业内知识
信息化中的我国信息化路径及数字地球

       信息技术发展和应用所推动的信息化,给人类经济和社会生活带来了深刻的影响。进入21世纪,信息化对经济社会发展的影响愈加深刻。世界经济发展进程加快,信息化、全球化、多极化发展的大趋势十分明显。信息化被称为推动现代经济增长的发动机和现代社会发展的均衡器。信息化与经济全球化,推动着全球产业分工深化和经济结构调整,改变着世界市场和世界经济竞争格局。从全球范围来看,主要表现在三个方面:

      第一,信息化促进产业结构的调整、转换和升级。电子信息产品制造业、软件业、信息服务业、通信业、金融保险业等一批新兴产业迅速崛起,传统产业如煤炭、钢铁、石油、化工、农业在国民经济中的比重日渐下降。信息产业在国民经济中的主导地位越来越突出。国内外已有专家把信息产业从传统的产业分类体系中分离出来,称其为农业、工业、服务业之后的"第四产业"。

     第二,信息化成为推动经济增长的重要手段。信息经济的一个显著特征就是技术含量高,渗透性强,增值快,可以很大程度上优化对各种生产要素的管理及配置,从而使各种资源的配置达到最优状态,降低了生产成本,提高了劳动生产率,扩大了社会的总产量,推动了经济的增长,在信息化过程中,通过加大对信息资源的投入,可以在一定程度上替代各种物质资源和能源的投入,减少物质资源和能源的消耗,也改变了传统的经济增长模式。

      第三,信息化引起生活方式和社会结构的变化。随着信息技术的不断进步,智能化的综合网络遍布社会各个角落,信息技术正在改变人类的学习方式、工作方式和娱乐方式。数字化的生产工具与消费终端广泛应用,人类已经生活在一个被各种信息终端所包围的社会中。信息逐渐成为现代人类生活不可或缺的重要元素之一。一些传统的就业岗位被淘汰,劳动力人口主要向信息部门集中,新的就业形态和就业结构正在形成。在信息化程度较高的发达国家,其信息业从业人员已占整个社会从业人员的一半以上。一大批新的就业形态和就业方式被催生,如弹性工时制、家庭办公、网上求职、灵活就业等。商业交易方式、政府管理模式、社会管理结构也在发生变化。

     信息化浪潮的持续深入使人类社会日渐超越"工业社会",而呈现"信息社会"的基本特征。主要表现在:信息技术促进生产的自动化,生产效率显著提升,科学技术作为第一生产力得到充分体现;信息产业形成并成为支柱产业;信息和知识成为重要社会财富;管理在提高企业效率中起到了决定性作用;服务业经济形成并占据重要的经济份额。

     信息化在迅猛发展的同时,也给人类带来负面、消极的影响。这主要体现在信息化对全球和社会发展的影响极不平衡,信息化给人类社会带来的利益并没有在不同的国家、地区和社会阶层得到共享。数字化差距或数字鸿沟加大了发达国家和发展中国家的差距,也加大了一国国内经济发达地区与经济不发达地区间的差距。信息技术的广泛应用使劳动者对具体劳动的依赖程度逐渐减弱,对劳动者素质特别是专业素质的要求逐渐提高,从而不可避免地带来了一定程度上的结构性失业。数字化生活方式的形成,使人类对信息手段和信息设施及终端的依赖性越来越强,在基础设施不完善、应急机制不健全的情况下,一旦发生紧急状况,将造成生产生活的极大影响。另外,信息安全与网络犯罪、信息爆炸与信息质量、个人隐私权与文化多样性的保护等等,也是信息化带给人类社会的新的挑战。

    信息化建设的内容,主要应该包括:

   1、信息化基础设施建设,主要指基于新一代信息技术演化生成的基础设施,比如,以5G、物联网、工业互联网、卫星互联网为代表的通信网络基础设施,以人工智能、云计算、区块链等为代表的新技术基础设施,以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施,信息化设备(网络设备、服务器设备、终端设备)等。
   2、信息化软件系统建设,支撑各种业务的业务信息系统,加强组织(企业、政府、机构、单位)管理的管理信息系统,支持组织决策的决策信息系统,服务于信息系统管理的运维管理系统。

   3、信息化的组织体系建设,为了组织信息化的持续有序而需建立信息化组织架构,并经常进行优化调整。

   4、信息化系统安全体系、灾难备份与恢复体系建设,为了应对各种人为或自然的灾难、攻击等,需要对组织的信息化体系建立安全管理体系,并为了业务连续性而需建立灾难备份与恢复体系。

    5、组织的信息化与业务连续性管理意识的培养和强化,信息化建设过程只是信息化的基础,还需要长效的运行维护、升级,使得信息化是持续有效的,这就需要经常地强化组织的信息化与业务连续性管理意识,形成一个持续的信息化管理机制,支撑组织战略目标和业务的持续发展。 

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       信息高速公路就是把信息的快速传输比喻为"高速公路"。所谓"信息高速公路",就是一个高速度、大容量、多媒体的信息传输网络。其速度之快,比当时网络的传输速度高1万倍;其容量之大,一条信道就能传输大约500个电视频道或50万路电话。此外,信息来源、内容和形式也是多种多样的。网络用户可以在任何时间、任何地点以声音、数据、图像或影像等多媒体方式相互传递信信息。


      信息高速公路(Information Highway)实质上是高速信息电子网络,它是一个能给用户随时提 供大量信息,由通信网络、计算机、数据库以及日用电子产品组成的完备网络体系。中国传媒大学新媒体研究院院长赵子忠教授认为,信息高速公路窄义的理解,是对数字信息网络的形象比喻,指基于交互宽带网络的信息基础设施。信息高速公路广义的理解,是数字信息时代的一种理念,海量的数字信息,通过多个通道、多种终端进行传送和接收的体系。


中国实现信息化的路径


     2006年3月举行的第60届联合国大会通过第252号决议,确定自2006年开始,每年5月17日为"世界信息社会日",这标志着信息化对人类社会的影响进入了一个新的阶段。加快信息化发展,使信息化向纵深推进,推动信息社会建设已经成为世界各国的共同选择。发达国家信息化发展目标更加清晰,各国纷纷出台了相应的计划和战略。美国政府相继发布《21世纪信息技术计划》、《网络与信息技术研究开发计划》和《网络空间安全国家战略》。欧盟制定实施的《欧盟研究与技术开发框架计划》目前已进入第六个执行期(2002~2006年),信息技术被明确列为七个研究优先领域之一。日本政府制定了《focus21计划》,通过国家预算对电子信息技术领域中的下一代半导体芯片、高可靠软件系统、下一代平面显示技术、下一代全球定位系统等进行重点投入。韩国政府推出《IT839战略》,确定了9项具有增长动力的信息技术,将其作为近期及中长期的投资重点。

      2006年5月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《2006-2020年国家信息化发展战略》,对信息化发展做出了全面部署。《战略》指出,大力推进信息化,是覆盖中国现代化建设全局的战略举措,是贯彻落实科学发展观、全面建设小康社会、构建社会主义和谐社会和建设创新型国家的迫切需要和必然选择。

经过努力,中国信息化建设取得了可喜的进展,信息产业从无到有,已经成为国民经济的基础产业、支柱产业和先导产业。2006年,信息产业增加值占全国GDP的比重达到7.5%。电话用户、网络规模已经位居世界第一,互联网用户和宽带接入用户均位居世界第二。电子信息产品制造业出口额占出口总额的比重已超过30%。手机、程控交换机、彩电、个人电脑、显示器生产量均位居世界首位。与此同时,中国国民经济和社会信息化整体水平不断得到提高。农业信息化进展顺利。"村村通电话"工程稳步推进。全中国通电话行政村比重达到98.85%,24个省份实现了全部行政村通电话;各地相继建立农业综合信息服务体系,通过各种接入方式向广大农民提供各种农业信息;部分地区应用信息技术发展精准农业取得显著成效。应用信息技术改造传统制造业和服务业取得新的进展,能源、交通、冶金、机械和化工等行业信息化水平逐步提高。社会信息化水平不断提高。电子商务发展势头良好;电子政务稳步展开;科技、教育、文化、医疗卫生、社会保障、环境保护等领域信息化步伐明显加快。基础信息资源建设开始起步,互联网中文信息比重大幅上升。信息安全保障逐步加强,信息化政策法律环境不断改善。《电子签名法》已颁布实施,信息化培训工作得到高度重视,信息化人才队伍不断壮大。

       整体来看,中国是在工业化水平较低的基础上推进信息化的,不可能也不应该走发达国家"先工业化,后信息化"的发展道路,只能是把工业化与信息化结合起来,优先发展信息产业,以信息化带动工业化,以工业化促进信息化。

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       第一,要利用先进的科学技术实现后发效应,加快中国信息产业的发展。要加快建设先进、适用的信息化基础设施,大力提升网络功能和业务提供能力做大做强电子信息产业,集中力量突破集成电路、软件、关键电子元器件、关键工艺装备等基础产业的发展瓶颈。积极鼓励和引导自主创新,形成以企业为主体的技术创新体系,提高自我良性发展的能力,提高中国信息产业在全球产业格局中的地位。

        第二,要大力加强农业、重工业、能源、交通运输等传统产业的信息化,并利用这一有利时机带动服务业等相关产业,顺利实现产业结构的调整、转换和升级。要加强信息技术在农业、农村中的应用,逐步缩小城乡"数字鸿沟"。加快信息技术改造传统产业步伐,推进设计研发信息化、生产装备数字化、生产过程智能化和经营管理网络化。运用信息技术推动高能耗、高物耗和高污染行业的改造。加强信息资源的开发利用,建设先进网络文化。

        第三,要积极采取措施,缩小数字鸿沟,加强信息安全保障,培育国民信息技能,使信息化惠及全民。要建立和完善普遍服务制度,面向老少边穷地区和社会困难群体,提供便捷便宜的信息服务。大力开发各类适农电子产品,推广信息技术在农业和农村的应用。进一步加大信息基础设施建设,加强应对突发事件的软硬件建设,促进容灾能力提高,提升信息化安全保障与灾难恢复能力。大力普及信息技术教育,积极开展国民信息技能教育和培训,壮大信息化人才队伍。

        我国的信息化建设最终目的是要建设数字中国,而数字中国是全人类“数字地球”建设的一部分。"数字地球"就是数字化的地球,是一个地球的数字模型,它是利用数字技术和方法将地球及其上的活动和环境的时空变化数据,按地球的坐标加以整理,存入全球分布的计算机中,构成一个全球的数字模型,在高速网络上进行快速流通,这样就可以使人们快速、直观完整地了解我们所在的这颗星球。"数字地球"将最大限度地为人类的可持续发展和社会进步以及国民经济建设提供高质量的服务。

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      数字地球(The digital earth)就是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现与认识。数字地球最重要的基础设施建设,由地球观测系统、信息高速公路和国家空间数据基础设施这三部分组成。 地球观测系统(Earth Observation System---EOS),是指天、空、地一体化的对地观测网络。包括一系列的地球观测卫星和全球定位系统、摄影测量、地面观测等。


      数字地球,最初是由美国副总统戈尔于1998年1月,在加利福尼亚科学中心开幕典礼上发表的题为 "数字地球:认识二十一世纪我们所居住的星球" 演说时,提出的一个与GIS、网络、虚拟现实等高新技术密切相关的概念。在戈尔的文章内,他将数字地球看成是"对地球的三维多分辨率表示、它能够放入大量的地理数据"。在接下来对数字地球的直观实例解释中可以发现,戈尔的数字地球学是关于整个地球、全方位的GIS与虚拟现实技术、网络技术相结合的产物。 显然,面对如此一个浩大的工程,任何一个政府组织、企业或学术机构,都是无法独立完成的,它需要成千上万的个人、公司、研究机构和政府组织的共同努力。数字地球要解决的技术问题,包括计算机科学、海量数据存贮、卫星遥感技术、宽带网络、互操作性、元数据等。可以预见,随着地球空间信息学的发展,而建立起的数字地球,必将促进测绘事业的现代化,为测绘事业与整个国民经济建立更加紧密的联系,作出更大的贡献,在未来和知识经济社会中产生巨大的经济效益和社会效益。

      1998年江泽民总书记在接见两院院士代表时的讲话中指出:"当今世界,以信息技术为主要标志的科技进步日新月异,高科技成果向现实生产力的转化越来越快,初见端倪的知识经济预示人类的经济社会生活将发生新的巨大变化"。以理解为对真实地球及其相关现象统一的数字化重现和认识。其核心思想是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会活动诸方面的问题,最大限度地利用资源,并使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们所想了解的有关地球的信息,其特点是嵌入海量地理数据,实现多分辨率、三维对地球的描述,即"虚拟地球"。通俗地讲,就是用数字的方法将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化装入电脑中,实现在网络上的流通,并使之最大限度地为人类的生存、可持续发展和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。严格地讲,数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽带网络为纽带运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述,并利用它作为工具来支持和改善人类活动和生活质量。

       地球是一个复杂的巨系统,地球上发生的许多事件,变化和过程又十分复杂而呈非线性特征,时间和空间的跨度变化大小不等,差别很大,只有利用高速计算机,我们今日和跨世纪的未来,才有能力来模拟一些不能观测到的现象。利用数据挖掘(Data Mining)技术,我们将能够更好地认识和分析所观测到的海量数据,从中找出规律和知识。科学计算将使我们突破实验和理论科学的限制,建模和模拟可以使我们能更加深入地探索所搜集到的有关我们星球的数据。

       我国是一个人口多,土地资源有限,自然灾害频繁的发展中国家,十几亿人口的吃饭问题一直是致关重要的。经过二十年的高速发展,资源与环境的矛盾越来越突出。九八年的洪灾,黄河断流,耕地减少,荒漠化加剧,已经引起了社会各界的广泛关注。必须采取有效措施,从宏观的角度加强土地资源和水资源的监测和保护,加强自然灾害特别是洪涝灾害的预测、监测和防御,避免第三世界国家和一些发达国家发展过程中走过的弯路。数字地球在这方面可以发挥更大的作用。

      数字地球的提出是全球信息化的必然产物,它是一项长期的战略目标,需要经过全人类的共同努力才能实现。同时,数字地球的建设与发展将加快全球信息化的步伐,在很大程度上改变人们的生活方式,并创造出巨大的社会财富,为人类社会的发展作出巨大贡献。

      我国在地球空间信息科学领域的研究工作经过不懈努力取得了许多优秀成果,培养了一些国际知名的学者和一大批具有较高素质的中青年学术骨干,为学科的发展作出了自己的贡献。但是,我们必须清醒地认识到,由于在传感器,计算机,通讯以及综合国力等方面与先进国家存在较大差距,使得在相当长的一段时间在地球空间信息科学的若干方面将落后于国际先进水平。因此,只有发挥自己的优势,不断努力,努力建设数字中国,才能构建数字地球,才能逐步缩小与国际先进水平的差距,为我国的经济建设和社会发展做出自己的贡献。

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国不以利为利,以义为利也。——《礼记·大学》