地理（課件）：湘教版必修3 第3章 第四節(jié)數(shù)字地球

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歡迎進入地理課堂 第四節(jié)數(shù)字地球 2010年12月11 12日國際數(shù)字地球?qū)W會在北京大學召開 會議包括多個議題 參會人員達1000多人 什么是數(shù)字地球 它具有哪些應用前景 1 了解數(shù)字地球的概念 2 了解數(shù)字地球的提出背景和關(guān)鍵技術(shù) 3 理解數(shù)字地球與GIS GPS RS之間的關(guān)系 一 數(shù)字地球的含義1 數(shù)字地球是的地球 地球的對照體 數(shù)字地球?qū)⒂嘘P(guān)地球上每一點的信息 按地球的加以整理 然后構(gòu)成一個全球的模型 人們可以快速 形象地了解地球上的任何一點 任何方面的信息 從而實現(xiàn) 信息就在指尖上 的夢想 信息化 虛擬 地理坐標 信息 思考數(shù)字地球的核心是什么 提示 用數(shù)字化的手段來處理整個地球的自然和社會等方面的問題 最大限度地利用資源 并使人們通過一定方式 方便地獲得有關(guān)地球的信息 2 數(shù)字地球是一個龐大而復雜的系統(tǒng) 涉及諸多關(guān)鍵技術(shù) 信息高速公路與技術(shù) 衛(wèi)星遙感技術(shù) 空間信息技術(shù)與基礎(chǔ)設施 大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù) 可視化和現(xiàn)實技術(shù)以及高性能計算能力 3 數(shù)字地球所需要的數(shù)據(jù)分散在數(shù)以萬計機構(gòu)的中 利用這些數(shù)據(jù)時 要能把所需數(shù)據(jù)迅速從四面八方調(diào)來 這只有通過才能實現(xiàn) 高速網(wǎng)絡 高分辨率 空間數(shù)據(jù) 虛擬 數(shù)據(jù)庫 高速網(wǎng)絡 4 遙感衛(wèi)星可以對整個地球進行完整的 為人類提供反映地表地理要素的翔實數(shù)據(jù) 形成數(shù)字地球最基本的 5 為了滿足數(shù)字地球?qū)C合數(shù)據(jù)的處理與應用 與網(wǎng)絡結(jié)合 構(gòu)成數(shù)字地球的空間 空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設施主要包括空間數(shù)據(jù) 空間數(shù)據(jù)網(wǎng) 空間數(shù)據(jù)交換標準等 6 存儲 蛋白質(zhì)存儲技術(shù)已獲得巨大發(fā)展 可把大量的數(shù)據(jù)分散在成千上萬個數(shù)據(jù)庫里 所以 構(gòu)筑數(shù)字地球的技術(shù)已基本成熟 掃描 動態(tài)變化 空間數(shù)據(jù) GIS GPS 核心技術(shù) 管理體系 交換 激光全息 存儲 7 能夠?qū)⒂嬎銠C中的抽象數(shù)據(jù)具體化 以文本 圖形 圖像 聲音 動畫 視頻等各種形式表現(xiàn)出來 它是實現(xiàn)數(shù)字地球與人交互的窗口和 技術(shù)能夠生成虛擬環(huán)境 運用視覺 觸覺等感官與人體的自然技能感受逼真的虛擬環(huán)境 與虛擬世界進行交互 完成各種虛擬過程 8 地球是一個復雜的巨系統(tǒng) 地球上發(fā)生的許多事件 變化和過程十分復雜 只有才有能力來模擬這些現(xiàn)象 更好地認識和分析它們 可視化技術(shù) 工具 虛擬現(xiàn)實 高速計算機 二 數(shù)字地球與我們的生活1 利用數(shù)字地球 可掌握各地的狀況 有助于恰當部署警力打擊犯罪 可模擬環(huán)境變化對瀕危物種的影響 以便于采取有效措施保護生物的 2 利用數(shù)字地球 可掌握作物病蟲害及其情況 科學施藥 施肥 可以提高作物 另外 學者們可以利用數(shù)字地球開展學術(shù)研究 包括了解人類和環(huán)境之間的關(guān)系 治安 多樣性 生長 產(chǎn)量 相互依賴 圖3 56高分辯率衛(wèi)星影像從圖像可以看出城市 建筑物 道路 橋梁 植被 河流 船只 碼頭 高分辯率衛(wèi)星遙感技術(shù)是數(shù)字地球不可少的技術(shù)支持 衛(wèi)星影像分辨率越大 則地面事物越詳細 1 數(shù)字地球的含義 1 概念 數(shù)字地球 Digitalearth 是信息化的地球 地球的虛擬對照體 它用數(shù)字化的方法將地球上的所有信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息裝入計算機中 實現(xiàn)在網(wǎng)絡上的流通 它的應用領(lǐng)域小到人們?nèi)粘５墓ぷ?生活 娛樂等 大到人類的生存與可持續(xù)發(fā)展 嚴格地講 數(shù)字地球是以計算機技術(shù) 多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲技術(shù)為基礎(chǔ) 以寬帶網(wǎng)絡為紐帶 運用海量地球信息對地球進行多分辨率 多尺度 多時空和多種類的三維描述 并利用它作為工具來支持和改善人類的活動和生活質(zhì)量 2 核心 用數(shù)字化的手段來處理整個地球的自然和社會等方面的問題 最大限度地利用資源 并使人們能夠通過一定方式 方便地獲得有關(guān)地球的信息 3 特點 數(shù)字地球主要有以下特點 數(shù)字地球具有空間性 數(shù)字性和整體性的特點 這三者的融合統(tǒng)一 是數(shù)字地球與其他信息系統(tǒng)相區(qū)別的根本標志 數(shù)字地球必將成為人類歷史上最大最重要的信息系統(tǒng) 數(shù)字地球可以迅速充實和聯(lián)網(wǎng) 它的數(shù)據(jù)是海量的 不僅包括地球的各類多光譜 高分辨率的遙感衛(wèi)星影像 航空影像以及不同比例尺的各類數(shù)字專題圖 還包括以表格或文本形式表達的有關(guān)自然 資源 環(huán)境 人口 經(jīng)濟 教育和軍事等不同類別的數(shù)據(jù) 數(shù)字地球是一種開放式的數(shù)據(jù)平臺 它采用動態(tài) 仿真和虛擬等先進的技術(shù) 具有立體地和動態(tài)地顯示數(shù)據(jù)的能力 數(shù)字地球以圖像 圖形 圖表 文本報告等多種形式提供局部或全球范圍的數(shù)據(jù) 信息 知識方面的服務 其中提供信息服務是最主要的任務 任何一個用戶都可以在允許的權(quán)限內(nèi) 以多種方式從中獲取信息 并進行各類可視化操作 數(shù)字地球的服務對象覆蓋整個社會層面 數(shù)字地球的建設是面向全體人群的 無論政府機關(guān)還是私營企業(yè) 無論科教部門還是生產(chǎn)單位 無論專業(yè)技術(shù)人員還是普通老百姓 都可以從中獲得所需的信息 2 建立數(shù)字地球的關(guān)鍵技術(shù)數(shù)字地球是一個龐大而復雜的系統(tǒng) 涉及諸多關(guān)鍵技術(shù) 1 信息高速公路與高速網(wǎng)絡技術(shù)數(shù)字地球所需要的數(shù)據(jù)已不能通過單一的數(shù)據(jù)庫來存儲 而是分散在數(shù)以萬計機構(gòu)的數(shù)據(jù)庫中 利用這些數(shù)據(jù)時 要能把所需數(shù)據(jù)迅速從四面八方調(diào)來 這只有通過高速網(wǎng)絡才能實現(xiàn) 2 高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)遙感衛(wèi)星可以對整個地球進行完整的掃描 每隔三五天即可更新一次 為人類提供反映地表動態(tài)變化的翔實數(shù)據(jù) 滿足測圖 農(nóng)業(yè) 資源 環(huán)境 交通等多方面的應用 形成數(shù)字地球的最基本的空間數(shù)據(jù) 3 空間信息技術(shù)與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設施為了滿足數(shù)字地球?qū)C合數(shù)據(jù)的處理與應用 GIS GPS與網(wǎng)絡結(jié)合 構(gòu)成數(shù)字地球的空間核心技術(shù) 空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設施主要包括空間數(shù)據(jù)管理體系 空間數(shù)據(jù)交換網(wǎng) 空間數(shù)據(jù)交換標準等 4 大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)如果將數(shù)字地球上所有信息都存儲起來 需要存儲器容量達到1000萬億字節(jié)級 構(gòu)筑數(shù)字地球的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)已基本成熟 5 可視化和虛擬現(xiàn)實技術(shù)可視化技術(shù)能夠?qū)⒂嬎銠C中的抽象數(shù)據(jù)具體化 以文本 圖形 圖像 聲音 動畫 視頻等各種形式表現(xiàn)出來 它是實現(xiàn)數(shù)字地球與人交互的窗口和工具 虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠生成虛擬環(huán)境 運用視覺 聽覺 嗅覺 觸覺感官與人體的自然技能感受逼真的虛擬環(huán)境 與虛擬世界進行交互 完成各種虛擬過程 如虛擬戰(zhàn)爭 虛擬旅游 虛擬災害 虛擬海港等 6 高性能計算能力地球是一個復雜的巨系統(tǒng) 地球上發(fā)生的許多事件 變化和過程十分復雜 只有高速計算機才有能力來模擬這些現(xiàn)象 更好地認識和分析它們 數(shù)字地球 的出現(xiàn)是科技創(chuàng)新的又一典范 這意味著 A 科技創(chuàng)新日益全球化B 科學技術(shù)是先進生產(chǎn)力的集中體現(xiàn)C 科技的發(fā)展離不開雄厚的經(jīng)濟實力D 任何科技必然為政治服務解析 社會是隨著生產(chǎn)力的發(fā)展而發(fā)展的 而科學技術(shù)是生產(chǎn)力的集中體現(xiàn) 數(shù)字地球是建立在高度發(fā)達的科學技術(shù)基礎(chǔ)上的 數(shù)字地球的建立再次證明科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力 答案 B 1 數(shù)字地球 的核心技術(shù)包括 遙感技術(shù) 全球定位系統(tǒng) 地理信息系統(tǒng) 現(xiàn)代通信技術(shù)A B C D 解析 3S 技術(shù)作為 數(shù)字地球 的核心技術(shù) 一方面 數(shù)字地球 的研究和建設為 3S 技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件 另一方面 3S 技術(shù)的發(fā)展為 數(shù)字地球 的建設提供了技術(shù)支持 答案 A 數(shù)字地球的建立 使我們擁有了一座規(guī)模巨大的 能精確描述地球的數(shù)字化空間實驗室 我們可以了解全球的資源 環(huán)境 社會 經(jīng)濟的分布和變化 真正為人類認識自然服務 數(shù)字地球又是一座海量信息庫 是世界上最大的地球圖書館 為我們提供關(guān)于地球的全方位的數(shù)據(jù)和信息 數(shù)字地球的應用領(lǐng)域廣泛 如預測氣候變化 治理環(huán)境污染 防災減災 保護生物多樣性 增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)出等 下面用兩個案例來分析數(shù)字地球與我們生活的關(guān)系 1 未來城市 數(shù)字城市 數(shù)字城市是數(shù)字地球的重要組成部分 它是綜合運用地理信息系統(tǒng) 遙感 全球定位系統(tǒng) 網(wǎng)絡 多媒體及虛擬仿真等技術(shù) 以數(shù)字的形式獲取 存儲和再現(xiàn)城市的資源 基礎(chǔ)設施 人文 經(jīng)濟等各個方面的信息 從而提高城市管理效率 節(jié)約資源和保護環(huán)境 為城市可持續(xù)發(fā)展提供決策支持 數(shù)字城市的內(nèi)容主要包括 城市設施的數(shù)字化 城市的網(wǎng)絡化 包括互聯(lián)網(wǎng) 有線電視網(wǎng) 移動通信網(wǎng) 光纖網(wǎng) 廣域網(wǎng) 局域網(wǎng)等 城市的智能化 包括網(wǎng)上商務 網(wǎng)上金融 網(wǎng)上教育 網(wǎng)上醫(yī)院 網(wǎng)上政務等 數(shù)字城市能夠為人類創(chuàng)造高效的 信息化的工作環(huán)境和舒適 方便 安全 現(xiàn)代化的生活環(huán)境 2 未來校園 數(shù)字校園 數(shù)字校園是利用網(wǎng)絡 通信技術(shù)對校園內(nèi)的信息資源進行全面的數(shù)字化 通過整理加工 使這些信息資源能夠有序地運轉(zhuǎn) 從而更好地為教學 科研 管理和生活服務 把學校建設成既面向校園內(nèi) 又面向社會的一個超越時間和空間的虛擬學校 使更多的人能夠共享教育資源 未來的生活將與數(shù)字地球密不可分 離開了數(shù)字地球我們的生活將無法正常進行下去 我們還可以從其他方面來暢想一下數(shù)字地球?qū)ξ覀兩畹挠绊?如利用數(shù)字地球的數(shù)據(jù) 可掌握各地的治安狀況 有助于恰當部署警力打擊犯罪 可模擬環(huán)境變化對瀕危物種的影響 以便于采取有效措施保護生物多樣性 可掌握作物病蟲害及其生長情況 科學施藥 施肥 可以提高作物產(chǎn)量 另外 學者們可以利用數(shù)字地球開展學術(shù)研究 包括了解人類和環(huán)境之間相互依賴的關(guān)系 今天 一個全球性企業(yè)可以把它的研究開發(fā)部 加工基地 銷售總部分設在世界各地 而這些部門之間的信息交流就像在同一座辦公樓一樣方便 這依賴于 A 交通運輸網(wǎng)B 郵政網(wǎng)絡C 電信網(wǎng)絡D 金橋 工程 解析 一個全球性企業(yè)分設在世界各地的部門機構(gòu)之間的信息交流 主要是通過電子通信 互聯(lián)網(wǎng)交流 電子通信屬電信通信的范疇 它以計算機為核心 利用計算機 通過數(shù)字網(wǎng)快速實現(xiàn)聲音 圖像 文字和數(shù)字的傳輸 使計算機系統(tǒng)與用戶之間 用戶與用戶之間可以方便 快捷地進行對話 尤其是國際互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展 使社會發(fā)展的步伐越來越快 人與社會 人與人之間的聯(lián)系越來越密切 答案 C 2 北京 上海 天津的一些著名醫(yī)院開通遠程醫(yī)療服務 其采用的最先進的傳輸手段是 A 電報B 長途電話C 快速寄信D 信息高速公路解析 現(xiàn)在許多條件好的大醫(yī)院開展的遠程醫(yī)療服務 主要是利用 信息高速公路 進行網(wǎng)上服務 答案 D 高考思維導析 數(shù)字地球的含義 應用領(lǐng)域往往成為高考中考查的重點內(nèi)容 數(shù)字地球最基本的任務是 A 全面 及時地提供真實可信的數(shù)據(jù)B 提供各地的天氣變化C 提供每一個地球人的身體狀況D 提供世界經(jīng)濟發(fā)展的總趨勢 解析 數(shù)字地球用數(shù)字化的手段來處理整個地球的自然和社會活動諸方面的問題 最大限度地利用資源 并使普通百姓能夠通過一定方式方便地獲得他們所想了解的有關(guān)地球的信息 其特點是嵌入海量地理數(shù)據(jù) 實現(xiàn)多分辨率 三維對地球的描述 即數(shù)字地球提供的是地球的真實可信的數(shù)據(jù) 答案 A 熱點聚焦時事材料材料第七屆數(shù)字中國發(fā)展論壇2010年12月11日 12日在北京大學舉行 本次會議分成 數(shù)字地球與物聯(lián)網(wǎng)應用 空間信息共享服務創(chuàng)新 數(shù)字園區(qū) 和 全國數(shù)字城市經(jīng)驗交流會 四個分論壇 約有1000多人參會 知識鏈接數(shù)字地球的概念 應用途徑 特征 空間核心技術(shù) 技術(shù)組成等 原創(chuàng)新題 1 有關(guān)數(shù)字地球的敘述 正確的是 A 數(shù)字地球就是指因特網(wǎng)B 數(shù)字地球就是 信息高速公路 C 數(shù)字地球是用數(shù)據(jù)通信技術(shù)使地球上信息的表達方式日益數(shù)字化D 數(shù)字地球只能方便人們的生活 并不能創(chuàng)造實實在在的財富 2 下列不屬于 數(shù)字北京 服務領(lǐng)域的工作是 A 三維城市影像B 地址編碼信息C 網(wǎng)絡游戲D 政務圖層 3 通過網(wǎng)絡能實現(xiàn)多種形式的有償信息服務 這主要是因為 A 信息進入了市場交換B 信息是勞動生產(chǎn)的C 信息可以多次復制D 信息可以多人共享 4 數(shù)字地球 與其他信息系統(tǒng)相區(qū)別的根本標志是 A 空間性B 數(shù)字性C 整體性D 上述三者的融合統(tǒng)一 5 數(shù)字地球的空間核心技術(shù)是 A RS GIS與網(wǎng)絡B RS GPS與網(wǎng)絡C GIS GPS與網(wǎng)絡D GIS EOS與網(wǎng)絡 解析 信息高速公路等是支撐數(shù)字地球的技術(shù) 數(shù)字地球提供了人們生產(chǎn) 生活中很多必需信息 它可以減少污染和自然災害造成的損失 因此同樣可以創(chuàng)造實實在在的財富 有償服務的信息實際上是一種供交換的商品 數(shù)字地球具有空間性 數(shù)字性和整體性 這三者的融合統(tǒng)一 是數(shù)字地球與其他信息系統(tǒng)相區(qū)別的根本標志 為了滿足數(shù)字地球?qū)C合數(shù)據(jù)的處理與應用 GIS GPS與網(wǎng)絡相結(jié)合 構(gòu)成數(shù)字地球的空間核心技術(shù) 答案 1 C 2 C 3 A 4 D 5 C 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全