本书立足国内外数字地球研究的最新进展，系统构建了数字地球科学平台的整体系统架构和核心技术框架，全面展示了平台在多领域的综合集成应用与典型示范成果。
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“地球大数据科学论丛”序
序
前言
第1章 数字地球系统概述 1
1.1 数字地球基本概念 1
1.1.1 数字地球概念的提出 2
1.1.2 数字地球的含义 3
1.1.3 数字地球的研究对象与内容 4
1.2 数字地球技术 5
1.2.1 对地观测技术 5
1.2.2 全球导航卫星系统 7
1.2.3 地理信息系统 11
1.2.4 空间信息基础设施 13
1.2.5 空间信息处理技术 14
1.2.6 数字地球三维可视化技术 16
1.3 数字地球系统发展 24
1.3.1 国外数字地球系统 24
1.3.2 国内数字地球系统 26
1.3.3 新一代数字地球系统 27
1.4 数字地球科学平台 28
1.4.1 数字地球科学平台的提出 29
1.4.2 数字地球科学平台的发展历程 30
参考文献 32
第2章 数字地球科学平台框架 36
2.1 数字地球科学平台系统架构 36
2.1.1 数字地球科学平台总体目标 36
2.1.2 数字地球科学平台基本框架 38
2.1.3 数字地球科学平台体系架构 39
2.2 数字地球科学平台核心技术 42
2.2.1 多源数据组织与管理 42
2.2.2 数据标准与数据服务 43
2.2.3 时空大数据与云计算 44
2.2.4 信息提取与人工智能 45
2.2.5 可视化与虚拟现实 45
2.3 数字地球科学信息产品生产体系 46
2.3.1 科学信息产品体系 46
2.3.2 科学信息产品生产体系 50
2.3.3 全球空间数据处理与信息产品生产系统 52
2.3.4 遥感大数据典型信息产品快速生产系统 55
2.4 数字地球基础平台框架 59
2.4.1 数字地球基础平台组件式软件架构 59
2.4.2 数字地球基础平台插件式管理框架 61
2.4.3 数字地球基础平台应用服务模式 63
2.5 数字地球资源管理与服务框架 64
2.5.1 多源科学数据资源集成管理架构 65
2.5.2 异构服务资源集成管理架构 67
2.5.3 科学资源价值评价与运维支撑架构 69
2.6 数字地球网络化信息服务框架 71
2.6.1 网络化信息服务系统架构 71
2.6.2 网络化信息服务系统服务模式 74
参考文献 76
第3章 数字地球基础平台与网络化信息服务 77
3.1 数字地球基础平台数据组织模型与标准规范 77
3.1.1 全球离散格网系统 77
3.1.2 数字地球模型的数据组织与管理 79
3.1.3 面向数字地球可视化的地球大数据汇聚标准规范 81
3.2 数字地球基础平台引擎 85
3.2.1 空间数据引擎 86
3.2.2 大数据计算引擎 88
3.2.3 可视化引擎 90
3.3 数字地球基础平台客户端 97
3.3.1 DESP Explorer系统组成 97
3.3.2 DESP Explorer功能模块 99
3.3.3 DESP Explorer数字地球服务 112
3.4 数字地球网络化信息服务 114
3.4.1 统一认证 115
3.4.2 公众服务 117
3.4.3 科研服务 120
3.5 数字地球综合分析与决策支持 123
3.5.1 系统组成 123
3.5.2 多源数据接入与服务 125
3.5.3 模型在线计算与服务 126
3.5.4 可视化分析与服务 128
3.5.5 面向专题应用的综合分析与服务 131
参考文献 133
第4章 数字地球科学数据驱动与服务 135
4.1 “云”上数字地球科学数据管理特点 135
4.1.1 “云”上的数字地球特点分析 135
4.1.2 科学数据驱动与服务内涵 138
4.1.3 科学数据全生命周期管理内涵 139
4.2 科学数据自动化管理 140
4.2.1 科学数据集成管理与服务系统组成 141
4.2.2 科学数据混合集成与处理 149
4.2.3 科学数据分级分类存储与管理 153
4.2.4 面向数字地球的科学数据服务 155
4.2.5 科学数据价值评价与共享服务 158
4.3 科学模型集成管理与服务 161
4.3.1 科学模型集成管理与服务系统组成 161
4.3.2 科学模型开发集成规范 166
4.3.3 多源科学模型快速集成 168
4.3.4 异构模型资源适应性承载与运行 171
4.3.5 服务结构化描述与能力评价 175
4.4 数字地球资源管理 178
4.4.1 数字地球资源管理系统组成 178
4.4.2 “云”上科学数据访问控制 183
4.4.3 云环境下系统异常检测 185
4.4.4 科学数据动态优选 188
参考文献 193
第5章 数字地球信息综合展示系统 194
5.1 数字地球可视化展示系统 194
5.1.1 大型球体展示系统 195
5.1.2 超宽球带幕展示系统（弧幕系统） 197
5.1.3 小型可穿戴沉浸式可视化系统 199
5.2 地球大数据科学工程原型系统 200
5.2.1 原型系统总体设计 200
5.2.2 球体展示系统 202
5.2.3 弧幕展示系统 206
5.2.4 科普互动展示系统 206
5.3 地球大数据集成服务平台 213
5.3.1 集成服务平台展示环境总体设计 213
5.3.2 学科交叉协同融合平台 214
5.3.3 可持续发展大数据决策支持服务平台 218
参考文献 220
第6章 数字地球科学信息产品生产 221
6.1 数字地球科学信息产品生产系统总体设计 221
6.1.1 生产系统概述 221
6.1.2 生产系统架构 222
6.1.3 生产系统关键技术 228
6.2 标准数据产品生产 231
6.2.1 多源多尺度遥感影像自动几何归一化处理 231
6.2.2 云与云阴影检测 237
6.2.3 自动云区修补 244
6.3 中低分辨率信息产品 249
6.3.1 内陆水域遥感产品及其季节和年际变化分析 250
6.3.2 时序NDVI和LAI遥感产品及植被变化分析 253
6.4 中高分辨率信息产品 258
6.4.1 中高分辨率植被遥感产品及其林草应用 258
6.4.2 中高分辨率水体遥感产品及其环保应用 260
6.5 国产卫星高分辨率遥感信息产品 265
6.5.1 遥感大数据典型信息产品快速生产 265
6.5.2 米级分辨率全国地表要素信息产品 266
6.5.3 重点地区细粒度土地覆被分类产品 269
6.5.4 遥感大数据典型目标识别产品 273
参考文献 277
第7章 数字地球科学平台应用示范 279
7.1 自然灾害监测预警平台 279
7.1.1 台风灾害监测模拟 279
7.1.2 流域洪水模拟推演 282
7.1.3 地震灾害快速评估 287
7.1.4 森林火灾监测模拟 289
7.2 省市级SDGs综合示范三维平台服务 291
7.2.1 SDGs综合示范三维平台总体框架 291
7.2.2 海南省SDGs综合决策支持平台 293
7.3 SDGs专题应用示范案例 298
7.3.1 亚非沙漠蝗灾情时序监测 298
7.3.2 湖泊水体透明度动态变化监测与评价 301
7.3.3 遥感蒸散发时序产品支撑全球农作物水分利用效率变化评估 303
7.3.4 全球大气CO？浓度变化对气候变化的响应 309
参考文献 313
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