數字地球是信息技術發展的熱點之壹。數字地球是以地球為參照系的計算機技術、互聯網技術和虛擬現實技術的多學科融合。數字環保是數字地球在環境信息和環境管理決策中的應用。在國家數字地球戰略的基礎上實施數字環保是保護人類生存環境的必然選擇。數字環保有望成為更好保護我們家園的利器。我們呼籲各級科學、教育、技術、工業和環保部門推動“數字環保”的發展，在建立“數字環保”的過程中優先建設環境監測、預報和環境管理系統。
從數字地球到數字環保
人地關系對社會發展的影響與日俱增，呼喚適合時代的地球描述方法的產生。20世紀以來，人類創造了前所未有的物質財富，加快了文明發展的進程，但人口爆炸、資源過度消耗、環境汙染、生態惡化等問題嚴重影響了人類的生存和發展。與此同時，人類生存環境(地球)與人類發展關系的研究越來越受到世界各國政府的重視。在環境信息的收集上投入了大量的資金，人類擁有的地球表面數據覆蓋了世界的每壹個角落。傳統的平面地理坐標系遠遠不能滿足覆蓋全球、涉及各種信息、涵蓋各個領域的環境與發展研究，尤其是政府決策和地學研究領域，迫切需要壹種適應時代的地球新描述。此時，“數字地球”也應時代需求應運而生。
數字地球是由美國前副總統戈爾於2010年6月5438+0998 65438+10月31日在加州科學中心發表的題為“數字地球:21世紀認識地球的方式”的演講中首次提出的。阿爾·戈爾在他的文章中指出，“我們需要壹個數字地球”，即壹個可以嵌入海量地理數據的多分辨率地球。
數字地球概念的形成是基於人類目前已經掌握或將要掌握的新技術和各種高新技術的綜合集成。最重要的基礎設施建設是信息高速公路(NII)和國家空間數據基礎設施(NSDI)。專家提出“開放的全球網絡和大容量分布式存儲技術是數字地球的基礎”。建設數字地球的主要支撐技術包括計算機和網絡通信、衛星遙感(RS)、全球定位(GPS)、地理信息系統(GIS)、虛擬現實視角、互聯網交互、數據倉庫集成和智能建模。
當大洋彼岸的政治家們對“數字地球”的科學想象成為中國科技熱的新焦點時，另壹個新概念“數字環保”應運而生。種種跡象表明，我國“數字環保”建設進入了壹個新的階段，也確實讓人感覺到數字環保正在大踏步向我們走來。
簡單來說，數字環保就是數字地球在環境信息和環境管理決策中的具體應用。最早提出這壹概念的安交通大學林宣雄博士認為，“數字環保”是以環境保護為核心，由基礎應用、擴展應用、高級應用、戰略應用等多層環境監測管理平臺整合而成的系統。具體包括環境監測跟蹤系統、環境預測預報系統、汙染源平面展示管理系統、汙染源變化跟蹤報警系統、環境狀況領導快查系統、環境增值業務系統、排汙收費系統、環境G IS系統、汙染事故預警系統、環境業務工作流管理系統、環境動態模擬系統、環境決策支持系統和分布式環境模擬系統。其基本實施過程是將信息、網絡、自動控制、通信等高新技術應用於環保領域。林宣雄博士進壹步描述了“數字環保”的美好場景:將數字技術融入環保，在辦公室就可以實現環保的各種功能。比如，環保監督員可以足不出戶了解汙染源排放的詳細情況，處理排汙事件；環保管理機構實現“視頻會議”、“無紙化操作”、“在線交流”；觀察者、操作者和決策者可以沈浸在數字信息的多維圖像中，利用語音控制或各種感應式交互工具直接調動和分析數據，監測環境的動態變化，制定優化的環境治理方案；專家可以利用互聯分布式的世界視覺中心，模擬環境變化對瀕危物種的影響，制定保護生態多樣性的有效措施。學者可以利用數字環保開展學術研究，包括了解人類與環境的相互依存關系。
建設“數字環保”的宏偉工程
建設數字環保，不僅要引進衛星遙感、遙感影像等技術，還需要各地實測數據。僅僅依靠政府力量或壹所大學或科研機構，是遠遠不足以建立壹個龐大的環境描述決策系統如數字環保的。排汙公司、環保公司、IT公司以及很多高校、科研院所、政府部門都應該積極參與進來。“數字環保”的宏大構想不可能壹蹴而就，需要按照“需求牽引、整體規劃、階段發展、* * *建設* * *”的原則，分布式規劃實施。
Xi交通大學倡導和參與“數字環保”建設的經驗和做法值得借鑒。針對環保工作的現狀和要求，他們運用IT技術，按照數字環保的宏偉思路，按照統籌規劃、分布式實施的原則，采用基礎應用—擴展應用—高級應用—戰略應用的思路路線，通過對環保數據需求和業務需求的深入挖掘和整理，逐步實現對環保業務的嚴格集成和深度支撐，最大限度地提高我國環保信息化和監管執法水平。他們開發了壹系列數字環保軟件，初步體現了數字環保的理念。
在“數字環保”建設過程中，學校優先實現環境監測、預報、環境管理等基礎應用系統。他們將國家環保總局委托的全國環境監管信息系統和智能環境適配器系列硬件作為數字環保的基礎應用產品，橫跨國家環保總局、省級環保局、地縣級環保局和排汙企業。這些產品是各級環保局進行數據采集和基礎處理的業務平臺，可以作為環保部門的信息基礎設施。它們的推廣應用，不僅有助於規範環保業務基礎數據和業務，實現環保業務和數據的有效管理，還將在短時間內改變我國環保信息化程度低的現狀，為數字環保的高層次應用奠定堅實基礎。
基礎應用產品實施後，開始設計開發汙染源報警系統、環境監管辦公自動化系統、環境增值業務系統、排汙收費系統等延伸應用產品，以及環境G IS系統、汙染事故預警系統、環境業務工作流管理系統、環境動態模擬系統、環境決策支持系統等高級應用產品。這些系統將全面覆蓋環保日常業務、延伸業務和增值業務處理系統，它們的實施和應用將有助於環保部門業務的有效分解和整合，規範環保業務典型應用模塊，實現業務模塊間的全面協同。通過相應產品線的實施，環保局內部應用和關鍵外部連接可實現全電子化，可大幅降低環境監管和業務運行成本，將環境信息化水平提升至行業信息化先進水平。
作為“數字環保”架構的戰略應用產品，分布式虛擬環境中心可以由大型計算中心改造而成。在這樣壹個融合了計算、網絡和虛擬環境的系統中，傳統的單工作站分析模式將轉變為多學科團隊的可視化、交互式三維圖像，深入到各種數據體和環境模型中。觀察者、操作者和決策者可以沈浸在數字信息的多維圖像中，利用語音控制或各種感應交互工具直接調動和分析數據，監測環境的動態變化，制定優化的環境治理方案。在這樣壹個世界範圍的虛擬環境中心中，環境監測和管理決策者不再局限於以傳統方式審閱報告圖集和聽取多媒體演示來進行綜合決策。他們可以通過語音控制或其他交互方式來調整不同想法的建模和仿真結果，也可以沈浸在被監測區域，跟蹤環境汙染或破壞的痕跡，監測自己所在地方的環境變化，配置環境治理項目，檢查環境治理結果，從而達到降低環境監測成本、優化環境治理決策的目的。
從“數字地球”到“數字環保”，從理念形成到全社會參與到“數字環保”的宏大工程中，我們堅信，在未來的知識經濟時代，當人們對自然的認識和改造能夠使環境汙染不再是困擾人類的問題時，人類必將回歸理想的“自然”世界。這不是歷史的簡單重復，而是更高層次的發展。信息技術的飛速發展，人類物質文明、精神文明和環境文明的逐步融合，是這壹歷史趨勢的前奏。