Digital Earth es el nombre dado a un concepto del ex vicepresidente estadounidense Al Gore en 1998, que describe una representación virtual de la Tierra georreferenciada y conectada a los archivos de conocimiento digital del mundo.
En un discurso [1] preparado para el Centro de Ciencias de California en Los Ángeles el 31 de enero de 1998, Gore describió un futuro digital en el que los escolares -de hecho, todos los ciudadanos del mundo- podrían interactuar con un globo virtual giratorio tridimensional generado por computadora y acceder grandes cantidades de información científica y cultural para ayudarles a comprender la Tierra y sus actividades humanas. La mayor parte de este almacén de conocimientos sería gratuito para todos a través de Internet; sin embargo, se previó que coexistiera un mercado comercial de productos y servicios relacionados, en parte para respaldar la costosa infraestructura que requeriría dicho sistema. El origen de la idea se remonta al Geoscopio de Buckminster Fuller , una gran pantalla esférica para representar fenómenos geográficos. [2]
Muchos aspectos de su propuesta se han realizado, por ejemplo, geonavegadores de globos virtuales como NASA World Wind , Google Earth y Bing Maps 3D de Microsoft para aplicaciones comerciales, sociales y científicas. Pero el discurso de Gore describió una vinculación de sistemas verdaderamente global y colaborativa que aún no se ha producido. Esa visión ha sido interpretada y definida continuamente por la creciente comunidad global de intereses que se describe a continuación. La Tierra Digital imaginada en el discurso ha sido definida como una "visión organizativa" para guiar a científicos y tecnólogos hacia un objetivo compartido, prometiendo avances sustanciales en muchas áreas científicas y de ingeniería, similar a la superautopista de la información . [3]
Dos extractos notables de la Declaración de Beijing sobre la Tierra Digital, [4] ratificada el 12 de septiembre de 2009 en el 6º Simposio Internacional sobre la Tierra Digital en Beijing:
Un grupo de científicos geográficos y ambientales internacionales del gobierno, la industria y el mundo académico reunidos por la Iniciativa Vespucci para el Avance de la Ciencia de la Información Geográfica [5] y el Centro Conjunto de Investigación de la Comisión Europea [6] publicaron recientemente "Next-Generation Digital Earth", un documento de posición [7] que sugiere sus ocho elementos clave:
En la última década se han logrado avances significativos hacia la Tierra Digital, como se recoge en un estudio de Mahdavi-Amiri et al., [8] que incluye trabajos en estas categorías:
El número de infraestructuras de datos espaciales ha crecido constantemente desde principios de la década de 1990, ayudado en parte por los estándares de interoperabilidad mantenidos por el Open Geospatial Consortium y la Organización Internacional de Normalización (ISO). Entre los esfuerzos recientes importantes para vincular y coordinar las IDE se incluyen la Infraestructura para la Información Espacial en Europa (INSPIRE) [9] y la Iniciativa UNSDI del Grupo de Trabajo sobre Información Geográfica de las Naciones Unidas (UNIGWG). [10] Entre 1998 y 2001, el Grupo de Trabajo Interagencial sobre la Tierra Digital (IDEW), presidido por la NASA, contribuyó a este crecimiento centrándose especialmente en cuestiones de interoperabilidad, [11] dando lugar al estándar Web Map Service, entre otros.
El uso científico de globos virtuales de navegador geográfico como Google Earth , World Wind de la NASA y ArcGIS Explorer de ESRI [12] ha crecido significativamente a medida que su funcionalidad ha mejorado y el formato KML se ha convertido en el estándar de facto para las visualizaciones de globos. Se pueden ver numerosos ejemplos en Google Earth Outreach Showcase [13] y en World Wind Java Demo Applications and Applets. [14]
Los geosensores se definen como "... cualquier dispositivo que reciba y mida estímulos ambientales que puedan referenciarse geográficamente". [7] Desde hace muchos años existen redes de geosensores a gran escala que miden fenómenos de la superficie de la Tierra, hidrológicos y atmosféricos. La llegada de Internet condujo a una gran expansión de dichas redes [7] y esfuerzos como la Iniciativa del Sistema de Sistemas de Observación Global de la Tierra (GEOSS) tienen como objetivo conectarlas.
El término Información Geográfica Voluntaria fue acuñado en 2007 por el geógrafo Michael Goodchild , [15] refiriéndose al volumen rápidamente creciente de contenido social y científico georreferenciado generado por usuarios que está disponible en la Web por parte de individuos y grupos tanto expertos como no expertos. Este fenómeno se considera una Geoweb emergente que proporciona interfaces de programación de aplicaciones (API) a los desarrolladores de software y un software de cartografía web cada vez más fácil de usar tanto para los científicos como para el público en general.
El International Journal of Digital Earth es una revista de investigación revisada por pares, lanzada en 2008, que se ocupa de la ciencia y la tecnología de Digital Earth y sus aplicaciones en todas las disciplinas principales.
La Sociedad Internacional para la Tierra Digital es una organización internacional apolítica, no gubernamental y sin fines de lucro, principalmente para la promoción del intercambio académico, la innovación científica y tecnológica, la educación y la colaboración internacional. [dieciséis]
Se han celebrado varios Simposios Internacionales sobre Tierra Digital (ISDE). Ha habido siete simposios ISDE y tres Cumbres de la Tierra Digital. Las actas de muchos de ellos [17] están disponibles. El séptimo Simposio se celebró en Perth, Australia Occidental, en 2011. La cuarta Cumbre de la Tierra Digital [18] se celebró en Wellington, Nueva Zelanda, en septiembre de 2012.
El término Modelo de Referencia de la Tierra Digital (DERM) fue acuñado por Tim Foresman en el contexto de una visión de una plataforma geoespacial que lo abarca todo como un resumen del flujo de información en apoyo de la visión de Al Gore de una Tierra Digital. [19] El modelo de referencia Tierra Digital busca facilitar y promover el uso de información georreferenciada de múltiples fuentes a través de Internet. [20] Un modelo de referencia digital de la Tierra define un marco de referencia global fijo para la Tierra utilizando cuatro principios de un sistema digital , [21] a saber:
El Open Geospatial Consortium tiene un estándar de sistema de referencia espacial basado en el DERM llamado Sistema [Discrete Global Grid] (DGGS). Según OGC , "un DGGS es un sistema de referencia espacial que utiliza una teselación jerárquica de celdas para dividir y abordar el globo. Los DGGS se caracterizan por las propiedades de su estructura celular, geocodificación, estrategia de cuantificación y funciones matemáticas asociadas. El OGC DGGS El estándar admite la especificación de infraestructuras DGGS estandarizadas que permiten el análisis integrado de datos geoespaciales distribuidos de gran tamaño, de múltiples fuentes, de múltiples resoluciones, multidimensionales y distribuidos. La interoperabilidad entre implementaciones de OGC DGGS se anticipa a través de codificaciones de interfaz de extensión de los servicios web de OGC. . [24] Por lo tanto, el DGGS es una cuadrícula de información discreta y jerárquica con un esquema de direccionamiento (o indexación) para asignar direcciones únicas a cada celda en todo el dominio DGGS. [25]
Los desarrollos tecnológicos que respaldan el marco tecnológico actual de Digital Earth se remontan a los avances informáticos estadounidenses derivados de la competencia de la Guerra Fría , la carrera espacial y las innovaciones comerciales. Por lo tanto, muchas innovaciones pueden atribuirse a corporaciones que trabajan para el Departamento de Defensa o la NASA . Sin embargo, los fundamentos filosóficos de la Tierra Digital pueden estar más estrechamente alineados con la mayor conciencia de los cambios globales y la necesidad de comprender mejor los conceptos de sostenibilidad para la supervivencia del planeta. Estas raíces se remontan a visionarios como Buckminster Fuller , quien propuso el desarrollo de un GeoScope hace medio siglo, análogo a un microscopio, para examinar y mejorar nuestra comprensión del planeta Tierra .
Desde el otoño de 1998 hasta el otoño de 2000, la NASA lideró la iniciativa estadounidense Digital Earth en cooperación con sus agencias gubernamentales hermanas, incluido el Comité Federal de Datos Geoespaciales (FGDC). [26] La atención al desarrollo consensuado de estándares, protocolos y herramientas a través de iniciativas cooperativas de prueba fue el proceso principal para el avance de esta iniciativa dentro de la comunidad gubernamental. [11]
En 1999, la NASA fue seleccionada para encabezar un nuevo Grupo de Trabajo Interagencial sobre la Tierra Digital (IDEW), debido a su reputación por sus innovaciones tecnológicas y su enfoque en el estudio del cambio planetario. La nueva iniciativa estuvo ubicada en la Oficina de Ciencias de la Tierra de la NASA . Este enfoque titular se consideró necesario para ayudar a alinear a más de 17 agencias gubernamentales y mantener la sostenibilidad y las aplicaciones orientadas a la Tierra como principio rector de la empresa Digital Earth. Se colocaron componentes para el desarrollo de interfaces gráficas de usuario (GUI) terrestres tridimensionales en varios sectores tecnológicos para estimular el apoyo al desarrollo cooperativo. Si bien inicialmente se limitó al personal gubernamental, la industria y el mundo académico fueron los primeros observadores que asistieron a los talleres de IDEW para discutir temas como visualización, fusión de información , estándares e interoperabilidad, algoritmos computacionales avanzados, bibliotecas digitales y museos. En marzo de 2000, en una reunión especial de IDEW organizada por Oracle Corporation en Herndon, Virginia , representantes de la industria demostraron varios prototipos prometedores de visualización en 3D. En dos años, estos estaban cautivando a audiencias internacionales, incluidos Kofi Annan y Colin Powell , en el gobierno, los negocios, la ciencia y los medios de comunicación que comenzaron a comprar los primeros navegadores geográficos comerciales. Así como la espectacular fotografía Apolo de Earthrise proporcionó una imagen inspiradora centrada en la Tierra para que las nuevas generaciones apreciaran la fragilidad de nuestra biosfera, las Tierras Digitales 3-D comenzaron a inspirar a un número cada vez mayor de personas a la posibilidad de comprender mejor y posiblemente salvar nuestro planeta. La introducción de datos satelitales en cajas de herramientas espaciales comercialmente accesibles mejoró significativamente la capacidad de mapear, monitorear y administrar los recursos de nuestro planeta y proporcionar una perspectiva unificadora sobre la visión de la Tierra Digital.
Después de que Al Gore perdiera las elecciones presidenciales de 2000 , la administración entrante consideró que el apodo programático Digital Earth era un lastre político. Digital Earth quedó relegada a un estado minoritario dentro del FGDC, utilizado principalmente para definir modelos de referencia de visualización tridimensional.
En 1999, con el pleno respaldo del gobierno chino, el Simposio Internacional inaugural sobre Tierra Digital en Beijing proporcionó un lugar para el amplio apoyo internacional para implementar la visión de Gore Tierra Digital introducida un año antes. El resultado fueron cientos de ciudades terrestres digitales creadas por gobiernos y universidades. [ cita necesaria ] En China, Digital Earth se convirtió en una metáfora de la modernización y automatización con computadoras, lo que llevó a su incorporación a un plan de modernización de cinco años. Originaria de la comunidad de teledetección satelital de China , la destreza de Digital Earth se extendió a una variedad de aplicaciones que incluyen predicciones de inundaciones, modelado de nubes de polvo , evaluaciones ambientales y planificación urbana . China ha estado omnipresente en todas las conferencias internacionales de Digital Earth desde entonces y recientemente fundó la Sociedad Internacional para Digital Earth, una de las primeras ONG creadas por la Academia de Ciencias de China . En 2009, el Simposio Internacional sobre la Tierra Digital regresó a Beijing para su sexta reunión.
En 2000, el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) promovió la Tierra Digital para mejorar el acceso de los tomadores de decisiones a la información para el entonces Secretario General Kofi Annan y el Consejo de Seguridad de las Naciones Unidas . El PNUMA promovió el uso de tecnologías geoespaciales basadas en la web con capacidad para acceder a la información ambiental mundial, en asociación con cuestiones de política económica y social . En 2001 se inició una reorganización de los recursos de datos e información del PNUMA, basada en la arquitectura GSDI/DE [27] para una red de bases de datos distribuidas e interoperables que crean un marco de servidores vinculados. El concepto de diseño se basó en el uso de una red cada vez mayor de software de mapeo de Internet y contenido de bases de datos con capacidades avanzadas para vincular herramientas y aplicaciones SIG. UNEP.net, [28] lanzado en febrero de 2001, proporcionó al personal de la ONU una facilidad incomparable para acceder a recursos de datos ambientales autorizados y un ejemplo visible para otros miembros de la comunidad de la ONU . Sin embargo, no existía una interfaz de usuario universal para UNEP.net, adecuada para miembros del Consejo de Seguridad, es decir, no científicos. El PNUMA comenzó a probar activamente prototipos para un navegador geográfico del PNUMA a mediados de 2001, con una exhibición para la comunidad africana expuesta en la Quinta Conferencia Africana sobre SIG en Nairobi, Kenia, en noviembre de 2001. Keyhole Technology, Inc. (posteriormente adquirida en 2004 por Google y para convertirse en Google Earth ) fue contratado para desarrollar y demostrar el primer Digital Earth interactivo en 3D con un globo completo utilizando datos de transmisión web desde una base de datos distribuida ubicada en servidores alrededor del planeta. Inmediatamente siguió un esfuerzo concertado dentro de la comunidad de las Naciones Unidas, a través del Grupo de Trabajo sobre Información Geográfica [29] (UNGIWG), que incluyó la compra de los primeros sistemas Keyhole en 2002. El PNUMA proporcionó más demostraciones públicas de este primer sistema Digital Earth en la Cumbre Mundial sobre Desarrollo Sostenible. Desarrollo en septiembre de 2002 en Johannesburgo, Sudáfrica . En la búsqueda de un enfoque de ingeniería para el desarrollo del modelo Digital Earth en todo el sistema, en la 3ª reunión del UNGIWG, celebrada en junio de 2002 en Washington, DC, se hicieron recomendaciones para crear un documento sobre los requisitos funcionales del usuario para los navegadores geográficos. Esta propuesta fue comunicada a la Secretaría de ISDE en Beijing y al comité organizador del 3er Simposio Internacional sobre Digital Earth y la Secretaría patrocinada por la Academia de Ciencias de China llegó a un acuerdo para albergar la primera de las dos reuniones de geonavegadores de Digital Earth.
Japón, liderado por la Universidad de Keio y JAXA , también ha desempeñado un papel internacional destacado en Digital Earth ayudando a crear la Red Asia Digital [30] con una secretaría ubicada en Bangkok para promover la cooperación y las iniciativas regionales. Los ciudadanos de la prefectura de Gifu cargan información a programas comunitarios de Digital Earth desde sus teléfonos inteligentes sobre temas que van desde los primeros avistamientos de luciérnagas en primavera hasta la ubicación de rampas de acceso para discapacitados bloqueadas. [ cita necesaria ]
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