在新的歷史階段，環(huán)境問題關系到人類生存與發(fā)展的重大抉擇。在國家大力推進“一帶一路”倡議，探索人類命運共同體的背景下，環(huán)境問題的重要性不言而喻。
科學技術發(fā)展迅速，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、3D 打印、人工智能等許多領域得以快速發(fā)展，極大地促進了環(huán)境保護、生態(tài)建設與社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。未來基于信息技術的生態(tài)環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，將對環(huán)境信息科學的發(fā)展起到極大的促進作用。
2016 年4 月24 日設立首個以“中國夢，航天夢”為主題的中國航天日，對于激發(fā)全民族創(chuàng)新熱情，探索宇宙奧秘，促進可持續(xù)發(fā)展具有重要現(xiàn)實意義。2017 年4 月24日第二個中國航天日的主題為“航天創(chuàng)造美好生活”，展示了探月工程、火星探測、載人空間站、北斗導航、高分專項以及航天應用等方面的最新成果和基礎知識；航天技術的快速發(fā)展，面向國民經(jīng)濟建設，惠及廣大公眾，同時，這也將極大地支撐環(huán)境監(jiān)測與環(huán)境評價技術發(fā)展，對環(huán)境信息科學的研究也具有重要促進作用。2017 年4 月20 日，中國“天舟一號”貨運飛船成功發(fā)射，隨后與目前在軌運行的“天宮二號”實現(xiàn)了成功對接，為未來空間站建設以及相關探測器長期探測與未來太空發(fā)展提供了重要物質(zhì)保障。2016 年12 月發(fā)射的首顆碳衛(wèi)星，2017 年下半年已可提供相關信息。環(huán)境衛(wèi)星信息的應用和北斗系統(tǒng)的快速建設以及一系列航天科技的發(fā)展也同時為環(huán)境監(jiān)測、評價與預警提供了重要的信息基礎與技術支撐。
進入21 世紀以來，AI 技術發(fā)展迅速，AI 技術在污染監(jiān)測，特別是危險性污染監(jiān)測（放射性、地下管道等）方面發(fā)揮著人類難以勝任的作用。“互聯(lián)網(wǎng) ”理念的發(fā)展，又為智慧環(huán)保注入了活力。信息獲取及傳輸技術的發(fā)展，極大地促進了環(huán)境信息科學研究的深化、環(huán)保技術的創(chuàng)新以及應用領域的拓展。未來的環(huán)境保護必將在人工智能的參與下超越當下。
在“共享經(jīng)濟”快速發(fā)展的背景下，技術的進步促使人們不得不更新傳統(tǒng)的觀念，特別是已有的思維方式、生活方式及生產(chǎn)方式。環(huán)境、生態(tài)、經(jīng)濟、社會等領域的網(wǎng)絡無處不在，互聯(lián)互通正在打破行業(yè)壁壘，使信息及資源共享成為可能，并正在變成現(xiàn)實。環(huán)境問題與技術發(fā)展及社會意識密切相關。在快速發(fā)展的歷史背景下，曾有國內(nèi)機構從中華人民共和國成立以來影響中國建設進程的數(shù)十項重大科技成果中，評選出中國當代的“新四大發(fā)明”——雜交水稻、漢字激光照排、人工合成胰島素和復方蒿甲醚。北京外國語大學絲綢之路研究院對“一帶一路”沿線20 多個國家的青年最喜愛的中國生活方式進行了調(diào)查，把高鐵、掃碼支付、共享單車、網(wǎng)購作為中國的“新四大發(fā)明”。不管怎樣，多元化發(fā)展的特點已融入社會、經(jīng)濟、科技、教育、文化等各個領域與行業(yè)，極大地影響著人們的思維方式與生活方式。而人們對待環(huán)境的態(tài)度與行為，無不與上述發(fā)展相聯(lián)系。從人類命運共同體的高度，科學地認識環(huán)境問題，全面把握環(huán)境效應，不斷規(guī)范環(huán)境政策，嚴格落實環(huán)境法規(guī)，大力開展環(huán)境治理，對于環(huán)境問題的解決以及環(huán)境信息科學的實踐應用，具有重要的現(xiàn)實意義。
環(huán)境信息類型多樣、特征各異，具有復雜性與不確定性，實現(xiàn)環(huán)境信息的辨識、獲取、處理、儲存、共享及應用，是把握環(huán)境信息科學及環(huán)境信息機理的客觀要求，也是新時期“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念的客觀要求。環(huán)境大數(shù)據(jù)背景下，如何對其進行分類、加工及信息提取，需要特定硬件及軟件的支持；快速發(fā)展的各種大數(shù)據(jù)處理軟件平臺為環(huán)境數(shù)據(jù)挖掘提供了便利條件。同時，云計算技術也為環(huán)境大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵解析提供了技術支撐；而“互聯(lián)網(wǎng)”理念及“互聯(lián)網(wǎng) ”模式，又極大地促進了環(huán)境信息科學技術與方法的創(chuàng)新與發(fā)展。多維立體監(jiān)測的各類信息獲取及傳輸手段，為環(huán)境問題的解決提供了不可或缺的客觀條件；復雜系統(tǒng)建模以及環(huán)境模型可視化技術，又提升了人類對環(huán)境的認知能力。
環(huán)境信息科學是一門新興的交叉學科，其中蘊含了環(huán)境科學、環(huán)境工程、生態(tài)學、信息科學、地理學以及涉及水、土、氣、生等學科的原理與方法，也包含著遙感與GIS技術、大數(shù)據(jù)挖掘技術、物聯(lián)網(wǎng)等領域的新突破。對于諸多問題的研究與探索需要多學科、多角度、多途徑、多方法的聯(lián)合與協(xié)同，共同為環(huán)境信息科學相關理論及技術問題的深化研究提供支撐。
▲ 環(huán)境信息科學的理論體系一般構架
（據(jù)杜培軍等，2007，有修改）
在認識環(huán)境信息科學相關問題的過程中，作者經(jīng)歷了漫長的探索過程，同時，也借鑒、集成與凝聚了諸多同行學者的研究成果。《環(huán)境信息科學：理論、方法與技術》（王讓會等著. 北京：科學出版社，2019.8）一書得到了中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項“泛第三極環(huán)境變化與綠色絲綢之路建設”中“中亞-西亞荒漠化防治與關鍵要素調(diào)控”（XDA20030101-02）課題資助，國家發(fā)展和改革委員會中國清潔發(fā)展機制基金（2013013）“新疆適應氣候變化的林業(yè)碳匯關鍵領域及能力建設”以及江蘇省高校優(yōu)勢學科建設工程資助項目（PAPD）、國家科技支撐計劃（2012BAD16B0305，2012BAC23B01）的支持，同時，也凝練及集成了江蘇省氣象局委托項目“氣候變化對江蘇生態(tài)系統(tǒng)的影響及評估”、“宜居健康自然生態(tài)氣象生態(tài)指標體系研究”以及地方環(huán)保局委托項目“生態(tài)文明規(guī)劃”的部分成果；2017 年度南京信息工程大學高等教育教改研究項目“生態(tài)專業(yè)學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的改革與實踐”也為環(huán)境信息科學體系研究及集成，發(fā)揮了積極促進作用。作者多年來圍繞環(huán)境科學、信息學、生態(tài)學、地理學、管理科學等研究探索，為本書的出版起到了重要的基礎性作用。
隨著科技的快速發(fā)展，環(huán)?？萍嫉靡詮V泛應用，未來環(huán)保領域?qū)R聚生態(tài)環(huán)境業(yè)務數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)（水、大氣、土壤、輻射、污染源、機動車環(huán)保檢測等）、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、數(shù)值模型計算數(shù)據(jù)（大氣預報等）等不同來源及類型的數(shù)據(jù)，為科學了解與把握環(huán)境質(zhì)量狀況與環(huán)境保護水平，不斷提升環(huán)境質(zhì)量以滿足人民群眾不斷增長的環(huán)保需求提供更為有效的支撐。
在環(huán)境信息科學與技術的研發(fā)工作中，諸多同仁為此付出了巨大的努力與辛勞。作者負責相關項目立項、組織實施、成果研發(fā)、成果集成等工作。同時，作者總體策劃并撰寫、集成本書。本書是相關項目研發(fā)成果的再凝練、再集成、再創(chuàng)新，超越了原有研究項目本身的目標要求及內(nèi)涵特征，并通過梳理集成為更具系統(tǒng)性、綜合性及學科特點與技術指導價值的新成果；在一定程度上已脫離了原有單一研究項目本身的特點，是相關研究項目中環(huán)境類、信息類、技術類成果的高度凝練與升華，也是當前環(huán)境信息科學發(fā)展的客觀需要及前瞻性探索。
本書是作者及其團隊多年研究成果的綜合性體現(xiàn)，在“互聯(lián)網(wǎng) ”的背景下，不斷探索具有創(chuàng)新意義的學科領域及研究前沿，始終是人們追求科學的方向。在多年探索遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)與地理科學、生態(tài)科學的基礎上，團隊已經(jīng)凝練形成了“地理信息科學的理論與方法”及“生態(tài)信息科學研究導論”等具有創(chuàng)新性的學科領域與研究方向；而本書也是在國家進一步加強環(huán)境治理與生態(tài)文明建設的創(chuàng)新氛圍中，信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化快速發(fā)展的背景下，環(huán)境科學、環(huán)境工程、環(huán)境管理、環(huán)境經(jīng)濟、環(huán)境倫理等相互交叉與融合的產(chǎn)物。在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”時代背景下，全社會都在關注環(huán)境，保護環(huán)境，優(yōu)化環(huán)境。本書力圖系統(tǒng)地反映信息科學與技術、環(huán)境科學與技術交叉融合的新進展，也期望能夠為促進環(huán)境信息科學領域研究有所借鑒與幫助。
王讓會
2018 年6 月5 日世界環(huán)境日
于南京江北新區(qū)
本文摘編自《環(huán)境信息科學：理論、方法與技術》（王讓會等著. 北京：科學出版社，2019.8）一書“前言”，有刪減，標題為編者所加。
ISBN 978-7-03-062038-5
責任編輯：王騰飛 沈 旭
本書分為上、下兩篇，上篇在介紹環(huán)境信息科學產(chǎn)生與發(fā)展、學科特點及內(nèi)涵、未來發(fā)展前景的基礎上，重點闡述環(huán)境信息科學研究的原理與方法，環(huán)境信息的監(jiān)測與評價技術、表達與重現(xiàn)技術及管理技術。下篇主要為環(huán)境信息科學技術與實踐，基于GIS 技術，研發(fā)環(huán)境監(jiān)測及應急響應系統(tǒng)；針對大氣污染特征及預報預警、宜居健康生態(tài)氣象監(jiān)測與評估等問題，進行了典型分析與案例研究；最終分析了生態(tài)文明建設（ECC）與環(huán)境信息技術應用的關系。本書涉及的環(huán)境信息分類、環(huán)境遙感監(jiān)測、環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)、環(huán)境信息可視化、環(huán)境數(shù)據(jù)挖掘、環(huán)境信息圖譜、環(huán)境信息管理等理念、方法與技術，對于拓展環(huán)境信息機理、模擬和智慧環(huán)保與“互聯(lián)網(wǎng) ”應用研究及豐富環(huán)境信息科學體系具有重要的理論價值與現(xiàn)實意義。
本書可供環(huán)境科學、環(huán)境工程、生態(tài)學、地理學以及遙感與GIS、信息系統(tǒng)研發(fā)等專業(yè)的研究生學習借鑒，也可供上述領域的管理者、工程技術人員及科研工作者參考。
（本文編輯：劉四旦）
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