地球大數(shù)據(jù) 中國(guó)正發(fā)力

利用地球大數(shù)據(jù)制作的全球變化敏感因子圖。

中科院遙感與數(shù)字地球研究所數(shù)字地球重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室供圖

 

近年來(lái)，大數(shù)據(jù)已全方位進(jìn)入經(jīng)濟(jì)社會(huì)和人們的生活當(dāng)中。大數(shù)據(jù)為科學(xué)研究帶來(lái)了新的方法論，幫助人們用全新的模式實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)。中國(guó)對(duì)大數(shù)據(jù)資源的整合和利用，也在重視和發(fā)力。

 

12日，中國(guó)科學(xué)院A類(lèi)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)“地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程”正式啟動(dòng)。該專(zhuān)項(xiàng)以建成具有全球影響力、國(guó)際化、開(kāi)放式的國(guó)際地球大數(shù)據(jù)科學(xué)中心為目標(biāo)，致力于推動(dòng)并實(shí)現(xiàn)地球大數(shù)據(jù)創(chuàng)新、重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)和一站式全方位宏觀決策支持。

 

我國(guó)擁有海量地球大數(shù)據(jù)，集成共享能發(fā)揮更大應(yīng)用價(jià)值

 

地球大數(shù)據(jù)是具有空間屬性的地球科學(xué)領(lǐng)域大數(shù)據(jù)，尤其指基于空間技術(shù)生成的海量對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)，具有海量、多源以及更精準(zhǔn)、更科學(xué)、更及時(shí)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

 

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球數(shù)據(jù)總量每年都在倍增，預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到163ZB，中國(guó)數(shù)據(jù)量將約占全球數(shù)據(jù)總量的20%。越來(lái)越多的國(guó)家認(rèn)識(shí)到，大數(shù)據(jù)蘊(yùn)藏巨大價(jià)值和潛力，是與礦產(chǎn)資源、水利資源一樣重要的戰(zhàn)略資源。然而，數(shù)據(jù)海量、碎片分散、應(yīng)用低效是當(dāng)前中國(guó)乃至整個(gè)地球科學(xué)界面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題。

 

以中科院為例。目前，全院地球大數(shù)據(jù)資源總量約38PB+8000萬(wàn)條記錄，已形成210余個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。預(yù)計(jì)未來(lái)5年內(nèi)，新增數(shù)據(jù)量將超過(guò)10PB。中國(guó)科學(xué)院黨組書(shū)記、院長(zhǎng)白春禮說(shuō)：“盡管中科院數(shù)據(jù)資源很豐富，但存在資源分散、重復(fù)布局、成果凝練與影響力不足等一系列問(wèn)題，數(shù)據(jù)開(kāi)放共享政策不夠完善、共享效果差強(qiáng)人意。”

 

同時(shí)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展面臨的很多重大問(wèn)題，如氣候變化、自然災(zāi)害、資源短缺、生態(tài)退化、水土污染、大氣霧霾等，都需要多學(xué)科深度交叉聯(lián)合，開(kāi)展系統(tǒng)和綜合的研究。“在資源、環(huán)境、生物、生態(tài)等多學(xué)科、跨領(lǐng)域交叉場(chǎng)景下，孤立使用單一特定領(lǐng)域的已有挖掘分析理論和方法已經(jīng)難以有效推動(dòng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)，需要綜合應(yīng)用這些方法，系統(tǒng)性、整體性去解決某些重大科學(xué)問(wèn)題。”白春禮說(shuō)，“大數(shù)據(jù)將為這些研究提供新的技術(shù)手段、創(chuàng)新視角，促進(jìn)新的科研范式的形成。”

 

基于此，中國(guó)科學(xué)院決定啟動(dòng)“地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程”先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)，以提升中科院乃至國(guó)家層面地球科學(xué)領(lǐng)域海量數(shù)據(jù)的集成共享水平，從而發(fā)揮更大的應(yīng)用價(jià)值。

 

探索形成大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、多學(xué)科融合的科學(xué)發(fā)現(xiàn)新范式

 

“地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程”專(zhuān)項(xiàng)為期5年（一期建設(shè)期），設(shè)置地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程總體、地球科學(xué)小衛(wèi)星、大數(shù)據(jù)云平臺(tái)、數(shù)字“一帶一路”、全景美麗中國(guó)、生物多樣性與生態(tài)安全、三維信息海洋、時(shí)空三極環(huán)境、數(shù)字地球科學(xué)平臺(tái)共9個(gè)項(xiàng)目。

 

專(zhuān)項(xiàng)負(fù)責(zé)人、中科院遙感與數(shù)字地球研究所郭華東院士說(shuō)：“地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程總體、地球科學(xué)小衛(wèi)星和大數(shù)據(jù)云平臺(tái)這3個(gè)項(xiàng)目屬于綜合型基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。地球大數(shù)據(jù)云平臺(tái)，就是把資源、環(huán)境、生物、生態(tài)等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)匯聚起來(lái)，讓大家有一個(gè)共享的數(shù)據(jù)中心，然后在這個(gè)基礎(chǔ)上，建設(shè)一個(gè)數(shù)字地球科學(xué)平臺(tái)。此外，為了滿足數(shù)據(jù)更新需求，還將發(fā)射地球科學(xué)小衛(wèi)星進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這些衛(wèi)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(gè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)之上，將圍繞數(shù)字“一帶一路”、全景美麗中國(guó)、生物多樣性與生態(tài)安全、三維信息海洋、時(shí)空三極環(huán)境五個(gè)方向來(lái)為國(guó)家的決策發(fā)力。同時(shí)，探索形成大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、多學(xué)科融合的科學(xué)發(fā)現(xiàn)新范式，力求在資源環(huán)境、海洋、三極、生物多樣性及生態(tài)安全領(lǐng)域取得重大突破。

 

匯聚高水平專(zhuān)家建成科學(xué)中心，與國(guó)內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)互聯(lián)互通、共享數(shù)據(jù)

 

此專(zhuān)項(xiàng)將匯聚中科院資源、環(huán)境、生物生態(tài)領(lǐng)域和大數(shù)據(jù)技術(shù)方面的專(zhuān)家，具有很強(qiáng)的創(chuàng)新能力。

 

郭華東說(shuō)：“我們計(jì)劃用5年時(shí)間在北京懷柔科學(xué)城建成國(guó)際地球大數(shù)據(jù)科學(xué)中心，由數(shù)字地球科學(xué)展示中心、地球大數(shù)據(jù)決策支持中心、地球大數(shù)據(jù)學(xué)科交叉平臺(tái)以及地球大數(shù)據(jù)共享中心四部分組成。中心將與國(guó)際、國(guó)內(nèi)重要的地球大數(shù)據(jù)組織機(jī)構(gòu)進(jìn)行互聯(lián)互通與數(shù)據(jù)共享，成為國(guó)際地球大數(shù)據(jù)研究的引領(lǐng)者。”

 

中心建成后，預(yù)計(jì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收處理、影像更新用時(shí)小于2小時(shí)；熱點(diǎn)區(qū)域應(yīng)急信息服務(wù)用時(shí)小于1小時(shí)；應(yīng)急監(jiān)測(cè)精準(zhǔn)信息產(chǎn)品生產(chǎn)用時(shí)小于10小時(shí)。

 

郭華東表示，“地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程”專(zhuān)項(xiàng)除了突破一系列技術(shù)瓶頸問(wèn)題之外，最重要的就是要做好數(shù)據(jù)共享。實(shí)現(xiàn)高水平的數(shù)據(jù)共享，不僅能避免數(shù)據(jù)采集和生產(chǎn)等大量重復(fù)性勞動(dòng)和經(jīng)費(fèi)投入，更重要的是保障了數(shù)據(jù)的規(guī)范性和科學(xué)性，讓科研人員的精力更高效地投入到數(shù)據(jù)的分析、應(yīng)用和科學(xué)發(fā)現(xiàn)中。“數(shù)據(jù)共享做得好不好，很大程度上決定了本專(zhuān)項(xiàng)的成效。”

 

郭華東坦言，目前這方面最難推動(dòng)。“今后專(zhuān)項(xiàng)一定要在數(shù)據(jù)共享的機(jī)制體制上下功夫，研究提出科學(xué)、合理、可行的數(shù)據(jù)共享制度與政策，要充分考慮數(shù)據(jù)提供者的利益，調(diào)動(dòng)大家共享數(shù)據(jù)的主動(dòng)性和積極性，從而保障該科學(xué)工程的活力與生命力。”