六、3S技术推动数字地球发展

3S技术是英文遥感技术（remote sensing，RS）、地理信息系统（geographical information system，GIS）、全球定位系统（global positioning system，GPS）这三种技术名词中最后一个单词字头的统称。遥感技术主要用于信息的采集和目标物的动态监测，全球定位系统主要提供一个全球唯一的地理坐标，使不同来源的信息具有共同的连接点，各种各样的信息可以在地理信息系统上实现有机地整合。3S技术的互补和配合，使现实世界的信息组合成为一个数字化的地球。

遥感技术是指从高空或外层空间通过卫星、雷达等航天观测技术对地球表面目标物的电磁波信息进行扫描、摄影、传输和处理，从而对地表各类物体和现象进行远距离控测和识别的现代综合技术。遥感技术可用于植被资源调查、气候气象观测预报、农作物产量估测、病虫害预测、环境质量监测、交通网络监测和突发事件监控等方面。

全球定位系统由处于20000 km太空的6个轨道平面中的25颗卫星组成。此系统在任何时间，向地球上任何地方的用户提供高精度的位置、速度、时间信息，或给用户提供其邻近者的这种信息。只需其中3颗卫星，就能迅速确定目标物在地球上的位置。目标物在确定位置时，仅需要一台像手机大小的“卫星定位仪”就可以了，比起传统的测量定位、罗盘定位等先进得多。全球定位系统主要有六大特点：全天候；全球覆盖（高达98%）；三维定速定时精度高；快速、省时、高效率；应用广泛、多功能；可移动定位。目前的全球定位系统属于美国所有，提供军事和商业服务，出于国家安全方面的考虑，俄罗斯、欧盟和我国都在积极发展自己的全球卫星定位系统。例如，欧盟和我国共同建设的“伽利略”卫星定位系统计划共发射66颗卫星，我国独立建设的“北斗”卫星通信系统已具备了定位和卫星电话通信功能，在汶川地震救灾中发挥了重要的作用。

地理信息系统技术是以数字地图为基础，将与地理位置有关的信息通过计算机技术、数字化技术、数据库技术和可视化技术进行处理、储存和再现。有关专家估计，全世界信息总量中有85%的信息是与地理位置有关的信息。因此，地理信息系统可以说是管理着全世界最大信息集散系统，其应用范围同样也是全世界最广泛的信息系统之一。地理信息的内容相当广泛，如耕地的分布、林地的分布、城镇的分布、楼房等建筑物的分布、道路、河流、海岸、人口、医院、学校、企事业单位、管线、派出所、商店、井位、门牌、电闸、水表、开关等，只要能用“位置”去描述或具有地理“位置”属性的东西，都可归入“地理信息”的范畴，当然，遥感所提取的信息也全部包含在地理信息之中。

3S技术的发展和融合，有力地推动着数字地球的建设。1996年，国际学术组织——国际数字地球学会正式成立，总部设在中国，依托于中国科学院。1998年1月31日，美国副总统戈尔在美国加利福利亚科学中心发表了题为“数字地球：认识21世纪我们这颗星球”的演讲，数字地球的概念由此被广泛地宣传。

数字地球（digital earth）将把有关地球及其相关现象的海量的、多分辨率、三维的、动态的数据按地理坐标组织、整理和表示。数字地球包含多种多样的信息，既有自然方面的，如地形、地貌、地质构造、矿藏分布、山脉河流、气候特点等；又有人文方面的，如历史沿革、风土人情、交通、文教、经济、金融、人口等，它不仅包括全球性的中、小比例尺的空间数据，也包括大比例尺的空间数据，不仅包括地球的各类多光谱、多时相、高分辨率的遥感卫星影像、航空影像，还包括工业、农业、资源、环境、灾害、人口、城建、教育、军事等方面的高度集成的信息。通过数字地球，人们可以了解到世界上任何地方最新、最全面的实时的情况，具有潜在的广泛的应用前景，如生态环境的保护、气候变化的预测、精细农业、减灾、打击犯罪活动、外交、国防等。数字地球将使我们有可能对人为的和自然界的灾害做出快速响应，所以必能产生广泛的社会和经济效益。

3S技术的应用和数字地球的建设，实现了从空间对地球的监控，是一个新的技术制高点。美国从20世纪50年代后期的太空竞赛到今天的火星探索、撞击星球等试验，都是志在争夺这个信息技术的制高点，以达到监视和控制其他国家的目的。

从国家利益出发，积极参与高技术领域的国际竞争是十分必要的。正如我国积极发展太空载人飞行、登月计划和研发北斗卫星导航系统等都是以国家利益为重要的举措。数字地球的建设符合经济发展的需要和可持续发展的要求，其建设的质量集中反映了一个国家在航空航天技术、对地观测技术、通信及网络技术、卫星导航技术、地理信息系统技术和信息集成处理技术等方面的技术水平，可以说是高端技术和应用的高度集成体，已经成为国家竞争的技术基础。竞争与合作是当今世界科技发展的主旋律，数字地球计划是继信息高速公路后的又一全球性的科技发展战略目标，需要世界各国加强合作，共同开发造福全人类社会的信息资源。

从数字地球引申出来一些区域性或领域性的概念，如数字中国、数字广东，数字企业、数字政府等。从本质上来看，这些概念或名词的提出，都是指信息技术在各个方面的应用，也可以说一个信息化的过程，只是信息技术与其他技术更紧密地结合，形成一个综合、动态反映事物的信息集成体。区域或领域的信息化建设，对数字地球的实现也具有很好的促进作用。

近年来，数字地球的建设取得了很大的进展，对普通老百姓影响较大的是Google公司在互联网上推出的Google Earth系统（见图2.10），它从地球出发，整合了交通、商务和个人等信息，成为了一个世界范围的信息集成器。随着太空技术、地球科学技术和信息技术的发展，数字地球将离我们越来越近，对人类社会的影响也将越来越大。

图2.10 Google Earth浏览界面

最后，总结一下上述所讲的内容。我们从信息技术的概念和互联网的发展历史谈起，介绍了信息技术和互联网的应用情况，并从几个侧面来分析它们的发展趋势，还讨论了RFID、物联网和数字地球技术的发展动向。信息技术和互联网发展如此之迅速，应用如此之广泛，用如此之短的篇幅是不可能完全讲清楚的，但是，我们可以大致上了解它们的发展脉络。其实，一切技术的发展都是由应用需求驱动的，但是技术进步反过来又能激发应用的需求，对信息技术和互联网而言，更是如此。我们必须不断地跟踪、了解它们的发展动态，积极主动地把握发展机遇，及时调整我们的发展战略，大力推进它们在社会生活生产各个领域的应用，并努力在应用过程中实现创新，只有这样，我们才能在未来的发展中取得主动。