地球系统科学与地球信息科学

地球系统科学不是脱离社会而存在的一门科学,不是纯自然的科学。研究地球系统科学应该始终如一贯穿"顶天立地"的统一性原则:"顶天"即研究全球变化,"立地"则面向区域持续发展。区域模型和宏观调控信息系统依次作为两个中间层次,有机地将全球变化研究和区域持续发展联系起来,构成地球系统科学体系;时代进步和社会发展要求:地球系统科学研究要运用空间信息技术工具和手段,以服务区域持续发展为最终目标.区域持续发展要依靠宏观调控,宏观调控则依靠信息。地理信息系统作为空间信息技术组成部分,直接参与实现区域持续发展,成为地球系统科学的一个重要支柱。     

最新的地球圈层──人类圈*

把人类作为最新地球圈层来研究是地球科学中一个重大理论问题。文中从人类圈的内涵、功能和结构、演化的主要阶段以及提出人类圈的主要依据等方面论证了人类已成为地球的最新圈层。接着论述确认最新地球圈层的重大意义:拓宽对地球系统的认识,将地球系统科学从纯自然科学推进到跨自然科学和社会科学两大领域的现代地球系统科学阶段,以便从现代地球系统结构演变的角度来讨论全球环境恶化的根源及可持续发展的基本条件等问题。     

海岸带与地球系统科学研究

从系统的定义出发, 本文简要回顾了提出地球系统科学的背景与过程。地球系统科学研究已经成为地学领域的研究焦点与热点,并带动和加速了地球信息机理、陆地地球系统科学和全球变化的研究。本文重点分析海岸带在地球系统中所处的特殊位置,海岸带研究在地球系统科学研究中起着重要作用。简要介绍海岸带科学前沿-海岸带海陆交互作用计划 （LOICZ）.     

人与自然和谐发展

1 地球系统的复杂性——我们知道的比我们需要知道的要少得多,地球系统的复杂性是地球系统科学研究的主要内容,而地球科学系统不仅仅是一般意义上的地球系统本身：过去的研究工作,特别是最近这些年的研究,使人们能够比较全方位、多角度、多元化地了解过去地球系统的演化。然而地球系统非常复杂,大家对它的认识还远远不够。例如当前社会广为关注的大气中CO2的温室效应问题,虽然人们已经从冰芯中了解到过去42万年以来CO2、CH4等温室气体的变化规律,但是对于CO2和全球变暖之间的关系研究得还不是十分清楚。现在的工作已经能将这些因子的时间序列进行了的延长,但是关于大气中CO2和全球变暖之间的关系这个问题依然存在。从对此进行研究的文献中所绘制的各种曲线上表现出,气温在近些年来的上升,有着非常明显的突破过去几十万年来的平均状态的趋势。在短时间尺度上来看,CO2浓度的变化与全球温度的变化趋势是一致的。但是从全球不同区域的气象观测点所取得的数据反映,在1000年来大气CO2浓度的变化与平均温度的变化的情况就不见得完全一致。     

地球系统科学数据共享标准规范体系研究与应用

地球系统科学是地球科学发展的一个新的历史阶段,其以地球系统及其整体行为作为研究对象,迫切需要大量多学科、多来源、多类型、综合性地学数据资源的支撑。针对这一需求,我国国家科技基础条件平台设立了“地球系统科学数据共享网”这一支撑条件。为了构建该支撑条件的标准规范环境,本文分析了地球系统科学数据的特征,剖析了“研究型”数据对标准规范的需求,指出了其面临的3个关键问题。研究了地球系统科学数据共享的概念模式,根据定义的4条基本原则,分析了地球系统科学数据共享标准规范体系的定位,构建其体系结构。该体系结构包括4个大类,即机制条例类、数据管理类、平台开发类、数据服务类,具体包括18项条例、办法、规范和技术标准。其中,地球系统科学数据共享联盟章程、核心元数据标准、数据质量管理办法、数据分类标准是该体系中的引领性、核心标准规范。经过近6年的研究和应用,目前该标准规范体系已经在地球系统科学数据共享网的总中心和13个分中心试用,取得了良好的运行服务效果。未来,地球系统科学数据共享标准规范将“向下”、“向上”两个方向继续发展。     

地球信息图谱与数字地球

首先探讨了数字地球技术系统及其意义,研究了作为地球信息时空变化图形表达的地球信息图谱。在此基础上,分析了数字地球与地球信息图谱之间的有机联系,指出数字地球的发展将极大地推动地球信息图谱的研究;地球信息图谱是数字地球分析、处理信息的重要手段,其理论研究必将推动数字地球应用的深入发展     

湿地生物地球化学研究

湿地生物地球化学是湿地生态系统生态过程的核心研究内容。为了系统认识和了解这一核心内容的研究现状和发展趋势,通过对大量的文献和实践研究成果的分析,阐述了湿地生物地球化学的内涵、研究意义、主要研究内容和研究方法;阐明了湿地生物地球化学过程与气温、水文、植被、土壤、生物等环境要素的关系;论述了湿地生态系统对相邻生态系统的作用与影响;分析了湿地系统温室气体排放特征、影响因素及其区域响应。湿地生物地球化学信息的提取与环境变化的关系研究将成为湿地环境研究的热点领域;湿地生物地球化学过程模型的建立,以及模型模拟的时空尺度转换,碳、氮、硫、磷、等营养物质的生物地球化学过程的研究将成为湿地生态过程的研究核心内容。湿地生物地球化学将成为湿地环境功能和服务功能的评价、湿地系统健康与稳定的诊断和退化湿地系统生态修复的重要基础理论。     

生态系统观测研究网络在地球系统科学 中的作用

地球系统科学是以地球系统为研究对象, 重点研究各圈层、各要素以及自然和人为现象 之间相互作用关系的科学, 是在科学技术自身发展和社会需求共同推动下发展起来的新兴学科。 地球系统科学概念的提出是为了解决全球性的资源和环境问题的需要, 是地球科学向综合集成 方向转变的重要阶段。目前在地球系统科学思想的指导下, 在全球规模上已经组织了一系列重要 国际联合研究计划, 企图组织全球的科学家协作推动地球科学的发展。地球系统科学发展离不开 对地球系统要素和圈层的物理、化学和生物过程的综合观测工作的支持。自20 世纪80 年代以 来, 一些国家、国际组织和国际合作项目都纷纷建立了国家、区域甚至全球尺度的观测、监测和信 息共享网络。国际长期生态研究网络(ILTER) 自20 世纪80 年代开始建设, 其目的是对生态过程 进行长期的监测, 研究各种生态因子的相互作用及生态过程, 从而揭示出生态系统和环境的长期 变化, 为生态系统评价及管理提供科学依据。 中国生态系统研究网络(CERN) 始建于1988 年, 在中国生态系统动态观测、科学研究和试验 示范方面发挥了重要作用, 2005 年在CERN 的基础上, 由国家科技部组织开始建立中国国家生 态系统观测研究网络(CNEN) , 目前已经遴选出了53 个台站, 开始对农田、森林、草地( 含荒漠) 和 水体( 湖泊和海湾) 的动态进行观测研究, 该网络必将成为全球地球观测系统(GEOSS) 的重要组 成部分, 在我国地球系统科学发展的历程中发挥重要作用。本文主要从发展地球系统科学角度, 讨论生态系统观测研究网络在地球系统科学中的作用。     

《海面-地面系统变化:重建·监测·预估》评介

<正>地球系统研究是当今地球科学研究的前沿,也是未来地球研究计划的重点内容之一。在这个复杂的巨系统中,海面和地面系统与人类的生产生活最为密切相关。海面变化是地球的温度计和脉搏计,海面变化研究是是一个跨学科的研究命题,不仅涉及地球科学诸多的基础理论问题,还与人文和社会科学的现实需求密切相关。谢志仁、袁林旺、闾国年等学者所著的《海面-地面系统变化:重建·监测·预估》由科学出版社2012年4月出版。全书由4     

地球系统科学现行研究的最佳切入点——试论海岸带研究框架的创立

地球系统科学是可持续发展战略的科学基础,中国地理学界对这一科学体系的研究受到研究对象庞杂性与研究方法操作困难性的双重制约。海岸带是地球表面陆地、海洋、大气系统的唯一结合部,并因人类对其开发历史的久远而成为研究地球系统、人地关系系统的最佳窗口和切入点。笔者在综合论述了海岸带研究的理论与现实意义之后,创建性地提出了海岸带研究的理论框架。     

知识经济与人地关系地域系统

通过探讨人地关系地域系统中的生产力要素,重点分析了第五次产业革命的生产力特征及其对人地关系地域系统的深刻影响：（１）信息产业的发展水平成为经济发展水平的衡量标准;（２）信息产业与传统产业相结合改变着工业、商业、城市布局的基本特征;（３）基因工程产业改变着传统农业的性质及其功能;（４）新能源产业为经济的可持续发展开拓着新的前景;（５）知识园区的发展改变着城市与区域的空间结构;（６）多极化城镇体系将在     

试论地理信息系统与地球系统科学的关系

本文对地球系统科学的概念及其发展和学科特点进行了阐述,在此基础上探讨了地理信息系统在地球系统科学中的地位与影响,并对其发展方向进行初步评述。     

“数字地球”的启示

本文分析了“数字地球”这一全球战略思想带给我们的一些启示 ,这些启示包括 :战略眼光 ,大国地位 ,自主发展和技术引进 ,盲目追随、整合的意义等。笔者认为 ,宏观的、全局性的战略眼光 ,冷静思考与明确的目标 ,紧抓对地观测和国家基础信息设施建设以维护中国作为大国的形象和利益 ,在发展“数字中国”过程中走自主发展与技术引进相结合的道路 ,以及加强行政管理机制、智能化数据、科研机构和学科领域的整合 ,是我们在数字地球的挑战面前应有的基本思路。     

Digital earth, Virtual Reality and urban seismic disaster simulation

1 IntroductionIn January 1998 US Vice President AJ Gore proposed his revoluhonny concept of Digital ~. ms visionof a mulh-resoluhoft three~ensional representation of our planet has stimulated many geo-scientists topursue new wads of managing our planet. As for many prachCal aPPlications. eve need to stUdy the Earth'ssurface, interior and the Earth's processes in three dimensions. The technology of Virtual Reality, where wecombine GIS, remote sensing bogery, and other data sources, is b…     

数字地球时代“3S”集成的发展

本文指出了数字地球时代“3S”与数字地球的关系以及 GIS、GPS、和 RS的本质,从其本质出发分析了“3S”两两结合的方式和关键技术,并指出了目前的发展现状。两两结合的缺陷和弱点导致了“3S”的完全集成,“3S”集成是当今空间科学领域的一个研究前沿,具有相当的难度,目前理论研究仍落后于实际应用。“3S”技术的迅猛发展,最终导致了地球信息科学的诞生。数字地球推动了“3S”技术向着更深更广的领域发展,“3S”技术成为数字地球的核心技术和基础技术之一。     

数字城市实现的技术体系研究

数字城市是数字地球实现的一个重要节点 ,该文分析了数字城市的产生背景 ,提出了数字城市的研究体系———数字城市的基础研究、数字城市的实现技术以及数字城市的工程研究 ,最后论述了数字城市实现的关键性技术     

论全球化背景下我国“数字地球”发展战略的机遇

中国是一个地域大国和人口大国 ,是世界发展中国家对于环境变化历史记录最好的国家之一。数字地球在中国有广阔的发展前景和发展机遇。作者在对比了中外在数字地球领域的主要成就的基础上 ,提出在“十五”期间发展我国数字地球的几点意见.