目录
- 1 什么是数字地球
- ▪ 概念
- ▪ 原始愿景
- ▪ 新兴观点
- ▪ 下一代数字地球
- 2 重点发展
- ▪ 空间数据基础架构（SDI）
- ▪ 地质浏览器
- ▪ 传感器网络
- ▪ 自愿性地理信息（VGI）
- ▪ 国际社会
- ▪ 国际数字地球专题讨论会（ISDE）
- ▪ 国际数字地球杂志
- ▪ 国际数字地球学会
- ▪ 数字地球参考模型（DERM）
- 3 数字地球技术
什么是数字地球
数字地球是1998年美国前副总统阿尔·戈尔（Al Gore）提出的一个概念的名称，它描述了地球的虚拟表示形式，该虚拟表示形式已地理参考并与世界上的数字知识档案库相关联。
概念
原始愿景
在1998年1月31日为洛杉矶加利福尼亚科学中心准备的演讲中，戈尔描述了一个数字化的未来，在这个数字化的未来中，学童-实际上是世界上的所有公民-可以与计算机生成的三维旋转虚拟地球仪进行交互并访问大量的科学和文化信息，以帮助他们了解地球及其人类活动。该知识库的大部分内容将通过Internet对所有人免费开放，但是相关产品和服务的商业市场被设想为共存，部分是为了支持该系统所需的昂贵基础架构。这个想法的起源可以追溯到巴克敏斯特·富勒的《地理》，大型球形显示器可以代表地理现象。
他的提议的许多方面已经实现。例如，虚拟地球地理浏览器，例如NASA World Wind，Google Earth和Microsoft的Bing Maps 3D，用于商业，社会和科学应用。但是，戈尔（Gore）演讲概述了尚未发生的真正的全球协作系统链接。不断增长的全球关注社区不断描述并定义了这一愿景。演讲中想象的数字地球被定义为“组织愿景”，旨在引导科学家和技术人员朝着共同的目标前进，并有望在许多科学和工程领域取得实质性进展，类似于信息高速公路。
新兴观点
2009年9月12日在北京举行的第六届国际数字地球研讨会上批准了《北京数字地球宣言》的两个值得注意的摘录：
- “数字地球是其他先进技术不可或缺的一部分，包括：地球观测、地理信息系统、全球定位系统、通信网络、传感器网、电磁识别器、虚拟现实、网格计算等。它被视为全球战略贡献者推动科学和技术发展，并将为寻找国际科学和社会问题的解决方案起到促进作用。”
- “数字地球应该在应对人类社会面临的挑战方面发挥战略和可持续作用，例如自然资源枯竭，粮食和水不安全、能源短缺、环境退化、自然灾害应对、人口爆炸、尤其是全球气候变化。”
下一代数字地球
Vespucci地理信息科学发展倡议和欧洲委员会联合研究中心汇集了来自政府，企业和学术界的一组国际地理和环境科学家，最近发表了“下一代《数字地球》》提出了其八个关键要素的立场文件：
- 不是一个数字地球，而是多个连接的地球仪/基础设施，可满足不同受众的需求：社区、政策制定者、科学家、教育家。
- 面向问题：例如环境、健康、社会利益领域，并且对技术对环境的影响保持透明
- 允许在时间和空间上进行搜索，以使用来自传感器和人类的实时数据来查找相似/类似情况（不同于现有GIS的功能，并且不同于向虚拟地球仪添加分析功能）
- 询问有关变化的信息，识别人与环境领域中的空间异常（实时标记与周围环境不一致的事物）
- 支持访问数据，信息，服务和模型以及方案和预测：从简单的查询到跨环境和社会领域的复杂分析。
- 支持抽象概念和数据类型的可视化（例如低收入，不良健康状况和语义）
- 基于开放访问以及跨多个技术平台和媒体（例如文本，语音和多媒体）的参与
- 互动，探索性的互动实验室，用于学习以及多学科教育和科学。
重点发展
Mahdavi-Amiri等人的一份调查报告收集了过去十年来在数字地球上取得的重大进展，其中包括以下类别的工作：
空间数据基础架构（SDI）
自1990年代初以来，空间数据基础设施的数量一直稳定增长，这在一定程度上得益于开放地理空间联盟和国际标准化组织（ISO）维护的互操作性标准。链接和协调SDI的近期重要工作包括欧洲空间信息基础设施（INSPIRE）和联合国地理信息工作组（UNIGWG）的UNSDI倡议。 1998年至2001年，美国航空航天局主持的跨部门数字地球工作组（IDEW）促成了这一增长，尤其侧重于互操作性问题，从而引发Web地图服务标准等。
地质浏览器
地理浏览器虚拟地球仪的科学用途，例如Google Earth、NASA的World Wind和ESRI的ArcGIS Explorer ，随着其功能的改进和KML格式已成为地球可视化的事实上的标准而得到了极大的发展。可以在Google Earth Outreach Showcase 以及World Wind Java演示应用程序和Applet中查看大量示例。
传感器网络
地球传感器定义为“ ...任何接收和测量可在地理上引用的环境刺激的设备”。大型的地球传感器网络已经存在很多年，可以测量地球表面，水文和大气现象。互联网的出现导致了此类网络的大规模扩展，并且诸如全球地球观测系统系统（GEOSS）计划之类的努力旨在将它们连接起来。
自愿性地理信息（VGI）
术语自愿提供的数据是由地理学家在2007年创造的迈克尔·古德柴尔德，指社会和科学的迅速增长量的地理参考 用户生成内容由专家和非专家的个人和团体提供在网络上。这种现象被视为新兴的Geoweb，它为软件开发人员提供应用程序编程接口（API），并为科学家和广大公众提供用户友好的Web制图软件。
国际社会
国际数字地球专题讨论会（ISDE）
已经举行了7次ISDE专题讨论会和3次数字地球峰会。其中许多文献可用。第七届研讨会于2011年在西澳大利亚州珀斯举行。第四届数字地球峰会于2012年9月在新西兰惠灵顿举行。
国际数字地球杂志
《数字地球国际期刊》是于2008年发布的同行评审研究期刊，涉及数字地球的科学技术及其在所有主要学科中的应用。
国际数字地球学会
这是一个非政治，非政府和非营利性的国际组织，主要用于促进学术交流、科技创新、教育和国际合作。
数字地球参考模型（DERM）
数字地球参考模型（DERM）是蒂姆·福斯曼（Tim Foresman）在上下文中提出的，其愿景是将一个全方位的地理空间平台作为信息流的抽象，以支持戈尔对数字地球的愿景。数字地球参考模型试图促进和促进通过互联网从多个来源获取地理参考信息。阿数字地球参考模型定义了使用的四个原则地球固定的全局参考帧的数字系统，即：
使用规则或不规则的单元网格，平铺或网格进行离散分区；
- 使用信号处理理论（采样和量化）进行数据采集，以将来自连续 模拟或其他数字源的二进制值分配给离散的单元分区；
- 可以提供独特的空间索引和地理位置地址的单元的排序或命名 ;
- 一组基于索引的数学运算，用于代数、几何、布尔和图像处理转换等。
开放地理空间联盟拥有一个基于DERM的空间参考系统标准，称为[离散全球网格]系统（DGGS）。根据OGC，“ DGGS是一种空间参考系统，它使用细胞的分层镶嵌来划分和寻址地球。DGGS的特征在于其细胞结构、地理编码、量化策略和相关的数学功能。OGCDGGS该标准支持标准化DGGS基础结构的规范，该规范允许对超大型、多源、多分辨率、多维、分布式地理空间数据进行集成分析。通过OGC Web服务的扩展接口编码，可以预期OGC DGGS实现之间的互操作性。” 。因此，DGGS是具有寻址（或索引）方案的离散，分层的信息网格，可为整个DGGS域中的每个单元分配xxx的地址。
数字地球技术
- ADEPT-亚历山大数字地球原型（1999–2004）
- 美国政府数字地球参考模型（DERM）
- 全局空间数据模型（GSDM）
- 行星皮肤：新合作时代的全球平台
- 中国数字营销
- PYXIS WorldView Studio：用于共享地图数据的Digital Earth平台
