地球大數據 中國正發力

利用地球大數據製作的全球變化敏感因子圖。

中科院遙感與數字地球研究所數字地球重點實驗室供圖

 

近年來，大數據已全方位進入經濟社會和人們的生活當中。大數據為科學研究帶來了新的方法論，幫助人們用全新的模式實現科學發現。中國對大數據資源的整合和利用，也在重視和發力。

 

12日，中國科學院A類戰略性先導科技專項“地球大數據科學工程”正式啟動。該專項以建成具有全球影響力、國際化、開放式的國際地球大數據科學中心為目標，致力於推動並實現地球大數據創新、重大科學發現和一站式全方位宏觀決策支持。

 

我國擁有海量地球大數據，集成共享能發揮更大應用價值

 

地球大數據是具有空間屬性的地球科學領域大數據，尤其指基於空間技術生成的海量對地觀測數據，具有海量、多源以及更精準、更科學、更及時的獨特優勢。

 

據統計，全球數據總量每年都在倍增，預計到2025年將達到163ZB，中國數據量將約佔全球數據總量的20%。越來越多的國家認識到，大數據蘊藏巨大價值和潛力，是與礦産資源、水利資源一樣重要的戰略資源。然而，數據海量、碎片分散、應用低效是當前中國乃至整個地球科學介面臨的嚴峻問題。

 

以中科院為例。目前，全院地球大數據資源總量約38PB+8000萬條記錄，已形成210余個數據庫。預計未來5年內，新增數據量將超過10PB。中國科學院黨組書記、院長白春禮説：“儘管中科院數據資源很豐富，但存在資源分散、重復佈局、成果凝練與影響力不足等一系列問題，數據開放共享政策不夠完善、共享效果差強人意。”

 

同時，我國經濟社會發展面臨的很多重大問題，如氣候變化、自然災害、資源短缺、生態退化、水土污染、大氣霧霾等，都需要多學科深度交叉聯合，開展系統和綜合的研究。“在資源、環境、生物、生態等多學科、跨領域交叉場景下，孤立使用單一特定領域的已有挖掘分析理論和方法已經難以有效推動科學發現，需要綜合應用這些方法，系統性、整體性去解決某些重大科學問題。”白春禮説，“大數據將為這些研究提供新的技術手段、創新視角，促進新的科研範式的形成。”

 

基於此，中國科學院決定啟動“地球大數據科學工程”先導專項，以提升中科院乃至國家層面地球科學領域海量數據的集成共享水準，從而發揮更大的應用價值。

 

探索形成大數據驅動、多學科融合的科學發現新範式

 

“地球大數據科學工程”專項為期5年（一期建設期），設置地球大數據科學工程總體、地球科學小衛星、大數據雲平臺、數字“一帶一路”、全景美麗中國、生物多樣性與生態安全、三維信息海洋、時空三極環境、數字地球科學平臺共9個項目。

 

專項負責人、中科院遙感與數字地球研究所郭華東院士説：“地球大數據科學工程總體、地球科學小衛星和大數據雲平臺這3個項目屬於綜合型基礎設施項目。地球大數據雲平臺，就是把資源、環境、生物、生態等領域的數據匯聚起來，讓大家有一個共享的數據中心，然後在這個基礎上，建設一個數字地球科學平臺。此外，為了滿足數據更新需求，還將發射地球科學小衛星進行實時監測，這些衛星不僅可以白天成像，也可以夜間成像。”

 

郭華東表示，在上述3個項目的基礎之上，將圍繞數字“一帶一路”、全景美麗中國、生物多樣性與生態安全、三維信息海洋、時空三極環境五個方向來為國家的決策發力。同時，探索形成大數據驅動、多學科融合的科學發現新範式，力求在資源環境、海洋、三極、生物多樣性及生態安全領域取得重大突破。

 

匯聚高水準專家建成科學中心，與國內外相關機構互聯互通、共享數據

 

此專項將匯聚中科院資源、環境、生物生態領域和大數據技術方面的專家，具有很強的創新能力。

 

郭華東説：“我們計劃用5年時間在北京懷柔科學城建成國際地球大數據科學中心，由數字地球科學展示中心、地球大數據決策支持中心、地球大數據學科交叉平臺以及地球大數據共享中心四部分組成。中心將與國際、國內重要的地球大數據組織機構進行互聯互通與數據共享，成為國際地球大數據研究的引領者。”

 

中心建成後，預計衛星數據接收處理、影像更新用時小于2小時；熱點區域應急信息服務用時小于1小時；應急監測精準信息産品生産用時小于10小時。

 

郭華東表示，“地球大數據科學工程”專項除了突破一系列技術瓶頸問題之外，最重要的就是要做好數據共享。實現高水準的數據共享，不僅能避免數據採集和生産等大量重復性勞動和經費投入，更重要的是保障了數據的規範性和科學性，讓科研人員的精力更高效地投入到數據的分析、應用和科學發現中。“數據共享做得好不好，很大程度上決定了本專項的成效。”

 

郭華東坦言，目前這方面最難推動。“今後專項一定要在數據共享的機制體制上下功夫，研究提出科學、合理、可行的數據共享制度與政策，要充分考慮數據提供者的利益，調動大家共享數據的主動性和積極性，從而保障該科學工程的活力與生命力。”