1、第三章 地理信息技术应用第四节 数字地球1.结合材料，了解数字地球的含义，理解数字地球涉及的关键技术2.结合实例，了解数字地球对我们生活的影响2017年4月4日第十届国际数字地球会议在澳大利亚悉尼开幕。来自中国、美国、德国、意大利等27个国家及相关国际组织的600余位代表围绕“数字地球，改变未来”的主题展开讨论。什么是数字地球？数字地球对我们的生活会产生哪些影响？01 课前 自主预习02 课堂 合作探究03 拓展 能力提升04 随堂 即时演练05 课后 限时训练一、数字地球的含义1含义：数字地球是_的地球地球的虚拟对照体。2制作：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
2、全球的信息模型。3优点：可以_、形象地了解地球上的任何一点、任何方面的信息。4核心：用_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_，并使人们能够通过一定方式，方便地获得有关地球的信息。信息化快速数字化资源5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_技术与空间数据基础设施大容量数据存储技术可视化和_技术高性能计算能力空间信息虚拟现实“数字地球”不是“3S”技术的综合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、全球定位系统、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。二、数字地球与我
3、们的生活探究一 数字地球的关键技术当她戴上头盔时，就看到地球出现在太空中。然后通过某个工具，对所看到的影像进行放大。随着分辨率的不断提高，她看见了大陆，然后是乡村、城市，最后是具体的房屋、树木以及其他天然或人造的景观。她不受限制地穿越空间和时间。在以虚拟的方式去巴黎卢浮宫参观后，又通过对时间的反向推移，借助新闻短片、报纸等主要的原始资料学习法国的历史。她向自己的电子信箱发送一些有用的信息，留待将来使用。在这里，时间序列可以从现在延伸到遥远的过去，甚至延伸到恐龙时代。结合材料探究：材料中的数字虚拟生活是通过哪项技术实现的？这项技术的主要作用是什么？答案：虚拟现实技术。能够生成虚拟环境，使人类与虚
4、拟世界进行交互，完成各种虚拟过程，如虚拟战争、虚拟旅游、虚拟灾害、虚拟海港等。数字地球的关键技术名称特点和作用信息高速公路与高速网络技术迅速从分散在数以万计机构的数据库中调集数据，网络传输速率高高分辨率卫星遥感技术提供反映地表地理要素动态变化的翔实数据，形成数字地球最基本的空间数据空间信息技术与空间数据基础设施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大容量数据存储技术通过纳米技术、激光全息存储、蛋白质存储以及分散存储数据，数据存储容量大，可嵌入海量数据可视化和虚拟现实技
5、术可视化技术将计算机中的抽象数据具体化，是实现数字地球与人交互的窗口和工具；虚拟现实技术生成虚拟环境，完成各种虚拟过程高性能计算能力运用高速计算机模拟地球上发生的现象，更好地认识和分析地球这个复杂的巨系统数字地球需要很多学科，特别是信息科学技术的支撑。据此完成13题。1数字地球提供的信息量主要取决于()A存储的信息量多少B网络的通信能力C应用需求D用户的技术水平2实现数字地球与人交互的窗口和工具是指()A高分辨率卫星遥感技术B空间信息技术C可视化技术D虚拟现实技术3信息高速公路与高速网络技术在构建数字地球系统中的作用有()A传输分散在众多数据库中的数据B把卫星收集到的各种数据输送到地球C传输计
6、算机网络中的抽象化数据D传输和模拟地球上图像的数据信息解析：第1题，数字地球提供的信息量主要取决于其存储信息的多少。第2题，可视化技术能够将计算机中抽象的数据具体化，以文本、图形、图像、声音、动画、视频等各种形式表现出来，它是实现数字地球与人交互的窗口与工具。第3题，信息高速公路与高速网络技术结合，可以传输分散在数以万计机构的数据库中的数据。答案：1.A 2.C 3.A探究二 数字地球的应用前景数字地球是全球定位系统、遥感技术、地理信息系统、虚拟现实技术、网络技术等各种技术相结合的产物，可以广泛应用于全球化问题研究。以农业为例，它在农业信息遥感、太空农业等领域有广阔的研究前景。一些国家利用资源
7、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计本国小麦产量的同时，还对其他国家小麦产量进行估测，根据所得的数据制订生产布局、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。结合材料探究：(1)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？答案：土地资源利用状况调查；农业合理布局；监测并预报灾害天气及旱涝状况；农作物长势监测及估产；农业污染监测、预报等。(2)在全球问题的研究中，除农业外还有哪些领域可利用数字地球的相关技术？答案：全球气候变暖，海平面上升；臭氧层分布；地形遥感；全球生态环境监测；全球生物分布；全球生产结构监测等。数字地球的应用前景应用
8、前景具体表现实例可持续发展应用空间分析和虚拟现实技术，建立数字化空间实验室，从全球的角度研究可持续发展数字地球实现后，可以方便地获得地形、土壤类型、气候、植被、土地利用变化、矿产、资源等方面的信息，模拟人类活动对生产和环境的影响，制定可持续发展的对策政府决策为大型工程决策提供重要的参考依据，为政府对城市的管理提供依据虚拟大型水库建成后，库区周围和上下游的环境变化，一方面为是否修建水库提供依据，另一方面显示水库修建后可能出现的问题百姓生活接受远程教育，进行网上购物，参加交互娱乐项目，游览风景名胜轻松游览各国风景名胜，逛遍各国的博物馆、美术馆、艺术画廊等数字地球在质检特种设备安全监察地理信息系统中
9、可进行查询定位、重叠责任区域数据查询、应急救援模拟决策、设备参数在线监测、设备状态预警专题地图分析等功能。结合所学知识，完成12题。1数字地球在建设大型水库方面的作用主要是()A提供当地的地质条件B提供当地的人口迁移规模C虚拟大型水库建成后库区周围和上下游地区的环境变化D提供水库的水量和水的流速2关于数字地球的应用，叙述错误的是()A可以从全球角度研究可持续发展B可以支持政府决策C可以模拟现实情景D可以代替政府决策解析：第1题，数字地球的虚拟技术可以虚拟大型水库建成后的库区水位，从而分析对库区周围与上下游地区环境的影响。第2题，数字地球只能为政府决策提供相应的参考数据，不能代替政府决策。答案：
10、1.C 2.D思维建模(六)数字地球与“3S”技术典例 根据所学知识，完成有关“3S”系统的问题。(1)长 江 流 域 的 洪 涝 灾 害 监 测 主 要 是 靠 _ 系 统，运 用 该 技 术 的 优 点 是_、_、_、_、_等。(2)查询某地的三维地形全部或局部的地图信息，靠的是_系统。结合下图写出该技术的简要程序：A._、B._、C._。信息 数据处理 A B C答题思路 第(1)题，遥感是指借助对电磁波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术，是环境和灾害监测的重要手段，应用于灾情监测技术有助于防灾
11、减灾。对长江这样的大区域进行灾情监测最理想的方法就是应用遥感技术，因其能在很短的时间内获得全面而准确的资料。第(2)题，只要用到地图的地方就能用到地理信息系统，地理信息系统重在地理数字信息的处理。GIS的工作过程，主要包括地理数据的输入、存储，地理数据的操作和分析，以及地理信息输出等环节。答案(1)遥感 探测范围大 获得资料速度快 受地面限制小 手段多 用途广(2)地理信息 数据库 空间分析 表达思维模板1“3S”技术的关系(1)图中表示遥感技术提供影像信息功能，表示地理信息系统反馈影像信息处理结果，表示全球定位系统提供空间定位信息功能。(2)遥感技术和全球定位系统应用的区别：遥感技术获取的多
12、为呈面状的地理信息，其范围一般较大；全球定位系统获取的为点状的地理信息，非常精确。2“3S”技术的综合应用目前，现代地理信息技术的应用不仅仅是一种单一技术的应用，常常是两种或多种技术的综合应用，其中地理信息系统又常常是必不可少的，如遥感和地理信息系统在自然灾害监测中的应用。3数字地球与“3S”技术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、全球定位系统、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等多种技术的综合利用。“3S”技术仅仅是数字地球的部分支撑技术。它们的关系如下所示：图为卫星拍摄的冰山照片。图片中显示R冰山(6924S，10012E)已经从南极大陆边缘厚冰层
13、中解体出来，它东西最宽处约13千米，南北长约24千米。目前，R冰山正在向该地区的东部海域缓缓移动。读图，完成(1)(2)题。(1)监测R冰山移动方向和速度最好采用()A飞机 B地理信息系统C遥感D全球定位系统(2)对冰山产生的原因进行分析、对冰山的移动方向预测主要应用()AGISBGPSCRSD电子地图解析：第(1)题，遥感技术可以把冰山移动很好地反映到大屏幕上。第(2)题，GIS是一个巨大的数据库，我们可以利用数据进行分析和预测。答案：(1)C(2)A太原卫星发射中心运用数字地球技术，卫星发射的准备周期从原来的20天缩短到13天。据此回答12题。1下列关于数字地球的叙述，正确的是()数字地球
14、是数字化地球数字地球已经能满足人类目前的需要数字地球的特征是虚拟现实技术数字地球采取集中方式存储信息A BCD2下列不属于数字地球服务领域的工作是()A了解长江流域的水土流失情况B了解各地的风土人情C掌握各地犯罪情况D直接抓获犯罪分子解析：第1题，数字地球是数字化地球，是对数字化地球的正确的简单说法；目前数字地球正处于不断完善之中，还无法满足人类的需要；数字地球是虚拟的地球，虚拟现实技术是数字地球的特征；数字地球需要存储大量信息，不能集中存储，而是分散在数以万计机构的数据库中。第2题，数字地球能够使人们通过一定方式方便地获得他们所想了解的，如A、B、C选项的信息，而D选项直接抓获犯罪分子还需要
15、相关部门具体实施操作。答案：1.B 2.D数字化城市管理是指综合运用多种现代技术对城市进行科学高效管理，系统建设内容涵盖多个领域，如医院利用该系统抢救某危重病人的过程。数字化城市是数字地球的一部分。据此完成34题。3有关“数字城市”的叙述，错误的是()A与“数字地球”是并列的两大信息系统B能以数字的形式获取、存储和再现城市的资源、基础设施、人文、经济等方面的信息C有利于提高城市管理效率D可以为城市可持续发展提供决策支持4“数字城市”的作用主要包括()提高城市管理效率 节约资源和保护环境 实现城市的可持续发展 为人类创造高效的、信息化的工作环境和舒适、方便、安全、现代化的生活环境ABCD解析：“数字城市”是“数字地球”的一部分，它综合运用了地理信息系统、遥感、全球定位系统、网络、多媒体及虚拟现实等技术，以数字的形式获取、存储和再现城市的资源、基础设施、人文、经济等各个方面的信息，从而提高城市管理效率，节约资源和保护环境，为城市可持续发展提供决策支持，而不是直接去实现城市的可持续发展。答案：3.A 4.C课后限时训练