中国教育

　　一、本专业的教育历史、现状与发展方向

　　自从科尔（1998年）提出“数字地球”的概念以来，地球信息科学技术在世界范围内引起了广泛的重视，并已在矿产资源调查、环境监测、水土资源评价、灾害监测和灾情评估、城市建设规划乃至投资环境和风险评估、政府和军事决策等领域，显示出强大的优势与生命力。然而，如何将岩石地球庞大的观测结果数字化和信息化，揭示地球内部各种物质流和能量流的发生发展规律，可以说是地球信息科学面临的重大挑战，同时也是地球信息科学及相应信息处理技术的重要发展方向。应对上述挑战，人才培养是制高点。在我国，地理信息系统（GIS）专业仅设于地理学科，其人才的专业知识侧重于地球表面和流体地球部分，难以胜任地表以下的各类信息处理和相应的各类应用软件开发。因此，必须培养具备固体地球科学知识，同时又掌握信息科学技术的新型地球科学人才。为此，教育部高等学校地球科学教学指导委员会地球物理学与地质学类专业教学指导分委员会分别于2001年和2002年召开会议进行研讨，提出了在地质学中设置“地球信息科学与技术”本科专业的建议。至2003年，浙江大学、中国地质大学、中国海洋大学、同济大学、中南大学等高校已申报设置了该专业并开始招生。

　　1.本专业主干学科概况

　　地球信息科学(Geo-information Science)是地球科学与信息科学结合而形成的地球科学新兴学科，其任务是从信息流的角度揭示地球物质的属性和空间分布， 以及地球物质流和能量流的发生、发展过程和演化规律， 从而达到人类对资源、环境、社会实施宏观调控的目的。

　　地球信息科学被提出以来，学科的研究一直侧重于地球表面和流体地球，原因主要与目前的信息技术尚无法迅速和大批量地获取固体地球内部的信息有关。然而，人类在最近两个多世纪中，对固体地球的地质观测与研究所获得的有关地球内部的信息，事实上已几达天文数字，问题是如何将地质学的知识信息、转化为现代地球信息系统可以处理的数字信息，并在此基础上，将现代的信息分析技术与地质过程的研究相结合，揭示地球内部物质流和能量流的发生发展规律并预测其结果，此为地球信息科学目前需要解决的主要科学问题。

　　地球信息技术是地球信息科学的支撑体系。地理信息系统（GIS）是该体系的核心，它集成了地图的独特视觉化效果和地理分析功能以及一般数据库的操作功能（例如查询和统计分析等）。GIS与GPS（全球定位系统）、RS（遥感信息采集系统）和信息传输系统（信息高速公路）结合，构成了具有数据采集、管理、查询、计算、分析、传输和可视化输出等多种功能的地球信息技术体系。

　　尽管地球信息科学，尤其是它在固体地球方面的探索，目前不论在理论抑或实践上均处于起步阶段，学科体系远未完善。然而，它的技术支撑体系所展示的强大优势，以及人类社会发展所面临的资源环境压力而产生的对地球科学的要求，使该学科具有巨大的发展前景，引起了世界各国的普遍关注与重视。

　　2. 主干学科方法论介绍

　　固体地球信息获取系统有以下三个：

　　地表信息获取系统--获取各类地质体在地球表面分布的空间信息，使用的方法包括地表地质测量、填图、卫星遥感等；

　　深部信息获取系统--获取地表以下的地质体的空间信息，使用的方法包括钻探、各种地下工程以及各种地球物理探测等；

　　属性信息获取系统--获取地质体的物理化学属性，例如化学组成、同位素组成、年龄以及各种物理性质等，使用的方法包括各种实验和分析测试。

　　在上述三个系统中，用人工传感器（例如遥感和地球物理探测）获得的信息属于从信息源直接映射的“源信息”；通过观察者的人体传感器接收后以某种方式，例如文字、图形、表格等记录的信息，属于带有特定格式的“知识信息”。地球信息科学的方法是：（1）通过对人工传感器获得的大量源信息的分析处理，从中提取知识信息；（2）将现存数量庞大的格式信息转换为数字信息，用现代地球信息技术对其进行储存、管理与分析，寻找各类信息的时空分布规律，从而为人类在资源寻找和开发利用、地质环境评价、地质灾害的预报和灾情评估、地质勘查和工程建设等方面提供决策依据；（3）将信息分析技术与地质学的理论思维相结合，模拟地球内部的能量流和物质流发生发展的过程，预测过程的效应或结果，最终使人类达到对地球的资源、环境与社会发展的实施宏观调控的科学目的。

　　3.本专业相关学科及影响

　　地球信息科学是地球科学与信息科学结合的产物。固体地球信息科学的任务，就是从信息流的角度来揭示地球内部的物质属性和空间分布， 以及物质流和能量流的发生、发展过程和演化规律。地球信息技术为固体地球信息科学的研究提供了强大的技术支撑，但从事地球信息科学研究，除了要熟练掌握地球信息技术外，还必须对固体地球中的各类地质体或地质过程有较深的了解，就如“疱丁解牛”，既要有锋利的“刀”，更要理解“牛”的结构构造。只有对固体地球中各类地质体或地质过程有较深的了解，才有可能正确提取各类地质体或地质过程的特征信息，以及用地球科学的思维进行信息分析和信息处理。因此，基础地质学知识是本专业必不可少的知识。然而，不同的学校设置本专业，应有明确的办学切入点，根据自身的办学基础与特色构建学生的知识体系。