Science正刊|大数据在地球科学中的应用：实践与前景

文摘 2024-08-22 23:07 美国

论文概要

《大数据在地球科学中的应用：最新实践与前景》深入探讨了大数据在推动我们理解地球系统方面的变革性作用，通过数据收集、分析和建模的增强，跨越了地球科学的多个子学科。以下是对其核心思想和主要贡献的详细分析和总结：

1. 大数据在地球科学中的定义与范围：地球科学中的大数据的特点是体量大、速度快、种类多、真实性高及价值大，常被称为五V。这些数据来自包括卫星、传感器和众包输入在内的多样化来源，需要先进的计算工具进行有效分析。

2. 涉及讨论的学科：论文重点讨论了水文学、海洋学和大气科学，探讨了大数据如何通过提供更深入的洞察力并解决复杂的科学问题，革新了这些领域。

3. 大数据的挑战：尽管大数据具有巨大潜力，但也面临诸如确保数据质量、管理庞大的数据量以及维持科学研究的可复制性和可重复性等挑战。

主要贡献

1. 数据技术的进步：现代传感器和高分辨率模型的使用极大增加了可用数据的量，允许对地球现象进行前所未有的详细探索。

2. 对科学研究的影响：大数据被视为科学研究的新支柱，与理论、实验和计算并行，从根本上改变了地球科学研究的范式。

3. 数字孪生：数字孪生的概念突出显示为一种未来工具，可以改进预测并加深对各种地球过程的理解。

4. 可持续性和政策含义：大数据的应用与应对全球挑战如气候变化和可持续发展相关联，与国际努力如联合国可持续发展目标相一致。

5.工具与平台：讨论了数据分析和可视化工具的重大进步，如Google Earth Engine和Esri的平台，这些工具有助于高效管理和分析地球科学数据。

结论

文章总结指出，尽管大数据为地球科学的转型提供了深刻的潜力，提供了详细的洞察力并支持复杂的建模工作，但也需要仔细的管理和标准化，以确保其在科学研究中的有效使用。强调持续发展数字孪生和增强的分析工具对于充分利用大数据理解和应对环境和气候问题至关重要。这篇全面的回顾强调了大数据在推进地球科学方面的关键作用，强调其承诺以及需要导航的技术和伦理挑战。

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