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1、第四节数字地球你想聚焦到某一点，进一步观察地球表面的有关细节，或者“钻进”地球内部，看一看岩石圈或地幔乃至整个地核是什么景象吗？对此，传统的木质或塑料地球仪无能为力，因为它们的幅面和体积有限，所能表达的信息容量有限，我们也不可能制作一个与真实地球一样大小的地球仪。那么，怎么能够实现我们查看地球表面或内部细节的愿望呢？那就是数字地球。运用数字地球可以任意地选择、逐级地放大或缩小所感兴趣的观察对象，可以快速、形象地了解地球上各种宏观、微观的情况，得到我们在普通地球仪上无法得到的许多信息。【学习目标】1.了解数字地球的概念、核心和关键技术。2结合实例理解数字地球的应用。一、数字地球1概念：对真实地球
2、及其相关现象的统一性的 重现与再认识。2应用技术：全球定位系统、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等。数字化数字化遥感技遥感技术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 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6重要信息源高分辨率卫星影像三三维环境境仿真仿真视景景二、数字地球的应用前景1可帮助制定可持续发展的对策。2为国家大型工程决策提供 ，为城市的管理提供依据。3为 提供方便。参考数据参考数据百姓生活百姓生活阅读下面材料，回答下列问题第25次中国南极内陆考察队于2008年10月出征南极。本次考察队由28人组成，将在南极内陆冰盖的
3、最高点冰穹A地区建立起中国第一个南极内陆考察站，将执行236平方米内陆站生活区、科研区的建设任务，并开展冰川、天文、测绘等学科观测与考察任务。(1)中国第一个南极内陆考察站精确位置的确定要应用的地理信息技术是什么？(2)要监测南极冰川和海岸线变化要利用到的地理信息技术是什么？(3)“数字南极”的构建是我国南极科考的重要任务。“数字南极”的作用有哪些？(4)利用地理信息技术在对南极地区进行勘探研究中，除了上述应用外，还有哪些用途？试举两例。要点(1)分析说明GPS要点(2)分析说明RS要点(3)归纳总结方便查阅南极地区的三维地图及地图信息，可以对附近地区冰川、海岸线的变化进行观察分析，对地物的相
4、关信息的分析采用数字化处理。要点(4)拓展延伸利用GPS测量观测点的海拔高度，确定科考队员的位置；利用RS探测资源状况；利用GIS绘制资源分布图。(举任意两例即可)关于数字地球应用前景的正确说法是(双项选择)()A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B政府决策可完全依赖数字地球C数字地球将为人类提供方方面面的帮助D数字地球的发展是可以预见的解析：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；为人类提供方方面面的帮助。答案：AC1阅读下面材料，回答下列问题。材料数字化校园是
5、以数字化信息和网络为基础，在计算机和网络技术上建立起来的对教学、科研、管理、技术服务、生活服务等校园信息的收集、处理、整合、存储、传输和应用，使数字资源得到充分优化利用的一种虚拟教育环境。通过实现从环境(包括设备、教室等)、资源(如图书、讲义、课件等)到应用(包括教学、管理、服务、办公等)的全部数字化，在传统校园基础上构建一个数字空间，以拓展现实校园的时间和空间维度，提升传统校园的运行效率，扩展传统校园的业务功能，最终实现教育过程的全面信息化，从而达到提高管理水平和效率的目的。(1)数字校园包括()网上学校网上交易虚拟学校电子商务ABC D(2)未来借助于数字校园技术，有关地理课的变化说法不正
6、确的是()A不再使用地球仪，学生只要戴上显示头盔，就能看见太空中的地球B对于区域的学习，利用声音识别系统，就能够得到关于行政区域范围、动植物物种分布、人口等各方面的信息C课堂上不再需要老师，学生完全靠计算机自学D想要有关地区更多的信息，可以通过“数据手套”，单击一下链接按钮，就能够看见(3)在下图空白处填入各环节名称。解析：本题考查“数字地球”的一种具体形式“数字校园”，它包括网上学校和虚拟学校，在虚拟学校中可虚拟出教学中需要的各种教学环节和教学需求以进行远程教育。答案：(1)A(2)C(3)自左向右：虚拟学校远程教育阅读下列材料，回答问题。材料一在“神舟”六号飞船返回舱座椅的边上，放置着两个
7、白色的包，这就是在飞船紧急情况下着陆时保护航天员生命安全的救生包。其中在救生包中就安装有GPS定位仪。材料二2006年9月23日24日，“中科院地理信息技术与产业论坛暨Super Map GIS新产品发布会”在京召开。本次会议共三个主题“地理信息技术创新与产业化”、“地理信息技术应用”、“Super Map GIS发展”。地理信息技术的发展势必会促进我国经济的可持续发展。(1)材料一中的“救生包”中GPS定位仪的作用是什么？(2)GPS的主要功能是什么？(3)“3S”指哪三大技术？(4)分析地理信息技术在我国农业可持续发展中的作用。要点(1)分析说明提供所在地的地理坐标要点(2)归纳总结定位和
8、导航要点(3)归纳说明遥感(RS)全球定位系统(GPS)地理信息系统(GIS)要点(4)分析归纳及时掌控农作物生长状况，分析病虫害发展情况。2008年11月12日至14日，第二届国际数字地球峰会在德国波茨坦召开。中国政府和学术界在“数字地球”的基础上提出了“数字中国”的构想。构想中的“数字中国”将建立一个统一完整的国家公用信息网。据此回答以下各题。(1)下列不属于“数字中国”服务领域的是()A了解长江流域的水土流失情况B了解股票行情C通缉罪犯D设计时装(2)举例说明“数字地球”在政府决策中有哪些作用。(3)如果你准备去伦敦旅游，请说明“数字地球”能为你提供哪些方便。解析：本题主要考查“数字地球
9、”的应用。服装设计属于“计算机”应用，但是不涉及地理空间问题，不是“数字地球”的应用领域。数字地球要为政府决策提供各种依据。一个城市的地理信息系统可以给旅游者提供景点、食宿、交通等有关信息。答案：(1)D(2)利用数字地球虚拟技术虚拟大型水库建成后库区周围和上下游的环境变化，为是否修建水库提供依据。利用数字地球储存交通网络，为交通管理建设提供依据。(只要合理即可)(3)查询该市的地图信息；查询该市旅馆、饭店、旅行社信息；查询该市地名；查询该市旅游景点的文字、图片信息；查询该市道路及交通信息。2当今，“3S”(RS、GPS、GIS)技术在生产、生活和科研中的作用越来越突出。运用有关“3S”知识回
10、答下列问题。图2交通交通监控与救援控与救援管理系管理系统示意示意图(1)GIS具有强大的查询功能，根据图1显示的查询半径，图中以北京为查询中心的地图比例尺为_。根据图中显示的经纬度可知，地图中代表呼和浩特、济南、太原、天津的字母分别是_。(2)城市道路建设速度越来越快，地图测绘部门为了及时更新城市道路变化信息，需要利用_技术。图2所求的交通监控与救援管理系统，根据交通事故发生地点，利用_技术，快速设计出警车、救护车赶往出事地的最佳行车路线，而交通事故发生地与警车、救护车的精确位置是利用_技术获取的。为了能对运动中的汽车精确定位，至少需要接收_颗卫星的信息。(3)图3中箭头指向线分别表示“3S”
11、技术的不同应用功能，其中表示“提供影像信息功能”的是和_，表示“提供空间定位信息功能”的是和_，表示“反馈影像信息处理结果”的是_。(4)图3中各个圆的重叠部分分别代表RS、GPS、GIS不同组合的综合应用，其中重叠部分乙代表GIS与RS技术的组合，丙代表_技术的组合。在图3所示的各个综合应用中任选一种 组 合 ， 并 写 出 应 用 实 例 ：_ _ _。解析：本题着重考查地理信息技术特点及其具体应用，应根据地理信息技术(RS、GPS、GIS)的不同特点进行分析判断。各种地理信息技术的不同特点决定了其应用范围、类型的不同。第(1)题，图上距离1厘米，代表实地距离500千米。第(2)题，测绘部
12、门及时更新城市道路变化信息应用RS技术，交通监控救援管理系统应用GIS技术，交通事故发生地与警车、救护车的精确位置定位应用GPS技术。第(3)题，“提供影像信息功能”的是RS，应为和，“提供空间定位信息功能”的是GPS，应为和，“反馈影像信息处理结果”的是GIS，为RS提供该功能，所以应为。第(4)题，从图中可以看出丙为GIS与GPS的交叉，所以应为GIS与GPS技术的组合。答案：(1)150 000 000A、D、B、C(2)RSGISGPS四(3)(4)GIS与GPS甲：RS获取矿床露头信息，GIS分析矿产种类，GPS确定矿床露头位置；乙：RS获取水灾淹没区的动态信息，GIS分析水灾损失；
13、丙：装载GPS接收器的运钞车发送位置信息到监测中心，GIS监测运钞车是否偏离预定线路；丁：RS获取森林火场遥感信息，并可判断火势蔓延方向；GPS获取火场精确位置，引导消防队员及时、准确到达灭火地点(甲、乙、丙、丁任答一点)1数字地球的内涵数字地球是以地理坐标为依据，具有多种分辨率的海量数据，可用多媒体和虚拟现实技术进行多维表达，具有空间化、数字化、网络化、智能化和可视化特征的技术系统。形象地说，数字地球指整个地球经数字化之后由计算机网络来管理的技术系统。数字地球指数字化的地球，更确切地讲，指信息化的地球。数字地球是通过遥感技术、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应用
14、。把地球上每一个确定点的相关信息和数据组织起来，并进一步组合成地球上所有这样的点，构造一个能包容自然和人类大多数数据和信息的虚拟地球。2数字地球的含义、构成、基础、最大特征与依据、信息源收集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再现与再认识，是“3S”技术、虚拟技术、网络技术等各种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这样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3.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
15、，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程序4.建立数字地球的关键技术建立数字地球，必须运用目前人类已经掌握的技术或将要拥有的新技术，以及多种高新技术的综合集成。其中的关键技术主要有全球高速宽带网络与分布式大规模存储技术、高分辨率遥感影像技术、虚拟现实技术、交互操作技术等。5数字地球与其应用到的“3S”技术之间的关系数字地球的研究和建设为“3
16、S”技术的发展创造了条件，“3S”技术的发展为数字地球的建设提供了技术支持，具体关系如下所示：6数字地球的应用领域及效果应用领域“数字地球”举例效果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1“数字校园”就是虚拟学校该说法错误。数字校园既包括对现实校园内信息资源的数字化处理，也包括把学校建设成超越时空限
17、制的虚拟学校。2随着“数字校园”的发展，虚拟学校将取代现实社会中的学校该说法错误。虚拟学校和一般意义上的学校各有优势和弱点，两者应该互相补充和协调，而不应互相排斥和替代。3“数字地球”就是“3S技术”的综合该说法是错误的。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、地球信息系统、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。4“数字地球”的传输网络是国际互联网该说法不准确。虽然现在国际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，因为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
18、常生活中。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。因此，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。 一、选择题12009年2月10日，中国科学家宣布我国已建成自己的“Google Earth”，这一软件能同时处理多种来源的数据，包括三维地形图、航拍影像图、三维模型等，取得了多方面的效益。下列叙述正确的是()A数字地球可以不依赖网络技术而实现B中国的“Google Earth”也需要遥感技术、大容量数据存储技术等C中国的“Google Earth”无三维模型功能D数字地球可以实现人
19、们任何设想答案：B2有关数字校园的叙述，错误的是()A可以对校园内的信息资源进行全面的数字化B建设校园网络需要用网络、通信技术C数字校园只局限于校园内使用，无法面向社会D利用校园网络，教师可以在家中进行电子备课解析：数字校园既可面向校园，又可面向社会，可以使更多的人共同使用教育资源。答案：C下图为3S(RS、GPS、GIS)技术的相互关系示意图，读图回答34题。3如果、表示反馈影像信息的处理结果，、表示提供影像的功能，、表示提供定位信息功能。关于甲、乙、丙的说法正确的是()A甲是GIS B乙是GPSC丙是RS D甲是GPS解析：甲能反馈影像信息的处理结果，说明甲为GIS；乙能提供影像，说明乙为
20、RS；丙提供定位信息，说明丙为GPS。答案：A4下列有关3S技术运用的叙述，正确的是()A运用RS可以确定110巡逻车的位置B运用RS可以获取水灾淹没区域的动态信息C运用GIS可以确定运钞车位置D运用GIS可以获取森林火场遥感信息解析：运用GPS可以确定110巡逻车的位置；运用RS可以获取森林火场遥感信息。答案：B二、综合题5读下列材料，回答问题。材料数字虚拟生活当她戴上头盔时，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
21、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。(1)材料中提到了“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？(2)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。解析：数字地球的应用前景主要是三大领域：可持续发展、政府决策、百姓生活，可持续发展方面主要体现在快捷获取大容量信息和模拟实验，政府决策如工程管理和城市管理；日常生活中，数字地球的作用主要是通过网络实现。答案：(1)网上旅游、远程教育。(2)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。同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
