科學(xué)數(shù)據(jù)的積累、開放、共享，是世界科技發(fā)展的重要資源和推動(dòng)力，但數(shù)據(jù)“孤島”頻現(xiàn)，讓不同領(lǐng)域大量科學(xué)數(shù)據(jù)處于沉睡狀態(tài)。我國積極推動(dòng)地球大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)共享到主動(dòng)共享轉(zhuǎn)變，通過建立數(shù)據(jù)、計(jì)算與服務(wù)一體化的數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，推動(dòng)形成地球科學(xué)數(shù)據(jù)共享新模式
如何讓黃河三角洲40年間的變化像過電影一樣地展現(xiàn)在人們眼前？如何在一張圖內(nèi)看到全世界風(fēng)云變幻？如何在一個(gè)網(wǎng)站搜索到所有需要的數(shù)據(jù)……
新年伊始，中國科學(xué)院發(fā)布的A類戰(zhàn)略性科技先導(dǎo)專項(xiàng)——“地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程”給出了答案。
打破數(shù)據(jù)“孤島”
地球大數(shù)據(jù)有何用？“地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程”專項(xiàng)負(fù)責(zé)人、中國科學(xué)院院士郭華東舉了個(gè)例子：如果把我國430個(gè)人口超過30萬的城市遙感數(shù)據(jù)和人口數(shù)據(jù)等結(jié)合研究，就能了解土地使用率與人口增長率之間的比率。比如1990年至2000年，大數(shù)據(jù)顯示，安徽省的城市人口增長率在增加，但土地消耗率在降低，總體上人口城市化大于土地城市化；2000年以后，大數(shù)據(jù)又顯示，安徽省人口增長率持續(xù)降低，土地消耗率卻明顯提升，土地消耗率與人口增長率比率持續(xù)增加，這表明安徽省的土地城市化遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人口城市化。
大數(shù)據(jù)時(shí)代，科技創(chuàng)新越來越依賴于科學(xué)數(shù)據(jù)綜合分析。“大數(shù)據(jù)是財(cái)富，也是資源，作為大數(shù)據(jù)的重要組成部分，地球大數(shù)據(jù)正催生人們用全新的思維方式去了解地球。”郭華東說。
但是，我國的數(shù)據(jù)共享一直是個(gè)難題：很多單位和機(jī)構(gòu)都有自己的數(shù)據(jù)資源，都認(rèn)為數(shù)據(jù)應(yīng)該共享，可真正實(shí)現(xiàn)共享很困難。
一位科學(xué)家曾對這種“各自為戰(zhàn)”的狀況深有感觸。他到國外參加學(xué)術(shù)會(huì)議，在會(huì)上才知道與他同一系統(tǒng)的另一個(gè)研究單位也在做同樣的研究，而且其中有很多是重復(fù)性的。
數(shù)據(jù)“孤島”頻現(xiàn)，讓不同領(lǐng)域大量科學(xué)數(shù)據(jù)處于沉睡狀態(tài)。“科學(xué)數(shù)據(jù)的積累、開放、共享已經(jīng)成為世界科技發(fā)展的重要資源和推動(dòng)力。”在中國科學(xué)院副院長張亞平看來，致力于推動(dòng)地球大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)共享到主動(dòng)共享轉(zhuǎn)變，在科學(xué)數(shù)據(jù)共享及其體制機(jī)制若干關(guān)鍵問題上取得實(shí)質(zhì)性突破，為中科院乃至國家層面形成良好的數(shù)據(jù)共享新生態(tài)，中科院理應(yīng)先行先試。
為了喚醒沉睡的科學(xué)數(shù)據(jù)，2018年1月1日，中國科學(xué)院A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“地球大數(shù)據(jù)科學(xué)工程”正式啟動(dòng)實(shí)施，執(zhí)行期5年。作為2018年度的重要成果，地球大數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)近日正式發(fā)布。
“平臺(tái)以共享方式為全球用戶提供系統(tǒng)、多元、動(dòng)態(tài)、連續(xù)并具有全球唯一標(biāo)識(shí)規(guī)范化的地球大數(shù)據(jù)，通過建立數(shù)據(jù)、計(jì)算與服務(wù)一體化的數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，推動(dòng)形成地球科學(xué)數(shù)據(jù)共享新模式。”郭華東表示。
服務(wù)全球用戶
地球大數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)的“體量”有多大？
根據(jù)郭華東提供的數(shù)據(jù)，平臺(tái)目前提供的共享數(shù)據(jù)總量約5PB（1PB=1024TB）。其中，對地觀測數(shù)據(jù)1.8PB，生物生態(tài)數(shù)據(jù)2.6PB，大氣海洋數(shù)據(jù)0.4PB，基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)及地面觀測數(shù)據(jù)0.2PB；地層學(xué)與古生物數(shù)據(jù)庫49萬條、中國生物物種名錄360萬條、微生物資源數(shù)據(jù)庫42萬條數(shù)據(jù)記錄,組學(xué)數(shù)據(jù)目前在線10億條。
“目前用戶能夠在線檢索到40%數(shù)據(jù)，隨著硬件條件不斷完善，平臺(tái)數(shù)據(jù)將陸續(xù)上線，并且每年將以3PB的數(shù)據(jù)量更新。”郭華東說。
數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)和CASEarth Databank系統(tǒng)，以及區(qū)域系統(tǒng)——數(shù)字絲路地球大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，這是地球大數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)的3個(gè)核心系統(tǒng)。
正如阿里巴巴創(chuàng)造的淘寶模式一樣，數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)提供的是一個(gè)快捷精準(zhǔn)的地球科學(xué)數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)基于專項(xiàng)數(shù)據(jù)特點(diǎn)，可提供項(xiàng)目分類、關(guān)鍵詞檢索、標(biāo)簽云過濾、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)推薦等多種數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)模式，同時(shí)提供在線下載、應(yīng)用程序編程接口訪問等多種數(shù)據(jù)獲取模式，支持可定制的多格式數(shù)據(jù)在線查看、預(yù)覽和查詢，并能應(yīng)對各種個(gè)性化需求，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、收藏、推薦、下載和評(píng)價(jià)服務(wù)。用戶可以利用這個(gè)系統(tǒng)，根據(jù)數(shù)據(jù)共享權(quán)限進(jìn)行共享服務(wù)。
數(shù)字絲路地球大數(shù)據(jù)系統(tǒng)包括“一帶一路”區(qū)域資源、環(huán)境、氣候、災(zāi)害、遺產(chǎn)等專題數(shù)據(jù)集94套、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)數(shù)據(jù)產(chǎn)品57類、共享數(shù)據(jù)超過120萬億字節(jié)。目前，該系統(tǒng)已具備千萬億字節(jié)級(jí)的軟硬件環(huán)境，在國際上率先研發(fā)了通用大數(shù)據(jù)平臺(tái)下地球大數(shù)據(jù)提取、轉(zhuǎn)換與加載工具集，實(shí)現(xiàn)了6大類數(shù)據(jù)的檢索、共享、產(chǎn)品可視化展現(xiàn)，并通過中、英、法3種語言版本在國際上實(shí)施共享。
利用CASEarth Databank系統(tǒng)，你可以像看電影一樣觀看目標(biāo)地點(diǎn)數(shù)十年的滄桑巨變。此系統(tǒng)提供長時(shí)序的多源對地觀測數(shù)據(jù)即得即用產(chǎn)品集，包括1986年中國遙感衛(wèi)星地面站建設(shè)以來20萬景（每景12種產(chǎn)品，共計(jì)240萬個(gè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品）的長時(shí)序陸地衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品等。
有了它能干啥？比如在重要會(huì)議前，我們可以清楚地透過顏色變化,了解從江蘇到山東滸苔的變化趨勢，在一分鐘內(nèi)就可以將過去滸苔在該地區(qū)間的移動(dòng)了然于胸，不用再大費(fèi)周折實(shí)地考察。同時(shí)，該系統(tǒng)還引入人工智能等先進(jìn)技術(shù)，面向一般用戶、行業(yè)用戶和科學(xué)家用戶，提供不同層次的對地觀測數(shù)據(jù)分析與信息挖掘服務(wù)，為你“量身定制”所需內(nèi)容。
“未來，用戶不僅可以利用其數(shù)據(jù)、計(jì)算和技術(shù)來實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，也可以上載多源數(shù)據(jù)，嵌入算法模型，并結(jié)合系統(tǒng)資源來完成特定的專題信息挖掘、知識(shí)發(fā)現(xiàn)和決策支持。”郭華東說。
面向科學(xué)發(fā)現(xiàn)
根據(jù)郭華東的研究，一個(gè)國家擁有大數(shù)據(jù)的“體量”與國家的GDP發(fā)展成正比，“誰擁有了大數(shù)據(jù)，誰就擁有了未來”。
不過，僅僅擁有還不夠，科學(xué)數(shù)據(jù)的價(jià)值在于使用。對于有些科學(xué)家對自己的數(shù)據(jù)“總愿意鎖在自己的抽屜里”，不愿意共享的情況，郭華東表示：“該系統(tǒng)可以解決科學(xué)家數(shù)據(jù)共享的后顧之憂，你的數(shù)據(jù)上線了，進(jìn)入到這個(gè)系統(tǒng)，會(huì)擁有自己的版權(quán)，在這個(gè)平臺(tái)上，數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)全球定位并且擁有自己的專屬‘身份證’。”
談及與同為資源數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的谷歌大數(shù)據(jù)的區(qū)別，郭華東表示，主要有4點(diǎn)不同：首先，數(shù)據(jù)資源不同，谷歌大數(shù)據(jù)是基于大量的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，以遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)為主，而地球大數(shù)據(jù)平臺(tái)是在充分重視衛(wèi)星數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上，同時(shí)采用大量大氣、海洋、陸地等數(shù)據(jù)，在資源環(huán)境、生態(tài)生物方面都是高度集成的；其次，系統(tǒng)功能不同，谷歌更多地做一些展示和空間分析系統(tǒng)，而他們則更多地加入了計(jì)算系統(tǒng)，促進(jìn)數(shù)據(jù)、計(jì)算、服務(wù)一體化；第三，應(yīng)用服務(wù)不同，谷歌更多地做大眾化的系統(tǒng)，而他們的技術(shù)則更多面向科學(xué)發(fā)現(xiàn)，例如對區(qū)域地質(zhì)演化規(guī)律的理解，對生物學(xué)發(fā)現(xiàn)和古生物研究等方面；最后，谷歌的目標(biāo)是面向市場，但他們的系統(tǒng)更多地服務(wù)于政策、決策，科學(xué)家可以利用地球大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行更多科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
正如張亞平所說，如果我們不跨越數(shù)據(jù)共享這座高山，就永遠(yuǎn)不可能到達(dá)大數(shù)據(jù)勝利的彼岸。構(gòu)建地球大數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)，中科院走出了成功的第一步，也是堅(jiān)實(shí)的一步。
摘自《經(jīng)濟(jì)日報(bào)》
