地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程：認(rèn)知地球的新引擎

+ 演講者：陳方（中科院遙感與數(shù)字地球研究所研究員 / 中科院數(shù)字地球重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室全球?yàn)?zāi)害研究室副主任)

地球大數(shù)據(jù)是具有空間屬性的地球科學(xué)數(shù)據(jù)。打個(gè)不太準(zhǔn)確的比方，去銀行存款時(shí)，儲(chǔ)戶會(huì)被要求填很多信息表，包括住址信息。這些信息錄入系統(tǒng)后，儲(chǔ)戶的收入信息和空間信息就關(guān)聯(lián)起來(lái)了。這樣就可以通過(guò)數(shù)據(jù)的挖掘，發(fā)現(xiàn)每個(gè)儲(chǔ)戶大約什么時(shí)候會(huì)存款，處于什么收入水平，會(huì)選擇什么存款類型等。有了這些信息，銀行就可以根據(jù)存款的需求和比例，來(lái)更科學(xué)地布設(shè)分支機(jī)構(gòu)，使儲(chǔ)戶更方便，使銀行的資金利用效率更高。這個(gè)例子反應(yīng)出一個(gè)問(wèn)題，把社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息和空間信息結(jié)合，例如把GDP數(shù)據(jù)、人口數(shù)據(jù)、燈光、居住地信息等結(jié)合，就有可能把多種數(shù)據(jù)背后隱含的更有價(jià)值的信息挖掘出來(lái)，而這樣的信息對(duì)社會(huì)生活將發(fā)揮極大的便利作用。

如今，我國(guó)的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)已逐漸成熟，包含高分、氣象、資源、海洋、環(huán)境等衛(wèi)星，時(shí)刻環(huán)繞地球，提供觀測(cè)數(shù)據(jù)，服務(wù)于國(guó)家安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已能夠提供出色的區(qū)域服務(wù)，全球覆蓋指日可待。這些衛(wèi)星產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，使我們能夠更好地把社會(huì)統(tǒng)計(jì)信息和空間位置信息結(jié)合起來(lái)，使人類的家園成為數(shù)字化的地球。

在這個(gè)背景下，中科院先導(dǎo)專項(xiàng)地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程在今年二月份正式啟動(dòng)。

項(xiàng)目集成科學(xué)院的優(yōu)勢(shì)科學(xué)力量，目標(biāo)是在北京懷柔建設(shè)一個(gè)國(guó)際性地球大數(shù)據(jù)科學(xué)中心，可以為科學(xué)家提供很好的科學(xué)設(shè)施來(lái)開(kāi)展工作。

地球大數(shù)據(jù)專項(xiàng)已開(kāi)展了詳細(xì)的論證設(shè)計(jì)工作，重點(diǎn)圍繞八個(gè)方向，通過(guò)數(shù)字地球科學(xué)平臺(tái)建設(shè)，開(kāi)展科學(xué)發(fā)現(xiàn)和決策支撐，同時(shí)也為公眾更好地了解我們生活的地球提供科普環(huán)境。

1、設(shè)計(jì)研制CASEarth小衛(wèi)星。保障自主衛(wèi)星數(shù)據(jù)來(lái)源，能夠更好地開(kāi)展后期工作。

2、關(guān)注大數(shù)據(jù)和云服務(wù)。通過(guò)大數(shù)據(jù)和云服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，建立科學(xué)的數(shù)據(jù)分析模式，使數(shù)據(jù)的管理和使用更高效，能夠進(jìn)行更深入的挖掘。

3、圍繞國(guó)家、全球關(guān)注的重點(diǎn)區(qū)域。如“一帶一路”區(qū)域，圍繞聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)中的八大目標(biāo)做相關(guān)工作，把“一帶一路”的農(nóng)業(yè)問(wèn)題、災(zāi)害問(wèn)題、環(huán)境問(wèn)題、水資源問(wèn)題、城市問(wèn)題等通過(guò)快速的地球大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行分析，為我國(guó)以及“一帶一路”各國(guó)提供可持續(xù)發(fā)展決策支持。

4、關(guān)注建立“全景美麗中國(guó)”，從歷史、現(xiàn)在、到未來(lái)，我們把中國(guó)相關(guān)生態(tài)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)匯總管理及使用，形成動(dòng)態(tài)發(fā)展的美麗中國(guó)全景信息，用數(shù)字化的方式展現(xiàn)中國(guó)的發(fā)展歷程。

5、關(guān)注生物多樣性和生態(tài)安全。研究例如候鳥遷徙途徑的變化、跟蹤入侵物種信息等對(duì)全球物種繁衍、生態(tài)安全的保障有重要科學(xué)意義的課題。

6、關(guān)注海洋。對(duì)全球海洋，包括近海和深海做科學(xué)數(shù)據(jù)集成，發(fā)現(xiàn)海洋數(shù)據(jù)背后蘊(yùn)藏的資源、環(huán)境等信息，為國(guó)家的海洋發(fā)展戰(zhàn)略提供更好的科學(xué)決策支持。

7、關(guān)注三極（南極、北極及青藏高原）環(huán)境。如南極企鵝等生態(tài)物種的變化問(wèn)題，北極航道的開(kāi)發(fā)環(huán)境變化問(wèn)題等。

8、關(guān)注平臺(tái)建設(shè)，把地球裝到計(jì)算機(jī)里。建設(shè)數(shù)字地球科學(xué)平臺(tái)，使所有數(shù)據(jù)可視化地呈現(xiàn)給公眾及決策者。這個(gè)平臺(tái)還能成為科學(xué)家的系統(tǒng)科學(xué)分析工具，在科學(xué)家的開(kāi)發(fā)下，使更多的數(shù)據(jù)成為公眾可認(rèn)知、決策者可理解、研究者可用的信息。

地球大數(shù)據(jù)的研究工作是全球性的，離不開(kāi)各國(guó)科學(xué)界的通力合作，今年二月份專項(xiàng)的負(fù)責(zé)人郭華東院士在Nature上發(fā)表了評(píng)論文章，談到了利用地球大數(shù)據(jù)構(gòu)建數(shù)字絲路的考慮，并號(hào)召全球更多科學(xué)家、公眾參與到我們的工作中。

全球?yàn)?zāi)害問(wèn)題日益突出，我們能夠用科技做點(diǎn)什么？

“地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程(CASEarth)”:

中國(guó)科學(xué)院A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)，2018年2月12日在北京啟動(dòng)。這個(gè)為期五年的項(xiàng)目最終將建成具有全球影響力、國(guó)際化、開(kāi)放式的國(guó)際地球大數(shù)據(jù)科學(xué)中心。

一帶一路區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展信息十分貧乏，例如一直面臨貧窮和饑餓問(wèn)題的贊比亞，實(shí)際上擁有大量的芒果等作物產(chǎn)出，但由于缺乏有效的信息技術(shù)手段支撐，造成“捧著金飯碗要飯”的局面。