高中地理第三章地理信息技术的应用第四节数字地球学案湘教版必修3整理.docx
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高中地理第三章地理信息技术的应用第四节数字地球学案湘教版必修3整理
2018-2019版高中地理第三章地理信息技术的应用第四节数字地球学案湘教版必修3
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第四节 数字地球
［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
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，特别是信息科学技术的支撑。
（ √ ）
5．GIS、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"了我们的生活空间，“缩短"了我们联系交流的时间,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?
答案 给孩子佩戴GPS，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，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“3S”的关系
①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
②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:
（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
①利用数字地球的技术可以为是否修建水库提供依据；②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
①接受远程教育；②网上购物;③参加交互娱乐项目;④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、共享的地理信息公共服务平台。
据此完成1～2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（ ）
①高速网络技术 ②遥感技术 ③地理信息系统技术 ④虚拟现实技术 ⑤GPS技术
A．①②④B．②③⑤
C．①②③⑤D．①②③④⑤
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仪的简称,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1～2题。
1．下列属于数字地球关键技术的是（ ）
①网络技术 ②高分辨率卫星遥感技术 ③GIS技术 ④虚拟现实技术 ⑤GPS技术 ⑥无线电通讯
A．①②③④⑤B．②③④⑤⑥
C．①③④⑤⑥D．①②③④⑥
2．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。
数字地球其实就是信息化的地球，是一个完整的地球信息化的模型。
据此完成3～4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．数字地球应用于政府决策的领域有（ ）
①国家大型工程决策 ②城市管理 ③疾病防控 ④防灾减灾 ⑤远程教育
A．①②④⑤B．①②③⑤
C．①②③④D．①③④⑤
答案 3。
A 4。
C
解析 第3题，数字地球实现以后,通过全球信息共享，依靠计算机的虚拟现实技术，对地球上的各种空间信息数据综合分析处理，可制定可持续发展的对策。
第4题，数字地球可为政府决策提供依据，如大型工程建设、城市管理、疾病防控、防灾减灾等。
远程教育是对百姓生活的影响。
5．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……
（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。
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1～3题。
1．这里的“数字地球”是（ ）
①全球的信息模型 ②地球仪的一种 ③按照地理坐标加以整理的 ④用数字化手段处理的自然和社会等方面问题的地球
A．②③④B．①③④
C．①②④D．①②③
2．中国科学院开发、研究数字地球的核心是（ ）
①用数字化手段处理整个地球的自然和社会等方面问题
②最大限度地利用信息资源 ③方便地获得有关地球的信息 ④提供运动物体的精确位置、运动方向和速度
A．②③④B．①③④
C．①②④D．①②③
3．与会的学者和专家可以利用数字地球（ ）
①恰当布置警力打击犯罪 ②模拟全球气候对我国物种分布及变迁的影响 ③评估作物产量 ④了解人类和环境之间相互依赖的关系
A．②③④B．①③④
C．①②④D．①②③
答案 1.B 2.D 3。
A
解析 第1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2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3题，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4～6题。
4．关于数字地球的叙述，正确的是（ ）
①数字地球是数字化地球 ②数字地球已经能满足人类目前的需要 ③数字地球的最大特征是虚拟现实技术 ④数字地球采取集中方式存储信息
A．①②B．①③C．②③D．③④
5．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
6．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 4。
B 5.C 6.D
解析 第4题,数字地球是对数字化地球的简单说法；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，在全球网络中分布式存储。
第5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窗口和工具。
第6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.
第十一届全运会在山东济南举行，本届运动会大量应用了当前最先进的信息通信保障技术,提高了全运会的科技含量,使“十一运"成为一届信息化水平高、人们广泛参与的“数字十一运”。
据此回答7～8题。
7．“数字十一运”将现代信息技术应用于运动会的保驾护航是我国在数字地球方面所取得的新亮点。
数字地球的关键技术不包括（ ）
A．信息高速公路B．高分辨率卫星遥感技术
C．电话和传真技术D．可视化和虚拟现实技术
8．某观众欲查询并确定青岛和济南全运场馆的最短、最快的路线等可借助于（ ）
A．遥感B．地理信息系统
C．数字地球D．地球卫星系统
答案 7。
C 8.B
解析 第7题，由所学知识知，电话和传真技术不属于数字地球的关键技术.第8题，查询交通路线可借助地理信息系统。
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9～10题.
9．该城市的主干道走向为（ ）
①东北—西南 ②东南—西北 ③东—西 ④南-北
A．①②B．③④C．①③D．②④
10．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（ ）
A．Bc、Bd、BeB．Bd、Be、Bf
C．He、Hf、HgD．Jf、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.
“数字校园”是数字地球的具体利用与体现。
读“数字校园”的应用图，回答11～12题.
11．“数字校园"是指（ ）
A．对校园内信息资源的数字化
B．远程教育和网上学校
C．计算机辅助地理教学
D．建设虚拟学校
12．“数字校园”的思想核心是（ ）
A．信息资源的数字化B．建设网上学校
C．发展远程教育D．减轻师生的课业负担
答案 11。
A 12。
A
解析 第11题,“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12题，把学校建设成既面向校园，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。
13．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、地震分布带、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、矿产监测等。
14．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。
（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．方便查阅南极地区的三维地图及地图信息
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
1，2，3，4,5,6,7,8，9,10,11,12，13，14
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