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绘制数据蓝图 解码地球奥秘

时间:2019-10-28 18:38:48   阅读:3715  
[摘要] 对此,我国科学家挺身而出,瞄准“地球大数据”开展科研攻关。郭华东表示,地球大数据具备海量、多源、异构、多时相、多维度、高耦合度、非平稳以及非结构化等特点,正在成为认识地球的新钥匙、知识发现的新引擎和决

资料来源:《经济日报》

中国科学院遥感与数字地球研究所地球模型。作者:记者郭静

最近,中国出席第74届联合国大会代表团向联合国正式提交了四份文件。其中包括中国科学院组织的《支持可持续发展目标的地球大数据报告》(Report on Earth Big Data Supporting Sustainable Development Goals),该报告展示了中国利用地球大数据技术支持实施2030年可持续发展议程和政策决策的探索与实践。

随着科学技术的飞速发展,蓝色星球地球在大数据编织的精细网络中变得越来越“透明”。近日,中国科学院正式发布《支持可持续发展目标的地球大数据报告》(以下简称《报告》)。报告中的秘密是什么?请跟随《经济日报》的记者去寻找答案。

关注积累新数据的新方法

2015年,193个联合国会员国通过了"改变我们的世界:2030年可持续发展议程"。世界各国正在日益严重的全球问题上积极实施可持续发展目标。

然而,地球大数据科学项目主任、中国科学院院士郭华东坦言,监测可持续发展目标的实施过程面临艰巨挑战。其中,指标数据严重短缺是监测可持续发展目标的主要挑战之一:数据统计系统不完善和不一致以及指标体系缺乏是数据缺乏和质量差的主要原因。因此,保证数据的可靠性,科学地建立可持续发展目标评价指标体系仍然是一个难题。

郭华东向记者展示了一组数据:在2030年可持续发展议程的17个可持续发展目标、169个具体目标和230个指标中,只有45%是用方法和数据评估的,39%是用方法和数据评估的,而16%是在没有方法和数据的情况下评估的。“在有方法、无数据、无方法和无数据的指标评估方面取得突破,已成为联合国可持续发展目标进程中最紧迫的任务。”

“指标的评估主要取决于各国统计部门的调查。然而,传统的统计调查方法在评价指标的及时性、空间分辨率和成本方面存在一些不足。世界对此已达成广泛共识。”中国科学院航天信息研究所研究员陈翔给记者举了一个例子。一些国家拥有丰富的农业资源,但是缺乏评估农业状况的方法导致了一个“金饭碗”尚未被喂养。例如,莫桑比克的芒果树分布在全国各地,但芒果资源的状况仍然不明朗,无法有效利用。

对此,中国科学家挺身而出,发起了以“地球大数据”为目标的科学研究。“大数据作为科技创新的一个重要方面,正在为科学研究带来新的研究方法和手段,并有望推动新研究范式的产生。”郭华东说,地球大数据具有海量、多源、异构、多时相、多维、高耦合、非平稳和非结构化的特点,正在成为了解地球的新钥匙、知识发现的新引擎和决策支持的新手段。

2018年1月1日,中国科学院正式启动“地球大数据科学项目”(earth big data science project),这是一项战略性、领先性的a类科技项目,致力于构建资源、环境、生物、生态等多个领域的大数据和云服务共享平台,推动地球大数据领域的技术创新和地球系统科学的重大突破和科学发现。《支持可持续发展目标的地球大数据报告》是一年多特别实施的结果。

郭华东说,该报告侧重于零饥饿、清洁饮用水和卫生设施、可持续城市和社区、水下生物和陆地生物等具体目标,选择了几个典型案例进行深入研究。数据分析结果可为其他国家实施2030年议程提供有益的参考,并为中国解决更多的全球和区域可持续发展问题提供解决方案。

典型案例解读科学基础

早些时候,世界自然保护联盟根据自己的评估标准,将我们的国宝大熊猫的濒危等级从“濒危”降低到“脆弱”。这是从哪里来的?大熊猫真的安全吗?

答案在本期报告中给出。该报告显示,大熊猫的数量从1976年到2013年有所增加,但自2001年以来,大熊猫的栖息地比1988年被列为濒危物种时更小、更分散。“因此,仅仅根据种群数量来降低大熊猫的濒危程度是不合理的。濒危类别的评估需要综合人口和生境两个因素,以便更客观地进行保护。”郭华东说。

例如,小伙伴在哪里可以最方便快捷地享受公共交通服务?报告指出,在可持续发展的城市和社区方面,澳门、香港、上海和北京的公共交通最为便利,北京的公共空间开放率也是全国最高的。全国各省能够方便使用公共交通的人口比例平均为64.28%,其中东部地区普遍高于中西部地区,南部省普遍高于北部省。从地级市的规模来看,人口稠密、易于使用公共交通的城市人口比例普遍高于人口稀少的城市。

在清洁饮用水和卫生设施方面,报告显示,2017年地表水质量略好于2016年。西部地区的地表水水质总体上好于东部地区,新疆和西藏地区的地表水水质最好。经过多年的持续治理,全国地表水水质有了明显改善,但东部一些省市仍需进一步提高治理水平。

通过这种方式,本期《报告》介绍了12个与中国有关的研究案例。此外,特别项目还对全球城市化进程、高亚洲冰川退化以及非洲和中亚国家水资源状况的数据和方法进行了深入研究。

例如,应评估全球大气二氧化碳浓度对气候变化的影响,以加强关于减缓、适应、减少影响和预警的教育和宣传。“我们可以看到,全球大气二氧化碳浓度的年际增加主要来自人为排放。极端气候的出现也增加了一些陆地生态区域的二氧化碳排放量,导致年度增量波动加剧。”对此,郭华东建议,在控制人为二氧化碳排放的同时,敏感的陆地生态系统也应得到科学修复和管理,以减少极端气候对生态系统的影响。

郭华东告诉记者,报告中显示的可持续发展目标评价进展为联合国机构促进可持续发展相关合作以及“一带一路”相关国家建立更完善的可持续发展目标评价体系提供了坚实的科学基础。

走向可持续发展的目标

实践证明,地球大数据作为一种新的科学方法,具有很大的应用价值,可以为中国和广大发展中国家和地区的可持续发展目标提供监测和评价服务。

郭华东说,联合国的可持续发展目标和中国的国家发展战略是相辅相成的。本期《报告》只是中国为联合国可持续发展目标服务的科技创新平台。这是利用地球大数据促进实现可持续发展目标的具体贡献。这也是中国实施技术促进机制以促进实现可持续发展目标的一个实际案例,包括可以在其他国家推广的数据方法。

“地球大数据科学项目”的视角更长远。郭华东直言不讳地说,该项目的最终目标是建立一个国际地球大数据科学中心。其中包括:发射casearth小卫星以提高数据采集能力;建设地球大数据云服务基础平台,提高数据处理能力;构建数字地球科学平台,增强决策支持能力;围绕“一带一路”和“美丽中国”,实现全球、区域、国家和典型区域可持续发展目标指标的监测和评价。

“专项可以不断发挥自身特点和优势,以技术推广机制为宗旨,投入高质量、准确的科技力量,实现可持续发展目标的数据源、方法、实施案例和决策支持的创新,为可持续发展目标相关重大问题提供更加可靠的数据基础和新的研究理论和方法。”郭华东说。

推动实施2030年可持续发展议程已成为全球发展领域的核心任务。“越来越多的国家、地区、组织和企业参与其中,共同努力促进联合国可持续发展目标的实现。”中国科学院副院长张亚平表示,未来“地球大数据科学项目”将继续开展可持续发展目标研究,深化院内外、国内外合作,加强相关研究成果的整合,争取更多科技工作者加入联合国2030议程并做出更大贡献。(郭靖远)

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