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2019-2020年高中地理 第三章 地理信息技術(shù)應(yīng)用 第四節(jié) 數(shù)字地球習(xí)題 湘教版必修3 1．?dāng)?shù)字地球的基本含義。 2．?dāng)?shù)字地球各項(xiàng)技術(shù)的作用及各項(xiàng)技術(shù)的關(guān)系。 3．利用生活實(shí)例分析數(shù)字地球?qū)ι罴吧鐣?huì)發(fā)展的影響。 一、數(shù)字地球的含義 1．含義 數(shù)字地球是信息化的地球——地球的虛擬對(duì)照體。 2．制作 將有關(guān)地球上每一點(diǎn)的信息，按地球的地理坐標(biāo)加以整理，然后構(gòu)成一個(gè)全球的信息模型。 3．優(yōu)點(diǎn) 可以快速、形象地了解地球上的任何一點(diǎn)、任何方面的信息。 4．核心 用數(shù)字化的手段來(lái)處理整個(gè)地球的自然和社會(huì)等方面的問(wèn)題，最大限度地利用資源，并使人們能夠通過(guò)一定方式，方便地獲得有關(guān)地球的信息。 5．關(guān)鍵技術(shù) (1)信息高速公路與高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 (2)高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)。 (3)空間信息技術(shù)與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施。 (4)大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。 (5)可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。 (6)高性能計(jì)算能力。 二、數(shù)字地球與我們的生活 (1)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(dāng)部署警力打擊犯罪。 (2)可模擬環(huán)境變化對(duì)瀕危物種的影響，以便于采取有效措施保護(hù)生物多樣性。 (3)掌握作物病蟲(chóng)害及其生長(zhǎng)情況，科學(xué)施藥、施肥，可以提高作物產(chǎn)量。 (4)學(xué)者們可以利用數(shù)字地球開(kāi)展學(xué)術(shù)研究。 知識(shí)點(diǎn)一 數(shù)字地球的含義 [問(wèn)題探究] 讀教材P105圖3－56，探究下列問(wèn)題。 　探究　據(jù)圖分析怎樣理解高分辨率？ 提示：分辨率分為空間分辨率、光譜分辨率和時(shí)間分辨率。空間分辨率是指影像上所能看到的地面最小目標(biāo)尺寸，用像元在地面上的大小來(lái)表示；光譜分辨率指成像的波段范圍，分得越細(xì)，波段越多，光譜分辨率就越高；時(shí)間分辨率是指重訪(fǎng)周期的長(zhǎng)短，目前一般對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的重訪(fǎng)周期為15～25天。 [總結(jié)深化] 1．?dāng)?shù)字地球的概念 2．?dāng)?shù)字地球的關(guān)鍵技術(shù) 3．RS、GIS和GPS與數(shù)字地球之間的關(guān)系 [拓展延伸]　數(shù)字地球不等于“3S”技術(shù)的綜合 　數(shù)字地球是對(duì)真實(shí)地球及其相關(guān)現(xiàn)象的統(tǒng)一性的數(shù)字化重現(xiàn)與再認(rèn)識(shí)，是遙感技術(shù)、全球定位技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、虛擬技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等各種技術(shù)的綜合利用。“3S”技術(shù)僅僅是數(shù)字地球的部分支撐技術(shù)。 [對(duì)點(diǎn)演練] 閱讀材料，回答問(wèn)題。 Google Earth是一款由Google公司開(kāi)發(fā)的虛擬地球儀文件，它把衛(wèi)星照片、航空照相和GIS布置在一個(gè)地球的三維模型上。 Google Earth使用了公共領(lǐng)域的圖片、受許可的航空照相圖片、KeyHole間諜衛(wèi)星的圖片和很多其他衛(wèi)星所拍攝的城鎮(zhèn)照片。 (1)Google Earth所需的數(shù)據(jù)是如何存儲(chǔ)的？這些最基本空間數(shù)據(jù)是如何獲得的？ (2)Google Earth的空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)施是什么？ (3)在Google Earth中，可視化技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有何區(qū)別？ (4)根據(jù)你的理解，Google Earth涉及到哪些關(guān)鍵性技術(shù)？ 解析：第(1)題，Google Earth所需數(shù)據(jù)異常龐大，已不可能通過(guò)單一的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)，需要分散在數(shù)以萬(wàn)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)中；作為數(shù)字地球的一種，其最基本的空間數(shù)據(jù)來(lái)自高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)。第(2)題，空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)設(shè)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(biāo)準(zhǔn)等。第(3)題，可從含義、與人之間的關(guān)系兩個(gè)角度歸納。第(4)題，Google Earth是一種網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字地球形式，它的建立需要地理信息技術(shù)和其他相關(guān)科學(xué)技術(shù)的支撐。 答案：(1)分散在不同機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)。高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)。 (2)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(biāo)準(zhǔn)。 (3)可視化技術(shù)：將計(jì)算機(jī)中的抽象數(shù)據(jù)具體化，以文本、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)、視頻等各種形式表現(xiàn)出來(lái)，它是實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球與人交互的窗口和工具。 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)：可以生成虛擬環(huán)境；運(yùn)用視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)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(jìn)行交互，完成各種虛擬過(guò)程。 (4)信息高速公路與高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)、空間信息技術(shù)與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。 知識(shí)點(diǎn)二 數(shù)字地球的應(yīng)用 1.數(shù)字地球的應(yīng)用前景 應(yīng)用前景 具體表現(xiàn) 可持續(xù)發(fā)展 應(yīng)用空間分析與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，建立數(shù)字化空間實(shí)驗(yàn)室，從全球角度研究可持續(xù)發(fā)展 政府決策 為大型工程決策提供重要的參考數(shù)據(jù)，為政府對(duì)城市的管理提供依據(jù) 百姓生活 接受遠(yuǎn)程教育，網(wǎng)上購(gòu)物，交互娛樂(lè)項(xiàng)目，游覽風(fēng)景名勝 2.數(shù)字地球在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用 (1)可視電話(huà)：不僅可聞其聲，而且可見(jiàn)其人。 (2)網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物：足不出戶(hù)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)瀏覽世界各地的商品，辦理商品郵購(gòu)。 (3)無(wú)紙交易：利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)方便、清潔、安全的電子結(jié)算和信用卡付賬，紙幣將逐漸退出流通領(lǐng)域。 (4)電視會(huì)議：多媒體會(huì)議系統(tǒng)將在世界各地的與會(huì)者組織在一個(gè)虛擬的會(huì)議大廳里，人們遠(yuǎn)隔萬(wàn)里也可以舉行會(huì)議。 (5)視頻點(diǎn)播：不受電視臺(tái)播放節(jié)目限制，可隨時(shí)向網(wǎng)上視頻庫(kù)點(diǎn)播自己所喜愛(ài)的節(jié)目。 (6)居家辦公：利用家庭計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和辦公自動(dòng)系統(tǒng)，完成承擔(dān)的工作任務(wù)。 (7)遠(yuǎn)程教育：通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)老師、媒體、學(xué)生的自主交流，任何人均可享用網(wǎng)上的教育資源。 (8)遠(yuǎn)程醫(yī)療：利用多媒體的三維圖像信息處理與傳輸技術(shù)，進(jìn)行遠(yuǎn)程醫(yī)療。 [對(duì)點(diǎn)演練] 閱讀下列材料，回答有關(guān)問(wèn)題。 xx年8月26～29日，第八屆國(guó)際數(shù)字地球會(huì)議在馬來(lái)西亞古晉市舉辦。本次會(huì)議以傳播數(shù)字地球新理念、交流數(shù)字地球新技術(shù)，實(shí)踐數(shù)字地球新應(yīng)用為宗旨。 以農(nóng)業(yè)為例，它在農(nóng)業(yè)信息遙感、太空農(nóng)業(yè)等方面有著廣闊的研究前景。一些國(guó)家利用資源衛(wèi)星進(jìn)行農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、作物長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量監(jiān)測(cè)等。例如，美國(guó)利用資源衛(wèi)星在估測(cè)本國(guó)小麥產(chǎn)量的同時(shí)，還對(duì)其他國(guó)家小麥產(chǎn)量進(jìn)行估測(cè)，根據(jù)所得數(shù)據(jù)制定生產(chǎn)布局、儲(chǔ)運(yùn)、加工等計(jì)劃，確定對(duì)外貿(mào)易策略，由此每年可獲利數(shù)億美元。 (1)根據(jù)材料推斷，“數(shù)字地球”相關(guān)技術(shù)在“我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展”方面可做哪些工作？ (2)在全球問(wèn)題的研究中，除農(nóng)業(yè)外，還有哪些領(lǐng)域可以利用“數(shù)字地球”的相關(guān)技術(shù)？ 解析：第(1)題，關(guān)于“數(shù)字地球”及相關(guān)技術(shù)在“我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展”方面可做的工作，一方面要分析影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的因素，包括自然條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件和農(nóng)業(yè)技術(shù)改革對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)的影響。另一方面要分析“數(shù)字地球”相關(guān)技術(shù)對(duì)這些影響因素所能產(chǎn)生的良性影響，再就是要消除現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程中所產(chǎn)生的不良影響，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。它應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的布局、災(zāi)情預(yù)報(bào)、污染狀況、解決措施等方面。第(2)題，在全球問(wèn)題的研究中，除農(nóng)業(yè)外，其他領(lǐng)域也可以運(yùn)用“數(shù)字地球”相關(guān)技術(shù)解決問(wèn)題。如全球溫室效應(yīng)、海平面上升、臭氧層破壞、地震分布、地形遙感、全球生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、全球氣候預(yù)報(bào)、生物分布、生產(chǎn)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)、礦產(chǎn)監(jiān)測(cè)等。 答案：(1)土地資源利用狀況的遙感調(diào)查，合理布局農(nóng)業(yè)；監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)氣候變化、旱澇、作物長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量預(yù)測(cè)，提高抗災(zāi)能力；農(nóng)業(yè)污染環(huán)境狀況監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)，提出解決措施等。 (2)全球溫室效應(yīng)、海平面上升、臭氧層破壞、地震分布帶、地形遙感、全球生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、全球氣候預(yù)報(bào)、生物分布、生產(chǎn)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)等。(答三點(diǎn)即可) 數(shù)字地球需要很多學(xué)科，特別是信息科學(xué)技術(shù)的支撐，根據(jù)其技術(shù)特點(diǎn)完成1～3題。 1．?dāng)?shù)字地球提供的信息量主要取決于(　　) A．存儲(chǔ)的信息量多少 B．網(wǎng)絡(luò)的通訊能力 C．應(yīng)用需求 D．用戶(hù)的技術(shù)水平 2．實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球與人交互的窗口和工具是指(　　) A．高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù) B．空間信息技術(shù) C．可視化技術(shù) D．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 3．信息高速公路與高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在構(gòu)建數(shù)字地球系統(tǒng)中的作用有(　　) A．傳輸分散在眾多數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù) B．把衛(wèi)星收集到的各種數(shù)據(jù)輸送到地球 C．傳輸計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的抽象化數(shù)據(jù) D．傳輸和模擬地球上圖像的數(shù)據(jù)信息 解析：1.A　2.C　3.A　第1題，數(shù)字地球提供的信息量主要取決于其存儲(chǔ)信息的多少。第2題，可視化技術(shù)能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)中抽象的數(shù)據(jù)具體化，以文本、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)、視頻等各種形式表現(xiàn)出來(lái)，它是實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球與人交互的窗口與工具。第3題，信息高速公路與高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合，可以傳輸分散在數(shù)以萬(wàn)計(jì)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。 中國(guó)政府和學(xué)術(shù)界在數(shù)字地球的基礎(chǔ)上提出“數(shù)字中國(guó)”的構(gòu)想。構(gòu)想中的“數(shù)字中國(guó)”將建立一個(gè)統(tǒng)一完整的國(guó)家公用信息網(wǎng)。它集成了國(guó)家經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)、國(guó)土資源信息網(wǎng)、長(zhǎng)江流域監(jiān)控網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)的信息，并將促進(jìn)這些系統(tǒng)的綜合利用。結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答4～5題。 4．有關(guān)“數(shù)字中國(guó)”的敘述，正確的是(　　) A．“數(shù)字中國(guó)”就是指因特網(wǎng) B．“數(shù)字中國(guó)”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)使中國(guó)某些基本信息的表達(dá)方式數(shù)字化 D．“數(shù)字中國(guó)”只能方便人們的生活，并不能創(chuàng)造實(shí)實(shí)在在的財(cái)富 5．下列不屬于“數(shù)字中國(guó)”服務(wù)領(lǐng)域的工作是(　　) A．查詢(xún)長(zhǎng)江流域的水土流失情況 B．查詢(xún)股票行情 C．通緝罪犯 D．設(shè)計(jì)時(shí)裝 解析：4.C　5.D　第4題，“數(shù)字中國(guó)”是“數(shù)字地球”的一種形式；信息高速公路、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等是支撐“數(shù)字中國(guó)”的技術(shù)；“數(shù)字中國(guó)”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(zāi)害造成的損失，因此同樣可以創(chuàng)造實(shí)實(shí)在在的財(cái)富。第5題，時(shí)裝設(shè)計(jì)是地理信息系統(tǒng)的功能之一。 精確農(nóng)業(yè)是由信息技術(shù)支持的、根據(jù)空間變異定位、定時(shí)、定量地實(shí)施一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)低耗、高效、優(yōu)質(zhì)、安全的重要途徑。讀精確農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工作示意圖，回答6～8題。 6．精確農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)所采用的地理信息技術(shù)是(　　) A．GPS B．GIS C．RS D．?dāng)?shù)字地球 7．為了制作農(nóng)田的產(chǎn)量電子圖，需要獲取田間作物生長(zhǎng)情況和產(chǎn)量的空間分布信息，所采用的地理信息技術(shù)是(　　) A．GPS B．GIS C．RS D．?dāng)?shù)字地球 8．根據(jù)肥力電子圖對(duì)農(nóng)田進(jìn)行精確施肥，需要借助的技術(shù)是(　　) A．GPS B．GIS C．RS D．?dāng)?shù)字地球 解析：6.B　7.C　8.A　第6題，讀圖可知，精確農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)利用肥力電子圖、土壤狀況電子圖、產(chǎn)量電子圖等進(jìn)行技術(shù)評(píng)估，由此判斷所采用的地理信息技術(shù)是GIS。第7題，RS(遙感)的主要功能就是獲取各種地理信息。第8題，精確施肥就是根據(jù)不同地塊土壤的肥力、農(nóng)作物生長(zhǎng)情況，進(jìn)行精確定點(diǎn)的投放肥料，需要借助的技術(shù)是GPS。 9．“3S”技術(shù)之間密切相聯(lián)，它們都為數(shù)字地球提供了技術(shù)支撐。結(jié)合“3S”技術(shù)的綜合應(yīng)用圖，完成下列問(wèn)題。 (1)圖中①②③④⑤⑥箭頭指向線(xiàn)分別表示“3S”技術(shù)的不同應(yīng)用功能，其中表示“提供影像信息功能”的是____和______，表示“提供空間定位信息功能”的是______和______，表示“反饋影像信息處理結(jié)果”的是______。 (2)圖中各個(gè)圓的重疊部分分別代表RS、GPS、GIS不同組合的綜合應(yīng)用，其中重疊部分乙代表GIS與RS技術(shù)的組合，丙代表____________技術(shù)組合。在圖中所示的各個(gè)綜合應(yīng)用中任選一種組合，寫(xiě)出應(yīng)用實(shí)例。 (3)目前我國(guó)建設(shè)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)和各種地理信息系統(tǒng)都是我國(guó)“數(shù)字中國(guó)”建設(shè)的重要組成部分，說(shuō)說(shuō)“數(shù)字中國(guó)”對(duì)我國(guó)國(guó)土整治的意義。 解析：第(1)題，結(jié)合“3S”技術(shù)各自的功能分析。第(2)題，由圖可知，丙為GIS與GPS相交重疊處，應(yīng)用結(jié)合教材所學(xué)知識(shí)分析作答。第(3)題，明確題干要求“對(duì)國(guó)土整治的意義”。 答案：(1)①?、荨、堋、蕖、? (2)GIS與GPS 甲：RS獲取礦床露頭信息，GIS分析礦產(chǎn)種類(lèi)，GPS確定礦床露頭位置。 乙：RS獲取水災(zāi)淹沒(méi)區(qū)的動(dòng)態(tài)信息，GIS分析水災(zāi)損失。 丙：裝載GPS接收機(jī)的運(yùn)鈔車(chē)發(fā)送位置信息到監(jiān)測(cè)中心，GIS監(jiān)測(cè)運(yùn)鈔車(chē)是否偏離預(yù)定線(xiàn)路。 丁：RS獲取森林火場(chǎng)遙感信息，并可判斷火勢(shì)蔓延方向，GPS獲取火場(chǎng)精確位置，引導(dǎo)消防隊(duì)員及時(shí)、準(zhǔn)確到達(dá)滅火地點(diǎn)。(甲、乙、丙、丁任答一點(diǎn)) (3)促進(jìn)土地資源的調(diào)查，建立國(guó)土資源信息庫(kù)；有利于政府決策的科學(xué)化；有利于國(guó)土規(guī)劃、國(guó)土發(fā)展、國(guó)土管理等國(guó)土整治工作。