对于地球科学来说,数字地球技术为地球科学开创了前所未有的科学实验的条件,为过去认为不可能进行的时间和空间跨度太大、结构太复杂的地球系统过程实验成为可能,为地球科学的知识创新和理论研究提供了试验基地(Test bed),为地球科学的发展提供了强大的动力。
数字地球虽然是最近才提出来的,但数字地球的思想和技术却已酝酿了很长时间,现已经成功地进行了“龙卷风”、“海气交换”、“天体运行”、“圣安得利斯断层地震”、“恐龙生态环境”、“毛孔虫生态环境”、“洛杉矶城市改造”与“拉斯维加斯城市改造”等的计算机仿真和虚拟实验,取得了相当大的成功。另外,科幻艺术片:“侏罗纪公园”和“天地大碰撞”等也有一定的科学参考价值。计算机虚拟实验技术,不仅在制造业、建筑业及培训驾驶员等方面成绩突出,而且在生物实验、人体解剖学等方面都发挥了很好的作用。
数字地球为地球系统开创的科学实验条件,不仅可对未来的事件或过程进行实验,而且还可以对已经发生过的系统过程进行反演实验,两者都提供知识创新和理论研究的试验基地。对于数字地球提供的反演实验来说,也是前所未有的。
在科学实验方面,利用数字地球技术,可以做你想要做的,虽然不能说是一切,但可能是大部分的实验,包括物理学的或生物学方面的虚拟实验,如工程实验,特别是水工实验和风洞实验等,现在都可以运用计算机进行虚拟实验。又如不同植物生长模型的计算软件的开发,使得区域或城市的生态设计、农业试验田的计算机虚拟等成为可能。
智能大楼或大厦,以及由许多智能大楼(厦)组成的智能小区,已经不是新鲜的事了,在日本和美国也都有这样的示范区。美国计划着手建设50~60个数字化城市,将全部城市基础设施、功能设施和服务设施全部数字化,为城市规划、改造及生态设计等的实验创造了科学条件。新加坡将建设成数字化的城市。
数字地球,即信息化的地球,不仅是国家信息化的重要组成部分,而且为地球科学开创了前所未有的科学实验条件,并为地球科学的知识创新和理论研究提供了科学实验基地。
数字地球的研究对象是带有地理坐标的空间信息,而空间信息约占总信息量的80%。除了资源、环境具有明显的分布坐标以外,经济和社会也应具有空间分布特征,如电子商务、电子金融、电子社会似乎可以与数字地球没有关系。其实这种观点至少是不全面的。例如,人们可以通过网络选择厂家或商场及其需购的货物,但厂家、商场给多个客户送货时,就应该充分利用数字地球技术系统。同样电子金融、电子社会也不能离开数字地球技术。任何数据或信息必须具备三个要素,即属性、时间和空间。缺少其中的任何一个要素,都不是完善的数据或信息,包括缺少空间位置的数据可能会失去它的意义。