虚拟地球技术与应用的发展趋势

通过航空航天遥感技术，大量获取全球高分辨率遥感影像，建立覆盖全球的虚拟数字地球，并采用全球分布的大量服务器系统和高效的空间数据传输与三维实时可视化技术，使任何人在任何时候都可以查询到全球任何地方的地理空间信息，已成为当代地理信息技术的重要标志。这一技术对世界各国造成了巨大的冲击和影响，国际上谷歌和微软等IT巨头凭借雄厚的资金和技术实力纷纷拓展这一领域，开发出Google Earth和Virtual Earth等系统，美国NASA也组织开发了开源的虚拟地球软件World Wind，正在形成影响广泛的新兴地理信息产业。虚拟地球技术与应用的发展趋势主要体现在以下三个方面。

虚拟地球技术本身的发展趋势

虽然虚拟地球技术已经比较成熟，虚拟地球系统已经广泛应用，但是有些关键技术还有待于进一步发展。在全球无缝多源多尺度海量空间数据管理方面，还需要发展多种地球剖分方法和多种投影方法，以适应不同地区、不同细节层次的数据可视化，并且需要扩展现有数据模型以包含多时态数据的管理。在大规模用户并发控制和网络数据传输方面，还有待于进一步提高空间数据调度与传输效率。在大规模三维精细模型可视化和多类型终端自适应可视化方面，需要发展新的方法。目前，海量地形数据和正射影像纹理数据可视化的效率可以满足用户要求，但是，显示大规模城市三维精细模型时，效率还很低；另外，也需要发展自适应终端显示技术，以使三维数据能够在手机、PDA等小型移动终端上快速显示。

虚拟地球作为地理信息公共服务系统的基础平台

虚拟地球系统能够管理和快速显示全球海量多源、多尺度、多时相三维空间数据，为地理信息公共服务平台建设提供了一个基础。但是地理信息公共服务平台本身有自己的技术要求和特点。虚拟地球系统是三维数据的管理与可视化，地理信息公共服务平台应该包括二维和三维数据的管理与可视化，而且要求二三维数据来自同一个数据库，以保持数据的一致性。另外，还要将虚拟地球系统与专业地理信息系统集成，使之不仅可以满足公众用户对地理信息高效查询与可视化的要求，还要满足专业用户对地理信息分析与应用的要求，并且要支持地理信息公共服务的接口标准，以便提供空间数据服务和应用系统开发。例如，GeoGlobe就是一个很好的地理信息公共服务平台，它已成功应用于“国家地理信息公共服务平台”建设中，同时用它建立了黑龙江等省级和齐齐哈尔等市级地理信息公共服务平台，形成了国家、省、市三级地理信息公共服务体系框架。

虚拟地球将成为智慧地球和物联网的基础

虚拟地球已经成为一个应用广泛的地理信息公共服务平台，在这一平台上，目前的用户不仅可以查询浏览地理空间信息，而且可以标注信息。实际上经过适当的技术开发，人们很容易将传感网、物联网与虚拟地球连接，将传感网、物联网及获取的信息加载到虚拟地球上，使人们不仅能够看到虚拟地球上的基础地理信息，而且可以查询到传感网的实时观测信息。如果还能够像GeoGlobe那样将地理信息处理与分析服务功能注册到虚拟地球上，让用户发展各种基于地理空间信息、传感网信息和物联网信息的分析处理软件，实时分析各种时空信息，提出科学决策方案，即可将虚拟地球变成一个有“智慧”的地球。

龚健雅教授，博士生导师，2011年12月当选中国科学院院士。现任武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室主任，国际摄影测量与遥感协会第四委员会联邦式数据库与互操作工作组主席。主要从事地理信息系统的研究、开发与商品化工作。多年来，承担国家科技部和国家自然科学基金委员会等部委及省市攻关项目30多项，取得了一系列科技成果，曾获国家科技进步二等奖、信息产业部重大技术发明奖、部级科技进步一（二）等奖；出版专著6部，发表论文200多篇，SCI收录论文3篇，EI收录论文39篇，ISTP收录论文6篇；1998年获香港裘槎奖励基金，并获得省级优秀教师、测绘局跨世纪人才、优秀留学回国人员、人事部科技一等功臣、国家级有突出贡献中青年专家等十多项奖励，1999年被教育部聘为首批“长江学者奖励计划”特聘教授。