虛擬地球技術(shù)與應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

通過(guò)航空航天遙感技術(shù)，大量獲取全球高分辨率遙感影像，建立覆蓋全球的虛擬數(shù)字地球，并采用全球分布的大量服務(wù)器系統(tǒng)和高效的空間數(shù)據(jù)傳輸與三維實(shí)時(shí)可視化技術(shù)，使任何人在任何時(shí)候都可以查詢到全球任何地方的地理空間信息，已成為當(dāng)代地理信息技術(shù)的重要標(biāo)志。這一技術(shù)對(duì)世界各國(guó)造成了巨大的沖擊和影響，國(guó)際上谷歌和微軟等IT巨頭憑借雄厚的資金和技術(shù)實(shí)力紛紛拓展這一領(lǐng)域，開發(fā)出Google Earth和Virtual Earth等系統(tǒng)，美國(guó)NASA也組織開發(fā)了開源的虛擬地球軟件World Wind，正在形成影響廣泛的新興地理信息產(chǎn)業(yè)。虛擬地球技術(shù)與應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

虛擬地球技術(shù)本身的發(fā)展趨勢(shì)

雖然虛擬地球技術(shù)已經(jīng)比較成熟，虛擬地球系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用，但是有些關(guān)鍵技術(shù)還有待于進(jìn)一步發(fā)展。在全球無(wú)縫多源多尺度海量空間數(shù)據(jù)管理方面，還需要發(fā)展多種地球剖分方法和多種投影方法，以適應(yīng)不同地區(qū)、不同細(xì)節(jié)層次的數(shù)據(jù)可視化，并且需要擴(kuò)展現(xiàn)有數(shù)據(jù)模型以包含多時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)的管理。在大規(guī)模用戶并發(fā)控制和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方面，還有待于進(jìn)一步提高空間數(shù)據(jù)調(diào)度與傳輸效率。在大規(guī)模三維精細(xì)模型可視化和多類型終端自適應(yīng)可視化方面，需要發(fā)展新的方法。目前，海量地形數(shù)據(jù)和正射影像紋理數(shù)據(jù)可視化的效率可以滿足用戶要求，但是，顯示大規(guī)模城市三維精細(xì)模型時(shí)，效率還很低；另外，也需要發(fā)展自適應(yīng)終端顯示技術(shù)，以使三維數(shù)據(jù)能夠在手機(jī)、PDA等小型移動(dòng)終端上快速顯示。

虛擬地球作為地理信息公共服務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)

虛擬地球系統(tǒng)能夠管理和快速顯示全球海量多源、多尺度、多時(shí)相三維空間數(shù)據(jù)，為地理信息公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)提供了一個(gè)基礎(chǔ)。但是地理信息公共服務(wù)平臺(tái)本身有自己的技術(shù)要求和特點(diǎn)。虛擬地球系統(tǒng)是三維數(shù)據(jù)的管理與可視化，地理信息公共服務(wù)平臺(tái)應(yīng)該包括二維和三維數(shù)據(jù)的管理與可視化，而且要求二三維數(shù)據(jù)來(lái)自同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，以保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性。另外，還要將虛擬地球系統(tǒng)與專業(yè)地理信息系統(tǒng)集成，使之不僅可以滿足公眾用戶對(duì)地理信息高效查詢與可視化的要求，還要滿足專業(yè)用戶對(duì)地理信息分析與應(yīng)用的要求，并且要支持地理信息公共服務(wù)的接口標(biāo)準(zhǔn)，以便提供空間數(shù)據(jù)服務(wù)和應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)。例如，GeoGlobe就是一個(gè)很好的地理信息公共服務(wù)平臺(tái)，它已成功應(yīng)用于“國(guó)家地理信息公共服務(wù)平臺(tái)”建設(shè)中，同時(shí)用它建立了黑龍江等省級(jí)和齊齊哈爾等市級(jí)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)，形成了國(guó)家、省、市三級(jí)地理信息公共服務(wù)體系框架。

虛擬地球?qū)⒊蔀橹腔鄣厍蚝臀锫?lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)

虛擬地球已經(jīng)成為一個(gè)應(yīng)用廣泛的地理信息公共服務(wù)平臺(tái)，在這一平臺(tái)上，目前的用戶不僅可以查詢?yōu)g覽地理空間信息，而且可以標(biāo)注信息。實(shí)際上經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)開發(fā)，人們很容易將傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與虛擬地球連接，將傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)及獲取的信息加載到虛擬地球上，使人們不僅能夠看到虛擬地球上的基礎(chǔ)地理信息，而且可以查詢到傳感網(wǎng)的實(shí)時(shí)觀測(cè)信息。如果還能夠像GeoGlobe那樣將地理信息處理與分析服務(wù)功能注冊(cè)到虛擬地球上，讓用戶發(fā)展各種基于地理空間信息、傳感網(wǎng)信息和物聯(lián)網(wǎng)信息的分析處理軟件，實(shí)時(shí)分析各種時(shí)空信息，提出科學(xué)決策方案，即可將虛擬地球變成一個(gè)有“智慧”的地球。

龔健雅教授，博士生導(dǎo)師，2011年12月當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士。現(xiàn)任武漢大學(xué)測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，國(guó)際攝影測(cè)量與遙感協(xié)會(huì)第四委員會(huì)聯(lián)邦式數(shù)據(jù)庫(kù)與互操作工作組主席。主要從事地理信息系統(tǒng)的研究、開發(fā)與商品化工作。多年來(lái)，承擔(dān)國(guó)家科技部和國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)等部委及省市攻關(guān)項(xiàng)目30多項(xiàng)，取得了一系列科技成果，曾獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、信息產(chǎn)業(yè)部重大技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)、部級(jí)科技進(jìn)步一（二）等獎(jiǎng)；出版專著6部，發(fā)表論文200多篇，SCI收錄論文3篇，EI收錄論文39篇，ISTP收錄論文6篇；1998年獲香港裘槎獎(jiǎng)勵(lì)基金，并獲得省級(jí)優(yōu)秀教師、測(cè)繪局跨世紀(jì)人才、優(yōu)秀留學(xué)回國(guó)人員、人事部科技一等功臣、國(guó)家級(jí)有突出貢獻(xiàn)中青年專家等十多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)，1999年被教育部聘為首批“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授。