1、1第四节 数字地球课程标准 了解数字地球的含义。学习目标1.了解数字地球的含义。2.结合实际，了解数字地球的应用前景。一、数字地球1概念：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Error!4数字地球的建立(1)数字地球的基础：全球网络与分布式存储。(2)数字地球的最大特征与依据：虚拟现实技术。(3)数字地球的重要信息源：高分辨率卫星影像。判断1数字地球的基础是全球网络与分布式存储。( )2数字地球是“地球村”形成的技术支持。( )3数字地球就是“3S”技术的综合。( )4数字地球需要很多学科，特别是
2、信息科学技术的支撑。( )5GIS、GPS 与网络结合，构成数字地球的空间核心技术。( )二、数字地球的应用前景1数字地球与可持续发展应用空间分析与虚拟现实技术，建立数字化空间实验室，从全球角度研究可持续发展问题。2数字地球与政府决策(1)可为国家大型工程决策提供重要的参考数据。(2)为政府对城市的管理提供依据。3数字地球与百姓生活。为百姓生活提供方便。可接受远程教育、进行网上购物、参加交互娱乐项目，游览各国风景名胜等。思考 为什么说数字地球是“地球村”形成的技术支撑？答案 “数字地球”的出现，实现了信息高速公路和国际互联网的广泛使用， “缩小”了我2们的生活空间， “缩短”了我们联系交流的时
3、间，使我们生活的世界成为一个全球性、同时性的“地球村” 。探究点 数字地球的应用阅读材料，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，你看见了大陆，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。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
4、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？其中涉及的最主要的技术是什么？答案 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材料二中数字地球是如何保障儿童安全的？3答案 给孩子佩戴 GPS，如果儿童独自外出，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。答案 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从科学家、政府官员、普通百姓三个角色出发
5、，分别简述数字地球的应用前景。答案 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。数字地球及其应用(1)数字地球的关键技术及其与各种应用技术的关系数字地球的关键技术关键技术 应用价值全球网络与分布式存储能迅速调集大量所需的数据，实现数
6、据的高速传输；能集中或分散存储大量的空间数据高分辨率卫星遥感技术能提供动态的翔实数据，形成数字地球最基本的空间数据虚拟现实技术 是实现数字地球与人实时交互的窗口和工具数字地球与各种应用技术的关系全球定位系统、遥感技术、地理信息系统、虚拟现实技术、高速网络技术等是数字地球的基础。它们之间的关系如下所示：4(2)数字地球的应用应用前景 作用 具体表现可持续发展数字地球的建立，使人类拥有了一个数字化的空间实验室，科学家通过这个实验室可以从全球角度研究可持续发展问题科学家可方便地获得地形、森林、资源、气候、植被、土壤类型、矿产、土地利用变化等方面的信息，应用空间分析与虚拟现实技术，模拟人类活动对生产和
7、环境的影响，制定可持续发展的对策政府决策数字地球可为国家大型工程决策提供重要的参考数据；为政府对城市的管理提供依据利用数字地球的技术可以为是否修建水库提供依据；可以通过 GIS 分析犯罪模式和犯罪频率，合理分配警力资源百姓生活 数字地球提供了前所未有的方便接受远程教育；网上购物；参加交互娱乐项目；游览风景名胜等2015 年 12 月 22 日， “数字泸州”地理信息公共服务平台通过专家验收。在电子地图的基础之上， “数字泸州”整合了泸州住建、公安、工商、旅游、水务、城管、公安交警、统计、国土、防灾减灾等数据资源于一体，不仅有卫星地图视角，还有三维地图视角，该平台建成了泸州市全域唯一、权威、共享
8、的地理信息公共服务平台。据此完成 12 题。1有关“数字化城市”的叙述，正确的是( )A “数字化城市”就是指互联网B “数字化城市”就是“信息高速公路”C “数字化城市”是用数据通信技术使城市信息的表达方式日益“数字化”D “数字化城市”只能方便人们的生活，并不能创造实实在在的财富2 “数字化城市”应用的技术有( )高速网络技术 遥感技术 地理信息系统技术 虚拟现实技术 GPS 技术5A BC D答案 1.C 2.D解析 第 1 题， “互联网” 、 “信息高速公路”只是“数字化城市”的一部分，数字化城市不仅能方便人们的生活，还能创造财富。第 2 题，数字化城市是数字地球的一部分，凡是数字地
9、球能用到的技术，同样适用于数字化城市。数字地球是数字化地球的简称，它利用多种技术把地球上的信息数字化存储起来，为人类提供服务。据此完成 12 题。1下列属于数字地球关键技术的是( )网络技术 高分辨率卫星遥感技术 GIS 技术 虚拟现实技术 GPS 技术 无线电通讯A BC D2下列关于数字地球的叙述，正确的是( )A数字地球包括自然和人类的全部数据和信息B数字地球的最大特征是虚拟现实技术C数字地球的基础是全球网络与集中式存储D数字地球的重要信息源是大容量数据存储技术答案 1.A 2.B解析 第 1 题，数字地球是全球定位系统、遥感技术、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等各种技术的综合应用。第
10、 2 题，数字地球包含了自然和人类的大多数数据和信息。数字地球的最大特征是虚拟现实技术，基础是全球网络与分布式存储，重要信息源是高分辨率卫星影像。数字地球不仅包括高分辨率的地球卫星影像，还包括数字地图，以及经济、社会和人口等方面的信息，数字地球的应用在很大程度上超过我们的想象，可以乐观地说，不久的将来，数字地球将进入千家万户和各行各业。据此回答 35 题。3数字地球实现以后，科学家们可以( )A制定可持续发展的对策B控制全球气温升高C控制人口增长速度D控制全球贫富差距4数字地球在建设大型水库方面的主要作用是( )6A提供当地的地质条件B虚拟大型水库建成后库区周围和上下游的环境变化C提供当地人口
11、迁移规模D提供水库的水量和水的流速5数字地球可以使普通百姓( )亲自周游世界各地 接受远程教育 进行网上的购物 网上求医A BC D答案 3.A 4.B 5.B解析 第 3 题，B、C、D 三项不可能通过数字地球实现。第 4 题，数字地球可以运用虚拟现实技术研究水库建成后的环境变化，为我们提供决策依据。第 5 题，数字地球不能使普通百姓实现亲自周游世界各地的目的。6阅读下列材料，完成下列问题。材料一 有媒体报道，英国一个小偷将“谷歌地球”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
12、妙利用 Google 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 GoogleEarth 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
13、(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用于采集信息；空间信息技术用于处
14、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。7读“数字校园的应用图” ，回答 12 题。1 “数字校园”是指( )A对校园内与教学相关的信息资源的数字化B远程教育和网上学校C计算机辅助教学D建设虚拟学校2未来借助于“数字校园”技术，地理教学会产生的变化不会是( )A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课堂上不再需要教师，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，就能够看见答案 1.A 2.C解析
15、第 1 题， “数字校园”是利用网络、通信等技术对校园内与教学相关的信息资源进行全面的数字化，通过整理加工，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。第 2 题，虽然数字校园能大大丰富课堂教学，但教学依然离不开起主导作用的教师。2014 年 1 月 13 日，国际数字地球学会中国国家委员会 2014 年度工作会议在中国科学院遥感与数字地球研究所召开。会议研讨了当前数字地球及相关领域的基础理论、技术和应用前景。结合所学知识，完成 35 题。3这里的“数字地球”是( )全球的信息模型 地球仪的一种 按照地理坐标加以整理的 用数字化手段处理的自然和社会等方面问题的地球A
16、BC D4中国科学院开发、研究数字地球的核心是( )用数字化手段处理整个地球的自然和社会等方面问题8最大限度地利用信息资源 方便地获得有关地球的信息 提供运动物体的精确位置、运动方向和速度A BC D5与会的学者和专家可以利用数字地球( )恰当布置警力打击犯罪 模拟全球气候对我国物种分布及变迁的影响 评估作物产量 了解人类和环境之间相互依赖的关系A BC D答案 3.B 4.D 5.A解析 第 3 题，地球仪是为了便于认识地球，人们仿造地球的形状按照一定的比例缩小，制作的地球的模型，不是用数字化手段处理的虚拟地球。第 4 题，提供运动物体的精确位置、运动方向和速度的是 GPS 技术。第 5 题
17、，布置警力打击犯罪是警方的职责，不是“学者和专家”的职责。中国科学院对地观测与数字地球科学中心某专家说：“数字地球，不再是给你什么，你就只能拿到什么，而是你想拿到什么就能拿到什么，这不是“空中楼阁” ，如果系统足够大、数据源足够多、网络宽带也足够快，每个人都可以在网上操作数字地球系统，收获并创造你所要的信息和知识。 ”结合所学知识，完成 68 题。6关于数字地球的叙述，正确的是( )数字地球是数字化地球 数字地球已经能满足人类目前的需要 数字地球的最大特征是虚拟现实技术 数字地球采取集中方式存储信息ABCD7可视化技术能够( )A构筑数字地球的数据存储技术B把卫星搜集到的各种数据输送到地球C将
18、计算机中的抽象数据具体化D传输分散在众多数据库中的数据8下列不属于数字地球服务领域的工作是( )A了解城市绿化情况 B了解各地的风土人情C掌握各地犯罪情况 D直接抓获犯罪分子答案 6.B 7.C 8.D解析 第 6 题，数字地球是用数字化的方法将地球上的有关信息装入计算机中，实现网络上的流通；目前数字地球正处于不断完善之中，还无法满足人类目前的全部需要；数字地球是虚拟的地球，虚拟现实技术是数字地球的最大特征；数字地球需要存储大量信息，在全球网9络中分布式存储。第 7 题，可视化技术能够将计算机中的抽象数据具体化，以文本、图形、图像、声音、动画、视频等各种形式表现出来。它是实现数字地球与人交互的
19、窗口和工具。第 8 题，数字地球能够使人们通过一定方式方便地获得他们所想了解的信息，如 A、B、C 项的信息，而 D 项直接抓获犯罪分子还需要相关部门具体实施操作。下图是某城市部分地区经过数字化处理的地图图层。读图回答 910 题。9该城市的主干道走向为( )东北西南 东南西北 东西 南北ABCD10若该城市位于我国华北地区，图中有三处为高级住宅区，最有可能的是( )ABc、Bd、Be BBd、Be、BfCHe、Hf、Hg DJf、Jg、Jh答案 9.A 10.D解析 第 9 题，城市主干道交通便利，两侧应布局商业用地，由此可知该城市主干道为东北西南和东南西北走向。第 10 题，高级住宅区应远
20、离工业区，环境优美，交通便利，由此可知 Jf、Jg、Jh 可能为高级住宅区。(2018安徽合肥八中检测)“数字城市”以计算机技术、多媒体技术和大容量数据存储技术为基础，以互联网为纽带，运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、仿真虚拟等技术，对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，即利用信息技术手段把城10市的过去、现状和未来的全部内容在网络上进行数字化虚拟实现。据此回答 1112 题。11有关“数字城市”的叙述，不正确的是( )A与“数字地球”是并列的两大信息系统B.能以数字的形式获取、存储和再现城市的资源、基础设施、人文、经济等各个方面的信息C需要地理信息系统、遥感、全球定位系统
21、、网络、多媒体等技术支持D是“数字地球”的重要组成部分12 “数字城市”的作用主要包括( )提高城市管理效率 节约资源和保护环境 实现城市的可持续发展 为人类创造高效的、信息化的工作环境和舒适、方便、安全、现代化的生活环境A BC D答案 11.A 12.C解析 第 11 题， “数字城市”是“数字地球”的重要组成部分，它综合运用了地理信息系统、遥感、全球定位系统、网络、多媒体仿真虚拟等技术，以数字的形式获取、存储和再现城市的资源、基础设施、人文、经济等各个方面的信息。第 12 题， “数字城市”可提高城市管理效率，节约资源和保护环境，为城市可持续发展提供决策支持，而不是直接去实现城市的可持续
22、发展。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。它集成了国家信息网、国土资源信息网、长江流域监控网等网络的信息，并将促进这些系统的综合利用。据此回答 1314 题。13下列不属于“数字中国”服务领域的工作是( )A了解长江流域的水土流失状况B了解股市行情C通缉罪犯D设计时装14应用网络技术可能对国家安全构成的直接威胁是( )在互 联 网 上 存 在 着 许 多 容 易 扩 散 的 计 算 机 病 毒 敌 对 势 力 利 用 网 络 散 布 谣 言 ， 扰 乱 社 会秩 序 外 国 情 报 机 构 可 以 利 用 网 络
23、技 术 窃 取 国 家 机 密 网 上 黑 客 经 常 破 坏 一 些 计 算 机 网络ABCD答案 13.D 14.C解析 第 13 题，设计时装主要是指计算机技术在生产、生活中的应用，不属于“数字地球的服务范围” 。第 14 题，信息化社会给人们带来方便的同时，也带来了很多问题，如国家安全问题和如何规范人们的社会行为问题等。1115阅读下列材料，回答有关问题。第九届国际数字地球会议于 2015 年 10 月 5 日至 9 日在加拿大哈利法克斯市举办。大会以“生活在共同的蓝色星球”为主题。本次会议将以传播数字地球新理念、交流数字地球新技术、实践数字地球新应用为宗旨。以农业为例，它在农业信息遥
24、感、太空农业等方面有着广阔的研究前景。一些国家利用资源卫星进行农业资源调查、作物长势和产量监测等。例如，美国利用资源卫星在估测本国小麦产量的同时，还对其他国家小麦产量进行估测，根据所得数据制定生产布局、储运、加工等计划，确定对外贸易策略，由此每年可获利数亿美元。(1)根据材料推断， “数字地球”相关技术在我国农业可持续发展方面可做哪些工作？(答两点即可)(2)在全球问题的研究中，除农业外，还有哪些领域可以利用“数字地球”的相关技术？(答三点即可)答案 (1)土地资源利用状况的遥感调查，合理布局农业；监测预报气候变化、旱涝、作物长势和产量预测，提高抗灾能力；农业污染环境状况监测与预报，提出解决措
25、施等。(其他答案合理也可)(2)全球温室效应、海平面上升、臭氧层破坏、地震带分布、地形遥感、全球生态环境监测、全球气候预报、生物分布、生产结构监测等。(其他答案合理也可)解析 第(1)题， “数字地球”相关技术在我国农业可持续发展方面可做的工作，包括自然条件、社会经济条件和农业技术改革对我国农业的影响，还包括消除现代农业发展过程中所产生的不良影响，实现农业的可持续发展。其技术主要应用于农业的布局、灾情预报、污染状况等方面。第(2)题，在全球问题的研究中，除农业外，其他领域也可以运用“数字地球”相关技术解决问题，如全球温室效应、海平面上升、臭氧层破坏、地震带分布、地形遥感、全球生态环境监测、全球
26、气候预报、生物分布、生产结构监测、矿产监测等。16深圳某中学研究性学习小组搜集有关南极科考与“3S”技术的材料，开展研究性学习。阅读材料，回答问题。材料一 中国第 32 次南极科学考察队乘“雪龙”号破冰船从上海出发，赴南极执行科考任务。继长城站、中山站、昆仑站和泰山站之后，中国第五座南极考察站将在此次科考中确定选址。材料二 在南极中山站前使用探测仪器的科考队员。12(1)南极科考队为安装大型望远镜设备选址并准备场地，应用的地理信息技术是_；考察队员监测南极冰川和海岸线变化要利用到的地理信息技术是_。(2)“数字南极”的构建是我国南极科考的重要任务。下列对“数字南极”的利用，叙述错误的是( )A
27、方便查阅南极地区的三维地图及地理信息B可以对附近地区冰川、海岸线的变化进行观察分析C为防止极冰融化提供治理的技术D对地物相关信息的分析采用数字化处理(3)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。答案 (1)GPS 和 GIS RS (2)C(3)利用 GPS 测量观测点的海拔，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。(任举两例即可)解析 第(1)题，选址过程要通过 GIS 进行空间分析，位置的确定要应用 GPS，监测环境的变化需要用到 RS。第(2)题， “数字南极”不能提供治理极冰融化的技术，但能为极冰融化的治理提供有用的分析数据。第(3)题，可从 GPS、RS 以及 GIS 等技术的应用，结合南极科考现状进行分析。考点题点细目表考点 题点 题目序号地理信息技术的应用 数字地球及其应用 11613
