本世纪70年代以来，环境问题成为人们所关注的严峻社会问题之一。随着全球人口的急剧膨胀、生产规模的日益扩大以及消费水平的不断提高，人类生存空间日渐狭小、资源严重匮乏、环境不断恶化，成为人类无法回避的现实。

　　1998年1月31日，美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心讲演时首次提出了“数字地球”概念，为新世纪地球科学的发展提供了崭新的思路。

　　“数字地球”的核心思想是用数字化手段处理地球问题，最大限度地利用信息资源，其主要是由地学数据、文本数据、基于因特网的操作平台和应用模型组成。实际上，“数字地球”是解决信息共享的一种特殊信息系统，它从地学数据的组织、管理和位置查询等方面为地理信息的不同应用提供保证，并可满足对信息的采集、转换、存储、检索、处理、分析、显示等一系列要求。伴随着IT技术的突飞猛进，它也正随着网络共享、虚拟现实、数字经济等模糊概念向一个以三维空间和多维信息处理为目的的、能够真正共享地球信息的概念体系过渡。

　　可以说，20世纪是地球学研究飞速发展的时代。飞机的发明以及照相机技术的改进使传统的地球信息获取方法得到了改善，形成了以航空摄影测量为标志的地学研究的新的研究分支。紧接着计算机的应用和人造卫星的问世，使遥感技术(RS)与地理信息系统(GIS)技术日趋成熟，而1993年伴随美国全球定位系统(GPS)24颗卫星的发射成功，使“3S”一体化这一“数字地球”的关键技术进入了实用阶段，从而彻底改变了地学信息获取方法，为地学信息研究开辟了新篇章。伴随卫星影像分辨率的提高、计算机处理速度的加快以及卫星空间定位精度的改善，地学信息获取的方法发生了天翻地覆的变化，在地质矿产、水资源、森林草场、海洋渔场、城市规划、气象及海洋预报等领域得到了广泛的应用。与此同时，地学以外的其它部门也开始利用地学信息从事研究和应用工作，人们可以利用GIS指导虚拟外交、打击犯罪、保护生物多样性、预测气候变化以及支持农业生产等。

　　“数字地球”的建设是一项巨大的跨世纪项目，没有任何一个政府组织、企业或学术机构可以单独完成这一浩大工程。事实上，它需要众多的个人、公司、大学、研究机构以及政府组织等的共同参予和辛勤劳动才能建成并逐步完善。从目前现有的计算机操作系统来看，还都不能真正适应这一超繁工作。因此，建立一个网络化地理信息以及多源信息的集成和显示机制成为当务之急，而要完成这一庞大体系所需的科学计算、存储、卫星图像、宽带网等关键技术，便是“数字地球”建设的核心内容。

　　“数字地球”的应用潜力是巨大的，它几乎涉及到人类生活的各个方面。因此，随着可访问和可使用的全球地理信息的日益增长以及遥感、全球定位系统等技术对信息的实时支持，“数字地球”将在虚拟外交、打击犯罪活动、支持农业生产等领域取得广泛应用。此外，“数字地球”还将在预测气候变化、保护生物多样性、对灾害快速反应以及虚拟教育等领域具有广阔的应用前景。事实上，我们所处的社会已为我们提供了大量的机会，使我们处在一个技术空前进步的时代。首先大量的地球高分辨率卫星影像、数字地图以及包括经济、社会和人口在内的信息，使我们的“数字地球”已具备了相当的规模。其次，1米分辨率的数字影像技术成熟与应用，使我们建立“数字地球”至少所需的1米分辨率的全球数字地图成为可能。另外，新一代高速网络(第二代因特网)、高性能通讯技术的完善，为“数字地球”的应用开辟了广阔的市场。

　　可以肯定地说，建设“数字地球”的时代已经到来，21世纪地球空间信息研究与应用的热点必将是“数字地球”。