1、第四节数字地球答案:（1）虚拟对照体（2）地理坐标（3）信息（4）信息就在指尖上（5）自然（6）社会（7）地球（8）高速网络（9）高分辨率（10）空间信息技术（11）大容量数据存储（12）可视化和虚拟现实（13）高性能计算（14）生物多样性（15）作物产量1数字地球（1）概念数字地球是信息化的地球地球的虚拟对照体。数字地球将有关地球上每一点的信息，按地球的地理坐标加以整理，然后构成一个全球的信息模型。人们可以快速、形象地了解地球上的任何一点、任何方面的信息，从而实现“信息就在指尖上”的梦想。其核心就是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会等方面的问题，最大限度地利用资源，并使人们能够通过一定
2、方式，方便地获得有关地球的信息。通俗地讲，数字地球就是用数字的手法将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化装入电脑中，实现网上流通，并使之最大限度地为人类的生存、可持续发展和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。严格地讲，数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作为工具来支持和改善人类的活动和生活质量。（2）数字地球的提出数字地球概念的提出是在“3S”技术发展到一定程度的结果，具体情况如下表所示：数字地球的提出特点技术基础应用时间人物著作是一种可以嵌入海量地理数据的、多分辨率的和三
3、维的地球的表示，可以在其上添加许多与我们所处星球有关的数据遥感技术、地理信息系统、网络技术、虚拟现实技术可持续发展农业、灾害、资源、教育等方面1998年1月31日时任美国副总统的阿尔戈尔数字地球：展望21世纪我们这颗行星（3）数字地球的关键技术要在电子计算机上实现数字地球不是一件简单的事，它需要诸多学科，特别是信息科学技术的支撑。这其中主要包括：信息高速公路与高速网络技术、高分辨率卫星遥感技术、空间信息技术与空间数据基础设施、大容量数据存储技术、可视化和虚拟现实技术、高性能计算能力等。信息高速公路与高速网络技术数字地球所需要的数据已不能通过单一的数据库来存储，而是分散在数以万计机构的数据库中。
4、利用这些数据时，要能把所需数据迅速从四面八方调来，这只有通过高速网络才能实现。在Internet流量爆发性增长的驱动下，远程通信载体已经尝试使用10G/S的网络，而每秒1 015比特的因特网正在研究中。相信在不久的将来会有更加优秀的宽带高速网供人们使用。高分辨率卫星遥感技术遥感卫星可以对整个地球进行完整的扫描，每隔三五天即可更新一次，为人类提供反映地表地理要素动态变化的翔实数据，满足测图、农业、资源、环境、交通等多方面的应用，形成数字地球最基本的空间数据。20世纪的遥感卫星影像，在卫星遥感问世的20多年间分辨率已经有了飞快的提高。在21世纪高分辨率卫星遥感图像将可以优于1米的空间分辨率，每隔3
5、5天为人类提供反映地表动态变化的翔实数据，从而实现“秀才不出门，能观天下事”的理想。空间信息技术与空间数据基础设施GIS的优势是将空间信息应用在地球研究中。为了满足数字地球对综合数据的处理与应用，GIS、GPS与网络结合，构成数字地球的空间核心技术。空间数据基础设施主要包括空间数据管理体系、空间数据交换网、空间数据交换标准等。美国已于2000年初步建成空间信息基础设施，我国也在抓紧建立基于150 000和110 000比例尺的空间数据。大容量数据存储技术美国NASA“行星地球计划”的卫星系统每天可产生1 000 GB的数据，相当于某一时刻的广东省1米分辨率的影像数据量。如果将数字地球上所有信息
6、都存储起来，需要存储器容量达到1 000万亿字节级。纳米技术可使硬盘容量达到1万亿字节级。激光全息存储、蛋白质存储等方面的研究也已获得巨大进展。加之可把大量的数据分散在成千上万个数据库里，所以，构筑数字地球的数据存储技术已基本成熟。相信在21世纪还会有新的突破。大容量存储器可视化和虚拟现实技术头盔式虚拟现实成像设备可视化是实现数字地球与人交互的窗口和工具，没有可视化技术，计算机中的一堆数字是无任何意义的。数字地球的一个显著的技术特点是虚拟现实技术。建立了数字地球以后，用户戴上显示头盔，就可以看见地球从太空中出现。人造虚拟现实技术在摄影测量中早已是成熟的技术，近几年的数字摄影测量的发展，已经能够
7、在计算机上建立可供量测的数字虚拟技术。当然，当前的技术是对同一实体拍摄照片，产生视差，构造立体模型。进一步的发展是对整个地球进行无缝拼接，任意漫游和放大，由三维数据通过人造视差的方法构造虚拟立体。高性能计算能力地球是一个复杂的巨系统，地球上发生的许多事件、变化和过程又十分复杂而呈非线性特征，时间和空间的跨度变化大小不等，差别很大，只有利用高速计算机，我们今日和跨世纪的未来，才有能力来模拟一些不能观测到的现象。利用数据挖掘技术，我们将能够更好地认识和分析所观测到的海量数据，从中找出规律和知识。高性能计算机点技巧 程序法记忆数字地球的关键技术【例1】“数字地球”是1998年美国前副总统戈尔提出的，
8、严格讲是以计算机技术、多媒体技术和大规模储存技术为基础，对地球多分辨率、多尺度、多时间和多种类的三维描述。据此完成下列问题。（1）“数字地球”即为（）。A用数字度量半径、体积、质量等的地球B数字化、信息化的虚拟地球C用经纬度和海拔表述地理事物D“数字城市”和“数字校园”的统称（2）支撑“数字地球”的技术包括（）。遥感技术全球定位系统地理信息系统空间信息技术社区服务系统网络技术A BC D解析：数字地球指数字化的三维模拟地球，其核心就是利用数字化手段来处理自然和社会等方面的问题。其技术既包括地理信息技术，也包括与计算机有关的虚拟现实技术、网络技术、空间信息技术等。答案：（1）B（2）D释疑点 数
9、字地球的应用数据通讯技术的发展，促进了地球上的信息表达方式日益数字化。通俗地讲，数字地球就是用数字的方式将地球上每一点的信息装入电脑中，实现在网络上的流通，并使之最大限度地为人类的生产、生活服务。2数字地球与我们的生活数字地球的实现标志着信息文明的到来。数字地球与我们有着密不可分的关系。（1）数字地球直接影响到我们的生活。平时我们常说的网上购物、电子货币、电子银行、电子商务等到时候已相当成熟和完善。通过虚拟现实技术，我们在家就可以试穿网上时装店里中意的各式时装，试穿效果可以立刻呈现在您眼前；如果想买下它，只需轻击一下鼠标或键盘，就有人迅速把您订购的衣服送到家中。数字地球给我们提供的丰富信息，尤
10、其是地理信息，让我们可以方便、轻松地实现我们的旅游愿望，只要您想得到的地方，都可以游历到，对它的自然地理状况、人文社会现象等了如指掌。方便的信息交流、远程医疗等与我们生活息息相关的事也都变得极其容易了。（2）数字地球直接影响到我们的工作。数字时代的工作将不受时间、地点和空间的限制！我们不必挤车或开车数千米赶到办公室上班，也不必担心堵车和刷卡。数字地球已在某些方面弱化或消除了时间和空间的概念。不管你是在家中养花，在地中海享受阳光，在北极圈放麋鹿，还是在大堡礁观赏海底生物，您都可以参与到全球化的经济生活中，您可以一边和商业合作伙伴签署商业合同，一边参加公司的一个可视会议，讨论公司的发展战略。时差只
11、存在生物学的意义！（3）数字地球直接影响到我们的学习。学校面对面的教学在数字地球时代将是一件奢侈的事情。学生通过网络和教师直接交互学习，学生获得了更大的个性发展机会，拥有更多的信息资源，学习的方式也变得多种多样。教学方式有根本性的变化，远程教育使得每个学生都能请到最好的教师。从社会的角度来说，数字地球时代将更有利于我们进行资源的调查、管理和规划，人口调查和控制以及生态环境监控。我们将更容易进行社区服务与管理、城市规划、土地管理、犯罪控制、紧急事务处理。政府的宏观管理和控制变得可行且容易。这些都和百姓生活有着千丝万缕的联系。数字地球是我们未来时代的标志，它将深深地融入我们经济、社会和生活的方方面
12、面。点技巧 数字地球与我们生活的案例整理【例2】阅读下列材料，完成下列问题。2009年9月912日，第六届国际数字地球会议在北京召开，本届大会以“行动中的数字地球”为主题。“数字地球”是地图测绘、航空卫星遥感、探空和深钻的深化，是对地测绘系统（EOS）、全球定位系统（GPS）与地理信息系统（GIS）的综合，实现地球圈层间物质流、能量流与信息流数据的集成，从而对全球化问题进行广泛研究。以农业为例，它在农业信息遥感、太空农业等方面有着广阔的研究前景。一些国家利用资源卫星进行农业资源调查、作物长势和产量监测等。例如，美国利用资源卫星在估测本国小麦产量的同时，还对其他国家小麦产量进行估测，根据所得数据
13、制定生产布局、储运、加工等计划，确定对外贸易策略，由此每年可获利数亿美元。（1）根据材料推断，“数字地球”相关技术在“我国农业可持续发展”方面可做哪些工作？（2）在全球问题的研究中，除农业外，还有哪些领域可以利用“数字地球”的相关技术？解析：关于“数字地球”及相关技术在“我国农业可持续发展”方面可做的工作，一方面要分析影响农业生产的因素，包括自然条件、社会经济条件和农业技术改革对我国农业的影响。另一方面要分析“数字地球”相关技术对这些影响因素所能产生的良性影响，再就是要消除现代农业发展过程中所产生的不良影响，实现农业的可持续发展。它应用于农业的布局、灾情预报、污染状况、解决措施等方面。在全球问
14、题的研究中，除农业外，其他领域也可以运用“数字地球”相关技术解决问题。如全球温室效应、海平面上升、臭氧层破坏、地震分布、地形遥感、全球生态环境监测、全球气候预报、生物分布、生产结构监测、矿产监测等。答案：（1）土地资源利用状况的遥感调查，合理布局农业；监测预报气候变化、旱涝、作物长势和产量预测，提高抗灾能力；农业污染环境状况监测与预报，提出解决措施等。（2）全球温室效应、海平面上升、臭氧层破坏、地震分布带、地形遥感、全球生态环境监测、全球气候预报、生物分布、生产结构监测等。3图解“3S”技术与数字地球的关系数字地球是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现与再认识，是遥感技术、全球定位技术、
15、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等各种技术的综合利用。“3S”技术仅仅是数字地球的部分支撑技术。【例3】我国的一些大型学校（高等院校）开通远程教学服务，采用最先进的传输手段是（）。A电话 B电视C信息高速公路 D寄信解析：从题干中可知，当今的电子教育的优点是学习时间完全由学生自由安排和计划，学习地点在家里。从教师处得到习题，完成的作业用电子邮件发给教师，两三天以后必定会从教师处传回评阅意见。那么电子教育所采用的通信工具即信息高速公路。其他方式如固定电话、寄信都不是，而电视教育与电子教育不同，电视教育有固定的时间。答案：C4数字地球与国际互联网的区别（1）现在国际互联网在很大程度上实现了信息共享
16、，但还不能达到数字地球意义上的要求，数字地球要求信息网络像真的道路网络一样，嵌入到每个人的日常生活中。（2）现在的国际互联网由于用户量的剧增和自身技术的限制，无法满足数字地球的需求，也就是当人们需要相关的数据时，还不能迅速地从各地的数据库中调出来，由此可见，高速宽带网络的建设及其传输速度，是建立数字地球的重要基础。数字地球是一个庞大而复杂的系统，涉及诸多关键技术：信息高速公路与高速网络技术、高分辨率卫星遥感技术、空间信息技术与空间数据基础设施、大容量数据存储技术、可视化和虚拟现实技术和高性能计算能力。【例4】下列关于数字地球的叙述，不正确的是（）。A数字地球就是信息化的地球B数字地球就是将有关
17、地球上每一点的信息，按地球的地理坐标加以整理，然后构成一个全球的信息模型C数字地球就是计算机宽带网络D数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带解析：数字地球是信息化、数字化的地球，是一个信息模型，它以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，但不能说数字地球就是宽带网络，这样说太片面。答案：C5如何理解数字地球的概念数字地球是信息化的地球地球的虚拟对照体。数字地球将有关地球上每一点的信息，按地球的地理坐标加以整理，然后构成一个全球的信息模型。通俗地讲，就是用数字的方法将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化装入电脑中，实现在网络上的流
18、通，并使之最大限度地为人类的生存、可持续发展和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。严格地讲，数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作为工具来支持和改善人类的活动和生活质量。如下图所示：【例5】“数字地球”的含义是（）。A数字通信技术的发展，使地球上的信息表达的方式日益数字化B地球的大小有一定的数量范围C数字领域的发展已成为地球上所有学科发展的基础D计算机的应用相当广泛解析：本题考查数字地球的含义。数据通信技术的发展，促进了地球上信息表达方式日益数字化。通俗地讲，数字地球就是用数字的
19、方法将地球上每一点的信息装入电脑中，实现在网络上的流通，并使之最大限度地为人类的生产、生活服务。答案：A6数字、数据和数字化的辨析计算机无法直接理解文字、图像、图形、声音等人类的交流媒介，只能理解和操作用“0”和“1”组成的二进制数，在计算机内部对这些媒介的表示和运算操作，都是通过一系列的二进制数来进行的，所以我们把计算机存储和操作的数据称为数字形式的数据，即“数字”。数据是直接记录下来或通过数字化后可以被鉴别的符号，不仅数字是数据，而且文字、符号和图像也是数据。数字地球的建立，首先是收集数据，然后是对数据进行排序、转换、分类、运算等处理，目的就是要得到数据中包含的信息。把文字、图形、图像、声音、动画等信息，通过输入设备转换为计算机可以接收和区别的二进制数，这个过程就称为数字化。【例6】下列叙述不正确的是（）。A计算机可以存储和操作文字、图像、图形、声音等人类的信息，所以计算机可以直接理解这些信息B数据是直接记录下来或通过数字化后可以被鉴别的符号C把文字、图形、图像、声音、动画等信息转化成“0”和“1”的过程就是数字化D数字是数据解析：计算机虽然可以存储和操作文字、图像、声音等人类的信息，但是计算机不能直接理解这些信息，只能理解和操作“0”和“1”组成的二进制数。答案：A
