通過航空航天遙感技術(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)傳輸與三維實時可視化技術(shù),使任何人在任何時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)對世界各國造成了巨大的沖擊和影響,國際上谷歌和微軟等IT巨頭憑借雄厚的資金和技術(shù)實力紛紛拓展這一領(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)展趨勢主要體現(xiàn)在以下三個方面。
虛擬地球技術(shù)本身的發(fā)展趨勢
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,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
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、多時相三維空間數(shù)據(jù),為地理信息公共服務(wù)平臺建設(shè)提供了一個基礎(chǔ)。但是地理信息公共服務(wù)平臺本身有自己的技術(shù)要求和特點。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)來自同一個數(shù)據(jù)庫,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就是一個很好的地理信息公共服務(wù)平臺,它已成功應(yīng)用于“國家地理信息公共服務(wù)平臺”建設(shè)中,同時用它建立了黑龍江等省級和齊齊哈爾等市級地理信息公共服務(wù)平臺,形成了國家、省、市三級地理信息公共服務(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)成為一個應(yīng)用廣泛的地理信息公共服務(wù)平臺,在這一平臺上,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。實際上經(jīng)過適當(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)的實時觀測信息。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,實時分析各種時空信息,提出科學(xué)決策方案,即可將虛擬地球變成一個有“智慧”的地球。
龔健雅教授,博士生導(dǎo)師,2011年12月當(dāng)選中國科學(xué)院院士。現(xiàn)任武漢大學(xué)測繪遙感信息工程國家重點實驗室主任,國際攝影測量與遙感協(xié)會第四委員會聯(lián)邦式數(shù)據(jù)庫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,承擔(dān)國家科技部和國家自然科學(xué)基金委員會等部委及省市攻關(guān)項目30多項,取得了一系列科技成果,曾獲國家科技進(jìn)步二等獎、信息產(chǎn)業(yè)部重大技術(shù)發(fā)明獎、部級科技進(jìn)步一(二)等獎;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年獲香港裘槎獎勵基金,并獲得省級優(yōu)秀教師、測繪局跨世紀(jì)人才、優(yōu)秀留學(xué)回國人員、人事部科技一等功臣、國家級有突出貢獻(xiàn)中青年專家等十多項獎勵,1999年被教育部聘為首批“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授。