第一章 数字地球提出的背景 1
1.1 科学技术发展战略 1
1.2 可持续发展战略的需要 2
1.3 国家经济发展的需要 2
1.4 国防安全的需要 3
1.5 共享全球数据资源 4
1.6 地球系统科学创新与发展的需要 6
第二章 数字地球的研究方法 7
2.1 研究思路 7
2.2 基本概念 7
2.3 研究对象 7
2.4 研究内容 7
2.5 研究的任务 8
2.6 作用和意义 8
2.7 研究体系框架 9
第三章 数字地球原型——地球系统 10
3.1 地球系统行星特征 10
3.2 地球系统物质组成 22
3.3 地球系统构造演化的动力学过程 42
3.4 地球系统生物演化规律 58
3.5 地球系统人类活动效应 72
3.6 地球系统资源特征 75
3.7 地球系统环境变化 87
3.8 地球系统灾害规律 90
3.9 地球系统社会经济活动响应 95
3.10 地球系统社会发展对策 101
第四章 地球系统场理论基础 104
4.1 系统场理论基础 104
4.2 地球系统场基本类型 117
4.3 地球系统的引力场 118
4.4 地球系统的生态场 119
4.5 地球系统场分析原理 120
第五章 数字地球物理模型 133
5.1 地球的自转与参考系 133
5.2 地球的形状 162
5.3 地球的速度分层及其研究方法 184
5.4 电磁波的传播与辐射 207
5.5 地球的电磁性质及其研究方法 239
5.6 地球的密度分布及其研究方法 261
5.7 地球的热学性质及其研究方法 280
5.8 光学模型机理特征 319
第六章 数字地球力学模型 363
6.1 数字地球多体系统力学 363
6.2 数字地球非完整系统力学 369
6.3 数字地球变质量系统力学 373
6.4 数字地球碰撞系统力学 377
6.5 数字地球破坏系统力学 386
6.6 数字地球流体系统力学 391
6.7 数字地球极端系统力学 399
6.8 数字地球爆炸（发）系统力学 407
第七章 数字地球数学模型 419
7.1 数论 419
7.2 非线性微分方程 445
7.3 动力系统的稳定性 487
7.4 并行算法的设计与分析 508
7.5 自适应 539
7.6 随机 550
7.7 计算几何 573
7.8 数值逼近 618
7.9 排队论 650
第八章 数字地球信息模型 659
8.1 地球系统的物质流和能量流 659
8.2 地球系统的信息模型 661
8.3 地球空间的认知模型与信息图谱 665
8.4 地球空间场的信息特征 670
8.5 地球系统的全息信息与记忆信息模型 671
第九章 数字地球信息获取技术与模拟 674
9.1 国际对地观测系统 674
9.2 中国对地观测系统 700
9.33 S集成系统 705
9.4 地球系统模拟的非线性和复杂性 708
9.5 地球系统模式的提出 714
9.6 数字地球无级比例尺数据管理技术 718
9.7 数字地球的虚拟与仿真技术 724
9.8 “数字地球”数据模型与数据结构 738
第十章 数字地球空间信息基础设施 742
10.1 国家信息基础设施 743
10.2 Internet与Web 744
10.3 下一代Internet 745
10.4 通信网的新发展 746
10.5 中国的国家信息基础设施 748
10.6 国家空间数据基础设施的提出 749
10.7 国家空间信息基础设施 750
10.8 空间数据基础设施及其标准的进展 752
10.9 空间信息框架 756
10.10 空间信息基础设施的体系结构 762
10.11 国家空间信息基础设施规划 768
10.12 美国国家空间数据基础设施数据框架概述 775
第十一章 数字地球技术方法 788
11.1 地理信息的互操作及OpenGIS规范 788
11.2 数字地球的核心技术 801
11.3 数字地球空间数据的Metadata 824
11.4 数字地球的新技术 842
第十二章 数字中国 850
12.1 数字地球研究概述 850
12.2 中国数字地球 859
12.3 数字中国 859
12.4 中国空间数据交换网络 860
12.5 中国空间数据框架 861
12.6 建立中国的空间信息标准 862
附录 数字地球国内外网站 863
参考文献 869
英文摘要 876