第三章第四节数字地球.docx

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第三章第四节数字地球

第四节　数字地球

[学习目标]　1.了解数字地球的概念，关键技术。

2.了解数字地球与GIS、GPS、RS之间的关系。

3.结合具体案例，理解数字地球对日常生活的影响。

一、数字地球的含义

1．概念

数字地球是信息化的、虚拟的地球，即将有关地球上每一点的信息，按地球的地理坐标加以整理，构成一个全球的信息模型。

2．核心：

用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会等方面的问题，最大限度地利用资源，并使人们能够通过一定方式，方便地获得有关地球的信息。

3．数字地球的技术基础

（1）信息高速公路与高速网络技术。

（2）高分辨率卫星遥感技术。

（3）空间信息技术与空间数据基础设施。

（4）大容量数据存储技术。

（5）可视化和虚拟现实技术。

（6）高性能计算能力。

判断

1．高分辨率卫星遥感技术为数字地球提供了最基本的空间数据。

（　√　）

2．数字地球是“地球村”形成的技术支撑。

（　√　）

3．数字地球就是“3S”技术的综合。

（　×　）

4．GIS、GPS与网络结合，构成数字地球的空间核心技术。

（　√　）

二、数字地球与我们的生活

思考　分析数字地球是“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　数字地球与我们的生活

阅读材料，回答下列问题。

材料　据报道，“十一五”期间，我国依靠高分辨率（2米到10米）的卫星影像和“3S”技术，进行了第二次全国土地大调查，并建立了我国的“数字国土”。

以农业为例，它在农业信息遥感、太空农业等领域有广阔的研究前景。

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。

1．根据材料推断，“数字国土”相关技术在我国农业可持续发展方面可做哪些工作？

答案　土地资源利用状况遥感调查，合理布局农业；监测预报气候变化，旱涝、长势、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。

2．在全球问题的研究中，除农业外，还有哪些领域可以应用“数字国土”的相关技术？

答案　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。

1．数字地球的应用

应用前景

具体表现

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

政府决策

为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

百姓生活

接受远程教育，网上购物，交互娱乐项目，浏览风景名胜

2.“3S”与数字地球的关系

遥感技术主要用于地理信息数据的获取，全球定位系统主要用于地理信息的空间定位，地理信息系统主要用于对地理信息数据进行管理、查询、更新、空间分析和应用评价，而信息网络与虚拟技术主要用于地理信息传播、表达和模拟分析。

数字化城市管理是指综合运用多种现代技术对城市进行科学高效管理，系统建设内容涵盖多个领域，如医院利用该系统抢救某危重病人的过程。

数字化城市是数字地球的一部分。

据此完成1～2题。

1．有关“数字城市”的叙述，错误的是（　　）

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、经济等方面的信息

C．有利于提高城市管理效率

D．可以为城市可持续发展提供决策支持

2．“数字地球”的作用主要包括（　　）

①提高城市管理效率

②节约资源和保护环境

③实现城市的可持续发展

④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．①②③B．②③④

C．①②④D．①③④

答案　1.A　2.C

解析　“数字城市”是“数字地球”的一部分，它综合运用了地理信息系统、遥感、全球定位系统、网络、多媒体及虚拟现实等技术，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，从而提高城市管理效率，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发展。

1．数字地球数据传输的基础是（　　）

A．网络B．虚拟现实技术

C．GISD．数据存储技术

答案　A

解析　数字地球的信息传输靠信息高速公路，即高速网络。

2．目前数字地球中存储的信息是（　　）

①数量巨大且都是真实可靠的

②采取分散式存储，能够快速提取

③数字化的信息

④高分辨率卫星影像是信息采集的主要来源之一

A．①②B．②③

C．③④D．①④

答案　C

解析　数字地球的数据量极大，初步估算将要存储1015字节的信息，而且每天还会产生大量的信息，这些信息只有分散地存储到全球各地的计算机中。

数字地球存储的信息是否真实可靠，取决于信息的提供者。

目前的互联网技术还无法满足快速提取的要求。

中央电视台“探索·发现”栏目播出过《回到恐龙时代》的节目。

众所周知，恐龙早已灭绝了，但节目中的各类恐龙及其生活环境如同真的一样。

完成3～4题。

3．上述节目的播出，体现了哪项关键技术的应用（　　）

A．高速网络技术

B．空间信息技术

C．大容量数据存储技术

D．可视化和虚拟现实技术

4．有关数字地球的可视化技术和虚拟现实技术的叙述，正确的是（　　）

①可视化技术将抽象数据具体化，以文本、图像、声音和视频等各种形式表现

②可视化技术是实现数字地球与人交互的窗口和工具

③虚拟现实技术只能模拟现实视觉环境

④虚拟现实技术可完成虚拟战争、虚拟旅游等过程

A．②③④B．①③④

C．①②④D．①②③

答案　3.D　4.C

解析　第3题，依靠其可视化和虚拟现实技术可跨越时空带人们回到远古时代或进入未来。

第4题，虚拟现实技术不仅能模拟现实的视觉环境，还能模拟听觉、嗅觉等现实环境。

5．阅读材料，回答下列问题。

材料一　日前，住房和城乡建设部副部长仇保兴在扬州举办的城市数字化发展论坛上讲话时指出：

“十二五”期间，各地要把城市需求和服务作为数字城市建设的出发点，构建城市精细化管理公共信息平台，实现城市横向和行业纵向系统间的协同；提高城镇可持续发展的规划监控与管理能力；加强以建筑物和地下管网为核心的数字化城建档案建设；基于公共信息平台促进城建综合信息资源的开发和利用。

材料二　数字城市，或叫智能城市，属数字地球在城市中的集中表现。

由于城市化与信息化已经成为我国21世纪社会发展的大趋势，数字城市必将成为信息社会的主要组成部分。

数字城市的建设包括数字化、网络化和智能化三方面的工作。

数字城市将城市的基础设施、功能设施数字化，建立数据库，并用高速通信网络连接，实现网络化管理和调控。

数字城市能够充分和高效地利用信息，使信息快速流动，不仅提高了对城市的管理效率，而且能大幅度提高生产和贸易效益，扩大生产规模，增加财富收入，提高服务质量，促进社会经济发展。

（1）由材料一、材料二可以看出，数字地球的核心是什么？

（2）由材料二可知，建设数字城市的意义是什么？

答案　

（1）核心是用数字化的手段来处理地球的自然和社会等方面的问题，最大限度地利用信息资源，并使人们能够通过一定方式，方便地获得有关地球的信息。

（2）意义：

能够充分和高效地利用信息，使信息快速流动，提高对城市的管理效率，提高生产和贸易效益，扩大生产规模，增加收入，提高服务质量，促进社会经济发展。

解析　数字地球的核心就是用数字化手段统一处理地球问题，最大限度地利用信息资源，材料二充分体现了数字城市建设的意义。

2019年1月13日，国际数字地球学会中国国家委员会2019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最大限度地利用自然资源　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，人们仿照地球的形状按照一定的比例缩小，制作了地球的模型，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．①③

C．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所有需要；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，采用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、视频等各种形式呈现出来。

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。

数字化校园通过实现从环境（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。

据此完成7～8题。

7．数字校园包括（　　）

①网上学校　②网上交易　③虚拟学校　④电子商务

A．①③B．②④

C．①④D．②③

8．未来借助于数字校园技术，有关地理课的变化，说法不正确的是（　　）

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．想要了解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　7.A　8.C

解析　第7题，“数字校园”是“数字地球”应用的一种具体形式，它包括网上学校和虚拟学校，在虚拟学校中可提供教学中需要的各种教学环节和教学需求，并可进行远程教育。

第8题，借助于数字校园技术，A、B、D项都可以实现。

2019年7月7日，第六届国际数字地球高峰会议在京开幕，本届峰会以“大数据时代的数字地球”为主题。

据此回答9～10题。

9．下列有关数字地球的说法，错误的是（　　）

A．数字地球就是把地球上有关信息进行数字化后由计算机网络来管理的技术系统

B．数字地球就是地理信息技术

C．数字地球是用数字化手段统一处理地球问题

D．数字地球是RS、GIS、GPS等各种技术的综合应用

10．数字地球实现以后，科学家们可以（　　）

A．制定可持续发展的战略

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

答案　9.B　10.A

解析　第9题，数字地球是对真实地球及相关现象的统一性的数字化重现与再认识，是RS、GIS、GPS等各种技术的综合应用。

第10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，制定可持续发展的战略。

下图为“数字黄河”的某一示意图。

读图分析完成11～12题。

11．上图反映“数字黄河”的叙述，不正确的是（　　）

A．可以用来查阅获得黄河的有关信息

B．可以用来指导黄河防汛和水量调度

C．对普通老百姓而言，距离较远，价值不大

D．“数字黄河”的建设需要不断完善和更新

12．有关数字地球的叙述，正确的是（　　）

A．就是指“3S”技术的应用

B．一个由数据和信息组成的地球

C．主要反映现实问题，不能应用于可持续发展

D．可以方便地获取信息，模拟人类活动对环境产生的影响，来制定可持续发展的对策

答案　11.C　12.D

解析　第11题，从图中可知，“数字黄河”很好地应用了地理信息技术，可以用来查阅获取黄河的相关基础设施、专业应用等信息，可指导黄河防汛、水量调度。

当然，该系统还应继续完善，不断更新，其价值重大，故C项错误。

第12题，数字地球就是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会等方面的问题，最大限度地利用资源，并使人们能够通过一定方式，方便地获得有关地球的信息。

13．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。

材料一　2019年11月7日，中国第32次南极科考队乘“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。

对“数字南极”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。

（举任意两例即可）

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应用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和RS以及GIS等技术的应用，结合南极科考现状进行分析举例。

14．阅读下列资料，回答问题。

GoogleEarth是一款由Google公司开发的虚拟地球仪文件，它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上。

GoogleEarth使用了公共领域的图片、受许可的航空照相图片、KeyHole间谍卫星的图片和很多其他卫星所拍摄的城镇照片。

（1）GoogleEarth所需的数据是如何存储的？

这些最基本的空间数据是如何获得的？

（2）根据你的理解，GoogleEarth涉及到哪些关键性技术？

（3）试举例说明“数字地球”在日常生活中的应用领域。

（4）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中发挥作用，试分别举例说明。

答案　

（1）分散在不同机构的数据库中。

　通过高分辨率卫星遥感技术获取。

（2）信息高速公路与高速网络技术、高分辨率卫星遥感技术、空间信息技术与空间数据基础设施、大容量数据存储技术、可视化和虚拟现实技术等。

（3）例如：

网上旅游信息查询；远程教育研修等。

（4）例如：

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等。

解析　第

（1）题，GoogleEarth所需数据异常庞大，已不可能通过单一的数据库存储，需要分散在数以万计的机构的数据库中；作为数字地球的一种，其最基本的空间数据来自高分辨率卫星遥感技术。

第

（2）题，GoogleEarth是一种网络化的数字地球形式，它的建立需要地理信息技术和其他相关科学技术的支撑。

第（3）（4）题，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，为我们研究全球可持续发展提供有利条件。

考点题点细目表

考点

题点

题目序号

地理信息技术应用

数字地球及其应用

1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14