中國網/中國發(fā)展門戶網訊  大數(shù)據(jù)是知識經濟時代的戰(zhàn)略高地，是人類的新型戰(zhàn)略資源。作為大數(shù)據(jù)重要組成部分的地球大數(shù)據(jù)，正成為地球科學的一個新的領域前沿，為推動地球科學的深度發(fā)展以及重大科學現(xiàn)象的認知發(fā)現(xiàn)作出貢獻。

近年來，國際上推出了一系列與地球大數(shù)據(jù)相關的研究計劃。美國的“地球立方體”項目，尋求以整體視角審視地球系統(tǒng)并創(chuàng)建管理地球科學知識的基礎設施；歐盟啟動的“活地球模擬器”研究項目，依賴于開放的標準，為所有地球科學領域提供多維數(shù)據(jù)和可擴展的服務；澳大利亞在啟動的數(shù)據(jù)立方體項目基礎上，最近又推出了澳大利亞“數(shù)字地球”項目；2017年，俄羅斯正式啟動“數(shù)字地球”計劃，包括發(fā)射一系列的地球觀測衛(wèi)星，為該計劃提供源源不斷的數(shù)據(jù)源。

我國在數(shù)字地球和全球地球觀測系統(tǒng)方面，進行地球觀測數(shù)據(jù)共享，整合衛(wèi)星、地面監(jiān)測和建模系統(tǒng)，評估環(huán)境條件和預測，以應對氣候變化的挑戰(zhàn)，推動地球系統(tǒng)科學發(fā)展。可見，地球大數(shù)據(jù)的發(fā)展在全球范圍內方興未艾，開展地球大數(shù)據(jù)的研究十分重要。

認識地球大數(shù)據(jù)

地球科學研究包括對大氣、陸地和海洋等圈層的研究，通過空天對地觀測、陸地傳感器網絡及其他方式的觀測生成了海量的地球科學數(shù)據(jù)集，這些數(shù)據(jù)來源于但不限于空間對地觀測數(shù)據(jù)，還包括陸地、海洋、大氣及與人類活動相關的數(shù)據(jù)，這些與地球相關聯(lián)的大數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為地球大數(shù)據(jù)。地球大數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)的重要組成部分，但有其獨特的特征。地球大數(shù)據(jù)具有規(guī)模大、來源廣、多樣化、多時相、多尺度、高維度、高復雜性和非結構化等特點，是針對地球科學形成的新的數(shù)據(jù)密集型研究方向。

地球大數(shù)據(jù)通過多種對地觀測方式、地球勘測方法及地面?zhèn)鞲芯W產生。其數(shù)據(jù)集包含海量、多樣、多來源、多時相、多標量、高空間、極復雜、非結構性的信息，這極有利于促進地球科學研究的深層次發(fā)展。

地球大數(shù)據(jù)具有大數(shù)據(jù)的特性，不僅具有體量大、來源廣、多時相、高價值等特點，同時它也具有高瞬時性、任意空間性、物理相關性等特點。就其“海量規(guī)模”而言，地球大數(shù)據(jù)具有高分辨率、高動態(tài)性以及多波段的特點，數(shù)據(jù)的獲取速度高且更新周期快。“來源廣”是因為其數(shù)據(jù)來源和采集方法多種多樣，歸功于成像原理和模型變化的多樣。“多時相”指其在極短的采樣間隔和高頻信息中的采集能力。“高價值”因為其對生態(tài)環(huán)境、陸地資源、自然災害及其他地球科學研究的重要意義。

與地球大數(shù)據(jù)相關的技術有對地觀測技術、通信技術、計算技術、網絡技術等。地球大數(shù)據(jù)可以加深人類了解地球的能力，同時在數(shù)據(jù)傳輸、存儲、處理、分析、管理和共享等方面，地球大數(shù)據(jù)又面臨全新的挑戰(zhàn)。例如，海量對地觀測數(shù)據(jù)的實時獲取和多源數(shù)據(jù)融合，從大量、長期、低成本的傳感器網絡中獲得的數(shù)據(jù)增加了儲存、處理和計算的復雜性，集成的數(shù)據(jù)儲存環(huán)境需要考慮物理存儲設備和統(tǒng)一存儲平臺的交互技術和可視化方法等。

作為地球大數(shù)據(jù)的關鍵技術之一，經過近半個世紀的發(fā)展，對地觀測技術為地球科學研究提供了新視角和新方法，尤其在地球系統(tǒng)的宏觀認知方面發(fā)揮了巨大的作用。在對地觀測技術幫助下，人類可以更為方便、系統(tǒng)地觀測地球，對地觀測技術已成為衡量一個國家科技成就、經濟實力、國家安全的重要指標。目前，地球觀測數(shù)據(jù)量正成倍增長，據(jù)國際衛(wèi)星對地觀測委員會所做的一項全球衛(wèi)星研究數(shù)據(jù)顯示，過去的半個世紀，全球已發(fā)射了超過?514?顆地球觀測衛(wèi)星對地球系統(tǒng)進行包括大氣系統(tǒng)、海洋系統(tǒng)和陸地系統(tǒng)的綜合觀測。

地球大數(shù)據(jù)是具有空間屬性的地球領域大數(shù)據(jù)，它具有大數(shù)據(jù)的一般性質，同時具有很強的時空關聯(lián)和物理關聯(lián)。這些特征對地學學科的發(fā)展可以起到重大的推動作用，在環(huán)境、資源、災害等領域有重要作用和經濟社會價值。地球大數(shù)據(jù)為地球科學的深入研究帶來了重要的發(fā)展機遇，可為創(chuàng)建空間地球信息科學奠定基礎、并進一步推動地球科學的發(fā)展。