数据系统

数据系统（data system）是指由数据获取、数据存储、数据更新、数据流通和数据挖掘5部分组成的按照不同的层次分布式存储而成的系统。这样，我们就可以快速地、完整地、形象地、变尺度地了解各种宏观和微观的情况，并充分发挥这些数据的作用。

数据系统介绍

空间数据与文本数据

数据主要由空间数据和文本数据两部分构成。

空间数据指一切与地球有关的、可以用经纬度、高度来表示的所有信息，可以用不同比例尺来表示；

文本数据指包括了人类所有关于地球信息的75%—80%。

数字地球的数据具有无边无缝的分布式数据层结构，包括多源，多比例尺，多分辨率的、历史和现时的、矢量和栅格格式的数据。这些数据通过图像、图形、图表、文本报表等形式分别提供全球或区域范围的数据、信息、知识方面的服务。

这些关于地球的数据无疑是数字地球的核心，它们包括：

①大、中、小比例尺的空间数据；

②各类多光谱，多时相、多分辨率的遥感卫星影像、航空影像；

③不同比例尺的数字专题地图；

④文本形式的有关可持续发展，农业、资源、环境，灾害、人口、全球变化、气候、生物、地理、生态系统、水文循环系统、教育、军事等不同类别的数据。

数据系统的构成

数字地球中，数据系统由数据获取、数据存储、数据更新、数据流通和数据挖掘5部分组成。

数据获取，包括资源、环境、生态与人口、社会、经济有关的很广泛的内容。建立数字地球就是把地球上这些相关的信息都收集起来，按照地球上的地理坐标，建立一个完整的信息地球模型系统。这些数据是按照不同的层次分布式存储的。这样，我们就可以快速地、完整地、形象地、变尺度地了解地球上各种宏观和微观的情况，并充分发挥这些数据的作用。

数字地球的信息获取需要空间分辨率高达1米的对地观测数据，这是数字地球的最重要的关键技术之一。这些数据通过高速宽带网络实现信息的流通与共享，并且通过提炼、优选和深加工，为各种分析应用提供有效信息。这也就是数据挖掘，它是数字地球的至关重要的终端环节。数据挖掘本身是一项非常复杂的高新技术和系统工程，需要有体现科学规律的概念模型设计，便于运用的电脑软件系统，能够实现时空多维显示的技术，具备虚拟环境的功能。通过数据挖掘，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。

国家空间数据基础设施(NSDl)

国家信息基础设施与国家空间数据基础设施，是构成数字地球的数据框架。

国家信息基础设施(NH)，即美国通称的信息高速公路。它主要由计算机服务器、网络和计算机终端组成。因为大量的信息都与地理空间位置有关，因此，美国政府进而提出了投巨资建设国家空间数据基础设施，并在此基础上实现数字地球的战略设想。国家空间数据基础设施属于国家信息基础设施的一部分，它是连接信息高速公路和数字地球的桥梁。

国家空间数据基础设施主要包括：空间数据协调、管理与分发体系和机构；空间数据交换网站(Clearin咖ouse)；空间数据交换标准以及数字地球空间数据框架。“国家地理空间数据交换网站”(NationalGeo-SmtiMDamCleafi~H叫se)是指地理空间数据的生产者、管理者和用户采用电子方式相连接的一个广域的网络工作站。“数字地球空间数据框架”(D掷tdGeo-SmtiMDahFramewoA)是NSDI的核心。它包含了最基本的空间数据集。框架的内容一般包括数字正射影像、数字地面模型、交通、水系、境界和地名注记等内容。这一空间数据框架，一方面为研究和观察地球以及地理分析提供了最基本和公用的数据集，另一方面为用户添加各种与空间位置有关的信息提供了地理坐标参考。建立国家空间数据基础设施投资最大的项目，即是建立数字地球空间数据框架。

元数据与数据标准

为了在海量数据中迅速找到需要的数据，元数据(metadata)库的建设是非常必要的。它是关于数据的数据，通过它可以了解有关数据的名称、位置、属性等信息，从而大大减少用户寻找所需数据的时间。与此同时，由于人们对空间现象的理解和对空间对象的定义有较大的差别，致使空间数据模型和数据结构差异较大，造成空间数据的兼容性较差。因而必须制定严格的空间数据交换标准，以确保各个机构生产和收集的数据都符合有关标准，这是实现数字地球的重要基础。

数据系统概念

计算机是信息处理的工具，但任何形式的信息，无论是数字、文字、声音、图形还是其他类型的信息，都必须转换成二进制形式后才能由计算机进行处理。计算机为什么要使用二进制呢?这是因为数据在计算机中是由电子器件的物理状态来表示的，而二进制计数只需要两个数字符号0和l，可以用两种不同的状态来表示，即低电平表示0和高电平表示l，运算电路容易实现，而且制造两种稳定状态的物理器件要比制造有多个稳定状态的物理器件容易。

数据系统进位计数制

数制是用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数目的方法。不同的数制有共同的特点：

首先是都采用进位计数方式，每一种数制都有固定的数码；其次是都使用位权表示法，同样的数所处位置不同它所代表的值也不同，称为数位的权值。

例如，在十进制中数字6在十位数位置上表示60，在百位数位置上表示600，在小数点后第一位上则表示0．6。各种进位数制中，数的权值是基数的某次幂，对任何一种进位制数都可以写出按其权展开的多项式之和。

数据系统十进制

日常生活中我们常使用十进制计数，十进制的特点是：

数码：0～9，基数为10。

进位规则：逢十进一。

数码在不同的位置上具有不同的值。例如，66．6中小数点左边一位上的6代表6x10的。次幂，小数点右边一位上的6代表6×l0的一1次幂。

数据系统二进制

数码：只有0和1，基数为2。

进位规则：逢二进一。

数据系统八进制

数码：0～7，基数为8。

进位规则：逢八进一。

数据系统十六进制

数码：0～9以及ABCDEF，其中ABCDEF分别代表十进制数10、1l、12、13、14、15。十六进制的基数是16。

进位规则：逢十六进一。

为了区别不同进制数，常在不同进制数后加一字母表示：

十进制数在数字后加字母D或不加字母。

二进制数在数字后加字母B。

八进制数在数字后加字母O。

十六进制数在数字后加字母H。