智能化管理，实现地球的智能化发展。
智慧地球的起源可以追溯到20世纪90年代，当时美国提出了“数字地球”的概念，旨在将地球上的各种信息进行数字化处理，以便更好地管理和利用地球资源。
随着物联网技术、大数据技术、云计算技术等新一代信息技术的发展，数字地球的概念逐渐演变为智慧地球。
智慧地球的含义与特征主要包括以下几个方面：1.数字化：通过物联网技术、大数据技术等新一代信息技术，将地球上的各种信息进行数字化处理，以便更好地管理和利用地球资源。
2.网络化：通过互联网、移动互联网等网络技术，将地球上的各种信息进行互联互通，实现信息的共享和交换。
3.智能化：通过人工智能技术、机器学习技术等智能化技术，对地球上的各种信息进行智能分析和处理，实现智能化管理和服务。
4.全球化：智慧地球是全球性的，涉及到全球范围内的各种资源和环境问题，需要全球范围内的合作和协作。
二、智慧地球的技术基础1.物联网技术物联网技术是实现智慧地球的重要技术之一。
通过物联网技术，可以将各种传感器、设备等连接到互联网上，实现信息的共享和交换。
同时，物联网技术还可以对各种设备和传感器进行智能管理和控制，实现设备的自动化和智能化。
2.大数据技术大数据技术是实现智慧地球的另一重要技术。
通过大数据技术，可以对各种数据进行分析和挖掘，发现数据背后的规律和趋势，为决策提供更加准确的数据支持。
同时，大数据技术还可以对各种数据进行整合和共享，实现数据的共享和交换。
3.云计算技术云计算技术是实现智慧地球的另一重要技术。
通过云计算技术，可以将各种计算资源（如服务器、数据库、存储设备等）汇聚到一个虚拟的云中，然后通过网络对外提供服务。
同时，云计算技术还可以对各种计算资源进行智能管理和控制，实现资源的自动化和智能化。
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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。