孫九林院士
工程院院士孫九林談地球信息科學(xué)(實(shí)錄)
文章來源： | 發(fā)布時間：2016-10-11 | 【打印】 【關(guān)閉】
2007年05月21日14:23
中國院士，一份至高無上的榮譽(yù)，一份如履薄冰的責(zé)任，他們在各自的專業(yè)領(lǐng)域辛勤的耕耘，他們不平凡的人生經(jīng)歷折射出智慧的光芒……歡迎大家每周二上午10點(diǎn)鎖定騰訊科技院士訪談欄目，和我們一起聆聽院士們的心路歷程。
騰訊科技訊
【郭桐興】 大家好，歡迎大家來到院士訪談欄目，今天我們請到了中國工程院院士，國際科學(xué)技術(shù)聯(lián)合會世界數(shù)據(jù)中心執(zhí)行委員會委員兼中國國家協(xié)調(diào)委員會秘書長，中國科學(xué)院科學(xué)數(shù)據(jù)庫專家委員會主任，西安交通大學(xué)人居環(huán)境與建筑學(xué)院院長，資源環(huán)境信息系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會主任，我國著名的資源學(xué)家，農(nóng)業(yè)與資源環(huán)境信息工程學(xué)科帶頭之一，孫九林先生。孫老師您好，歡迎您！
【孫九林】 謝謝。
【郭桐興】 今天我們主要是想請孫老師談一談地球信息科學(xué)方面的問題，首先請孫老師介紹一下什么是地球信息科學(xué)？
【孫九林】 各位好，我介紹一下“地球信息科學(xué)”，這個學(xué)科是地球科學(xué)與現(xiàn)代信息科學(xué)技術(shù)交叉融合綜合集成在一起的新興學(xué)科，人們也叫它為“橫斷學(xué)科”，說明它涵蓋了多種學(xué)科領(lǐng)域和內(nèi)容十分豐富，應(yīng)用極其廣泛。可以這么說，可能在我們每個人的生活當(dāng)中，都會碰到，或者說都會遇到過，我們很多同志可能在工作當(dāng)中所做的事情可能是這個學(xué)科中的某一方面的事情，也有可能跟這個學(xué)科有關(guān)系。
【郭桐興】 孫老師，能給我們介紹一下究竟什么是地球信息嗎？
【孫九林】 好。關(guān)于地球信息，可以這樣來理解：地球信息是地球內(nèi)部物質(zhì)流、能量流和人流的一種運(yùn)動狀態(tài)和方式，它包括兩個方面，第一是有關(guān)物質(zhì)流、能量流和人流的運(yùn)動狀態(tài)，即對于它們在地球空間上所表現(xiàn)出來的區(qū)位特征，如位置、形狀和屬牲特征的描述；第二是有關(guān)物質(zhì)流、能量流和人流的運(yùn)動方式，如對于它們的區(qū)位特征在時間上所呈顯的運(yùn)動過程和變化規(guī)律的解釋。其中在地球表層上的地理信息是地球信息的基礎(chǔ)信息，正是地理信息的空間定位和空間關(guān)聯(lián)性起到了連接地質(zhì)信息、海洋信息和大氣信息的作用，使得地質(zhì)信息、海洋信息和大氣信息得以通過地理信息組合成為地球信息。
【郭桐興】什么是地球信息技術(shù)？
【孫九林】 大家知道現(xiàn)在有信息學(xué)還有信息技術(shù)，是專門有一個信息學(xué)科領(lǐng)域。地球信息科學(xué)是兩個重大學(xué)科的綜合集成，因此地球信息技術(shù)是把信息技術(shù)里面的很多分支學(xué)科和技術(shù)都集成在地球信息科學(xué)中來了，都匯總到這個里面來。地球信息技是地球信息科學(xué)最早形成的研究領(lǐng)域，目前己經(jīng)形成了較為完整的技術(shù)體系。主要包括哪些方面呢？第一要有獲取地球信息的技術(shù)，前面提到用數(shù)據(jù)或信息來表征地球上的物質(zhì)、能量或者是人的各種屬性，我們需要一種技術(shù)來獲取這些數(shù)據(jù)或者信息，即地球信息的獲取技術(shù)；第二，需要對所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和保存，這把這個信息存儲起來，需要進(jìn)行綜合分析;第三,數(shù)據(jù)或信息需要從一個地方傳到另一個地方,因此信息傳播技術(shù)也是地球信息技術(shù)的重要組成部分.比如說現(xiàn)在很多觀眾在聽我們的討論，我是在這里說的，這就需要傳播出去，這就是傳播技術(shù)。第四，但光有傳播還不行，我們還需要對數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析，能夠上升到信息，而之后所還要變成知識，變成知識以后人就可以根據(jù)這個進(jìn)行決策，包括決策地球的能量或者是人類怎么發(fā)展。具體來說，地球信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)計(jì)算和模擬，還有現(xiàn)在的虛擬技術(shù)，都是地球信息技術(shù)的組成部分。
【郭桐興】 涵蓋的面是非常寬泛的。
【孫九林】 非常寬泛，是把很多技術(shù)應(yīng)用到地球信息系統(tǒng)來了，所以地球信息科學(xué)有了發(fā)展。總的來說，現(xiàn)在的地球信息技術(shù)是建立在地理信息系統(tǒng)，遙感技術(shù)，全球定位系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上的，它是以數(shù)字集成〔整合〕為核心技術(shù)，涉及衛(wèi)星應(yīng)用，遙感技術(shù)，地理信息系統(tǒng)，電腦制圖，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，模擬技術(shù)，虛擬技術(shù)等諸多方面的信息系統(tǒng)工程。科學(xué)實(shí)踐表明，地圖學(xué)、遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的發(fā)展為地球信息科學(xué)技術(shù)的建立奠定了基礎(chǔ)。
【郭桐興】 前段時間我看了一個提法，“數(shù)據(jù)是科研的生命”，比如你剛才說的，通過地球信息技術(shù)，可以給我們?nèi)祟惢蛘呤强蒲泄ぷ髡咛峁┫嚓P(guān)數(shù)據(jù)，為人類和社會服務(wù)。
【孫九林】 對，這是很重要的認(rèn)識。進(jìn)入21世紀(jì)以后有三大資源，一個是物質(zhì)資源，還有能量資源，第三大資源就是信息資源。現(xiàn)在表示一個國家能力強(qiáng)大的很關(guān)鍵的就是信息資源，掌握了信息就是資本。包括現(xiàn)在戰(zhàn)爭都是信息技術(shù)的戰(zhàn)爭，比的是整個國家信息技術(shù)的水平。現(xiàn)在跟國外競爭的能力，不一定是物質(zhì)，也不一定是能量，重要的是信息，如果我們掌握了關(guān)鍵的信息，比如說他們是怎么行動的，我們都可以跟蹤和超越。
【郭桐興】 這里面有一個新的問題出現(xiàn)了，地球信息科學(xué)究竟是怎么產(chǎn)生的呢？
【孫九林】 地球信息科學(xué)，比如說地理學(xué)或者地球科學(xué)早就有了，這是古老的學(xué)科，包括地質(zhì)、地球物理、大氣、氣象、海洋、等等，都是屬于地球科學(xué)的領(lǐng)域。某一個信息技術(shù)，很早就發(fā)展了，比如說遙感技術(shù)，60年代國際上就已經(jīng)發(fā)展起來了；衛(wèi)星在上面轉(zhuǎn)，或者飛機(jī)在天上飛，咱們把地面的東西都可以找到。到了80年代后期，全球定位系統(tǒng)出來了，而現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展非常快。從技術(shù)角度來看，遙感〔RS〕、地理信息系統(tǒng)〔GIS〕、全球定位系統(tǒng)〔GPS〕、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)，即國家信息基礎(chǔ)設(shè)施〔NII〕等一系列現(xiàn)代信息技術(shù)在全世界范圍的迅速發(fā)展，并日益成熟，迫切需要形成一門新的學(xué)給予理論上的支持和技術(shù)上的概括，這就是地球信息科學(xué)；就社會-經(jīng)濟(jì)-科研綜合而言，全球變化與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究己經(jīng)使得現(xiàn)代地球科學(xué)問題的研究發(fā)生了“質(zhì)”和“量”的變化，既需要“多學(xué)科、多部門之間的攻關(guān)協(xié)作”，又需要“現(xiàn)代技術(shù)手段的支持”，設(shè)有GIS、RS、GPS的支持，就難以解決具有區(qū)域性、時空多維性、復(fù)雜多變性特征的一系列生態(tài)環(huán)境和人口-經(jīng)濟(jì)問題。因此建設(shè)“信息社會”，迎接“信息時代”的到來，大力推動“國家信息化建設(shè)”和“國民經(jīng)濟(jì)信息化”的呼聲日益高漲。事實(shí)上，以GIS和GPS為核心的地理信息產(chǎn)業(yè)己經(jīng)形成，它將在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起到越來越重要的作用。這些都推動著地球信息科學(xué)的迅速發(fā)展。
【郭桐興】 地球信息科學(xué)的概念究竟是什么？
【孫九林】 就是地球系統(tǒng)科學(xué)、信息科學(xué)、地球信息技術(shù)交叉的融合在一起的產(chǎn)物，它是橫斷學(xué)科，是以信息流為手段，來研究地球系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)流、能量流、人流和運(yùn)動狀態(tài)、方式。地球信息機(jī)理就是地球信息科學(xué)的理論基礎(chǔ)，它是一個主導(dǎo)。比如說用信息來表征地球的很多事情，這是一個研究的主體。那么地球信息是一個研究手段，它的主要應(yīng)用對象是全球變化跟區(qū)域發(fā)展，這兩大領(lǐng)域就很大了。所以地球系統(tǒng)科學(xué)是一個新興的學(xué)科，可以說是地球科學(xué)系統(tǒng)里面的一個重要分支，因?yàn)槊總€人都生活在地球上，而且地球的每一個信息對大家都有用。
【郭桐興】 我們是地球當(dāng)中的一員。
【孫九林】 對，密不可分，可能有的人感覺深刻一點(diǎn)，有些人可能感覺不是很深刻，有些人的工作可能都跟這個有關(guān)系。
【郭桐興】 那么地球信息科學(xué)究竟有什么作用，可以在我們生活當(dāng)中起到什么作用？
【孫九林】 地球信息科學(xué)，在我們?nèi)丝凇h(huán)境、資源的研究中起重要作用，比如說現(xiàn)在研究了我們怎么能夠向前發(fā)展，從大的領(lǐng)域來說主要是兩大領(lǐng)域，即全球變化和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展，但具體領(lǐng)域就非常多了。比如說現(xiàn)在有遙感技術(shù)，用它都可以看出地面上你是張三李四，并把你的信息獲取到，然后再進(jìn)行處理。利用它可以獲取你的汽車信息，包括車牌、行駛的是否犯規(guī)，獲取以后馬上就可以記錄下來。在我們?nèi)粘Ｉ罾锩妫@些都是每時每刻可以觀察到的。比如說我?guī)Я艘粋€手機(jī)，你就可以馬上跟蹤找到我，找到我在什么地方，通過一個電話，發(fā)到總臺，我告訴他要找一個什么樣的人，可以進(jìn)行定位，所以一般的人到重要的地方去，都要把手機(jī)給關(guān)了。這就是獲取信息和傳輸信息，也是信息技術(shù)、獲取技術(shù)、傳輸技術(shù)、定位技術(shù)等的綜合應(yīng)用。
【郭桐興】 前一段時間，有人告訴我，搜索GG地球，都可以看到你在什么地方，包括你的樓房前面的陽臺，都看的清清楚楚的。
【孫九林】 這是地球信息技術(shù)的應(yīng)用和研究。
【郭桐興】 比如說你陽臺上放了什么衣服，放幾盆花都可以看到。
【孫九林】 這些技術(shù)融合在了每個人的生活里面，現(xiàn)在單一科學(xué)發(fā)展速度很快，精確度也非常高。比如說伊拉克等戰(zhàn)爭，里面都有信息技術(shù)，所以打得都比較準(zhǔn)。
【郭桐興】 這些也需要靠衛(wèi)星定位系統(tǒng)？
【孫九林】 當(dāng)然要用到這項(xiàng)技術(shù)！
【郭桐興】 通過這個技術(shù)，就可以監(jiān)測到耕地變化情況？
【孫九林】 對，當(dāng)然可以！以前我們國家搞退耕還林，該種樹的地方到底種沒有要種樹？人不可能到每個地方去看，你根本就不知道，就是要用衛(wèi)星遙感技術(shù)，它是幾個方面的應(yīng)用，一個是宏觀的，可以看看趨勢，另外一個方面也可以微觀來看，可以看的非常清楚。但是這個技術(shù)比較高級，或者用起來需要投入很多錢。用遙感技術(shù)監(jiān)測耕地的變化是最好的辦法！
【郭桐興】 還有氣候變化的應(yīng)用。
【孫九林】 比如說沙塵暴起來了怎么辦，我們就用這個技術(shù)來跟蹤它，一監(jiān)測到，衛(wèi)星圖象就傳過來了，就可以看到了整個過程。比如說，現(xiàn)在環(huán)境里面有很多氣體，包括二氧化碳、二氧化硫，以及一些大氣污染，都可以進(jìn)行監(jiān)測。
【郭桐興】 這樣就給天氣預(yù)報(bào)的科技人員提供了非常準(zhǔn)確、全面的信息，能夠更加準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)天氣形勢、情況。
【孫九林】 對。遙感技術(shù)也好，定位技術(shù)也好，或者是信息技術(shù)，也不完全都是萬能的，或者說非常的準(zhǔn)確，而像天氣預(yù)報(bào)的事情還有一些人員經(jīng)驗(yàn)和知識，綜合分析、綜合分析模型和模擬技術(shù)也非常重要，需要跟長期積累的知識綜合起來。這個技術(shù)是一個手段，提供的是一個信息，具體結(jié)論要科學(xué)工作人員下達(dá)。我們很多老的科學(xué)家，都有長期多年的經(jīng)驗(yàn)積累，他們根據(jù)遙感信息，就可以判斷出來，到底是林還是地，或者是水稻，他們都有一定的經(jīng)驗(yàn)。有時候天空用云一擋，人眼就看不清楚了。所以地理信息系統(tǒng)這一塊，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料都會輸入計(jì)算機(jī)里面，可以給工作人員進(jìn)行一些參考，同時再加上這個科學(xué)家本身知識的判斷，這樣就會比較準(zhǔn)確地判斷出來了，包括到底是有變化，還是沒有變化，變化的程度怎么樣，將來的趨勢怎么樣等等。當(dāng)時利用這個技術(shù)，是希望進(jìn)一步預(yù)測，包括將來預(yù)測可能會發(fā)生什么樣的變化，這是非常重要的。這對我們的預(yù)測、規(guī)劃、預(yù)防非常重要的。
【郭桐興】 這是人類科學(xué)發(fā)展的一個難題。
【孫九林】 對。現(xiàn)在有些天氣預(yù)報(bào)不一定完全準(zhǔn)確，并不是說科學(xué)家有本事還是沒本事，畢竟大自然變化無常。
【郭桐興】 所以這個比較復(fù)雜，是可以理解的。有了您說的這個地球信息技術(shù)以后，肯定給我們相關(guān)工作人員提供了便利的手段。
【孫九林】 肯定是這樣的，我們還要研究信息的機(jī)理以及單項(xiàng)技術(shù)，然后還要綜合集成起來，進(jìn)一步地提高它的作用。
【郭桐興】 包括海水變化情況，像南極、北極、冰山的消融狀況，都可以監(jiān)測？
【孫九林】 對。比如說我們監(jiān)測這個冰川，一種是我們可以建站進(jìn)行監(jiān)測，還有一種就是遙感監(jiān)測。而信息系統(tǒng)在無人的地方還需要傳輸，給傳回來，然后還要跟其他的信息系統(tǒng)進(jìn)行分析，比如說冰川的后退，這可能就跟氣候變化有關(guān)系了，而且氣候變化有一定的規(guī)律，這就需要加上遙感信息，，還有全球定位系統(tǒng)(GPS)等等。然后回來再進(jìn)行分析。現(xiàn)在在應(yīng)用基本上就是這三塊，包括地理信息系統(tǒng)、遙感系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)，所以人們叫做“3S”系統(tǒng)。當(dāng)然現(xiàn)在不僅僅是3S了，還增加了一些新的內(nèi)容，包括虛擬技術(shù)等。
【郭桐興】 您能簡單給我們介紹一下虛擬技術(shù)嗎？
【孫九林】可以，大家都知道，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提高了人與信息之間接口的能力，及人對信息處理能力，人可以通過視覺、聽覺、觸覺，以及形體、手勢或口令參與到信息處理的環(huán)境中去，獲得身臨其境的體驗(yàn)。它是建立在一個多維化的信息空間中，一個定性和定量相結(jié)合、感性認(rèn)識和理性認(rèn)識相結(jié)合的綜合集成環(huán)境中，虛擬技術(shù)將是支撐這個多維信息空間的關(guān)鍵技術(shù)。虛擬技術(shù)的具體含義為：是一種基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的多視點(diǎn)、實(shí)時動態(tài)的三維環(huán)境，這個環(huán)境可以是現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)再現(xiàn)，也可以是超越現(xiàn)實(shí)的虛構(gòu)世界；操作者可以通過人的視、聽、觸覺等多種感官，直接以人的自然技能和思維方式與所投入的環(huán)境交互；在操作過程中，人是以一種實(shí)時數(shù)據(jù)源的形式沉浸在虛擬環(huán)境中的行為主體。虛擬技術(shù)的出現(xiàn)為人們提供了一種全新的人機(jī)交互方式。比如說我們經(jīng)常需要到野外進(jìn)行資源環(huán)境考察，但有些地方人是無法到的或者說不可能每個地方都去，這就可以采用虛擬技術(shù)，將要去的地方全部虛擬到計(jì)算機(jī)中去，人們可以通過這個環(huán)境獲取信息開展研究。
【郭桐興】 我聽說前兩年你還到俄羅斯那邊去考察了。
【孫九林】 對。作為地學(xué)工作者，到世界各地進(jìn)行考察，這是非常必要的。包括我們現(xiàn)在的年輕人學(xué)地學(xué)的，是需要到各地去考察。但是要跟一些技術(shù)手段結(jié)合起來。過去我們60、70年代，是用大卡車?yán)浆F(xiàn)場去考察，而現(xiàn)在可以利用虛擬技術(shù)，因?yàn)橛泻芏嗟胤饺ゲ涣耍梢岳靡恍┑乩碣Y料，加上圖形和遙感技術(shù)，把這個地區(qū)模擬到計(jì)算機(jī)里面來。可以用地球信息技術(shù)，把整個環(huán)境都放到計(jì)算機(jī)里面來，在我去之前就可以從計(jì)算機(jī)當(dāng)中看到到底是什么情況，基本信息都可以了解到。比如說我們看一張地圖，可能是平面的，不是很直觀，而利用信息系統(tǒng)就可以比較直觀一些。現(xiàn)在有了地球虛擬技術(shù)。我們到國外看到的，基本上人就是在這個虛擬空間里面，你可以獲取知識，因?yàn)槿说母兄搜劬Α⒈亲右酝猓帧⑸眢w都可以感知到，人可以有多方面的獲取信息的手段。
【郭桐興】 檢查人體內(nèi)的一些臟器、病變情況是不是也可以利用這個技術(shù)？
【孫九林】 也是一種信息技術(shù)。
【郭桐興】 是用于人體本身的健康醫(yī)療方面。
【孫九林】 沒錯。現(xiàn)在有一個數(shù)字人體，把人切成非常細(xì)的切片，然后把信息取出來，在計(jì)算機(jī)里面勾畫出來。比如說模擬一個死人冷凍以后進(jìn)行切片，把每一個部位都取出來，把這個獲取的信息組裝起來，這對人體進(jìn)行研究是非常有意義的。比如說這個人有什么病，可以幫助醫(yī)生了解人體內(nèi)部的構(gòu)造，這是非常有意義的。現(xiàn)在已經(jīng)有了這種技術(shù)，我也看過一些。這是信息技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)應(yīng)用到了醫(yī)學(xué)里面。
【郭桐興】 是在一個大的系統(tǒng)當(dāng)中的分支。
【孫九林】 對，所以信息系統(tǒng)發(fā)展起來是了不得。
【郭桐興】 通過您的介紹，讓我們對地球信息系統(tǒng)有了嶄新的了解，使我們大開眼界。
【郭桐興】 這里面還有一個問題，地球信息科學(xué)的發(fā)展和現(xiàn)狀大概是一個什么情況呢？
【孫九林】 從60年代開始，是技術(shù)驅(qū)動的，主要是從技術(shù)上發(fā)展，比如說遙感，地理信息系統(tǒng)比較早一些，當(dāng)然主要還是從國外引進(jìn)來的，我們國家也有很多這方面的專家在做這件事情。它的發(fā)展情況可以這樣來看，現(xiàn)在這個單項(xiàng)技術(shù)，在國外來說比我們要先進(jìn)，他們的技術(shù)手段比較先進(jìn)，因?yàn)檫@是很多學(xué)科綜合集成的，不是某一個方面可以做到的。當(dāng)然我國的科學(xué)家也比較敏感，我們國家有一位陳述彭院士，現(xiàn)在是88歲高齡了，是我們國家遙感、地理系統(tǒng)的奠基人，老人家現(xiàn)在也是特別活躍，我們都是他的學(xué)生。這兩樣技術(shù)，我們國家從60年代開始注意，并且從國外引進(jìn)了一些技術(shù)，逐步地發(fā)展這個技術(shù)。我們國家也一直致力于發(fā)展，但也跟一個國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力還是有關(guān)系的，80年代主要是美國、加拿大等這些國家，專門對信息系統(tǒng)科學(xué)成立了很多研究機(jī)構(gòu)。
【郭桐興】 什么時候提出的地球信息科學(xué)呢？
【孫九林】地球信息科學(xué)的形成以
我們國家的陳述彭教授專門研究這個，他教，我們學(xué)，在這個方面我們也有很多專家。后來國家測繪局成立基礎(chǔ)地理信息中心，在科學(xué)院成立了國家資源環(huán)境信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，這是80年代開始成立的，已經(jīng)二十多年了，這樣來研究地球信息理論和信息技術(shù)，包括如何跟地理學(xué)結(jié)合，也是培養(yǎng)了一大批人。絕大多數(shù)的高等學(xué)校，尤其是地學(xué)、環(huán)境有關(guān)的高等學(xué)校，基本上都有了地理信息系統(tǒng)、遙感學(xué)科。現(xiàn)在遙感已經(jīng)很普遍了，而地理信息系統(tǒng)這個概念，不僅僅是地理或者是地球?qū)用媪耍芏嗌虡I(yè)上也有應(yīng)用了，甚至在地球科學(xué)以外的領(lǐng)域應(yīng)用的更多。可以滲透到方方面面，包括城市交通、城市規(guī)劃、城市環(huán)境治理等等。比如說長江三峽工程，就需要地理信息系統(tǒng)的支撐、遙感信息、定位，虛擬、模擬、分析也必須要有，這些都是需要集成起來的。從發(fā)展情況來看，是滲透到了方方面面。而現(xiàn)在對我們地球信息的研究工作來看也面臨了一些挑戰(zhàn)，本身這個信息的產(chǎn)生，是地理學(xué)或者是地球科學(xué)的研究，需要把這個引進(jìn)來，用信息技術(shù)更好地改變我們地理學(xué)和地球科學(xué)研究的方法論，用它來推動我們地學(xué)的發(fā)展。這么多年來，確實(shí)也起到了一些作用，但是跟其他方面相比，墻內(nèi)開花相外香，外面已經(jīng)用的很多了，非常普遍了，地球科學(xué)本身很復(fù)雜，要素特別多，如果把地理信息這樣一個技術(shù)放在城市規(guī)劃或者是交通管理里面，那就很方便的，可以對它的規(guī)劃、管理起到非常重要的作用。但是說把這個信息集成在一起，對地理學(xué)這樣傳統(tǒng)學(xué)科結(jié)合起來的話，還需要進(jìn)行研究。只有這樣，除了地理信息科學(xué)研究有了很大的發(fā)展，地理學(xué)自身也會有很大的發(fā)展。
【郭桐興】 這個在日常生活當(dāng)中也是無所不包的，我們有時候用的微波爐、音響，都是可以遙控的。但這里面也有一些不同的看法，因?yàn)槲覀円呀?jīng)這么發(fā)達(dá)了，所以有些人就擔(dān)心了，自己的一些隱私是不是就沒有保障了呢？
【孫九林】 信息安全方面國家有一定規(guī)定和政策。這是信息學(xué)科專家的功勞，我們僅僅是來應(yīng)用，應(yīng)用到我們地球研究、地理研究里。如果其它方面應(yīng)用的話，那肯定跟每個人都有關(guān)系。
【郭桐興】 但肯定也有聯(lián)系。
【孫九林】 信息科學(xué)方面，是信息專家或者是信息系統(tǒng)專家來研究這個。剛才說到信息系統(tǒng)，我們地球信息科學(xué)也需要，比如說要空間定位，這個跟地球信息科學(xué)就有關(guān)系。但是這個技術(shù)本身，肯定是搞信息技術(shù)的人研究出來的，他們做出來的。
【郭桐興】 您這個說法是很科學(xué)的
【孫九林】 因?yàn)閷W(xué)科有分工，我們還是非常感謝搞信息技術(shù)的人，遙感開始的時候，就是想看看地球是怎么回事。當(dāng)然不僅僅是遙感方面，還有其他方面都引進(jìn)到了這個學(xué)科里面。但很多傳統(tǒng)學(xué)科都需要引進(jìn)新的技術(shù)來。
【郭桐興】 在現(xiàn)在的發(fā)展當(dāng)中，也受到了一些沖擊。
【孫九林】 對，能不能把新的學(xué)科、技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)學(xué)科里面來，這對科學(xué)家是很好的考量。
【郭桐興】 就是說研究人員，是否有這個前瞻性，是否能夠跟上時代發(fā)展的步伐，這也算是一個標(biāo)準(zhǔn)。
【孫九林】 就是說傳統(tǒng)的方法論需要改變它，好的要保留下來。比如說搞地學(xué)的、生態(tài)環(huán)境的科學(xué)家或者是在校的學(xué)生，都不能說有了這個東西，有了這個技術(shù)就不去現(xiàn)場考察了，這個不行。
【郭桐興】 實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，這個只不過是其中的一個手段。
【孫九林】 對，你可以拿著遙感資料到現(xiàn)場校對一下，不一定是百分之百的準(zhǔn)確。可能遙感信息監(jiān)測下來這塊是林地或者是草地，你可以實(shí)地看一下，到底實(shí)際是不是這個情況。我們說百聞不如一見，實(shí)事求是非常重要。
【郭桐興】 包括我們每個人的思想方法、看問題的方法，也應(yīng)該隨著信息學(xué)的發(fā)展，改變傳統(tǒng)的觀念。
【孫九林】 對。我也是后來才學(xué)的地學(xué)，但有幾本書對我啟發(fā)很大，尤其是我們說的三論，包括信息論、系統(tǒng)論、控制論。這三個東西，對我們來說非常重要。
【郭桐興】 就好象一個毛皮一樣，沒有皮了，毛也就沒地方放了。
【孫九林】 對，這是基礎(chǔ)。如果不用系統(tǒng)論解釋的話，是解釋不通的。比如說把一個地球放在計(jì)算機(jī)里面來，如果沒有信息系統(tǒng)或者是信息論的思路，把表征它的信息、特征取出來，那我們就可以進(jìn)行模擬、分析。每個人在日常生活當(dāng)中都可以感覺到這些，比如說這個人多過，多重，腰圍有多大，都需要這個。所以說數(shù)字、信息是很重要的資源，過去獲取的手段比較差，包括大家認(rèn)識也不是很夠。同時我們的科學(xué)家要搜集很多資料，才能進(jìn)行分析和判斷。過去就是看文獻(xiàn)，或者有地圖的就看地圖，現(xiàn)在可以上網(wǎng)查一查。
【郭桐興】 先了解基本情況。
【孫九林】 對，對它進(jìn)行研究。所以現(xiàn)在的信息變成了一個財(cái)富，從數(shù)據(jù)到信息，到知識，一直到最后能夠進(jìn)行決策，我們每個人在研究問題的時候都會碰到這些問題。研究地球信息科學(xué)這門學(xué)科的人，我們必須要學(xué)信息論、控制論、系統(tǒng)論。因?yàn)檫^去一些專家對這方面都非常重視，當(dāng)然我們學(xué)習(xí)還不夠，還需要進(jìn)一步學(xué)習(xí)。
【郭桐興】 最后請孫老師給我們介紹一下，您對地球信息科學(xué)未來的發(fā)展趨勢有什么看法呢？
【孫九林】 大概有幾個方面。一個是把地球信息科學(xué)理論化，各個領(lǐng)域都有本身的傳統(tǒng)學(xué)科，把信息技術(shù)引進(jìn)來，還有單純的信息技術(shù)，而這個技術(shù)需要理論化。
【孫九林】 對，需要有一個基礎(chǔ)理論的支撐，所以這個需要進(jìn)行研究。同時這個研究還需要工程化，就是實(shí)際應(yīng)用。
【郭桐興】 具有可操作性。
【孫九林】 對，就是能不能進(jìn)行市場化，因?yàn)檫@是交叉學(xué)科，雖然發(fā)展時間不是很長，但是應(yīng)用已經(jīng)大大超過了這個發(fā)展規(guī)律。
【郭桐興】 從事這個工作的人員也應(yīng)該是復(fù)合性人才。
【孫九林】 對。當(dāng)然要求每個人都這樣做，也很困難，需要每個人在自己的學(xué)科里面搞得比較深，然后再橫向地研究。
【郭桐興】 在我們學(xué)習(xí)當(dāng)中，知識面應(yīng)該更廣博一些。
【孫九林】 是，我們說一專多能。第二個方面，地球信息需要標(biāo)準(zhǔn)化，跟國際接軌。比如說耕地這件事情，什么樣的才是耕地，什么是林地，什么是草地，就是說我們自己需要有一個統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然還需要跟國際接軌。因?yàn)楦鲊幕尘安灰粯樱源蠹依斫獬潭纫膊灰粯樱覀儸F(xiàn)在是一個全球化的社會，所以需要進(jìn)行國際化。從技術(shù)上一定要標(biāo)準(zhǔn)化。還有一個是關(guān)于信息表達(dá)的多維化，過去我們看到地圖，就是一個位置，可能是兩維空間，上下左右。
【郭桐興】 加上一個高，就變成了三維。
【孫九林】 地球信息的表達(dá)方式是多維的系統(tǒng)，不光是兩維的或者是三維的，是有了更多的可能性。
【郭桐興】 提供的信息、資料更形像，更具體？
【孫九林】 對。我們現(xiàn)在研究這個環(huán)境變化，實(shí)踐也很重要，包括多少萬年以前是什么樣的，需要一個多維系統(tǒng)。第四個就是地球信息集成化，我們這是一個綜合集成，不是單項(xiàng)技術(shù)。可以這樣說，很多某一項(xiàng)技術(shù)搞得很高檔，很先進(jìn)的東西，可能不一定是信息技術(shù)研究出來的，也可能是專門研究這項(xiàng)技術(shù)的人員研究出來的。但是地理信息技術(shù)的科學(xué)家，需要把這些技術(shù)應(yīng)用起來，然后集成起來。包括信息本身的集成和技術(shù)的集成，不一定某項(xiàng)技術(shù)都非常先進(jìn)，但是我們能把一些成功的技術(shù)集成起來，變成一個非常有用的，或是非常先進(jìn)的東西。往往集成出來的技術(shù)體系和東西，是不能出錯的，如果一個小零件錯了，這個都搞不成了。
【郭桐興】 牽一發(fā)而動全身。
【孫九林】 對，要搞集成化。第五項(xiàng)是關(guān)于信息平臺，就是說進(jìn)入了地球信息這樣一個平臺，大家都可以使用，比如說大家都可以上互聯(lián)網(wǎng)。可能我這里有一個信息平臺，你那里有一個信息平臺，大家都可以互聯(lián)互通。在地球信息科學(xué)里面，科學(xué)家們又提出了另外一個新名詞，叫做信息化科學(xué)研究環(huán)境。什么意思？將來我們的工作，沒有了時間、空間的限制，比如說你在美國紐約，我在中國北京，我們都可以在同一個空間里面進(jìn)行交流、協(xié)同工作，地球信息應(yīng)用這一塊是非常重要的。可以把所有的計(jì)算機(jī)資源集中起來，我可以用你的，你也可以用我的，互相討論。這是非常有意義的事情。
另外一個就是信息資源智能化虛擬計(jì)算。還有一點(diǎn)，要把地球信息技術(shù)應(yīng)用社會化，就是大家都能夠使用。比如說我們現(xiàn)在搞科普，可以把虛擬技術(shù)應(yīng)用在網(wǎng)上，中國科學(xué)院有一個科普網(wǎng)站，在上面就可以看到很多東西，包括動物、植物的生長過程，可以對青少年進(jìn)行普及。就是說，地球信息技術(shù)可以給大眾進(jìn)行共享，這樣對社會發(fā)展是非常有意義的。并且對將來的發(fā)展來說，從這方面來做，可能更有利。
【郭桐興】 各位觀眾，我們今天非常榮幸地請到了孫老師，就地球信息科學(xué)方面的問題，給我們做了非常精彩的講話。我們對孫老師的到來，再一次表示感謝。謝謝您。同時，也感謝大家收看我們院士訪談欄目，我們在下一期院士訪談里再見！
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