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第三章地理信息技术的应用第四节数字地球课标要求课标解读了解数字地球的含义。知道：数字地球的基本含义。理解：数字地球各项技术的作用。应用：列举实例，感受数字地球带给我们生活的便利。知识点一数字地球“数字北京”“数字上海”“数字厦门”，发达地区城市正积极投入数字城市建设之中。1999年北京提出建设“数字空间北京”三步走目标：2000—2010年，形成“数字北京”基本框架；2011—2020年，提高首都的数字化水平；2021—2050年，北京建设成为现代化国际数字城市。思考探究：你知道“数字城市”是基于哪些技术基础上建设的吗？提示：数字城市是遥感技术、全球定位系统、地理信息系统、虚拟技术、网络技术的综合应用。1．概念数字地球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。2．应用技术全球定位系统、遥感技术、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等。3．核心思想用数字化手段统一处理地球问题；最大限度地利用信息资源，并使普通百姓能够通过一定方式便捷地获得他们想了解的有关地球的信息。4．基础——全球网络与分布式存储(1)原因：①只有通过网络才能实现全球信息共享。②数字地球的实现需要大规模的存储空间。(2)结果：①数字地球要求信息网络嵌入到每个人的日常生活中。②高速宽带网络的建设及其传输速度，是数字地球建立的重要基础。5．最大特征与依据——虚拟现实技术(1)虚拟现实的概念：计算机模拟的三维环境，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。(2)本质：可对视觉、听觉、触觉产生作用的仿真视景。6．重要信息源——高分辨率卫星影像目前世界上商用卫星的分辨率已达到0.61米，实现了以往只有航空摄影才能达到的分辨率。这种高分辨率的卫星影像可以使数字地球的地图绘制达到足够的精度。1．阅读材料，完成下列各题。材料一有媒体报道，英国一个小偷将“谷歌地球”(GoogleEarth)当成作案工具，利用它锁定不少建筑的铅质屋顶，盗走大约价值14万美元的铅。借助“谷歌地球”，小偷还事先找好“撤离路线”。这个小偷的行为自然可恨，但是他巧妙利用谷歌地球为自己服务的思路倒是值得借鉴。实际上，利用GoogleEarth可带你飞往地球上的任何地方，可以在谷歌地球上看到卫星图像、地图、地形和3D建筑以及大洋、峡谷，包括外太空的银河系。可以探索丰富的地理知识，保存你游览过的地点，并将其与他人分享。材料二这是某公司的一项信息化服务演示。在一个漆黑的夜晚，一位独居的老太太突发心脏病，在倒地的一瞬间，她手臂上的手表式GPS发出急救信号。医护人员从“医疗急救GIS”中的地图上迅速找到了她的住址，立即调度装有车载定位系统的救护车按照电子地图上的提示路径，在最短的时间内抵达老人住所，为她量血压、测心跳、输氧气……(1)有人直接把GoogleEarth翻译成数字地球，这种说法科学吗？(2)材料二中的案例应用了“数字地球”的哪些技术？(3)数字地球涉及的关键技术各有哪些主要功能？答案：(1)不科学。数字地球是地球数据信息的数字化，然后用三维成像的方式展示出来，是纯数字虚拟化；GoogleEarth是把卫星图片按照三维数据拼接起来，是原本实体图片的立体化。因此，GoogleEarth仅仅是数字地球的一个应用方面。(2)GPS(全球定位系统)、GIS(地理信息系统)和车载定位系统、电子地图等数字地球技术。(3)信息高速公路与高速网络主要用于传输信息；高分辨率卫星遥感技术采集信息；空间信息技术用于处理信息；大容量数据存储技术用于存储信息；可视化和虚拟现实技术以及高性能计算能力用于输出信息。1．数字地球的基本概况数字地球具体内容含义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“3S”技术、虚拟技术、网络技术等技术的综合应用构成把地球上每一个确定点的相关信息和数据组织起来，然后进一步组合地球上所有的点基础全球网络与分布式存储最大特征与依据虚拟现实技术重要信息源高分辨率卫星影像2.数字地球的组成要素数字地球主要由数据、操作平台和应用模型组成。组成含义数据包括了全球大、中、小比例尺的空间数据，如各类多光谱、多时相、高分辨率的遥感卫星影像、航空影像、数字地图等，以及相关领域的文本数据，如资源、环境、人口、全球变化等文本信息操作平台是一种开放、分布式的，基于网络环境的，可以对各类数据更新、查询、处理和分析的软件系统应用模型是解决包括资源、环境、全球变化等各专业领域问题的一整套方法和计算机程序3.建设数字地球的意义数字地球的建立，使我们拥有了一座规模巨大的、能精确描述地球的数字化空间实验室，我们可以了解全球的资源、环境、社会、经济的分布和变化，真正为人类认识自然服务。数字地球又是一座海量信息库，是世界上最大的地球图书馆，为我们提供关于地球的全方位的数据和信息。数字地球建设将是一场具有深远意义的技术革命，并促进新产业的诞生和产业规模的扩大，创造出更多的就业机会。1．“数字地球”是1998年美国前副总统戈尔提出的，严格地讲是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，对地球多分辨率、多尺度、多时间和多种类的三维描述，也就是模拟地球。据此回答(1)～(2)题。(1)“数字地球”即()A．数字化、信息化的虚拟地球B．用数字度量半径、体积、质量等的地球C．用经纬网络描述的地球D．“数字城市”和“数字校园”(2)数字地球的技术支持包括()①遥感技术②全球定位系统③地理信息系统④空间信息技术⑤虚拟技术⑥网络技术⑦交通管理系统A．①②③④⑥⑦B．①②③⑤⑥⑦C．①②③④⑤⑦D．①②③④⑤⑥解析：数字地球是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化再现，是“3S”技术、虚拟技术、网络技术等技术的综合应用。答案：(1)A(2)D知识点二数字地球的应用前景一位中学生去博物馆参观数字地球展览。在戴上显示头盔后，她看见地球从太空中出现，使用数据手套放大电子图像；使用越来越高的分辨率，看见大陆，然后是乡村、城市，最后是私人住房、树木和其他天然和人工的物质。她采用类似“魔毯骑乘”通过地形的3D视图，眼前的行星区域引起她探究的兴趣。当然，地形仅仅是她能与之相互作用的多种数据之一。利用声音识别能力系统，她能够请求关于陆地覆盖、植物和动物的物种分布、实时天气、道路、政治范围以及人口的信息。她也能使她和其他学生收集的作为全球环境的一部分信息具体化，这些信息能被天衣无缝的熔入数字地图或者地形数据。通过使用数据手套单击一个连接按钮，她能够获得她所看见的许多事物更多信息。例如，为全家去黄石国家公园度假作准备，她计划徒步去看天然喷泉，她刚刚阅读到关于野牛和落基山羊的知识，事实上，她现在可以进行虚拟旅行。她不受限制穿越空间，同样也能穿越时间。在进行虚拟地去巴黎参观卢浮宫的场景旅游之后，她通过对时间地反向移动，学习法国的历史、细读被数字地球表面覆盖的数字化地图、新闻短片、口述历史、报纸等主要的原始资料。她向自己的电子邮件信箱发送一些有用的信息，以便今后学习。时间序列，从这里延伸到遥远的过去，能以天、年、世纪，甚至是地质学的纪元，因为那些场合有利于她对恐龙的了解。思考探究：在智能化快速发展的时代，你希望通过数字地球还能做什么？提示：(1)应对全球气候变化；(2)精细化农业；(3)智能化交通；(4)家庭影院；(5)体感游戏。(1)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。(2)为国家大型工程的决策提供重要的参考数据；为城市的管理提供依据。(3)为百姓生活提供方便。2．阅读材料，回答下列问题。材料一数字虚拟生活。当你戴上头盔时，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，先是大陆，接着是乡村、城市，最后是具体的房屋、树木以及其他天然或人造的景观。你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。你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。材料二利用数字地球保障儿童的安全。(1)材料一中提到了数字地球在未来日常生活中的应用，其应用领域主要有哪些？其中涉及的最主要技术是什么？(2)材料二中数字地球是如何保障儿童安全的？(3)数字地球除了在日常生活中的应用外，还在可持续发展研究和政府决策中发挥作用，试分别举例说明。(4)从科学家、政府官员、普通百姓三个角色出发，分别简述数字地球的应用前景。答案：(1)网上旅游、远程教育。涉及的最主要的技术是虚拟现实技术。(2)给孩子佩戴GPS，母亲在家打开实时跟踪屏，利用接收到的信息来了解孩子的实时位置，看护自己的孩子。(3)可持续发展：模拟未来20年森林面积的变化，研究全球生态环境变化趋势。政府决策：通过GIS分析犯罪模式和犯罪频率，合理分配警力资源。(4)科学家：可方便地获得地形、土壤类型、气候、植被、土地利用变化、矿产、森林、资源等方面的信息，应用空间分析与虚拟现实技术，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。政府官员：数字地球可为国家大型工程决策提供重要的参考数据；数字地球也能为政府对城市的管理提供依据。普通百姓：我们坐在家里，就可接受远程教育，进行网上购物；参加交互娱乐项目，还可轻松游览各国的风景名胜；逛遍各国的博物馆、美术馆、艺术画廊等。数字地球的应用前景应用领域数字地球举例意义可持续发展模拟人类活动对生产和环境的影响制定可持续发展对策数字化空间实验室从全球角度研究可持续发展问题政府决策虚拟大型水库建成后，库区周围和上下游的环境变化为是否修建水库和水库修建后可能出现的问题及对策提供依据GIS分析犯罪模式和犯罪频率合理分配警力资源百姓生活模拟教育、商场、娱乐、风景名胜、博物馆、美术馆、艺术画廊的景象坐在家中享受生活2．关于数字地球应用前景的说法，正确的是()①为科学家研究全球性问题提供了数字化空间实验室，有利于可持续发展的研究②政府决策可完全依赖数字地球③为城市管理提供依据④数字地球的发展是可以预见的A．①③B．②④C．①④D．②③解析：数字地球的应用前景非常广阔，可以为科学家研究全球性问题提供数字化空间实验室，有利于可持续发展的研究；数字地球能为政府对城市的管理提供依据。由于科技发展的不可预见性，数字地球的发展也具有不可预见性。答案：A