數字地球技術涉及的關鍵技術有哪些？系統構成和技術特點是什么？

2022-01-05 14:59:11 作者：-YANYI 4863

數字地球涵蓋了大數據技術、云計算及高性能計算技術、人工智能技術、空天大數據處理技術、空天大數據應用技術五大核心技術。數字地球主要由空天大數據獲取、空天大數據處理、空天大數據承載、空天大數據可視化、空天大數據應用等五個部分的系統構成。

1、數字地球技術涉及的關鍵技術

(1)大數據技術：針對空天大數據規模大、增長快、模式多、來源廣、處理復雜、時效性強等特點，通過定制化大數據軟件棧實現對空天大數據的統一承載和高效處理，打通空天大數據“采、存、管、通、用、看”的全生命周期管理。

(2)云計算及高性能計算技術：空天大數據應用復雜多樣，既包括遙感影像類處理，又包括矢量及位置信息類處理，同時還有通用的數據挖掘分析等應用，其對應的計算模式差異很大，因此，該技術是提供持續高效數字地球服務的基石。

(3)人工智能技術：主要應用在空天大數據的智能融合，關聯分析與知識挖掘。通過圖分析引擎結合知識圖譜技術實現對三維時空內多實體間關系的有機關聯和跨通道融合分析。

(4)空天大數據處理技術：主要基于高性能自動處理算法、全自動的流程處理框架及大規模并行計算能力，對航天、航空、無人機等不同平臺獲取的可見光、微波、高光譜及激光遙感數據的專業化、實時化、智能化處理，實現面向空天遙感數據的處理工廠。

(5)空天大數據應用技術：促進空天大數據在行業中產生應用價值的重要體現，通過空天大數據應用技術與特定行業需求深度結合，促進相關行業的技術創新和業務模式創新。

數字地球技術涉及的關鍵技術

2、數字地球的系統構成

(1)空天大數據獲取系統：以航空航天數據獲取設施為基礎，采用多種渠道、多種方式實現海量、多源、多時相、多尺度的空天大數據獲取，并對獲取的數據進行處理整合形成全球標準基礎框架數據，建立高精度多維數字地球的數據體系，為構建多要素數字地球提供穩定的數據基礎。

(2)空天大數據處理系統：以高性能計算技術和深度學習技術為基礎，針對空天大數據多模多態、處理方式多樣的特點，將數據處理從單機處理模式擴展到分布式集群計算模式，有效提升系統整體處理能力，保證空天大數據生產及處理的精度和時效性，為數字地球系統具備持續數據更新能力提供空天大數據處理技術方案。

(3)空天大數據承載平臺：針對空天大數據特點，結合分布式存儲、大數據、高性能計算、云計算方面的技術優勢，實現空天大數據承載基礎平臺，通過對空天大數據的高效存儲、管理、融合分析、共享分發等，為上層數據及業務系統提供有效的基礎支撐。

(4)空天大數據可視化平臺：主要解決各類空天大數據在數字地球中的渲染性能、交互方式、體驗效果以及可視化專業能力等方面的關鍵問題，以滿足用戶構建不同場景數字地球系統的需求。

(5)空天大數據應用平臺：以空天大數據獲取、處理、承載和可視化為基礎，與特定行業需求深度結合，構建面向行業的專用數字地球應用系統，滿足國防安全、政務管理、企業經營、大眾消費等方面的應用需求。

數字地球的系統構成

3、數字地球技術特點

數字地球于1998年在美國被提出，數字地球是由大數據、云計算、人工智能等新一代信息技術、遙感技術、導航定位技術、地理信息系統技術和航空航天產業深度融合構建的數字化地球。數字地球以空天大數據為基礎，承載國防、自然資源、交通、氣象、海洋、環保、應急等眾多行業應用，是面向“數字經濟”、“智慧城市”、“精準扶貧”等國家重大需求的重要新興軟件平臺。數字地球能夠非常方便地將不同行業、不同用戶的數據融合到一起進行分析、挖掘，具有黏合性強以及應用領域廣泛的特點。

數字地球上下游

數字地球技術特點