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1、地 理 信 息 技 术 的 应 用数 字 地 球姓 名: 单 位: 指导教师: 联系电话: 4.4 数 字 地 球一 教学目标知识与技能：能够简单“了解”数字地球的含义过程与方法：1运用视频(数字地球与百姓生活)，引导学生得出数字地球的含义2运用googleearth及资料分析法，得出实现数字地球技术基础3运用图片帮助学生理解实现数字地球的技术基础,从而加深对数字地球含义的理解情感态度与价值观：激发学生的求知欲和对科学技术的热情，从而树立为我国科学发展贡献力量的远大理想。二 教学重点和难点重点：数字地球的含义难点：1.数字地球的含义 2.建立数字地球的技术基础三 教学过程数字地球是在3S技术的
2、基础上产生的,是正在发展中的一项地理信息技术,本节课我们就来了解什么是数字地球?如何建立真正的数字地球?师：首先,我们来观看视频(数字地球与百姓生活),看的过程中要认真思考,其中运用了哪些技术?数字地球与百姓生活师：请一位同学来回答一下,视频中所描述的生活运用了哪些技术?生：运用了网络技术,虚拟技术,GPS,GIS师：其实,这种看上去有些前卫的“服务”，正是“数字地球”为我们服务的一个缩影。那么到底什么是“数字地球”呢? 顾名思义:就是一个数字化的地球,何谓数字化呢?生：将获得的信息转化成计算机能够识别的二进制数进行存储数字地球：将地球上的信息数字化,并运用网络技术、虚拟技术、3S技术等各种技
3、术建立的一个虚拟地球。师：视频中，我们看到数字地球给我们的生活带来了如此多的方便，那么我们如何去实现它呢？现有的技术水平又如何呢？要解决这个问题，我们先将全班同学分成两大组，即应用小组和技术小组，每大组又分为不同的小组，各小组的任务和活动要求已经明确的布置给了大家。小组活动安排：分组情况及任务：A组：利用本组同学下载的googleearth软件进行“旅游”，并从视觉、听觉、触觉等方面说出与真实游览之间的差距。B组: 将小组同学找出的差距写在黑板上应用小组A组:解决应用小组同学找出的差距，结合本组课前搜集的材料说出实现数字地球的技术基础。B组:将小组同学的结论写在黑板上。技术小组C组：运用图片（
4、数字地球从数据采集到应用的全过程）描述数字地球的建立过程。活动要求：1.以小组为单位，完成各自的任务。2.组内要互助合作，不同小组间可以相互交流，当其中一组的代表发言时，其它同学要仔细聆听，待其发言结束后，各组同学可以提问，补充或发表自己的见解。师：下面我们来看应用小组同学下载的利用数字地球相关技术而制作的软件googleearth,请应用小组A组的代表来进行一次“旅游”，并从视觉、听觉、触觉等方面说出与真实游览之间的差距。Googleearth游览 真实游览不清晰（分辩率） 清晰不能身临其境 置身其中无声音 听到各种声音师：如何缩小这种差距呢？下面给大家4分钟的讨论时间，除解决这个问题外，还
5、要根据技术小组搜集的这三段材料（见附件），找出实现数字地球的技术基础。实现数字地球的技术基础Googleearth游览 真实游览 缩小差距的途径不清晰（分辩率） 清晰 使用高分辨率的卫星影像不能身临其境 置身其中 完善虚拟现实技术无声音 听到各种声音 全球网络和巨量的存储技术为什么要用卫星影像而不是航空摄影?生：因为卫星采集信息的速度快，采集的信息量大。师：下面我们来看几幅图片，加深对实现数字地球技术基础的理解。虚拟现实技术数字地球的最大特征与依据（图1，图2）图1:头戴式虚拟现实成像设备图2：戴上数据仪器，可以在虚拟空间中体验太空漫步的美妙滋味高分辨率卫星影像数字地球的重要信息源（图3，图4
6、，图5）图3 图4图5师：现在技术基础有了，我们如何把它建立起来？数字地球从数据采集到应用的全过程（图6）图6师：请技术小组C组的同学给大家描述一下数字地球的建立过程。生：运用遥感从地球上采集信息，然后进行数字化，转化成计算机能够识别的二进制数进行存储，通过国际互联网实现国际间数据共享，并运用建立数字地球的工具和技术（网络技术、虚拟技术、3S技术等）将其建立起来，最终应用于百姓，使普通百姓通过它能够方便的获得他们所想了解的有关地球的信息。数字地球是地球科学和信息技术发展的一个重要方向，也许不用多久，它就会走进我们的生活，数字地球的实现还需要靠我们大家的共同努力，希望我们的同学能在这个领域贡献一
7、份自己的力量。小短文：畅想数字地球时代的生活辩论会：围绕数字地球对未来生活的影响是利大于弊还是弊大于利开展辩论会。 正方 反方 应用小组 技术小组 利大于弊 弊大于利下节课用15分钟的时间来开展辩论。本节课的课标要求非常简单“了解”数字地球的含义，如何了解、运用什么样的手段和方法能使学生最终用自己的话概括出数字地球的含义，是这节课设计的关键。力求通过对如何实现真正的数字地球这一过程的探究使学生能加深对数字地球含义的了解。但把数字地球的含义是放在前面引出来还是放在最后总结出会更好些，还需进一步验证。点评：探究课数字地球，在以下方面是成功的：第一，深入挖掘了教材中的探究内容，探究内容学生有一定的基
8、础有深度，学生探究有兴趣。第二，课程的安排打破了教材的顺序，更符合学生的认知规律。第三，课前精心组织学生查找资料，并下载googleearth，培养了学生自主学习合作学习的习惯，让学生体验到获取知识的快乐，充分调动了学生的积极性。第五，准确的把握住了探究点，合理的使用了多种教学手段。附件：小组活动巨量的存储技术。要将数字地球上的所有信息都存储起来，需要存储器的容量达到约106G。目前利用纳米技术可使硬盘容量达到约103G，而且激光全息存储、蛋白质存储等方面的研究已获得巨大进展。但要使用巨量存储技术存储数字地球的所有信息，目前技术上还难以达到要求。采用分布存储的方式，把大量的数据分散在成千上万个
9、数据库是可行的。数字地球上的数据分散在成千上万个机构的数据库里，当某一个服务器要利用这些数据时，必须迅速的把所需数据从四面八方调来，因此需要用高速网络把各个节点连接起来。目前，国际互联网还无法达到数字地球的要求，像真正的道路网络一样嵌入到每个人的日常生活中。当前正在试验每秒能传输104 G的宽带网络，未来信息高速公路的传输速率可达每秒 103G 10 6 G。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。虚拟环境由计算机生成，可以通过视觉、听觉、触觉等感觉作用，产生身临其境的感觉，所以虚拟环境是要创建一个能让参与者具有身临其境感，具有完善交互作用的虚拟现实系统。利用遥感影像和其他地球空间数据可在虚拟环境中生成“虚拟地球”，用户在浏览过程中可自然的在不同分辩率的“虚拟地球”之间的切换，通用虚拟现实技术提供各种与信息环境交互的途径，通过自然声音、手势和数据手套等设备与数字地球交流。遥感数据信息是数字地球获得地球表面信息的主要来源，卫星遥感图像的高分辩率为编制的地图提供了足够的精度。目前陆地卫星传感器每天向地面传输大量信息，仅美国宇航局的地球行星计划，每天就为数字地球增添 1000G的信息。目前，世界上商用卫星的分辩率已达到0.61米。在未来几年里，美国、印度、以色列、法国、德国等国的数颗小型 的商用卫星数据，将成为数字地球的重要信息源。8
