在新的歷史階段,，環(huán)境問題關(guān)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(xué)技術(shù)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(lǐng)域得以快速發(fā)展,，極大地促進了環(huán)境保護,、生態(tài)建設(shè)與社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。未來基于信息技術(shù)的生態(tài)環(huán)境物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,，將對環(huán)境信息科學(xué)的發(fā)展起到極大的促進作用,。

2016 年4 月24 日設(shè)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(dǎo)航、高分專項以及航天應(yīng)用等方面的最新成果和基礎(chǔ)知識,；航天技術(shù)的快速發(fā)展，面向國民經(jīng)濟建設(shè),，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(shù)發(fā)展,，對環(huán)境信息科學(xué)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(shè)以及相關(guān)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(guān)信息,。環(huán)境衛(wèi)星信息的應(yīng)用和北斗系統(tǒng)的快速建設(shè)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(yù)警提供了重要的信息基礎(chǔ)與技術(shù)支撐,。

進入21 世紀(jì)以來,，AI 技術(shù)發(fā)展迅速，AI 技術(shù)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?！盎ヂ?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(shù)的發(fā)展，極大地促進了環(huán)境信息科學(xué)研究的深化,、環(huán)保技術(shù)的創(chuàng)新以及應(yīng)用領(lǐng)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(dāng)下。

在“共享經(jīng)濟”快速發(fā)展的背景下,，技術(shù)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(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)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(shù)發(fā)展及社會意識密切相關(guān)。在快速發(fā)展的歷史背景下,，曾有國內(nèi)機構(gòu)從中華人民共和國成立以來影響中國建設(shè)進程的數(shù)十項重大科技成果中,，評選出中國當(dāng)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(fù)方蒿甲醚,。北京外國語大學(xué)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(lǐng)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(xué)地認識環(huán)境問題，全面把握環(huán)境效應(yīng)，不斷規(guī)范環(huán)境政策,，嚴(yán)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(xué)的實踐應(yīng)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(fù)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(yīng)用,，是把握環(huán)境信息科學(xué)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(shù)也為環(huán)境大數(shù)據(jù)的內(nèi)涵解析提供了技術(shù)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(xué)技術(shù)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(fù)雜系統(tǒng)建模以及環(huán)境模型可視化技術(shù),，又提升了人類對環(huán)境的認知能力。

環(huán)境信息科學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科,，其中蘊含了環(huán)境科學(xué),、環(huán)境工程、生態(tài)學(xué),、信息科學(xué),、地理學(xué)以及涉及水、土,、氣,、生等學(xué)科的原理與方法,，也包含著遙感與GIS技術(shù)、大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的新突破,。對于諸多問題的研究與探索需要多學(xué)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(xué)相關(guān)理論及技術(shù)問題的深化研究提供支撐,。

▲ 環(huán)境信息科學(xué)的理論體系一般構(gòu)架

（據(jù)杜培軍等,，2007，有修改）

在認識環(huán)境信息科學(xué)相關(guān)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(xué)者的研究成果,。《環(huán)境信息科學(xué)：理論、方法與技術(shù)》（王讓會等著. 北京：科學(xué)出版社,，2019.8）一書得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項“泛第三極環(huán)境變化與綠色絲綢之路建設(shè)”中“中亞-西亞荒漠化防治與關(guān)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(yīng)氣候變化的林業(yè)碳匯關(guān)鍵領(lǐng)域及能力建設(shè)”以及江蘇省高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)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(biāo)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(xué)高等教育教改研究項目“生態(tài)專業(yè)學(xué)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(xué)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(xué),、信息學(xué)、生態(tài)學(xué),、地理學(xué),、管理科學(xué)等研究探索，為本書的出版起到了重要的基礎(chǔ)性作用,。

隨著科技的快速發(fā)展,，環(huán)保科技得以廣泛應(yīng)用,，未來環(huán)保領(lǐng)域?qū)R聚生態(tài)環(huán)境業(yè)務(wù)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(yù)報等）等不同來源及類型的數(shù)據(jù),，為科學(xué)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(xué)與技術(shù)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(zé)相關(guān)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(guān)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(biāo)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(xué)科特點與技術(shù)指導(dǎo)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(guān)研究項目中環(huán)境類,、信息類、技術(shù)類成果的高度凝練與升華,，也是當(dāng)前環(huán)境信息科學(xué)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(xué)科領(lǐng)域及研究前沿，始終是人們追求科學(xué)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(xué),、生態(tài)科學(xué)的基礎(chǔ)上,，團隊已經(jīng)凝練形成了“地理信息科學(xué)的理論與方法”及“生態(tài)信息科學(xué)研究導(dǎo)論”等具有創(chuàng)新性的學(xué)科領(lǐng)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(shè)的創(chuàng)新氛圍中，信息化,、數(shù)字化,、網(wǎng)絡(luò)化、智能化快速發(fā)展的背景下,，環(huán)境科學(xué),、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(guān)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(xué)與技術(shù)、環(huán)境科學(xué)與技術(shù)交叉融合的新進展,，也期望能夠為促進環(huán)境信息科學(xué)領(lǐng)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(xué)：理論、方法與技術(shù)》（王讓會等著. 北京：科學(xué)出版社,，2019.8）一書“前言”,，有刪減，標(biāo)題為編者所加,。

ISBN 978-7-03-062038-5

責(zé)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(xué)產(chǎn)生與發(fā)展,、學(xué)科特點及內(nèi)涵,、未來發(fā)展前景的基礎(chǔ)上，重點闡述環(huán)境信息科學(xué)研究的原理與方法,，環(huán)境信息的監(jiān)測與評價技術(shù),、表達與重現(xiàn)技術(shù)及管理技術(shù)。下篇主要為環(huán)境信息科學(xué)技術(shù)與實踐,，基于GIS 技術(shù),，研發(fā)環(huán)境監(jiān)測及應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)；針對大氣污染特征及預(yù)報預(yù)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(shè)（ECC）與環(huán)境信息技術(shù)應(yīng)用的關(guān)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(shù),，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(yīng)用研究及豐富環(huán)境信息科學(xué)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(xué),、環(huán)境工程、生態(tài)學(xué),、地理學(xué)以及遙感與GIS,、信息系統(tǒng)研發(fā)等專業(yè)的研究生學(xué)習(xí)借鑒，也可供上述領(lǐng)域的管理者,、工程技術(shù)人員及科研工作者參考,。

（本文編輯：劉四旦）

地球為你而轉(zhuǎn)！