中國(guó)網(wǎng)/中國(guó)發(fā)展門(mén)戶網(wǎng)訊  大數(shù)據(jù)是知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的戰(zhàn)略高地，是人類的新型戰(zhàn)略資源。作為大數(shù)據(jù)重要組成部分的地球大數(shù)據(jù)，正成為地球科學(xué)的一個(gè)新的領(lǐng)域前沿，為推動(dòng)地球科學(xué)的深度發(fā)展以及重大科學(xué)現(xiàn)象的認(rèn)知發(fā)現(xiàn)作出貢獻(xiàn)。

近年來(lái)，國(guó)際上推出了一系列與地球大數(shù)據(jù)相關(guān)的研究計(jì)劃。美國(guó)的“地球立方體”項(xiàng)目，尋求以整體視角審視地球系統(tǒng)并創(chuàng)建管理地球科學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)設(shè)施；歐盟啟動(dòng)的“活地球模擬器”研究項(xiàng)目，依賴于開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)，為所有地球科學(xué)領(lǐng)域提供多維數(shù)據(jù)和可擴(kuò)展的服務(wù)；澳大利亞在啟動(dòng)的數(shù)據(jù)立方體項(xiàng)目基礎(chǔ)上，最近又推出了澳大利亞“數(shù)字地球”項(xiàng)目；2017年，俄羅斯正式啟動(dòng)“數(shù)字地球”計(jì)劃，包括發(fā)射一系列的地球觀測(cè)衛(wèi)星，為該計(jì)劃提供源源不斷的數(shù)據(jù)源。

我國(guó)在數(shù)字地球和全球地球觀測(cè)系統(tǒng)方面，進(jìn)行地球觀測(cè)數(shù)據(jù)共享，整合衛(wèi)星、地面監(jiān)測(cè)和建模系統(tǒng)，評(píng)估環(huán)境條件和預(yù)測(cè)，以應(yīng)對(duì)氣候變化的挑戰(zhàn)，推動(dòng)地球系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展。可見(jiàn)，地球大數(shù)據(jù)的發(fā)展在全球范圍內(nèi)方興未艾，開(kāi)展地球大數(shù)據(jù)的研究十分重要。

認(rèn)識(shí)地球大數(shù)據(jù)

地球科學(xué)研究包括對(duì)大氣、陸地和海洋等圈層的研究，通過(guò)空天對(duì)地觀測(cè)、陸地傳感器網(wǎng)絡(luò)及其他方式的觀測(cè)生成了海量的地球科學(xué)數(shù)據(jù)集，這些數(shù)據(jù)來(lái)源于但不限于空間對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)，還包括陸地、海洋、大氣及與人類活動(dòng)相關(guān)的數(shù)據(jù)，這些與地球相關(guān)聯(lián)的大數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為地球大數(shù)據(jù)。地球大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)的重要組成部分，但有其獨(dú)特的特征。地球大數(shù)據(jù)具有規(guī)模大、來(lái)源廣、多樣化、多時(shí)相、多尺度、高維度、高復(fù)雜性和非結(jié)構(gòu)化等特點(diǎn)，是針對(duì)地球科學(xué)形成的新的數(shù)據(jù)密集型研究方向。

地球大數(shù)據(jù)通過(guò)多種對(duì)地觀測(cè)方式、地球勘測(cè)方法及地面?zhèn)鞲芯W(wǎng)產(chǎn)生。其數(shù)據(jù)集包含海量、多樣、多來(lái)源、多時(shí)相、多標(biāo)量、高空間、極復(fù)雜、非結(jié)構(gòu)性的信息，這極有利于促進(jìn)地球科學(xué)研究的深層次發(fā)展。

地球大數(shù)據(jù)具有大數(shù)據(jù)的特性，不僅具有體量大、來(lái)源廣、多時(shí)相、高價(jià)值等特點(diǎn)，同時(shí)它也具有高瞬時(shí)性、任意空間性、物理相關(guān)性等特點(diǎn)。就其“海量規(guī)模”而言，地球大數(shù)據(jù)具有高分辨率、高動(dòng)態(tài)性以及多波段的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)的獲取速度高且更新周期快。“來(lái)源廣”是因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)來(lái)源和采集方法多種多樣，歸功于成像原理和模型變化的多樣。“多時(shí)相”指其在極短的采樣間隔和高頻信息中的采集能力。“高價(jià)值”因?yàn)槠鋵?duì)生態(tài)環(huán)境、陸地資源、自然災(zāi)害及其他地球科學(xué)研究的重要意義。

與地球大數(shù)據(jù)相關(guān)的技術(shù)有對(duì)地觀測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。地球大數(shù)據(jù)可以加深人類了解地球的能力，同時(shí)在數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)、處理、分析、管理和共享等方面，地球大數(shù)據(jù)又面臨全新的挑戰(zhàn)。例如，海量對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)獲取和多源數(shù)據(jù)融合，從大量、長(zhǎng)期、低成本的傳感器網(wǎng)絡(luò)中獲得的數(shù)據(jù)增加了儲(chǔ)存、處理和計(jì)算的復(fù)雜性，集成的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存環(huán)境需要考慮物理存儲(chǔ)設(shè)備和統(tǒng)一存儲(chǔ)平臺(tái)的交互技術(shù)和可視化方法等。

作為地球大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)之一，經(jīng)過(guò)近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，對(duì)地觀測(cè)技術(shù)為地球科學(xué)研究提供了新視角和新方法，尤其在地球系統(tǒng)的宏觀認(rèn)知方面發(fā)揮了巨大的作用。在對(duì)地觀測(cè)技術(shù)幫助下，人類可以更為方便、系統(tǒng)地觀測(cè)地球，對(duì)地觀測(cè)技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家科技成就、經(jīng)濟(jì)實(shí)力、國(guó)家安全的重要指標(biāo)。目前，地球觀測(cè)數(shù)據(jù)量正成倍增長(zhǎng)，據(jù)國(guó)際衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)委員會(huì)所做的一項(xiàng)全球衛(wèi)星研究數(shù)據(jù)顯示，過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)，全球已發(fā)射了超過(guò)?514?顆地球觀測(cè)衛(wèi)星對(duì)地球系統(tǒng)進(jìn)行包括大氣系統(tǒng)、海洋系統(tǒng)和陸地系統(tǒng)的綜合觀測(cè)。

地球大數(shù)據(jù)是具有空間屬性的地球領(lǐng)域大數(shù)據(jù)，它具有大數(shù)據(jù)的一般性質(zhì)，同時(shí)具有很強(qiáng)的時(shí)空關(guān)聯(lián)和物理關(guān)聯(lián)。這些特征對(duì)地學(xué)學(xué)科的發(fā)展可以起到重大的推動(dòng)作用，在環(huán)境、資源、災(zāi)害等領(lǐng)域有重要作用和經(jīng)濟(jì)社會(huì)價(jià)值。地球大數(shù)據(jù)為地球科學(xué)的深入研究帶來(lái)了重要的發(fā)展機(jī)遇，可為創(chuàng)建空間地球信息科學(xué)奠定基礎(chǔ)、并進(jìn)一步推動(dòng)地球科學(xué)的發(fā)展。