地球大数据定义、特征、价值及释放要点有哪些？

地球大数据包括来自地球大气圈、水圈、土壤圈、生物圈以及人类活动的多源时空数据，是数据要素产业的重要组成部分。

1.地球大数据的定义

地球大数据主要指来自地球大气圈、水圈、土壤圈、生物圈以及人类活动的数据。这些数据通常具备不同的来源，但都具备时空属性，包括卫星遥感数据、气象数据、人类活动统计数据、地理信息数据数据等。地球大数据是数据要素产业的重要组成部分，对地球大数据进行收集、整合和分析能帮助人们对生态环境系统、人类社会和自然资源进行更深入的洞察和理解，为人类活动的开展提供决策支持，从而最终实现人与自然和谐共生的现代化。

地球大数据具备传统“大数据”的 4V 特征，即：数量（Volume）大：地球大数据具有海量数据的特征，其来源于卫星影像、地理信息、物联网等渠道的数据在空间和时间维度上都具有较大的跨度，量级可达 PB 级。 种类（Variety）多：地球大数据的数据类型可以是包括文本、图像、音视频、地理位置信息等多种形式，具有种类繁多、结构复杂的特征。 速度（Velocity）快：地球大数据每天可产生大量的新数据，在生产生活中，为了实时应用新数据辅助决策，其传输、存取、分析对实时性具备较高的要求。 价值（Value）高：对地球大数据的开发利用可以获取具有高价值的环境信息，为人与环境的交互提供决策支持。

除此以外，相较于其它类别的“大数据”，地球大数据还具备如下特征： 时空性：地球大数据与时间和空间密切相关，具有很强的时空关联性和物理关联性。 多源性：地球大数据的来源多样，涉及遥感影像数据、地面监测站点数据、气象数据据、社会统计数据等，通常来源于不同的机构。 普惠性：相较于其它类型的数据要素，地球大数据的应用领域更加具备普惠性，如助力研究地球的演化过程，分析气候的变化趋势，预测潜在的气象灾害，合理地管理自然资源，从而支撑人与自然关系的可持续发展。

2.地球大数据的价值

地球大数据是大数据产业的重要组成部分。地球大数据以对地观测和地理空间数据为主体，是地球环境相关现象的记录。对地球大数据的分析和应用有助于揭示地球的自然环境、资源分布、气候变化、人类活动等方面的规律，并为生态环保、自然资源、应急管理、城市治理等领域提供决策支持。

我国在政策层面对地球大数据的应用实践高度关注。早在2016年 3 月，我国环保部即发布了《生态环境大数据建设总体方案》，为生态环境大数据建设提供了强有力的政策支持，这也意味着地球大数据在我国的正式起步。

在中共中央、国务院发布的《关于构建数据基础制度 更好发挥数据要素作用的意见》中，也将节能降碳、绿色建造、新能源等可持续发展相关场景列入数据要素赋能的重点领域。2023 年，中共中央、国务院印发《数字中国建设整体布局规划》，其中明确将“建设绿色智慧的数字生态文明”作为数字技术全面赋能经济社会发展的重点，并强调了“推动生态环境智慧治理，加快构建智慧高效的生态环境信息化体系，运用数字技术推动山水林田湖草沙一体化保护和系统治理，完善自然资源三维立体“一张图”和国土空间基础信息平台，构建以数字孪生流域为核心的智慧水利体系”等具体工作方向。

地球大数据的价值主要体现在社会和经济两个方面：社会价值方面：一是地球大数据提供全球范围内的环境监测和资源管理信息，帮助监测和评估环境变化，预测和应对环境问题，支撑环境保护和可持续发展；二是通过地球大数据的分析和预测，可以提前预警自然灾害，支持应急响应和减灾；三是地球大数据可以揭示气候模式、趋势和影响因素，帮助制定应对气候变化的政策和行动；四是地球大数据可以提供城市发展和规划所需的大量地理空间信息，支持城市基础设施建设、交通规划、土地利用规划等方面的决策，促进城市规划和智慧城市建设；五是地球大数据可以提供关于土地利用、森林覆盖、水资源、能源等自然资源的信息，支持资源的科学管理和可持续利用，促进资源的合理分配和保护；六是对地球大数据的研究应用，能帮助科学家进一步理解地球的结构和运行机制，鼓励公众参与到对地球的环保工作中，有助于科学研究和教育宣传工作的开展。

经济价值方面：一是地球大数据可以为农业生产提供土壤水分监测、作物生长预测、病虫害预警等方面的决策支持，提高农作物产量和质量，降低生产成本，促进农业生产和精准农业；二是地球大数据可以提供交通流量监测、交通拥堵预测、优化交通路线等，可以提高城市交通效率，降低能源消耗和交通成本，促进城市交通管理和经济发展；三是地球大数据可以为能源资源勘探开发和管理提供支持，提高能源产量和效率，减少能源浪费和环境影响，推动清洁能源的发展和可持续能源的利用，促进能源开发和管理；四是地球大数据可以为旅游业和文化产业提供包括景点选择、游客行为、文化活动等方面的数据支持，帮助制定旅游线路和推广策略，提升旅游体验和文化产业的发展。

地球大数据的价值释放包括数据资源、关键技术、行业应用这三个要点。其中，数据资源是指通过卫星遥感、地理信息、物联网等系统获取的数据本身及其加工品。关键技术是指在数据获取、数据管理、数据分析、数据安全等方面相关技术。行业应用是指地球大数据在多个不同领域多种应用场景下的落地方式。

数据资源：地球大数据的数据资源包含了地球大气圈、水圈、土壤圈、生物圈、人类圈等多个圈层的基本信息，以及人类活动与之相关的相互影响关系，可用“天、空、人、地”四个方向概括：“天”是指来自于航天设施的观测数据，比如卫星遥感影像；“空”是指地球近地面的数据，比如气象数据、空气质量数据等；“人”是指人与自然相互作用产生的数据，包括如农活动相关数据、工业活动相关数据等；“地”是指通过物联网采集的地面数据或来自于地理信息系统的数据。对地球大数据的数据资源的分类，也可以按照其几何特征（即点、线、面、体等）和时空属性（时空静态、空间静止时间动态、时空动态等）进一步总结。

关键技术：地球大数据的应用流程包括了数据采集、数据管理、数据分析、人工智能、数据安全等方面，每一个部分都在传统大数据领域的关键技术体系基础上，纳入了地球大数据领域独特的数据处理技术。在数据采集方面，主要涉及卫星遥感、AIoT 等方面的技术；在数据管理方面，主要包括多源数据融合、地理信息管理、时空数据库等技术；在数据分析和人工智能方面，主要包括基于时空数据的统计分析、可视化、模拟仿真、逻辑推理、机器学习等技术；此外在数据安全方面，还需涉及可信计算技术以及区块链技术等。在白皮书的第三章，我们将具体介绍地球大数据应用流程中的关键技术。

行业应用：地球大数据可用于多个对一定区域范围内的自然环境进行分析的行业领域，如生态环保、双碳战略、自然资源、智慧应急、城市更新、农林牧渔、气象服务、孪生流域等。在白皮书的第四章，我们将介绍地球大数据的相关行业及其应用。