第二节 发展地球信息科学
二、地球信息的科学范畴
1．地球信息及其与数据、知识的关系
地球信息是地球系统内部物质流、能量流和人流的运动状态和方式。它包括两部分，一部分是有关物质流、能量流和人流的运动状态，即对于它们在地球空间上所表现出来的区位特征，包括位置、形状和属性特征的描述；另一部分是有关物质流、能量流和人流的运动方式，即对于它们的区位特征在时间上所呈现的运动过程和变化规律的解释。因此，地球信息实质上反映了人类对于地球系统的运动规律的认识，它是人类保育地球系统的基础。地球信息所覆盖的空间范围上至电离层，下至莫霍面，其中在地球表层上的地理信息是地球信息的基础信息。正是地理信息的空间定位和空间关联性起到了连接地质信息、海洋信息和大气信息的作用，使得地质信息、海洋信息和大气信息得以通过地理信息而组合成为地球信息；而有关地理信息的处理技术—地理信息技术的数据获取、存储、空间分析和信息查询则为地球信息的模拟、分析和预测奠定了基础。
我们知道，信息论作为应用统计方法研究通信系统中信息传递和信息处理问题的科学，它规定信息是减少可能事件出现的不确定性的量度，信息量等于消除的不确定性的数量。对于认识主体（人、生物或机器系统）来说，如果他（它）在接受信息后，一点确定性都消除不了，那么信息量就最小（等于零），若果他（它）在接受信息后，所有的不确定性都消除了，则信息量为最大。
当卫星传感器采集到地球系统的有关数据后，在没有应用有关地球信息的分析方法（如地球信息的各种统计方法）去处理它们时，这些有关地球系统信息的符号记录对于“人”这个认识主体来说，其所包含的信息量等于零；当在卫星地面台站对传感器所获得的数据进行预处理后，这些数据就转化为可被人利用的各种数据格式的地球信息，但此时，它们所包含的信息量仍然是有限的；这些信息进入地理信息系统后，在信息处理过程中，它们的信息含量将逐渐增高，信息的使用价值随之增大；特别是当它们经过各种专题地理信息系统的处理后，它们的信息含量将大幅度地提高，信息的使用价值增值更快；经过地理信息系统处理后的信息再进入各种专题的空间辅助决策支持系统，信息又可以进一步地转化为更高级的信息形态—知识。这里的“知识”是有关某一空间问题解决的“目的、计划和策略信息”，即有关某一空间问题解决的“方案”。因此，这里的“知识”不是描述和解释地球系统运动规律的知识，而是从人的需要出发，用于指导人类保育地球实践活动的知识，可称之为“方案知识”。方案知识的信息含量最高，使用价值也最大。地球数据、地球信息和方案知识三者之间不是截然分开的，它们之间具有一定程度的重合性，这意味着地球数据的一部分（如地球专题数据）可以是地球信息的一部分，而地球信息的一部分（如地球专题信息）可以是方案知识一部分。