数字地球

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展望21世纪我们这颗行星

技术创新的新浪潮使我们能够大量地获得、存储、处理和显示关于我们行星的各种环境和文化现象信息。如此大量的信息构成了“地理坐标系”,它涉及地球表面每一个特定的地方。利用卫星对地面遥感形成“地球空间”（轨道）信息流，并将其中未经加工有用部分的数据转变成为可供使用的信息。

    今天,我们经常发现我们能够得到比我们知道要做些什么更多的信息。地球资源技术卫星能够帮助我们更好地了解全球的环境就是一个典型的例子。地球资源技术卫星能够每两星期对地表进行一次完整的成像,而且它已持续收集了20多年。尽管对这类信息有着巨大的需求,但大多数图象还不能被人们使用。因此，它们只能被存储在电子数据库中。我们过去曾有过这样的农业政策，当成千上万的人们正面临饥饿死亡的时候，在中西部地窖里却存储着大量正在霉变的粮食。我们现在一方面表现出对知识的那种贪得无厌的饥饿，另一方面是大量数据目前仍然根本未被使用过。问题之一是用什么方法把信息显示出来。有人曾经说我们是否能试用计算机术语来描述人脑,然而，人脑看起来比特率比计算机低,但却具有极高的分辨率。例如,研究表明由于人脑比特率低，因此，很难在短时间记住七条以上的数据。 但是, 如果这些信息被排列在一个相互可以被识别的模型内如人类的脸或银河星系，人脑则能够同时吸收成千上万条信息。

过去我们通常利用Macintosh和Windows操作系统提供的桌面图形来进行（实现）人机对话的，事实上，这些工具现在已经不适合新的挑战。我相信我们需要一个“数字地球”，一个多种分辩率，三维的表述方式,使我们能嵌入巨大数量的地理坐标系数据。例如,设想一位年轻孩子去本地的博物馆参观数字地球展览。在戴上显示头盔后，她看见地球从太空中出现，使用数据手套放大电子图象；使用越来越高的分辨率，看见大陆，然后是乡村、城市，最后是私人住房、树木和其他天然和人工的物质。她采用类似“魔毯骑乘”通过地形的3D视图，眼前被发现的行星区域引起她探究的兴趣。当然,地７形仅仅是她能与之相互作用的多种数据之一。利用声音识别能力系统,她能够请求关于陆地覆盖、植物和动物的物种分布、实时天气、道路、政治范围以及人口的信息。她也能使她和其它学生收集的作为全球环境的一部分信息具体化。这些信息能被天衣无缝的熔入数字地图或者地形数据。通过使用数据手套单击一个连接按钮，她能够获得她所看见的许多事物更多信息。例如，为全家去黄石国家公园渡假作准备, 她计划徒步去看天然喷泉,她刚刚阅读到关于野牛和洛矶山羊的知识。事实上,在她离开故乡的博物馆之前她能够进行虚拟旅行。她不受限制穿越空间,同样也能穿越时间。在进行虚拟地去巴黎参观卢浮宫的场景旅游之后，她通过对时间地反向移动，学习法国的历史、细读被数字地球表面覆盖的数字化地图、新闻短片、口述历史、报纸等主要的原始资料。她向自己的电子邮件信箱发送一些有用的信息，以便今后学习。时间序列, 从这里延伸到遥远的过去,能以天、年、世纪、甚至是地质学的纪元,因为那些场合有利于她对恐龙的了解。