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生態學論文國際全球變化研究的數據管理政策

作者: congcong2015-11-21閱讀:文章來源:中文核心期刊網

  數據政策愈來愈成為全球變化研究中的重要問題,本篇生態學論文闡述了 國際全球變化研究數據政策的發展概況,總結 國際全球變化研究數據與信息政策的特點,研究如何協調這些觀測數據的共享與管理,進行國際全球變化研究數據政策的調研還有十分現實的意義。

  推薦期刊:《中外公路》(曾用刊名:國外公路),1976年創刊,是全國公路交通行業權威性期刊,發行量在公路系統報刊中居于前列。資訊刊不僅有效地吸引了全國近30個省市區數百家高速公路管理廳局、公司及上千家高速公路服務區的中高層經營管理者;以高速公路及服務區為服務對象的各行業的經營管理人員;高速公路司乘人員、自駕游者等讀者群,還以清新的風格、濃郁的海派韻味、敏銳的流行觸覺、輕快而富有文化品味的風格,敏銳,獨特的視角,捕捉時尚消費資訊;積極,健康的理念,引領高品位的生活訴求。

  1引言

  隨著國際全球變化研究計劃從規劃階段過渡到實施階段,研究工作與框架活動的持續深入,數據政策愈來愈成為全球變化研究中的重要問題。其中在三個方面全球變化數據與信息對國際全球變化研究IGBP、WCRP、IHDP和DIVERSITAS等計劃以及各國國家計劃的實施提出了挑戰。一是由這些全球變化研究計劃相關活動產生的數據與信息量非常巨大;二是這些數據與信息多種多樣,包括了物理與自然科學到社會與經濟科學的眾多學科;三是全球變化數據與信息的潛在用戶群十分廣泛,包括了研究人員、決策者、教育者、私營企業以及一般公眾。為了解決這三個問題,國際社會普遍把建立全球變化數據與信息系統作為一條有效途徑。因此,調研國際上作為其指導思想的數據政策無疑就成了重要的任務。

  對我國開展的全球變化研究來說,進行國際全球變化研究數據政策的調研還有十分現實的意義:①有利于科研人員利用國際數據資源深化研究。根據對我國已開展的全球變化研究項目的調查(孫成權,1994),我國許多科研人員尚不能全面了解國際研究現狀,研究時沒有充分利用國際現有的數據庫(集)及其它數據資源,數據支持程度差。因此向他們介紹國際數據政策,指出關于數據獲取、貯存與管理及費用方面的規定,可大大提高其研究在國際上的競爭力;②有利于我國在建立數據與信息系統及網絡化方面同國際接軌。數據與信息系統的建設及其網絡化是全球變化研究的重要組成部分,但由于儀器校正、數據采集與處理技術以及數據精度限制等方面的不同常常影響數據共享與相互比較,為了考慮系統的兼容性與比較研究的需要,我國建立數據與信息系統時,可以借鑒國際數據政策,開發與國際數據集相匹配的數據規范;③有利于借鑒國際經驗來推動中國有關數據共享政策的制定與實施。我國許多具有良好研究基礎的工作,如中國生態系統研究網絡(CERN),以及森林生態定位站網絡、中國環境保護監測網、水文與氣象等觀測網絡,尚未納入到全球變化研究領域來,如何協調這些觀測數據的共享與管理是十分困難而又急需解決的問題。荔?/font>

  2 國際全球變化研究數據政策的發展概況

  2.1 國際全球變化研究計劃的數據政策發展概要

   2.1.1 國際科學聯合會理事會(ICSU)的IGBP計劃

  國際科學聯合會理事會(ICSU)于1986年組織了以研究全球變化為目的的國際地圈生物圈計劃(IGBP),該計劃共包括八個核心計劃和兩個技術支撐計劃,即:國際全球大氣化學計劃(IGAC),全球海洋通量聯合研究計劃(JGOFS),過去的全球變化計劃(PAGES),全球變化與陸地生態系統(GCTE),水循環的生物圈方面(BAHC),海岸帶陸-海相互作用(LOICZ),全球分析、解釋和建模(GAIM),全球海洋生態系統動力學研究計劃(GLOBEC),以及數據信息系統(DIS)和全球變化的分析、研究和培訓系統(START)。該計劃的科學目標是:描述和了解控制整個地球系統的關鍵的、相互作用的物理、化學和生物學過程;描述和了解支持生命的獨特環境;描述和了解發生在地球系統中的變化以及人類活動對它們的影響方式。

  為了實現這個科學目標,IGBP十分重視數據與信息管理。IGBP報告No.8(1989年)和No.12(1990年)就已認可了遙感與數據管理的先行性實驗,并在IGBP報告No.30中詳細闡述了1993~1998年的實施計劃。同年12月,在澳大利亞舉行的科學委員會會議上對No.12中的數據政策進行了完善補充。1996年10月,IGBPDIS的科學委員會主席John Townshend專門就IGBP的數據政策在IGBP Newsletter No.2進行了闡述(詳見附錄1)。

  2.12 國際社會科學聯合會(ISSC)的國際全球環境變化中的人類因素研究計劃(IHDP)

  IHDP由國際社會科學聯合會(ISSC)與國際高級研究機構聯合會(IFLAS)、聯合國大學(UNU)聯合制訂、組織和協調。它的目的是在社會科學領域仿效自然科學所特有的大規模合作精神,力求更好地了解導致全球環境變化的人類原因,包括以下四個方面:①促進對左右人與整體地球系統相互作用的復雜動因的科學理解和認識;②不斷努力探索和預測全球環境的社會變化;③確定大范圍的社會戰略及防止或減輕全球變化的不利影響,或適應無法避免的變化;④制定對付全球環境變化、促進可持續發展目標實現的政策方案。

  為了實現上述目標,該計劃進行以下幾個方面的活動:①提倡建立一個由科學家和其他有關方面人士組成的全球網絡,鼓勵這一網絡與其他有關研究活動進行合作,以便探索人與全球社會經濟系統相互作用的動因;②承擔精選的切合本計劃目的的研究項目;③確定能使該項計劃付諸實施的適當的情報系統和方法;④探索全球變化中的人類因素的背景和促其形成的道德、文化、法律等傳統和框架;⑤提出程序和技術,以便按政策取向整理各種研究成果;⑥針對全球環境有重大影響的人類活動開展教育工作。

  IHDP工作計劃于1991~1992年度優先考慮了研究工作的數據需求調查、有效數據的編目以及所需數據的鑒別。1991年常務委員會巴塞羅那會議討論了數據獲取問題,決定努力改善發展中國家獲取電子數據的條件,由于國際地球科學信息網絡集團(CIESIN)多次為ISSC數據工作提供支持,IHDP依靠其開發數據信息系統。由Robert Worcester領導的專門工作組負責研究并起草了數據獲取指導原則的有關聲明,并以此形成了以后有關機構關于獲取數據集的政策框架。HDP常務委員會于1992年10月29日召開會議討論并通過了該聲明。ISSC執行委員會于同年10月采納了此聲明,并提交1992年12月1日巴黎研討會討論得以通過。該項聲明全文如下:

  HDP關于數據管理與使用原則的聲明

  全球環境變化的人類因素計劃與其在自然科學領域具有可比性的研究計劃都要求盡早和持續地致力于高質量、長期數據集的建立、維護、校準、描述、存取和分發。

  根本目標是實現全球變化研究者對全球變化的系列數據的全面和公開共享。

   長期保存全球變化研究所需的全部數據是十分必要的。對于每個全球變化的數據參數都應至少有一個明確指定的文檔。確定數據采集、保留及刪除重點的過程和標準將由參加到此項計劃中的國內和國際機構共同完成。應當建立起信息交換中心的工作程序,以防止刪除和損失重要數據。

   數據文檔中應當存有關于數據儲備的易于獲取的信息,包括數據質量評價、支持性輔助信息,指導與輔助數據定位和獲取的有關信息。

   在全球變化數據集的存儲介質、加工過程和信息交流中應最大限度地采用國家和國際標準。

  為實現數據的全面和公開共享,應以盡可能低的價格向全球變化研究人員提供數據。其費用不得超過滿足特定用戶需求的最低成本。有關機構應行動起來合理安排研究人員間的數據交換。

   對于那些在開始時數據僅供選定的研究資助機構人員獨享的科學研究計劃,數據一旦能夠廣泛使用,就應盡早公開數據。在各種情況下,資助機構將負責確定數據獨享的明確期限。學者們根據數據發表論著的權利應當受到保護,多數情況下,從數據收集到數據提供使用的一年標準時期內,對上述權利的保護是完全可以做到的,因此,如果數據獨享的期限超過一年,就必須說明原因。

   研究人員的個人研究保密權受到保護,不能對原始調查或對數據向其他研究人員的傳遞進行干預,因為這構成了對個人研究保密權的侵害。應尊重有關數據機密的國家法律。

   本國研究人員有權使用其他研究人員在本國收集的數據,而且至少應當同時有權使用相應的出版物。如果可能,這些數據一旦由原研究人員公開,這一權利就應生效。

  所有研究人員,不論是研究的發起人、數據的建檔人員、數據編輯人員,還是數據用戶,都應當力求最大限度地獲得和使用數據。由于全球變化提出的問題需要用多國的和跨學科的研究方法來解決,應當向開展全球環境變化任一方面問題研究的研究人員公開從這些計劃得來的數據。

  2.13 世界氣候研究計劃的數據信息管理政策

  世界氣候研究計劃(WCRP),是1967~1980年執行的世界氣候計劃(WCP)的子計劃之一。世界氣候計劃(WCP)由世界氣候資料計劃(WCDP)、世界氣候應用計劃(WCAP)、世界氣候影響計劃(WCIP)和世界氣候研究計劃(WCRP)四個子計劃組成,而WCRP是其最主要的組成部分。WCRP從70年代中期開始醞釀,1980年開始實施,由世界氣象組織(WMO)和國際科學聯合會理事會(ICSU)共同組織。近年來,隨著全球變化研究的醞釀和深入,WCRP、IGBP(國際地圈生物圈計劃)和IHDP(國際全球環境變化的人類因素計劃)均成為其研究組成的重要方面。WCRP著重研究氣候系統中物理方面的問題,IGBP則著重研究地球系統中的生物地球化學問題。WCRP的目的是擴充人類對氣候的認識,探索氣候的可預報性及人類對氣候的影響程度,它包括對全球大氣、海洋、海冰與陸冰以及地表的研究。

  WCRP的長期目標是:改進和擴大對全球和區域氣候的認識;設計和實施深入了解重大氣候過程的觀測和研究計劃,包括海氣相互作用、云與輻射間的相互作用、陸氣相互作用;發展氣候系統模式,論證對各種時空尺度的氣候的預報能力;研究氣候對人類活動如大氣中CO2增加的敏感性。

  1988~1997年,WCRP主要致力于以下活動:進行全球氣候分析、評估;進行數值實驗、模式比較,改進物理過程的參數化方案;進行陸面過程、云輻射反饋、邊界層及海冰的研究;實施“熱帶海洋與全球大氣”(TOGA)計劃、“世界大洋環流實驗”(WOCE)和“全球能量與水循環實驗”(GEWEX)計劃。

  由于WCRP是ICSU與WMO組織的,ICSU的世界數據中心(WDC)系統的有關政策自然適用于WCRP。針對氣象學與業務預報的發展,WMO成員組建了一系列數據中心處理專門數據及日常的天氣觀測。并且通過WMO的協調,各國國家氣象局屬下的數據中心系統收集、儲存了許多水文數據和大氣數據。雖然其存取途徑與ICSU數據中心不同,但從數據共享的原則上來講是可以獲取的。

  2.2 一些國際組織的數據信息政策

  221 國際地球科學信息網絡集團(CIESIN)

  CIESIN始建于1989年,是一個致力于為全球環境變化研究人員提供服務的非贏利組織,專門從事跨機構和跨學科的物理、自然和社會經濟信息的存取與整合。

  CIESIN的努力方向是使由美國政府機構、科學界、非政府組織、世界各國政府組織收集的信息能為科學研究、公共決策和教育事業廣泛應用。該集團正在開發下列資源和能力:

  ①在全球環境變化方面,全球尺度的人與自然相互作用時間序列、基準數據和信息。②用于數據存取、跨學科研究和分析的先進網絡的計算工具。③在社會經濟與自然科學研究機構之間、研究與決策機構之間建立橋梁。④通過國際性的數據編目網絡進行數據鑒定、采集、管理、整合與傳播分發。

  CIESIN可以同時進行人工和電子信息服務。它通過以下活動和數據計劃提供服務:

  ①信息合作計劃。②NASA地球觀測系統數據和信息系統(EOSDIS)的社會經濟數據及應用中心(SEDAC)。③由美國白宮科學技術政策辦公室地球與環境科學委員會指定的美國全球變化研究信息局(GCRIO)。④由國際社會科學理事會(ISSU)的全球環境變化的人類因素計劃(HDP)指定的數據信息系統(HDP/DIS)。⑤對全球變化的分析、研究和培訓系統(START)國際秘書處給予實際支持。STATR是由IGBP、WCRP、IHDP聯合組織的一項活動。⑥第三世界科學組織網絡的數據與信息系統。

  CIESIN數據信息系統已進入Internet,網址為:telnet:catalog.ciesin. org.然后根據屏幕提示獲取有關信息。

  2.2.2 世界數據中心(WDC)

  1955年9月,國際科學聯合會理事會(ICSU)國際地球物理年(IGY)特別委員會針對當時的數據需求通過了建立世界數據中心(WDC)的決議。當時,地球物理學的發展已使得傳統的數據系統方式顯得陳舊落后。由美國國家科學院提供資助建立了數據中心,命名為WDCA,由前蘇聯科學院組建了WDCB,在幾個歐洲國家及日本和澳大利亞也相繼建立了分學科中心,形成了WDCC。

  由于WDC在IGY數據收集方面發揮了十分良好的作用,所以ICSU決定在IGY結束后繼續保持WDC系統,并由其負責長期收集那些固定監測網絡的數據和專題數據相對集中的新計劃的數據,如由IGY派生的太陽活動平靜計劃(IQSY)、作為地殼動力學計劃(CDP)延續的上地幔計劃(UMP)以及國際磁測量計劃(IMS),中層大氣計劃(MAP),日—地能量計劃(STEP),世界氣候研究計劃(WCRP)及國際地圈生物圈計劃。截止目前,WDC系統已有44個分中心。

  ICSU的WDC系統遵循極為簡單而又明確的原則:

  ①向“真正的”科學家提供的數據不得超出復制的費用;②數據交流要在有關WDC之間進行,并對數據備份以預防災難性的意外丟失;③任何科學家都可以參觀數據中心并利用數據;并要公布數據目錄。

  另外,根據資源情況,數據中心還要幫助科學家找到WDC系統未收錄的數據。

    2.3 世界環境與生態系統監測和研究網絡的有關數據政策

  231 全球性網絡

  (1)國際長期生態研究網絡(ILTER)的數據管理

  國際長期生態研究網絡(ILTER)是一個以研究長期生態學現象為主要目標的國際性學術組織,其任務是:

  ①加強對一些跨國和跨區域的長期生態學現象的認識。②促進多個研究站參與的比較與綜合研究。③方便地為參與站際合作及在不同環境和不同學科工作的學者提供信息。④促進各種觀測和試驗的可比性、研究和監測的綜合性與數據交換。⑤加強有關長期生態學現象的研究及其相關技術方面的培訓活動。⑥促進跨國和跨地區的長期比較研究和試驗的開展。⑦促進大時空尺度上的生態系統管理和可持續發展研究,為改善預測模型方面的科學基礎作出貢獻。

  根據這些任務,ILTER執行委員會提出了推動全球性長期生態學研究的相關建議,即建立各國網絡間的信息交流網,出版各國長期生態研究網絡、研究系統和人員的指南,建立全球性的長期生態學研究項目,解決方法的標準化和尺度轉換的問題。由此,構成了數據信息管理的基礎:①改善世界各地LTER研究者的通訊和信息獲取條件,特別是電子信息;②出版全球長期生態研究站的指南,并為目前未與Internet聯網的地區建立訪問ILTER服務站的機制;③解決尺度轉換以及取樣和標準化問題。

  (2)全球環境監測系統(GEMS)的環境數據及全球資源信息數據庫(GRID)

  GEMS成立于1975年,是聯合國環境規劃署(UNEP)“地球觀察”計劃的核心組成部分,其任務就是監測全球環境并對環境組成要素的狀況進行定期評價。

  參加GEMS監測與評價工作的共有142個國家和眾多的國際組織,其中特別重要的組織有聯合國糧農組織(FAO)、世界衛生組織(WHO)、世界氣象組織(WMO)、聯合國教科文組織(UNESCO)、以及國際自然與自然資源保護聯盟(IUCN)等。

  GEMS的目標是:

  ①增強參加國家的監測與評價能力。②提高環境數據和信息的有效性和可比性。③對選定領域進行全球的和區域的評價,收集全球環境信息。 1992年聯合國環境與發展大會以后,GEMS根據《21世紀議程》和可持續發展的需要,又增加了以下目標。④加強UN專門機構間的合作。⑤促進學科(sectoral)數據集(包括社會經濟學數據集)的收集。⑥向地方和國家當局提供設備和方法,綜合利用學科數據進行政策方案的分析。⑦增加標識符(indicators)的使用。⑧發現具國際影響的環境問題,提供早期警報。

  GEMS的活動主要有以下三方面:①數據與信息:系統地收集和報道環境數據,進行數據協調活動,加強國家和區域的環境信息網絡。②全球監測網絡:主要是陸地生態系統監測和環境污染監測,如大氣組成和氣候系統、淡水和海岸污染、空氣污染、食物污染、砍伐森林、臭氧層耗減、溫室氣體增加、酸雨、全球冰蓋范圍變化以及生物多樣性問題等。③學科的和綜合的環境評價:包括制定框架計劃,確定評價方法,支持國家、區域和全球水平的環境評價。

  GEMS的最終目的不僅僅是收集數據,而是在進行環境監測的同時,在所收集數據的基礎上對環境狀況進行定期評價,從而提高對環境的管理水平和環境的監測與評價水平。

  GEMS所收集的數據必須先進行精確度檢驗,否則是沒有什么用處的。因此,為了能提供簡短而有用的數據(這些數據能夠反映趨勢或者能夠與在不同時間和不同地點監測同一問題所收集的數據進行比較),就必須對原始數據進行篩選和處理。最后,還必須對這些數據進行評價,以確定環境的變化趨勢。GEMS已制定了幾種處理數據的方法。在諸多領域,由最主要的國際組織或參與制定監測計劃的國家機構負責貯存并處理原始數據。這將是一件長期而繁瑣的工作,如記錄溫度的監測站每年365天、每天24小時都要這樣重復不停地記錄,這些原始數據還必須經過處理,才能對科學家或環境管理者有用,才能從中發現問題的主要發展方向。例如,世界氣象組織(WMO)就負責處理并評價WMO/UNEP聯合計劃所收集的BAPMoN數據;加拿大內陸水中心(位于安大略省伯靈頓)負責貯存全球淡水污染物監測中所獲得的數據。此外,設在倫敦大學的監測與評價研究中心(MARC)是GEMS進行環境評價的得力助手。該中心每兩年出版一本《環境數據報告》,至少每年組織一次研討會,在低成本生物監測技術以及建立相關的全國性數據庫方面對發展中國家的人員進行培訓。MARC還出版了有關監測和評價技術方面的一系列重要研究報告。同時承擔了若干組織的監測和研究工作。MARC不貯存原始數據,但負責處理原始數據,并把已處理過的數據貯存在它自己的環境數據庫中。MARC的數據庫貯存了來自GEMS的已被處理過的大部分數據。今后,打算把該數據庫建設成為世界上最重要的環境數據源之一。但是,該數據庫中的數據沒有進行地理參照(即沒有地理坐標)。因此,GIS不能對其進行處理。為了能供GRID用戶使用,還必須給MARC貯存的數據賦予地理坐標。

  UNEP的《環境數據報告》是GEMS所有定期出版物中最為重要的,由10個主要部分組成,即:環境污染、氣候、自然資源、人口、酸沉降、人類健康、能源、交通、垃圾、自然災害以及國際合作。其中每一部分都有一個簡短的摘要,各種解釋性曲線圖表以及用表格表示的數據。由于《環境數據報告》主要是提供數據,則不是數據的解釋,因此,GEMS又支持世界資源研究所編著出版了解釋性的出版物——《世界資源》。該書包括了一系列有關主要環境問題的不同方面的長文章,并附有用表格表示的數據。該書也是每兩年出版一次,與《環境數據報告》隔年交替出版。GEMS數據可供許多不同的人以不同的方式利用。當然,最重要的是可供科學團體用于分析和進一步研究,使環境管理者和政策制定者能重視環境評價,并能使這些數據得到更加廣泛的利用。為此,GEMS于1988年籌建了“環境圖書館”,目的是編輯一些以通俗語言編寫的出版物,既能被不具環境專業知識的人閱讀和理解,又能提供比一般通俗讀物更加詳細的有關環境的見解。該“圖書館”已取得很大成功。現已出版了有關溫室氣體、臭氧層、非洲大象、El Nio現象、食品污染、淡水污染、城市空氣污染、氣候變化等主題的讀物,今后,這類系列出版物將不斷擴充,將涉及GEMS的全部研究主題。

  全球資源信息數據庫(GRID)是GEMS的一個重要組成部分,建于1985年。目前,GRID正發展為一個由各中心組成的全球性網絡,這些中心都能利用計算機技術來處理環境數據并分析各環境變量之間的相互作用。因此,GRID就是在監測、評價以及環境管理之間(特別是在國家水平上)架起的一座橋梁。

  GRID的長期目標包括三個方面:①增強全球性和區域性具地理坐標的環境數據集的可利用性和公開交換;②向聯合國和各政府間機構提供先進的環境數據管理技術;③使世界上所有的國家都能利用與GRID兼容的技術進行國家的環境評價和管理。

  GRID是以環境地理信息系統為基礎的,而環境地理信息系統在大型計算機上可用來研究全球性的環境問題,在微型計算機上可用來研究國家級的甚至區域的環境問題。

  (3)全球大氣觀測系統(GAW)的數據管理

  1989年6月世界氣象組織(WMO)執行委員會批準了建立全球大氣觀測(GAW)系統的計劃。目的是加強并協調WMO開始于50年代的由全球臭氧觀測系統(GO3OS)、本底大氣污染監測網絡(BAPMoN)及其它較小的測量網絡分別進行的數據收集活動。通過可靠而系統的觀測,獲取有關大氣中化學組分變化及相關物理特性的信息,以便進一步了解這些變化對環境和氣候的影響以及對其進行調控的要求,使那些不良的環境趨勢(如全球變暖、臭氧耗減、酸雨等)能得到減緩或制止。

  GAW系統的數據收集與管理由受過專門培訓的人員,按照特定的標準,使用統一的儀器進行操作。這樣有利于保證數據的質量。

  數據存儲活動由設在WMO成員國的各WMO數據中心承擔。設在加拿大大氣環境管理局的WMO世界臭氧數據中心(WODC)負責收集臭氧數據,并每2個月公布一次分析結果;設在美國NOAA的國家氣候數據中心負責存儲有關降水化學分析、懸浮顆粒物質和大氣渾濁度的數據;設在俄羅斯的世界輻射數據中心負責收集太陽輻射數據;設在日本氣象廳的WMO世界溫室氣體數據中心(WDCGG)負責收集除臭氧外全部大氣氣體的數據。此外,有些數據也存儲在一些國家數據中心或國家項目的主持機構。有一些WMO成員國負責提供中心實驗室和培訓條件。

  在GAW范圍內已開始設立質量保證與科學活動中心(QA/SACs)。這些中心將在確定GAW測量數據的質量目標和質量保證標準方面發揮重要的作用,還將配合GAW測量活動進行必要的培訓。第一個QA/SAC建在德國Garmisch-Partenkirchen的環境研究所,它將負責歐洲和非洲GAW數據的質量保證與質量控制(QA/QC)。GAW還將在美洲、亞洲和其它地區建立這樣的中心。(4)全球氣候觀測系統(GCOS)的數據管理

  氣候變化是全球變化中的一個重要方面,它所涉及的問題會影響人類生活方式的許多方面。氣候問題已列在國際政治議事日程的最前列,形成了大量創議的重點,包括政府部門和科學界的專題討論會、代表大會、政治聲明,以及社會發展研究報告。1992年各國政府首腦簽字承諾的《聯合國氣候變化框架公約》就說明了氣候變化問題的重要性。

  在全球氣候變化研究的支持保障方面,數據與信息系統和數據管理方法有著決定性的作用。全球氣候研究需要大量的、各種類型與來源的、全球的、區域的和局部的數據,因此,要加強并擴大目前的氣候數據管理計劃,說明需存儲哪些數據、確定數據的質量與可獲取性、促進數據交換,這些都是非常重要的。

  進行全球氣候變化研究還必須重視對氣候記錄中不確定性的定量表示,要建立高質量的區域性和全球性基本氣候數據集。在這一方面全球氣候觀測系統(GCOS)將與世界氣候計劃(WCP)的數據部分緊密合作。

  目前,差不多所有的氣候數據與其它地面基礎數據都是通過世界天氣監測網WWW的全球通信系統(GTS)和衛星數據收集系統進行收集的。由于氣候的描述必須兼有空間數據和非空間數據,其數據量要比目前在GTS中流通的量大幾個數量級。因此,需要改進GTS收集附加分類數據的功能,或者建立一些輔助系統。

  為獲取衛星儀器觀測數據,需利用地面配套設備。同樣的設備可用來接收幾個衛星的數據。因此,如果和其它研究或觀測計劃共用衛星與地面設備,則氣候數據成本可有效降低。衛星數據與地面數據的合并通常可以提高其價值,而實時處理可以有助于控制成本。

  以易獲取形式進行長期的數據歸檔存儲,對于氣候變化研究具有決定性的意義。隨著技術和模型的發展,需對長期數據集進行重新處理,因此必須要附有輔助數據或稱作“元數據”(metadata),表明該數據處理或校驗的情況以及質量控制評價、算法指示符等。對于大多數衛星儀器數據集來說,必須要含有足夠的檔案庫存儲器,以便能對原始儀器輸出的地球物理參數進行重新計算,使修改后的數據成為有用的信息。

  產生以空間為基礎的氣候數據的所需的總計算能力越來越大。要獲取空間數據需要開發多信道技術和多種儀器協作測量的方法,建立質量控制方面的數值模型;還需要經常對全部原始數據進行重新處理,以便能不斷更新校驗記錄或改進數據處理技術。

  這些問題是GCOS將要解決的具有代表性的問題。為此,GCOS將以綜合性基本數據目錄、分布式數據中心、綜合性國際聯網功能、以及與國際數據標準相一致的開放式系統結構為基礎,制定一個國際GCOS數據管理計劃。在這項計劃中,GCOS將充分利用ICSU世界數據中心系統來加強其實力。

  (5)世界天氣監測網(WWW)的數據管理

  WWW數據管理的目標是,將WWW觀測網絡和通信系統連接成一個協調的全球系統,滿足WWW計劃以及WMO其它相關計劃的需求。數據管理的任務是,協調有關WMO數據交換標準編碼和數據表示形式的制定與維護,管理并促進數據處理和操作軟件的交換、協調分布式數據庫系統的發展,進行氣象數據的交換。

  WWW系統提供的信息包括:

  ①基礎氣象學、水文學、海洋學和其它相關的環境數據,以數值代碼的形式存儲,可供各方面利用。②天氣分析、預警和預報數據,包括為一般目的和為各種專門活動(如農業、航運業、漁業、交通、水文、水管理、工業和旅游業)提供的數據。③對由氣象現象(特別是熱帶氣旋)引起的自然災害的預警報。WWW的數據管理系統,按照開放式系統互連參考模式和國際標準化組織(ISO)的有關標準,其最終目標是通過各種通信網絡將管理方式和復雜程度不同的各種型號的計算機系統互連起來。現在,對氣象數據的交換、歸檔和檢索,都采用了二進制通過形式來表示數據的值,這就是向最終目標邁出了成功的第一步。WWW數據管理系統可保證對WWW數據進行有效的組合、交換和處理,幫助所有成員從觀測系統和數值天氣預報(NMP)模式中獲得最大的好處。通過有規則的管理,可改善數據質量并能使各成員更容易獲取WWW數據和產品,從而可提高WMO數據工作效率,使其它WMO計劃也都能從WWW基本系統中受益以支持其運行需要。1993年,WMO征求了氣候學專家們對數據的需求和意見,制定了WMO分布式數據庫(DDB)計劃,現已進入實施階段。為了改善WWW觀測數據的質量,WMO在各區域設立了數據質量指導中心,還編輯出版了《WWW數據管理指南》,對WWW系統數據管理的各個方面提供具體的指導。

  (6)地球觀測系統(EOS)計劃的數據信息系統(DIS)

  地球觀測系統(EOS——Earth Observing System)計劃是由美國宇航局(NASA)發起,歐洲空間局(ESA)、日本、加拿大等多國空間機構參與的大型國際計劃,是近年來也是未來十年國際上最宏大的一項遙測地球計劃,是一項跨世紀的長期計劃。EOS計劃最初是為了參與美國全球變化研究計劃(GCRP),以航天領域能作出貢獻為其目的緣起的。從80年代開始,NASA一邊準備與美國國家海洋大氣管理局(NOAA)、ESA、日本、加拿大的合作體制,一邊致力于地球環境問題的研究,逐步推進而發展了EOS計劃。EOS科學與任務需求工作組于1984年提出報告,EOS科學指導委員會對報告進行了討論,提出了現在的EOS計劃,并于1985年獲得美國總統的明確支持,并把EOS計劃置于利用空間觀測技術實施地球系統科學和全球變化研究的主要位置上,因此,EOS計劃與國際地圈生物圈計劃(IGBP)、美國全球變化研究計劃(GCRP)間的關系非常密切,起到相輔相成、互相支持的作用。

  進入90年代,在美國、歐空局、日本、加拿大等國的積極推進下,EOS計劃獲得重要進展。隨著EOS數據信息系統(EOS DIS)的啟動,以及今后幾年一些大型平臺的升空,EOS計劃的主計劃大約從1997年左右開始。在這之前,各參與機構圍繞全球環境變化、資源調查都在積極地推進EOS計劃的實施。目前,EOS計劃的目的已經明確,已構建好框架,學科研究課題及其優先領域也已擬定,衛星及其傳感器研制和發射也已列入日程。

  EOS計劃的一個主要目標是將依靠各研究組織及其合作增強EOS數據的應用能力。以往的經驗表明,只有通過一定的組織程序建立起來的信息系統才能更有效地發揮作用,而積極的用戶參與是其程序中的重要一項。為了有效地支持EOS科學研究,EOS計劃擬建立龐大的數據信息系統(EOSDIS)。EOSDIS已在1991財政年度隨EOS的重新啟動而正式開始實施。初始任務是利用現有數據來支持已有的地球科學與應用數據系統,在適當時機將這些系統納入EOSDIS網絡,這一步驟靠給用戶配置計算機設備來完成,積累一定經驗之后,有關EOSDIS的處理、分發、建檔等活動的試驗性文件將產生并提供給研究團體檢驗。根據用戶反饋意見,持續不斷地改進原有系統。

  未來EOSDIS的功能如下:

  ①EOS極軌平臺及其載荷的運營管制;平臺的壽命是5年,EOS的任務是15年,因此要更換兩次平臺,在替換平臺期間不能產生數據的間斷現象。這是EOSDIS對數據信息系統的一個重要發展。②EOS數據的處理和再加工;制作1-4級的數據產品,制作標準產品和特殊產品。③數據的保存、分發。④信息管理。⑤網絡的建設。⑥數據算法的交換。

  EOS數據的使用和交換原則:

  EOS數據的使用者分為締結了研究合同的用戶、與EOS運行有關的美國國家機構中的用戶和其他考慮想將數據用于商業目的的用戶三種。前兩種用戶享有使用EOS數據的優先權。

  由研究型設備得到的數據:①研究數據對于參加國的研究者來說,以不超過數據的復制和傳輸費用的價格提供;②為使其它國家的使用者也能在上述同樣條件下獲得數據,最好締結研究合同;③經過處理的EOS數據、研究結果、算法也可依照與提供原始數據相同的條件向其他研究者提供。

  由業務型設備得到的數據:①EOS計劃的目的之一就是向任何數據使用者和任何使用目的的用戶提供數據;②所有數據的取得和使用,必須經提供觀測數據的機構的同意;③確立一種數據提供手段,使所有的機構對于任何申請者和任何數據都能以合理的價格保證提供;④任何研究型設備的提供機構在將來都可以把研究型設備變成業務設備。

  (7)全球陸地觀測系統(GTOS)數據的獲取、管理與流通

  由三個國際組織:薩赫勒與撒哈拉觀測計劃(OSS),國際地圈生物圈計劃(IGBP)的全球變化與陸地生態系統(GCTE)核心計劃和聯合國教科文組織(UNESCO)的人與生物圈計劃(MAB)共同發起,達成了建立全球陸地觀測系統(GTOS)的協議,其有關數據政策如下。

  在確定并開始實施全球陸地觀測系統的過程中,需要考慮被監測的變量、監測系統的時空結構、實施計劃、研究站選擇/管理、測定方案、資金來源、其它操作要求以及與其它網絡的耦合。所有這些都與數據處理有關。同時,一個設計得好的信息管理策略將為此網絡奠定基礎。在很大程度上,數據定義和管理草案將規定網絡本身的結構。

  為了根據信息和數據流來確定網絡的基本結構設計,就必須始終記住以下三點:①形式必須遵循功能:只有確定了系統功能之后,才能決定采用的硬件和軟件。②技術有效性和申請:網絡中各研究站的可達性、舒適性(水、電和通訊系統)以及工作人員的水平具有很大的差異性。所有數據管理方面的決議必須考慮這種差異性,并提供各種適當的選擇。③數據流通:網絡的目的就是促進數據的流通和收集。在網絡中以及在網絡在各合作機構之間,數據必須暢通無阻。因此,通訊在網絡發展中是一個極其重要的因素。

  數據獲取

  應首先確定被監測的變量和要能的數據用戶。應符合網絡的主要目的,尤其是幫助限定被監測的變量,包括格式、抽樣頻率、分辨率和分布。

  ①數據質量目標(DQOs):在采樣、監測和定期復查之前,就必須制好DQOs。若未達到DQOs,那么所收集的數據集就沒有什么用處,并且妨礙數據之間的相互比較。 ②測定單位:每一個變量必須用標準的測定單位來表示。 ③統一方法:在整個網絡中,必須統一采樣的方法,即盡可能采用標準的測定技術和方法。 ④網絡手冊:把所運用的一般采樣方式、變量單位和測定方法繪編成網絡手冊,為網絡的工作人員和用戶提供清楚的指南。網絡手冊將定期復查和更新。⑤核心數據:構成網絡的各研究站將負責收集專門的核心數據。基本的數據集已經列出,但還必須包括本站的基本特征和土地覆蓋數據才能進行GCTE的評估。各研究站可選擇收集他們所愿意收集的數據。在網絡中,雖然總是鼓勵協調一致,但是這種一致僅限于核心數據集的收集與提供方面。對于特殊的研究站(如特殊的生物群,特選的重點研究站)可指定收集和提供補充數據集。⑥空間數據:在收集與空間有關的數據時必須盡可能準確地標明數據收集點的緯度和經度。如有可能則組成光柵掃描網絡或導線,這是最靈活的系統。

  雖然某些與多變的或廣泛分布的物象相關的參數將是很難準確定其空中位置的。但不鼓勵用人工標志(如高山研究站的頂點或研究站的中心點)來表示數據的空間屬性。

   數據流維護規劃

  ①數據輸入:應采用統一的數據輸入模式(有效的數字化格式和硬拷貝格式)把核心數據輸入數據庫。②數據的互換格式:數據供給者與用戶之間的數字化數據的互換將只有通過統一的格式來實現。③數據存檔:核心數據檔案庫應保存在地區數據中心或專題數據中心。雖然全球中心不重復貯存這些數據庫,但是這些中心相互間是直接聯網的,通過任何一個中心都能存取所有的數據。④數據傳送給用戶:數據能以聯機、脫機和硬拷貝方式提供,目標是使所有的數據都能聯機提供用戶使用。⑤數據共享:網絡的成員應當服從統一的有關數據共享、屬性程序和商品化利用的協議。可把英國環境變化監測網絡(ECN)達成的協議作為仿效的樣板。

  數據管理

  圖1是一個推薦的數據管理結構模型,共分為三個層次。層次1為網絡臺站,每個研究站都有責任進行研究、數據收集、數據輸入和質量控制。層次2為地區數據中心(RC)和專題數據中心(TC)。圖1 與數據管理有關的GTOS結構模型

  地區數據中心需設5~10個,其任務是:數據存檔;編制報告;質量評估;協調技術支持;檢測數據的應用,包括由非網絡用戶提出的對數據進行分析和擴充的建議;與非網絡的研究站進行合作;存取非網絡數據;把數據集提供給用戶。

  每個地區數據中心的職責就是為研究站保存所有核心數據集的檔案庫拷貝,以此為目的,每個地區中心將聯接成網絡。在特殊情況下,地區中心可以委托其它中心行使其職責。

  ①在設在專題數據中心(TC)的地方,可以把特殊變量的管理委托給他們。例如,專門負責生物多樣性保護研究的世界自然保護監測中心(WCMC)。②在技術和基礎設施較差的區域,可以建立支撐中心并委托負責存檔之前的數據準備工作。③可以委托支撐中心進行專門的實驗室調查,包括網絡中一批研究站的樣品分析。例如水或有機物的化學分析。

  層次3為總數據中心(metadata centre)。

  唯一的文檔文件數據中心將對中心協調委員會負責:①保存所有有效數據集的目錄或索引,包括有關格式、存取和有效性的詳細說明;②保存利用過這些數據的人員名單;③確保網絡內信息流的暢通;④確保質量控制和評估的全球協調;⑤保存操作日程表;⑥與內外合作者和數據用戶保持聯系。

  (8)全球海洋觀測系統(GOOS)的數據管理

  全球海洋觀測系統(GOOS)是一個國際合作系統,其主要任務是應用遙感、海表層和次表層觀測等多種技術手段,長期、連續地收集和處理沿海、陸架水域和世界大洋數據,并將觀測數據及有關數據產品對世界各國開放。

  GOOS的主要目標是獲取全球統一標準的海洋數據集,據估計,其核心數據集可能達到20~30種,因此,這些數據應用效率只能通過有效的數據管理來實現。GOOS數據管理的基本策略是數據存取便捷,各國充分共享。這一策略是GOOS獲得各國(特別是西方國家)財政和物力資源支持的關鍵。據設計者初步估計,GOOS建成后,數據管理經費每年將達2~4億美元,約占GOOS整個維持費用的20%左右。

  GOOS數據管理包括數據獲取、傳輸、產品制作和模式設計等過程。這些過程的執行機構是地區中心和世界數據中心(海洋學)。每一過程都存在數據質量控制問題,為了取得統一標準的高可靠性數據,傳感器的比測和相互校準,測量和傳輸過程的數據質量控制和誤差檢驗等是數據管理的基本內容,WWW、IGOSS、GLOSS和國際海洋數據與信息交換系統(IODE)以及銀行、航空等商業部門數據管理系統適用的先進技術、軟件都將引入GOOS數據管理,GOOS數據管理系統將隨上述領域的技術進步而逐漸升級和完善。

  232 區域性網絡

  亞洲-太平洋區全球變化研究網絡(APN)的目標是要在政府間建立一個協作網絡,以促進亞洲-太平洋地區各國的全球變化研究,以及加強各國處理全球環境變化問題的能力,該網絡十分強調需要在亞太地區引進和加強電子和其他通訊系統,以促進本地區數據與信息的交流,解決諸如數據政策的發展、數據標準化和質量保證等有關問題。應該發展一個聯合或通用的數據集。

  歐洲全球變化研究網絡(ENRICH)的總體目標是為全球變化研究國際行動作出歐洲的重要貢獻。考慮到歐盟成員國現有的活動,ENRICH的目的是為歐盟的政策目標的發展提供知識基礎。這將通過充當信息交流的場所和促進在研究與能力建設方面的合作來實現。ENRICH的一個重要努力是在Internet建立ENRICH服務器,發展橫跨歐洲的先進通訊網絡《高頻帶寬度、高分辨率、相互多媒體服務》,特別要聯系整個歐洲的大學和研究中心。

  美洲國家間全球變化研究所(IAI)的研究范圍為美洲、歐洲-非洲和遠東-西南太平洋地區,其主要目標是:①指導和支持基礎研究;②收集和管理數據;③促進人類資源的開發;④為制定與全球變化有關的公共政策作出貢獻。其基本原則是促進標準化數據和信息的交換。

  2.3.3 國家網絡

  美國長期生態學研究網絡(LTER)計劃由美國國家科學基金會(NSF)資助,于1980年正式啟動。它是世界上第一個以長期生態學現象為主要對象的研究網絡。現在它已經成為世界上規模最大、研究水平最高的國家級長期生態學研究網絡。LTER重視數據集的可比性以及方法和設備的標準化。數據集的可比性至少包括統計和實時記錄。設備的標準化還包括測量、方法及計算機的標準化,其有關通訊、數據控制以及分析用軟硬件的標準化在1988年就已選定。

  成立于1992年的英國環境變化監測網絡(ECN)是一個綜合性的環境監測網絡。該網絡旨在收集、存貯、分析、解釋以一系列關鍵變量為基礎的長期數據。這些變量是從遍布英國的47個陸地試驗站和談水試驗站收集到的。存取數據庫的計算機網絡對所有的數據提供者開放,并進行每年一次的數據整編。

  中國生態系統研究網絡(CERN)是在中國科學院和國家有關部門的支持下,從1988年開始籌建的,與其它網絡相比較,更強調網絡的整體性和總體目標,強調直接服務于解決資源、環境方面的問題;在觀測方面強調觀測儀器、裝備和觀測方法的統一,以使取得可以互比的數據;在數據方面強調數據格式的統一和數據質量的控制,強調數據共享,強調數據的綜合與分析。現在正在投入建設中國生態系統研究網絡信息系統(CERNIS)。

  2.4 美國國家的數據政策

  美國是全球變化研究投入較大的國家之一,其在數據、信息政策方面對國家計劃有舉足輕重的影響,值得借鑒。美國全球變化研究計劃(USGCRP)力求實現以下目標:①建立一項相互協調的綜合性長期計劃以記錄地球系統的狀況;②增進對地球系統過程的認識;③增強預測能力。美國認為,對數據和相關信息的有效管理以及數據資源的全面共享是實現這些科學目標的關鍵。這里的有效管理是指自始至終地支持高質量的長期數據集的生產與保存,保證便利而廉價地使用數據及相關信息,以及在全球數據的生產與分發中采用相應的國家與國際標準等。

  在此種需求下,美國全球變化數據管理跨機構工作組(IWGDMGC),于1989年11月對各成員機構的數據管理和使用政策問題進行了調查,起草了七項聲明,負責起草聲明的工作組成員,包括美國能源部(DOE)、商務部(DOC)、內務部(DOI)、環境保護局(EPA)、國家宇航局(NASA)、國家海洋與大氣管理局(NOAA)、國家科學基金會(NSF)、海軍部(DO)和農業部(USDA)的代表,經過修訂的政策全文可見附錄2。

  1991年7月2日,白宮科技政策辦公室下屬的地球與環境科學委員會已批準了這些聲明,并經白宮國內政策委員會的全球變化工作組及其它工作組討論后正式通過。聲明正式發表六年來,各成員機構依據這些原則在全球變化研究中起了重要的作用。

  2.5 國際關于信息自由的法規(附錄3)

  根據國際上頒布的關于“自由與均衡的信息流通”法規,也可以獲取有關政府的信息。這種途徑,即獲取政府信息途徑的基礎是公民有權檢查政府和政府的記錄。迄今為止,只有有限的幾個國家實行信息自由或途徑公開的立法。表1概括了當前的概況。有關獲取信息的途徑的立法方面人們提出許多重大問題,其中以下三個因素較突出。

  表1 獲取信息途徑的法案:頒布取得信息途徑的方法

  國家法規頒布年份

  澳大利亞 1982

  奧地利1973

  加拿大1983

  丹麥1964(1970年修訂)

  芬蘭1951

  法國1978

  荷蘭1979

  新西蘭1983(1982年修訂)

  挪威1970

  瑞典1949(1976年修訂)

  美國1967

  資料來源:海牙社會研究所為《世界交流報告》編寫的材料。

  (1)成本因素

  信息途徑公開的權利不可避免地要帶來公共預算所必須承擔的費用問題。例如,在澳大利亞,1983~1984年度用于滿足信息要求的費用為1760萬美元。這就對享有獲取信息便利條件受益者提出了問題,而且某些社會分子會不會濫用這種權利?這一問題反過來又導致對不同用戶集團收取不同費用的問題。

  (2)技術因素

  政府機構越來越多地運用電子手段來存儲信息。公眾尋求的信息的電子格式提出了需求者如何取得讀懂這種格式所必需的技術問題。

  (3)國家安全因素人們擔心,國家安全的概念可能會輕率地擴大到把政府希望保密的文件包括進去。許多政府已引用國家安全問題為理由來說明為防止非法泄露政府機密而限制信息自由是正當的。但是這就產生了如下問題:什么樣的信息才能被認為屬于公開領域的,以及這樣的信息能否全都可以不受官方限制。特別是情報機關一直爭辨說,獲取信息的種種要求破壞了它們的安全安排。

   3 國際全球變化研究數據與信息政策的特點

  3.1 目標一致——自由、公開地共享全球變化數據集

  目標是否合理或符合客觀情況對國際、地區和國家全球變化研究活動影響甚大。這個目標不是指要達到什么目的口號,而是指在一定時期內發展的方向、任務及所要達到的基本目的。這是在綜合國際發展趨勢,根據國家或地區的需要,同時權衡于自身研究能力的基礎上提出的。在這方面,美國是具有很大影響力的。

  美國的全球變化數據管理跨機構工作組(IWGDMGC)建議讓所有全球變化人員全面、公開地共享整套全球變化數據集成為一個基本目標。在其頒布的政策中,全球變化研究人員是指那些在研究機構、企業、政策部門和非政府部門中進行基礎研究和應用研究的人們。全球變化研究數據集是指那些對本國(美國)競爭性的工業應用系統以及改善環境管理系統可能有用的數據集合。

  IWGDMGC要求數據集以實時方式提供。數據一旦可供利用,全球變化研究人員就有權公開、自由地獲取。為了實現這個目標,現行保障機制為:數據必須送交“檔案館”,由其建立關于數據集的信息系統,并供研究人員使用。雖然,上述目標比較合乎實際,現代的信息技術發展也為數據的共享提供了基礎,但是在數據集實時提供方面仍難以統一。這是因為,服務的及時性定義取決于具體的資助機構,而不是用戶。這個問題現在存在,以后也許仍將存在。

  3.2 數據集的特征與管理

  (1)數據準備

  沒有充分的數據準備就不可能實現全球變化研究計劃和目標,沒有社會化和網絡化的數據源,無論國際性計劃、還是國家計劃的研究都會困難重重。近年來,特別是1 kmAVHRR數據集的成功,人們已經意識到了數據準備工作的重要性。從過去的經驗教訓來看,過去常常忽視了高質量的長期數據集的建設、維護,缺乏長期研究的資源。其中的原因較多,因素之一是對長期數據集的投入較大,各機構難以求全;因素之二是輕視數據工作,重視軟硬件系統,使得數據處理工作不能連續,或造成用戶的重復開發;因素之三便是輕視數據的標準化和規范化。根據這些狀況和國際、國家有關計劃的實現目標,政府數據政策明確提出全球變化研究計劃需要及早、連續地監督、管理高質量長期數據集的建設、維護、驗證和說明,以有利于存取與分發。由于長期維護大量數據的費用很大,所以在計劃開始時采集數據就需要從此首選目標出發。而且,數據集的合理準備、驗證、描述與維護對其是否能為科學界廣泛應用十分重要,所以對于工作的連續性必須強調,使那些中途參與工作的人能與最初參加研究的人員一樣,能夠盡快了解數據是如何收集、校正和交換的。

  數據的標準化與規范化是指要使全球數據集的傳播媒介,處理方法與通信應盡可能地使用國家和國際標準。許多數據集不能廣泛使用的直接原因就是用戶固有信息管理系統與數據集不兼容。所以,要通過國際標準與協議,使用戶能夠自由存取、閱讀和加工數據而不必再去設計或購買專門的軟硬件。

  目前這方面的工作通過國家和國際標準組織取得了很大進展,其中有些組織的協議比較廣泛,有些協議偏重于學科和具體應用。例如,國際標準組織制定的開放系統界面協議(OSI)帶有7種不同的通信系統,現已為廣大用戶所接受。Internet上也有許多協議與網關為數據集信息的傳播提供了條件,如X500,FTP及Gopher,Yahoo等許多檢索引擎。

  在數據準備工作中,盡管已取得了一些成功,但是要把它作為整個全球變化研究的一個重要組織部分進行投資,不僅要求項目負責人努力,還要有專門的數據機構幫助。要確保數據集能以標準格式提供給用戶,并在必要的問題上達成一致的通信協議。

  (2)數據的積累與保存

  數據集的長期保存是實現數據可持續利用的重要保障。由于全球變化研究涉及的因素較多,對一些具有代表性的測量參數進行存檔顯得十分重要。針對這種需求,國際社會也很重視增強數據采集與數據生產機構的能力,使其能夠對文檔進行合理安排,存取數據集和相關信息。而“數據采集、維護與管理的程序與優先原則應由國際與國內的參加機構確定開發”,并要能夠建立一種機制,來防止系統崩潰或遺失重要數據后便于進行恢復。

  對于WDC,強調要在有關WDC之間進行交流,對數據復制貯存以預防災難性的意外丟失。IGBP與美國數據政策中都要建立一個情報交換所,由其負責重要數據集的保存與備份。HDP也采取和IGBP一樣的政策。

  (3)數據的完整可靠

  很容易看到,全球變化研究人員和有關機構十分重視數據的可靠性、完整性。許多計劃與國家政策指出:“數據文檔必須具備有關數據資源的能夠容易獲取的信息;包括質量評價、支持性輔助信息,以及有助于確定并獲取數據指南與幫助”。

  目前全球都在開發一種全面綜合的全球變化數據與信息系統。IGBP DIS,HDPDIS,STARP以及美國GCDIS都是為了這個目標而設立的。在這種系統中,數量質量顯得十分重要,因為它稍有差錯就會導致科學界用戶的以訛傳訛,得出的結論也許造成極壞的影響。因此數據系統的編制人員就有義務告訴用戶關于數據本身的信息,由其進行判別是否采用。

  目前,進行同行評議是驗證與記錄數據質量的重要機制,一旦具備這種表述清晰的編目、地址名錄及查詢系統的話,用戶就會自己判斷他們得到的東西是什么。這點也正是我國建立數據集倉庫時常常缺乏的。

  3.3 實現目標的重要條件——費用低廉

  為了保障數據的廣泛利用與使用,國際社會十分強調使用數據的收費標準,首要原則是不能超出用戶的邊際費用。盡管這種情況常常受各機構的實際情況與政策的影響,但對研究人員(各機構定義不同)提供的數據基本上免費或僅收取復制費與傳播費的邊際費用。如世界數據中心對“真正的”科學家提供數據的費用不得超出復制的費用,但有些人員還是會受到限制的。

  也許正如美國IWGDMGC指出的那樣,收取一定的復制費和傳播費用是一種管理大型數據集的有效工具。它可以確保該數據集不止被無止境的存取,使得數據傳播機構不致受預算赤字的困擾,而專心地支持數據利用。對于小型數據集以及不常用到的數據,所付出的管理耗費可能還要超出收益,所以免費提供給用戶使用可能更為有效實際。因此,國際上所奉行的基本原則是為了支持公益性的全球變化研究用戶在使用數據時不應付出那些以商業利潤為目的費用。

  除了收費,行政管理上也要努力促進數據的獲取與交流。數據與信息系統就是一種很好的保障機制。

  3.4 尊重知識產權與數據共享

  盡管各國際計劃、組織和國家十分強調全球變化研究者對全球變化的系列數據的全面和公開共享,但他們也都十分重視保護個人研究數據,只不過這種數據獨享的明確極限都要由研究資助部門確定。對于那些在開始時數據僅供選定的研究人員獨享的科學研究計劃,數據一旦能夠廣泛使用,就應盡早公開數據。

  有些數據,如遙感數據,應尊重有關數據機密的國家法律。這個問題始于1986年大眾媒體使用遙感影像的問題。在美國,地面遙感商業化法案(1984年7月17日已成為法律)對那些對空間攝影感興趣的公司強制實行發許可證計劃,只有在國家安全或外交政策利益不受損害的情況下,才會發給許可證執照。這項法律使美國政府得以沒收違反這一法案的任何攝像,從而發生了與憲法第一修正案的可能性沖突,因為正如最高法院所裁決的,該憲法修正案也規定了搜集信息的權利。因此,遙感搜集信息也可以得到第一修正案的保護。1986年5月,電臺—電視新聞協會建議,陸地衛星法案應當與憲法第一修正案相一致。1987年2月該協會和全國廣播公司就陸地衛星法案應用于媒介遙感方面向商業部提出了建議。

  然而90年代以來,衛星偵察技術開始轉入民用。美國政府也將采取充分利用民間衛星照片的態度,并把其作為削減財政赤字的一個組成部分。在此形勢下,美國地球觀察公司定于1997年6月發射專用1號衛星1997年5月17日,參考消息,第7版。屆時,衛片的精確度將可從10 m提高到1 m的建筑物和標識。

  因此,所有研究人員,不論是研究的發起人,數據建檔人員,數據編輯人員,還是數據用戶都應當在尊重知識產權的前提下力求最大限度地獲得和使用數據。

  4一些強化中國全球變化研究數據管理政策的建議

  客觀地講,中國學者不僅較早地介入了而且積極地參加了國際全球變化研究活動,并取得了一定的成就。在國內,按照國家經濟、社會發展的需求,從全球變化研究的思想和框架出發,組織了一批很有意義的研究項目,特別是在氣候變化、水資源問題上取得了許多成果,而且得到了ICSU、IGBP、WMO以及聯合國組織的高度評價。但由于眾多原因,與發達國家相比還有差距。特別是全國性的全球變化研究計劃至今尚未正式出臺,難以指導和規劃全面的全球變化研究活動。我國在能力建設方面,投入不足,建立資源共享體制困難重重。如前所述,全球變化觀測與研究具有全球性、長期性、連續性、綜合性、高技術、高投入的特點,產生的巨量數據需要進行匯編處理,必須深刻了解需求,使觀測與研究與之相匹配,并能充分共享這些數據資源。

  因此,我們建議,有關數據信息政策應盡早出臺,具體內容如下。

  (1)從根本上提高對地球科學、資源、環境領域以及全球變化研究的數據工作的認識數據工作是提高、改善科學認識和總結、發現科學規律的基礎,特別是有關全球變化研究的綜合性科學數據集,更是建立各種過程模型和區域性、全球性等大尺度模型所必需。因此,必須把數據采集、數據評價、數據處理、數據保存與數據共享納入科學研究成果驗收與評價的首要工作。

  (2)利用“后發”優勢,建立中國全球變化研究觀測系統

  與數據信息系 對于我國DIS系統的建設,不必從頭探討,只須在國外現有先進水平基礎上,對原有觀測系統進行利用、改造,對觀測要素的確定與規范化觀測、儀器設備的統一購置與標定、數據網絡規劃與實施、數據評價與匯編處理、資源共享原則與具體規定等統一規劃,做好協調工作就可以順利進行。根據國際上IGBP與WDC密切合作的發展趨勢,目前首先要協調、加強我國全球變化研究重大項目與WDC—D有關學科中心的聯系,同時根據需要增設新的學科中心,按照國際標準建立起網絡式分布型數據信息系統。

  (3)建立全國性的全球變化研究信息中心,加強全球變化研究信息的管理交流 從中國全球變化研究一開始,就有不少有識之士認為,我們的工作重點首先應集中在基礎資料和基本信息的收集和使用上,使更多的部門和科學家、企業家深入了解和參與IGBP計劃。尤其應重視國際全球變化研究計劃的發展動向信息匯總及國內各相關學會、委員會、部門之間的信息溝通與交流。為此,需要在國內選擇一個既參與全球變化研究又有信息管理與傳播能力的單位做為建立中國全球變化研究信息中心的基礎。該中心應為公益性、非贏利性的服務機構,是一個從事與全球變化研究有關的信息搜集整理、加工、傳遞、交流的專門機構。

  (4)在互聯網絡上(如Internet, ASNet)上設立全球變化研究信息服務處網址與立項。由于互聯網絡上的用戶眾多,協議和規范已為眾多人所接受,所以憑此進行數據共享,推動國內全球變化研究是十分便利而有效的工具。該信息服務處的主要內容包括:指示中國全球變化文獻數據庫、研究項目與成果數據庫、會議信息庫、中國專家及機構參與研究工作的項目庫;出版有關全球變化研究進展的快報及其它出版物;舉辦必要的學術專題討論會和調查報告。

  通過以上努力,既可以擴大宣傳,同時又可以加強我國全球變化研究數據與信息的共享,繼而促進研究水平的提高。

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