1．3．1 数字地球的特征与性质

数字地球不仅是科技发展的战略目标，而且还是全新的学科领域。

数字地球的学科性质：数字地球是由地球系统科学与信息科学技术高度综合的学科，是位于两者之间之边缘学科。

数字地球的研究对象：是与地球有关的信息理论、信息技术及信息应用模型。

数字地球的研究方法：侧重运用现代信息技术，包括遥感、遥测、数据库和信息系统、宽带网及仿真与虚拟技术的综合，包括信息化的全部过程。

数字地球的特色：为地球科学的知识创新与理论深化研究开创了实践条件，是信息科学技术的研究和开发提供科学试验基地。

数字地球的服务对象：为全球、全国、城市、区域、资源、环境、社会、经济、减灾、可持续发展、科技与教育、行政及管理等开展全面性的服务。

数字地球领域现已有一定规模的研究队伍和研究机构。

根据以上情况，不难看出数字地球已经具备了形成新学科的全部条件，符合新学科产生的要求，所以有充足的理由认为它是新生的学科。

1．3．2 数字地球的基本框架

数字地球作为一门新的学科分支，它由三个部分组成：基础理论、技术体系和应用领域。前面所提到的数字地球基础设施，属技术体系或技术系统。它们三者的关系，可以用图1．1和图1．2表示。

1．3．3 数字地球的理论综述

1．基础理论的必要性

关于基础理论的作用和重大意义，已经有很多论述。关于数字地球的基础理论研究，主要有以下三个方面的作用和意义：

第一，对模型的研究具有指导作用，因为建立模型的过程中要以基础理论为依据；尤其是预测模型是建立在基础理论上的。

第二，对技术开发也有指导作用，如果不知探测对象的基本规律，很难进行技术开发。基础研究为技术开发提供后劲和潜力。

第三，对于应用来说，基础理论研究尤为重要，它能使应用获得最大效果。

2．基础理论研究的内容

根据数字地球情况，选择以下三方面的基础理论研究是合适的：

·地球信息的特征；

·地球空间系统特征；

·地球系统的非线性与复杂性特征。

因为这三个方面是密切相关的，是符合以信息作为主线的。系统离不开信息，非线性与复杂特征也是通过信息来表达的，是信息的一种特殊形式。

1．3．4 数字地球的技术系统综述

数字地球技术系统包括数据获取技术，以多种分辨率的卫星遥感为主；数据传输技术，以宽带光纤和宽带卫星通信网为主；数据存贮与管理技术，以分布式数据库及共享技术为主，包括互操作和标准、规范和法规等；数据应用技术，以仿真与虚拟技术为主，包括为应用目的服务的实验和试验。其技术系统的特点有：

第一，速度快、精度高和实现共享；

第二，从局部扩大到全球范围，即全球化；

第三，包括资源、环境、经济、社会、人口等各种数据以地球坐标进行组织和整合，提高了数据的应用水平与价值。

1．3．5 数字地球应用领域综述

数字地球技术系统的应用领域，既可以应用于局部地域（local）、地区（area）及全球（global）范围，也可以应用于不同行业与专业，如农业、林业、牧业、渔业、交通、建筑、矿业、工业、城市、环境、减灾等。