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1、第四节 数字地球学习目标 1.结合教材内容，了解数字地球的含义。 2.结合教材及相关资料，理解数字地球的核心思想与关键技术。 （重点难点） 3.联系生活实例，理解数字地球的应用前景。 （重点） 4.能够利用网络相关平台，体验数字地球和地理信息技术给我们生活带来的便利，例 如利用网络虚拟技术，游览数字地形、立体建筑等。 自主研习一、数字地球 1.概念：对真实地球及其相关现象的统一性的 重视与再认识。 2.应用技术：全球定位系统、 、地理信息系统、 、网络技术 等。 3.核心思想 统一处理地球问题 最大限度地利用 4.基础全球网络与分布式存储 （1）原因 只有通过 才能实现全球信息共享 数字地球的
2、实现需要大规模的 （2）结果 数字地球要求信息网络嵌入到每个人的日常生活中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 ，一种可以 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 。 6.重要信息源 卫星影像 问题磁场 （1）阅读下列材料，回答问题。 材料 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，在倒地的一刹那，她手臂上的手表式 GPS 发出红色急救信号。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
3、路径提示，在最短的时间内抵达老人的房间，为她量血压、测心跳、输氧 气 也许你会觉得这种情景只是一个演示，但实际上，这种看上去有些前卫的“服务” ，正 是“数字地球”为我们生活服务的一个缩影，而且在发达国家已开始进入大众生活领域， 离我们的距离也并非遥不可及。 材料中的案例应用了哪些“数字地球”技术？ 二、数字地球的应用前景 7.可帮助制定 的对策。 8.为国家大型工程决策提供 ，为城市的管理提供 。 9.为百姓生活提供方便。 问题磁场 （2）你认为数字化生活给我们带来便利的同时，有可能带来哪些烦恼？ 自主核对： 1.数字化2.遥感技术 虚拟技术 3.数字化手段 信息资源 4.（1）网络 存储空
4、间 （2）高速宽带网络 5.（1）三维环境 创建和体验 （2）仿真视景 6.高分辨率 问题磁场 （1）提示：GPS（全球定位系统） 、GIS（地理信息系统）和车载电子系统、电子地图 等数字地球技术。 7.可持续发展 8.参考数据 依据 问题磁场 （2）可结合自己的生活体验回答。 疑难探究 探究一 数字地球的关键技术 建立数字地球的关键技术有多种，它们在数字地球中的作用和地位也各不相同，具体 表现如下表所示：技术应用地位全球网络实现全球信息共享分布式存储实现信息分开存储数字地球的基础虚拟现实技术模拟三维环境，创建和体验 虚拟世界数字地球的最大特征与依据高分辨率卫星影像可使数字地球的地图绘制达 到
5、足够的精度数字地球的重要信息源感悟归纳1.“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：2.数字地球与各关键技术之间的关系数字地球的六大关键技术可以分别理解为对地理信息的获取、处理、存储、传输、转 换、交互。 探究二 数字地球的应用前景 数字地球在林业、农业、水利、矿产、交通、通信、教育、环境、人口、城市建设等 几十个领域都能产生巨大的经济效益和社会效益。 1.数字地球与可持续发展 社会可持续发展已成为
6、当今世界人们关注的重要问题。数字化表示的地球为我们研究 这一问题提供了非常有利的条件，使人类拥有一个数字化的空间实验室。科学家可以方便 地获取各种自然要素及其变化的信息，应用空间分析和虚拟现实技术模拟人类活动对生产 和环境的影响，制定可持续发展的策略，从而提高人类应付全球变化的能力。 例如，模拟气候变化最显著的未知因素之一是全球森林的递减率。美国新罕布什尔大 学的研究者与巴西的同事一起工作，通过卫星图像分析，能够监控亚马孙河流域的地形变 化，这样他们就能确定该流域的森林递减率。这项技术现在正在被世界上其他森林地区采 用。 2.数字地球与政府决策 （1）数字地球为国家大型工程的决策提供重要的参考
7、数据。 例如，利用数字地球的技术虚拟大型水库建成后库区周围和上下游的环境变化，一方 面可以为是否修建水库提供依据，同时可以清楚地显示出水库修建后可能出现的问题，从 而帮助决策人员制定相应的对策。 （2）为政府提供管理依据。 打击犯罪是数字地球的一项重要应用。 3.数字地球与百姓生活 数字地球与百姓的生活有着千丝万缕的联系，提供了前所未有的方便。 可视电话：不仅可闻其声，而且可见其人。 网络购物：足不出户，通过互联网络浏览世界各地的商品，办理商品邮购。 无纸交易：利用互联网实现方便、清洁、安全的电子结算和信用卡付帐，纸币将逐渐 退出流通领域。 电视会议：多媒体会议系统将在世界各地的与会者组织在一
8、个虚拟的会议大厅里，人 们远隔万里也可举行会议。 视频点播：不受电视台播放节目限制，可随时向网上视频库点播自己所喜爱的节目。 居家办公：利用家庭计算机网络和办公自动系统，完成承担的工作任务。 远程教育：通过互联网实现老师、媒体、学生的自主交流，任何人均可享用网上的教育资源。 远程医疗：利用多媒体的三维图像信息处理与传输技术，进行远程医疗。 网络游戏：调用网上丰富的游戏软件，可与远隔万里的朋友下棋、打牌。 知识点播：通过网络可以方便地访问遍布全球的数字图书馆、数字博物馆等的各种资 料和数据，使知识唾手可得。知识拓展：“数字校园” 数字校园是利用网络、通信技术对校园内的信息资源进行全面的数字化，通
9、过整理加 工，使这些信息资源能够有序地运转，从而更好地为教学、科研、管理和生活服务，把学 校建设成既面向校园内，又面向社会的一个超越时间和空间的虚拟学校，使更多的人能够 共享教育资源。 在数字校园内，将建成属于自己的校园网络。通过网络，教师不论在校内还是家中， 都能进行电子备课。教师在课堂上可以根据教学需要进行相应的教学操作，如进行视频点 播，以增强学生的感知能力。教师还可以在计算机上看到学生的作业和答卷，并进行评阅 工作。 学生也可以利用多媒体手段参加教学活动。利用学校已有的资源、信息，学生可以自 己调出学习课件，自己控制学习进度，在课堂上没有掌握的知识可以由计算机进行辅导， 借助计算机巩固
10、课堂已学会的知识。遇到特殊情况时，学生可在自己的家中借助互联网接 受远程教育，并通过实时的考查系统检查学习效果。 学生到图书馆借阅图书时，只需在计算机中输入自己的姓名、学号以及所需图书名称， 计算机屏幕上就会立刻显示该书在图书馆的位置和编号，管理人员能很容易找出，并办理 借阅手续。 误区警示 一、数字与数据的含义是相同的 这种认识是错误的。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” 。把文字、
11、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。 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。 对点训练 关于数据的说法，不正确的是（ ） A.数据是通过数字化或直接记录下来的可以被计算机鉴别的符号 B.数据就是数字 C.文字、符号可以转化为数据 D.图像无法转化为数据 答案 B 解析 不仅数字是数据，而且文字、符号和图像也是数据。 二、 “数字地球”等同于互联网 这种认识是
12、片面的。互联网在很大程度上实现了信息共享，但还不能达到“数字地球” 意义上的要求。现在的互联网由于用户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数据时，还不能迅速地从各地的数据库中调出来。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。对点训练 有关“数字地球”的正确叙述是 ( )A.“数字地球”就是指因特网 B.“数字地球”就是“信息高速公路” C.“数字地球”是用数据通信技术使地球上信息的表达方式日益“数字化” D.“数字地球”只能方便人们的生活，并不能创造实实在在的财富 答案 C 解析 A、B 选项中的因特网和“信息高速公路”都是数字地球的
13、技术基础之一。D 选 项数字地球不只是方便人们的生活，利用数字地球能够快速查询信息，并把这些信息应用 到生产生活中，能够带来财富。 案例研究 如何利用数字地球技术处理路面突发事件 如果有数字地球的支持，地区交通网络的详尽信息就可以满足选线条件。例如尽快寻 找并清理出一条可供公共汽车高速行驶的环形闭合路线，这条线路必须同时满足多种条件， 如附近无从事危险品生产的企业、加油站、军事目标、学校等设施。在选定线路的同时， 还要组织疏散选定线路附近的人口，指挥各路口警察封锁与之相连的道路，隔绝与公众的 接触，以便最终找到解决方法。数字地球上大比例尺和高分辨率的地理空间数据，不仅有 利于对突发事件精确定位
14、，而且利用大量相关的自然、环境、社会、经济数据，更容易制 定出影响小、损失小的处理策略，通过在网上实现部门协作、决策、调度与实施，将时间 消耗降低到最小，满足实效性需求。 要点例析 考查要点 数字地球 例 1 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地球上的每一点的信息，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，它是以计算机技术、 多媒体技术和大规模存储技术为基
15、础，以宽带网络为纽带，但不能说数字地球就是计算机 宽带网络，这么说太片面。 答案 C 变式训练 1 以下说法，不正确的是 ( ) A.遥感数据已成为 GIS 的重要数据来源 B.GPS 可以准确、快速地定位地球表面的任何地点，采集原始的地理空间数据 C.遥感图像中的点、线、面不能作为 GIS 数据来使用 D.网上的电子地图采用图层管理的方法，用户可以选择需要的图层进行显示、查询 答案 C 解析 遥感图像中的点、线、面要素进行数字化后，就能作为 GIS 数据来使用。 考查要点 数字地球的应用 例 2 关于数字地球的说法，不正确的是 ( ) A.利用数字地球可模拟环境变化对物种的影响 B.利用数字地球可掌握作物病虫害及生长情况C.利用数字地球，可以预测温室效应加剧后，将淹没哪些地区 D.利用数字地球，可以预测将来，但无法模拟数百年前的环境 解析 利用数字地球的模拟技术，可以回到“过去” ，也可以到达“将来” 。 答案 D 变式训练 2 关于数字地球应用前景的正确说法是 ( ) 为科学家研究全球性问题提供了数字化的空间实验室，有利于可持续发展的研究 政府决策可完全依赖数字地球 数字地球将为人类提供方方面面的帮助 数字地球的发展是可以预见的A. B. C. D. 答案 B 解析 数字地球的应用前景非常广阔，可以为科
