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顺应科技发展大环境 构建数字长城

2018-02-12 12:49:00
        2018212日,中国科学院A类战略性先导科技专项地球大数据科学工程启动会议在京召开。我会副会长、中科院院士、数字丝路国际科学计划(DBAR)主席、国际数字地球学会(ISDS)主席、国科联国际科技数据委员会(CODATA)前主席、中国科学院遥感与数字地球研究所郭华东研究员,在会上作了‘构建数字丝路——地球大数据极其共享是驱动“一带一路”可持续发展的关键’的主题报告。报告指出:“一带一路”建设中,超过1万亿美元的投资将助力60多个丝路国家的社会经济发展。“一带一路”拥有全球65%以上的人口,其中包括18个人口一千万的特大城市群。郭院士指出:随着“一带一路”建设的持续推进,如何实现社会经济和生态环境的和谐发展,成为一项关键的挑战。

2016年郭院士担任主席的数字丝路国际科学计划(DBAR),由中国科学家倡议发起,得到19个国家和7个国际组织的支持和参与。   DBAR计划旨在利用地球大数据提高生态环境监测能力,促进数据共享,为“一带一路”可持续发展提供科学决策支持。目前,中国科学院(CAS)已在未来5年部署超过2亿人民币的经费(约合3200万美元),支持DBAR计划的实施。

DBAR计划将对“一带一路”不同生态系统的现状及其演变提高开展系统的监测,包括草原、森林、冰川、沙漠、戈壁、农田和城市、海岸带等。2016年至2026年该计划实施期间,海量的“一带一路”生态环境及社会经济数据将通过DBAR地球大数据平台逐步实现全面共享,并以开放访问的方式,使科学家、决策者和公众用户及时掌握“一带一路”生态坏境的历史变化,发展过程和演化趋势。更重要的是,DBAR计划将研究和构建面向联合国可持续发展目标的空间评估指标体系,对“一带一路”可持续发展目标的实现进程进行监测,为经济和社会发展的可持续发展提供科学支撑。郭院士的以上报告,对于长城、对于长城沿线的各级政府和广大群众,尤其对于我们中国长城学会的数字长城工程都是一个特大喜讯。

一、形式逼人

当前,以移动互联、物联网、海量数据为代表的大数据时代扑面而来,数据成为越来越重要的战略资源,具有巨大的开发利用价值和广阔的发展前景。面对汹涌的信息化潮流,占有积极抢占制高点,才能赢得发展的先机。数据资源是各级政府、国民经济各行业、企业、各类协会以及个人的重要资源,已经成为发展的核心竞争力。

运用智库、专家库进行支撑,运用互联网、大数据云计算等现代方法和手段,找内容,找数据,找词语,这都是利用大数据进行资源整合的创新的过程。

长城大数据的应用,既能让我们获得更加客观真实的外部数据,也能让我们得到更加丰富完整的资源总体,提高数据资源的采集效率,对数据资源进行深度整合。才能创新长城保护、研究、宣传和利用的效果,更能促进长城沿线的城市、乡村的文化、经济水平的提高。

二、长城数字化势在必行

中国历代长城共约21196.8公里,横跨中国北部和中部15个省市自治区,504个县。在国内长城多与丝绸之路相伴。自古至今,长城的部分功能是保护丝路的安全畅通。长城多分布于偏僻的大山、沙漠、戈壁之中,气候恶劣,自然条件差,相对我国东部,长城沿线地区发展相对落后。人民群众生活水平较低(80%的县是贫困县)是国家脱贫致富的攻坚部位。

长城沿线地区具有复杂的地理环境和多样的生态系统,包括了青藏高原的积雪、冰川、冻土,河北、内蒙、新疆的草原和沙漠,陕西、山西、宁夏省的黄土高原和甘肃的戈壁等多种类型。

长城沿线地区和一带一路一样,存在着生态环境脆弱的突出问题。地震、风灾、干旱时常侵犯。也存在人为对长城破坏和对沿线生态的破坏现象。加之长城沿线多属农业生产地区,社会经济发展受到粮食产量波动的影响很大。如果我们不采取有力措施,长城沿线生态敏感区将加速消失,长城的消失也在加速,生态环境的风险将进一步加剧。

三、建立DBAR指导下的长城大数据所能解决的问题,DBAR开展了一项核心工作是建立可处理和分析海量信息的地球大数据平台。并于2018开始提供科学服务,重点解决8个方面的问题,包括:适应气候和环境变化、减轻灾害风险,科学管理水资源,提高农业和粮食安全,保护历史和文化遗产,可持续发展城市基础设施,科学理解高山和极地寒区变化。

例如:在农业反面,大多粮食安全风险高发地区面临的主要困难之一,即缺乏农作物供应,产量和管理的最新信息。DBAR正在拓展基于云计算的农情监测系统的服务功能,以监测玉米、大米、小麦和大豆的供应情况,并提供农情管理的基础信息服务。目前,已有143个国家或地区的用户便捷获取了所需的农情信息。

对地观测数据在极端事件影响的快速评估中发挥了重要作用,例如,2008年汶川大地震中,就根据遥感飞机的信息救出700多名被困农民。

在长城沿线建设中,也急需了解城市化发展的进程,帮助城市规划人员科学应对变拥挤,能源短缺、违章建筑,城市无序扩张和公共设施服务缺失等问题带来挑战。

长城也是濒危世界文化遗产之一,在长城的保护工作中,动态的大数据获取和分析无疑能起到更重要作用,其周边人文和自然景观也是其突出普遍价值不可分割的重要组成部分,如长城和丝路沿线瓜州古城的发现,解决不少历史疑点。填补了重要的空白。

解决上述问题,需要通过准确、可靠和及时的天空一体化的科学观测,来认识长城沿线生态环境客观格局的发展潜力。因此,建立在DBAR指导下的长城数字化势在必行。

四、长城数字化工程的困境

一是没有纳入国家和各级政府的计划。导致长城沿线省、市、县对地观测能力较弱,应用于长城的研究几乎为零(除临时观测外),无力承担土壤、天气等观测站的基础设施建设,更缺乏对地观测科技人才的培养、培训。此外,一带一路地面观测数据沉寂在大学、政府和科研机构的资料库里,没有发挥其应有的作用,其浪费实在可惜。

中国长城学会2013年成立了以郭华东院士为首的长城数字化工程委员会,联合社会有识之士和微景天下公司等做了一些工作,完成了长城沿线48个景区和1000多公里的墙体数据采集,制作了数字长城触屏全景展示系统,可多终端展示,如手机、展示大屏、PCVR等展示形式。其中,长城数字博物馆的申请获得国家文物局2017年度互联网+中华文明奖励项目。但是,在一无固定经费来源,二无专人、专机构的条件下,是无法提高其工作效率。

五、长城数字工程迫切任务

1、建立一个与DBAR相对应的共享数据、代码、方法的开发平台,以满足庞大的且日益快速增长的地球海量大数据。

2、继续完成长城数据采集,这是一项浩大的工程。但是,其工作量不会超过2007年的长城调查。如能加强组织、提供经费,3—5年定能完成。

3、促进数据共享和互通互用能力。为最大限度地利用好共享数据,需要采用有效的方法、工具以及适当的格式标准信息化方式,技术支持方案,为长城沿线科研、政府、长城保护单位提供良好服务。

4、扩大长城大数据应用服务领域。全面促进长城沿线文化经济发展。如指导长城旅游园区分布和线路设计,更加合理、及时反映人群车辆分布和园区疏解方案等。



-- 中国长城学会秘书长  吴国强