要在电子计算机上实现数字地球不是一个很简单的事，它需要诸多学
科，特别是信息科学技术的支撑。这其中主要包括：信息高速公路和计算
机宽带高速网络技术、高分辨率卫星影像、空间信息技术、大容量数据处
理与存储技术、科学计算以及可视化和虚拟现实技术。
（1）信息高速公路和计算机宽带高速网。
一个数字地球所需要的数据已不能通过单一的数据库来存储，而需要
由成千上万的不同组织来维护。这意味着参与数字地球的服务器将需要由
高速网络来连接。为此，美国克林顿总统早在1993年2月就提出实施美国
国家信息基础设施 （NII），通俗形象地称为信息高速公路，它主要由计算
机服务器、网络和计算机终端组成。
（2）高分辨率卫星影像。
本世纪的遥感卫星影像，在卫星遥感问世的20多年，分辨率已经有
了飞快的提高，这里所说的分辨率指空间分辨率、光谱分辨率和时间分
辨率。
空间分辨率指影像上所能看到的地面最小目标尺寸，用像元在地面的
大小来表示。
光谱分辨率主要由多通道窄带滤波片的滤波特性和前端光路决定，系
统的光谱分辨率可以控制在10nm以下。
时间分辨率是指在同一区域进行的相邻两次遥感观测的最小时间
间隔。
（3）空间信息技术与空间数据基础设施。
空间信息是指与空间和地理分布有关的信息，经统计，世界上的事情
有80%与空间分布有关，空间信息用于地球研究即为地理信息系统。为了
满足数字地球的要求，将影像数据库、矢量图形库和数字高程模型
（DEM）三库一体化管理的GIS软件和网络 GPS，将在下一世纪成熟和普
及。从而可实现不同层次的互操作，一个 GIS应用软件产生的地理信息将
被另一个软件读取。
（4）大容量数据存储及元数据。
数字地球将需要存储1015字节的信息。要建立起中国的数字地球，
仅仅影像数据就有53TB，这还只是一个时刻的，多时相的动态数据，其
容量就更大了。为了在海量数据中迅速找到需要的数据，元数据库的建设
? 623 ?是非常必要的，它是关于数据的数据，通过它可以了解有关数据的名称、
位置、属性等信息，从而大大减少用户寻找所需数据的时间。
（5）科学计算。
地球是一个复杂的巨系统，地球上发生的许多事件，变化和过程又十
分复杂而呈非线性特征，时间和空间的跨度变化大小不等，差别很大，只
有利用高速计算机，我们今日和跨世纪的未来，才有能力来模拟一些不能
观测到的现象。利用数据挖掘技术，我们将能够更好地认识和分析所观测
到的海量数据，从中找出规律和知识。科学计算将使我们突破实验和理论
科学的限制，建模和模拟可以使我们能更加深入地探索所搜集到的有关我
们星球的数据。
（6）可视化和虚拟现实技术。
可视化是实现数字地球与人交互的窗口和工具，没有可视化技术，计
算机中的一堆数字是无任何意义的。
数字地球的一个显著的技术特点是虚拟现实技术。建立了数字地球以
后，用户戴上显示头盔，就可以看见地球从太空中出现，使用 “用户界
面”的开窗放大数字图像；随着分辨率的不断提高，他看见了大陆，然后
是乡村、城市，最后是私人住房、商店、树木和其他天然和人造景观；当
他对商品感兴趣时，可以进入商店内，欣赏商场内的衣服，并可根据自己
的体型，构造虚拟自己试穿衣服。
