(中国地质大学地球物理与空间信息学院地球信息科学与技术系)
摘要:分别阐述了计算机网络和地球信息科学与技术专业的基本概念、主要研究领域及发展方向,讨论了二者的关系,阐述了计算机网络对地球信息科学与技术的影响以及计算机网络对本专业学习方式的改变。
关键词:计算机网络;地球信息科学与技术;网络资源;信息传递;资源共享
0、引言
地球信息科学是在卫星遥感、全球定位系统、地理信息系统、数字传输网络等一系列现代信息技术高度集成,以及信息科学与地球系统科学交叉的基础之上所形成的科学体系。近年来,它已得到国内外科技界的普遍关注。计算机网络,是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。
练级全球变化与区域可持续发展研究己经使得现代地球科学问题的研究发生了“质”和“量”的变化,既需要“多学科、多部门之间的攻关协作”,又需要“现代技术手段的支持”,计算机网络对科学知识的查收与寻、
资源共享、数据传递,应该是无处不在、随取随用的,可以说网络技术创造了前所未有的科研基础与条件,也对地球信息科学的发展起着不可估量的作用。
1、地球信息科学与技术概述
地球信息科学与技术是近年来新兴起的一门学科。它是是地球科学、信息科学、计算机科学、系统科学之间的交叉学科,是结合了遥感技术、卫星定位技术和数字地球的新兴边缘性学科,是固体地球科学的新生长点,也是一门应用基础理论解决实际问题的前沿科学。它在国土规划、城市建设、资源勘察和管理、灾害预防与预报、地质环境研究、全球变化模拟、水体监测等方面都得到广泛的应用。该学科基于计算机技术和遥感技术,应用地球科学和必要的数字化制图知识,通过对各类图像的数字处理和解译,快速、准确、大量地提取各种信息,建立数据库和数学模型,着重于研究并解决地质环境与自然灾害、资源、土地利用、生态系统、城市建设等方面的勘察、规划、管理和动态监测等问题。现代地球信息科学技术已被广泛地应用于区域资源环境调查、国土开发利用、水土资源评价、投资环境评价、环境综合治理、商业决策分析、城市建设规划、市政工程设施管理、自然灾害监测及灾情评估等诸多领域,它正在形成一个崭新的高技术产业。
地球信息技术是把信息技术里面的很多分支学科和技术都集成在地球信息科学中来。地球信息技术是地球信息科学最早形成的研究领域,目前己经形成了较为完整的技术体系。主要包括如下方面:第一
获取地球信息的技术,用数据或信息来表征地球上的物质、能量或者是人的各种属性,需要一种技术来获取这些数据或者信息,即地球信息的获取技术;第二,需要对所获取的数据进行处理和保存,这把这个信息存储起来,需要进行综合分析;第三,数据或信息需要从一个地方传到另一个地方,因此信息传播技术也是地球信息技术的重要组成部分;第四,仅传播还不行,还需要对数据进一步分析,能够上升到信息,而之后还要变成知识,变成知识以后人就可以根据这个进行决策,包括决策地球的能量或者是人类怎么发展。具体来说,地球信息系统、全球定位系统、计算机网络系统,计算机计算和模拟,还有现在的虚拟技术,都是地球信息技术的组成部分。
吴磊现身北电艺考2、计算机网络概述
计算机网络在初期是计算机与通信相结合的产物,它的出现和发展使计算机应用发生了质的变化。在经历了以大型主机为核心的集中式运算和以个人电脑为基本单元的分布式处理后,计算机的处理模式已发展成现在的网络计算,其应用范围已远远超出了科学计算,成为无所不在的工具。计算机网络的发展既受到计算机科学技术和通信科学技术的支撑,又受到运用计算机网络的那些领域技术的支持。如今,计算机网络从体系结构到实用技术已逐步走向系统化、科学化和工程化。作为一个年轻的学科,它具有极强的理论性、综合性和依赖性,又具有自身特有的研究内容。它必须在一定的约束条件下研究如何合理、有效地管理和调度网络资源(如链路、带宽、信息等),提供适应不同应用需求的网络服务和拓展新的网络应用。
目前,新一代计算机网络的研究方向集中在:1)新一代互连网体系结构及高速网关键技术,特别是计算机互联网的网络基础理论研究,新一代网络体系结构和新一代网络的关键技术;2)面向网络的实时、多任务、并行操作系统;3)智能化网络计算,如高性能计算的理论;网格计算技术;大规模并行文件管理技术;面向应用的多种媒体的海量信息检索和处理技术等;4)网络安全技术和可靠性技术等。
煌央吉玛计算机网络发展的基本方向是开放、集成、高性能(高速)和智能化。计算机网络的出现,形成了空间事物的一种新的组织形式,打破了传统的时间-空间,突破了传统的地理障碍并形成一种新的地理空间,国内有的学者称
之为信息圈。
冲云霄3、计算机网络对地球信息科学与技术的影响
从最初发展上看,计算机信息网络以一种新的结构、方法和技术来管理、访问、分析、整合分布的数据,充分利用信息系统的各种资源提供服务,实现信息的有效共享与互操作,提供信息的联机分析处理与服务。信息网络提供了一体化的信息获取、处理与应用服务的基本技术框架以及智能化的信息处理平台和基本应用环境,通过对信息源的数据、信息和知识进行有效的描述、组织、管理、处理、交换。“数据是科研的生命线”,通过计算机网络和地球信息技术,可以给我们人类或者是科研工作者提
供相关数据,为人类和社会服务。这是很重要的认识。进入21世纪以后有三大资源,一个是物质资源,还有能量资源,第三大资源就是信息资源。现在表示一个国家能力强大的关键元素就是信息资源,掌握了信息就是资本。包括现在战争都是信息技术的战争,比的是整个国家信息技术的水平。现在跟国外竞争的能力,不一定是物质,也不一定是能量,重要的是信息,如果我们掌握了关键的信息,比如说他们是怎么行动的,我们都可以跟踪和超越。
随着计算机网络和地球空间远程通讯技术的不断发展,“距离的消亡”、“地学穷途末日”成为地学研究的热门话题。然而事实上地球学却很快适应了时代的发展,20世纪80年代末便出现了TeleGeography为名的专业刊物。近年来有关网络的地学研究更丰富,如由计算机网络联系的网络信息空间(以下简称信息空间)或称电脑空间(Cyberspace )是一种虚拟空间(Virtuespace) ,因而也出现了虚拟地理学的提法,这种虚拟空间虽然具有跨越空间和时间的特征,但是外界输入的信息源(及其产生背景)并输入者和未来信息接收者(如网址的访问者)以及信息的传播物理媒介和设施,却是无法虚拟的,其本身依托的有线传输介质设施及性能、以及各种外部区域社会、经济、文化特性和影响因子等,仍然不能超出传统地理空间的辐射影响范围。
在空间信息网络中,各种空间信息资源被统一管理和使用,空间信息处理是分布式协作的和智能化的,用户可以通过空间信息网络门户透明地使用整个网络上的各种资源。空间信息网络的最终目标是把Internet上的空间信息服务站点连接起来,实现服务点播(Service On Demand)和一步到位的服务
(One Click Is Enough)。发展空间信息网络将从空间信息应用与服务的技术体系和基础高度角度推动我国空间信息资源的共享与应用,满足日益增长的多层次、多样化空间信息应用需求,这对提升我国空间信息基础技术和应用的水平,促进国民经济和社
会发展,具有十分重要的意义。
信息空间作为传统地理空间的延伸和异化,是当今和未来地球信息学新的不可回避的研究对象。从另一角度看,网络作为一种人文现象,应该得到地学研究的关注,事实上,网络及网络信息空间已经逐步成为地球科学的一个部分,对网络及网络信息空间的研究不仅对未来地球现象、空间延伸有着影响,而且这种影响将渗透到整个社会各个方面,同时也决定着地球学如何面对信息时代的挑战。因此对信息空间的地学研究,不仅是现代和未来地学基本理论问题之一,也是与未来社会发展密切相关的实际问题,其研究成果将对网络通信影响愈来愈重要的未来社会的多个方面包括经济、文化乃至政治等具有潜在的应用前景,对政府信息产业、有关决策部门具有较重要的参考价值。
4、计算机网络对本专业学习方式的改变
计算机网络的普及也使得现代的专业学习方式发生了巨大改变,常见的网络学习工具如:社会网络(Social Network)Blog(博客)/Wikis()/Podcasting (播客),图像分享(Flickr),幻灯片共享(Slideshare),视频分享(YouTube),网络办公(Google Docs),社会书签(Del.icio.u
s),社会网络(mySpace),社会标注评论(Diigo),以及取之不尽的校园网资源。网络环境的特点是互动、分享、建构、体验、丰富/关联、交流便利、全球化,因此网络学习的特点是以用户为中心,利用资源的开放性,进行引导性、主动性学习,并在学习中进行互动性和情境性的共同学习,建构知识,这是一种集体智慧学习,它打破了传统的学习方式,使得学习更具协作性和研究性。
5、结语
计算机网络能够连接数据资源、计算资源、存储资源、处理工具和软件、以及用户,能够协同组合各种空间信息资源,完成地球信息的应用与服务,为地球信息获取与处理提供了必需的技术手段,是地球信息科学不可或缺的组成部分,在地球信息领域具有非常广阔的应用前景。
参考文献
[1]什么是地球信息科学v/Show.asp?NewsID=2602
[2]计算机网络----,
/wiki/%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E7%BD%91%E7%B B%9C
于谦明朝[3]刘喜武地球信息科学与技术专业的定位与人才培养模式探索中国地质教育2007,16(3)
[4]承继成地球信息科学技术的最新发展趋势地球信息科学2008, 10(2)
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