《2018-2019版高中地理 第三章 地理信息技術的應用 第四節(jié) 數(shù)字地球學案 湘教版必修3.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019版高中地理 第三章 地理信息技術的應用 第四節(jié) 數(shù)字地球學案 湘教版必修3.doc（11頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第四節(jié)　數(shù)字地球 [學習目標]　1.了解數(shù)字地球的含義。2.結合實際，了解數(shù)字地球的應用前景。 一、數(shù)字地球 1．概念：對真實地球及其相關現(xiàn)象的統(tǒng)一性的數(shù)字化重現(xiàn)與再認識。 2．應用技術：全球定位系統(tǒng)、遙感技術、地理信息系統(tǒng)、虛擬技術、網絡技術等。 3．核心思想 4．數(shù)字地球的建立 (1)數(shù)字地球的基礎：全球網絡與分布式存儲。 (2)數(shù)字地球的最大特征與依據：虛擬現(xiàn)實技術。 (3)數(shù)字地球的重要信息源：高分辨率衛(wèi)星影像。 判斷 1．數(shù)字地球的基礎是全球網絡與分布式存儲。(　√　) 2．數(shù)字地球是“地球村”形成的技術支持。(　√　) 3．數(shù)字地球就是“3S”技術的綜合。(　　) 4．數(shù)字地球需要很多學科，特別是信息科學技術的支撐。(　√　) 5．GIS、GPS與網絡結合，構成數(shù)字地球的空間核心技術。(　√　) 二、數(shù)字地球的應用前景 1．數(shù)字地球與可持續(xù)發(fā)展 應用空間分析與虛擬現(xiàn)實技術，建立數(shù)字化空間實驗室，從全球角度研究可持續(xù)發(fā)展問題。 2．數(shù)字地球與政府決策 (1)可為國家大型工程決策提供重要的參考數(shù)據。 (2)為政府對城市的管理提供依據。 3．數(shù)字地球與百姓生活。 為百姓生活提供方便?？山邮苓h程教育、進行網上購物、參加交互娛樂項目，游覽各國風景名勝等。 思考　為什么說數(shù)字地球是“地球村”形成的技術支撐？ 答案　“數(shù)字地球”的出現(xiàn)，實現(xiàn)了信息高速公路和國際互聯(lián)網的廣泛使用，“縮小”了我們的生活空間，“縮短”了我們聯(lián)系交流的時間，使我們生活的世界成為一個全球性、同時性的“地球村”。 探究點　數(shù)字地球的應用 閱讀材料，回答下列問題。 材料一　數(shù)字虛擬生活 當你戴上頭盔時，就看到地球出現(xiàn)在太空中。然后通過某個工具，對所看到的影像進行放大。隨著分辨率的不斷提高，你看見了大陸，然后是鄉(xiāng)村、城市，最后是具體的房屋、樹木以及其他天然或人造的景觀。 你不受限制地穿越空間和時間。在以虛擬的方式去巴黎盧浮宮參觀后，又通過對時間的反向推移，借助新聞短片、報紙等主要的原始資料學習法國的歷史。你向自己的電子信箱發(fā)送一些有用的信息，留待將來使用。在這里，時間序列可以從現(xiàn)在延伸到遙遠的過去，甚至延伸到恐龍時代。 材料二　利用數(shù)字地球保障兒童的安全。 1．材料一中提到了數(shù)字地球在未來日常生活中的應用，其應用領域主要有哪些？其中涉及的最主要的技術是什么？ 答案　網上旅游、遠程教育?！∩婕暗淖钪饕募夹g是虛擬現(xiàn)實技術。 2．材料二中數(shù)字地球是如何保障兒童安全的？ 答案　給孩子佩戴GPS，母親在家打開實時跟蹤屏，利用接收到的信息來了解孩子的實時位置，看護自己的孩子。 3．數(shù)字地球除了在日常生活中的應用外，還在可持續(xù)發(fā)展研究和政府決策中發(fā)揮作用，試分別舉例說明。 答案　可持續(xù)發(fā)展：模擬未來20年森林面積的變化，研究全球生態(tài)環(huán)境變化趨勢。 政府決策：通過GIS分析犯罪模式和犯罪頻率，合理分配警力資源。 4．從科學家、政府官員、普通百姓三個角色出發(fā)，分別簡述數(shù)字地球的應用前景。 答案　科學家：可方便地獲得地形、土壤類型、氣候、植被、土地利用變化、礦產、森林、資源等方面的信息，應用空間分析與虛擬現(xiàn)實技術，模擬人類活動對生產和環(huán)境的影響，制定可持續(xù)發(fā)展的對策。 政府官員：數(shù)字地球可為國家大型工程決策提供重要的參考數(shù)據；數(shù)字地球也能為政府對城市的管理提供依據。 普通百姓：我們坐在家里，就可接受遠程教育，進行網上購物；參加交互娛樂項目，還可輕松游覽各國的風景名勝；逛遍各國的博物館、美術館、藝術畫廊等。 數(shù)字地球及其應用 (1)數(shù)字地球的關鍵技術及其與“3S”的關系 ①數(shù)字地球的關鍵技術 關鍵技術 應用價值 全球網絡與 分布式存儲 能迅速調集大量所需的數(shù)據，實現(xiàn)數(shù)據的高速傳輸；能集中或分散存儲大量的空間數(shù)據 高分辨率衛(wèi) 星遙感技術 能提供動態(tài)的翔實數(shù)據，形成數(shù)字地球最基本的空間數(shù)據 虛擬現(xiàn)實技術 是實現(xiàn)數(shù)字地球與人實時交互的窗口和工具 ②數(shù)字地球與各種應用技術的關系 全球定位系統(tǒng)、遙感技術、地理信息系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實技術、高速網絡技術等是數(shù)字地球的基礎。它們之間的關系如下所示： (2)數(shù)字地球的應用 應用前景 作用 具體表現(xiàn) 可持續(xù) 發(fā)展 數(shù)字地球的建立，使人類擁有了一個數(shù)字化的空間實驗室，科學家通過這個實驗室可以從全球角度研究可持續(xù)發(fā)展問題 科學家可方便地獲得地形、森林、資源、氣候、植被、土壤類型、礦產、土地利用變化等方面的信息，應用空間分析與虛擬現(xiàn)實技術，模擬人類活動對生產和環(huán)境的影響，制定可持續(xù)發(fā)展的對策 政府決策 數(shù)字地球可為國家大型工程決策提供重要的參考數(shù)據；為政府對城市的管理提供依據 ①利用數(shù)字地球的技術可以為是否修建水庫提供依據；②可以通過GIS分析犯罪模式和犯罪頻率，合理分配警力資源 百姓生活 數(shù)字地球提供了前所未有的 方便 ①接受遠程教育；②網上購物；③參加交互娛樂項目；④游覽風景名勝等 2015年12月22日，“數(shù)字瀘州”地理信息公共服務平臺通過專家驗收。在電子地圖的基礎之上，“數(shù)字瀘州”整合了瀘州住建、公安、工商、旅游、水務、城管、公安交警、統(tǒng)計、國土、防災減災等數(shù)據資源于一體，不僅有衛(wèi)星地圖視角，還有三維地圖視角，該平臺建成了瀘州市全域唯一、權威、共享的地理信息公共服務平臺。據此完成1～2題。 1．有關“數(shù)字化城市”的敘述，正確的是(　　) A．“數(shù)字化城市”就是指互聯(lián)網 B．“數(shù)字化城市”就是“信息高速公路” C．“數(shù)字化城市”是用數(shù)據通信技術使城市信息的表達方式日益“數(shù)字化” D．“數(shù)字化城市”只能方便人們的生活，并不能創(chuàng)造實實在在的財富 2．“數(shù)字化城市”應用的技術有(　　) ①高速網絡技術?、谶b感技術?、鄣乩硇畔⑾到y(tǒng)技術?、芴摂M現(xiàn)實技術?、軬PS技術 A．①②④ B．②③⑤ C．①②③⑤ D．①②③④⑤ 答案　1.C　2.D 解析　第1題，“互聯(lián)網”、“信息高速公路”只是“數(shù)字化城市”的一部分，數(shù)字化城市不僅能方便人們的生活，還能創(chuàng)造財富。第2題，數(shù)字化城市是數(shù)字地球的一部分，凡是數(shù)字地球能用到的技術，同樣適用于數(shù)字化城市。 數(shù)字地球是數(shù)字化地球儀的簡稱，它利用多種技術把地球上的信息數(shù)字化存儲起來，為人類提供服務。據此完成1～2題。 1．下列屬于數(shù)字地球關鍵技術的是(　　) ①網絡技術?、诟叻直媛市l(wèi)星遙感技術　③GIS技術?、芴摂M現(xiàn)實技術　⑤GPS技術?、逕o線電通訊 A．①②③④⑤ B．②③④⑤⑥ C．①③④⑤⑥ D．①②③④⑥ 2．下列關于數(shù)字地球的敘述，正確的是(　　) A．數(shù)字地球包括自然和人類的全部數(shù)據和信息 B．數(shù)字地球的最大特征是虛擬現(xiàn)實技術 C．數(shù)字地球的基礎是全球網絡與集中式存儲 D．數(shù)字地球的重要信息源是大容量數(shù)據存儲技術 答案　1.A　2.B 解析　第1題，數(shù)字地球是全球定位系統(tǒng)、遙感技術、地理信息系統(tǒng)、虛擬技術、網絡技術等各種技術的綜合應用。第2題，數(shù)字地球包含了自然和人類的大多數(shù)數(shù)據和信息。數(shù)字地球的最大特征是虛擬現(xiàn)實技術，基礎是全球網絡與分布式存儲，重要信息源是高分辨率衛(wèi)星影像。 數(shù)字地球其實就是信息化的地球，是一個完整的地球信息化的模型。據此完成3～4題。 3．數(shù)字地球實現(xiàn)以后，科學家們可以(　　) A．制定可持續(xù)發(fā)展的對策 B．控制全球氣溫升高 C．控制人口增長速度 D．控制全球貧富差距 4．數(shù)字地球應用于政府決策的領域有(　　) ①國家大型工程決策?、诔鞘泄芾怼、奂膊》揽亍、芊罏臏p災?、葸h程教育 A．①②④⑤ B．①②③⑤ C．①②③④ D．①③④⑤ 答案　3.A　4.C 解析　第3題，數(shù)字地球實現(xiàn)以后，通過全球信息共享，依靠計算機的虛擬現(xiàn)實技術，對地球上的各種空間信息數(shù)據綜合分析處理，可制定可持續(xù)發(fā)展的對策。第4題，數(shù)字地球可為政府決策提供依據，如大型工程建設、城市管理、疾病防控、防災減災等。遠程教育是對百姓生活的影響。 5．閱讀下列材料，完成下列問題。 材料一　有媒體報道，英國一個小偷將“谷歌地球”當成作案工具，利用它鎖定不少建筑的鉛質屋頂，盜走大約價值14萬美元的鉛。借助“谷歌地球”，小偷還事先找好“撤離路線”。這個小偷的行為自然可恨，但是他巧妙利用Google為自己服務的思路倒是值得借鑒。實際上，利用Google Earth可帶你飛往地球上的任何地方，可以在Google Earth上看到衛(wèi)星圖像、地圖、地形和“3D”建筑以及大洋、峽谷，包括外太空的銀河系?？梢蕴剿髫S富的地理知識，保存你游覽過的地點，并將其與他人分享。 材料二　這是某公司的一項信息化服務演示。在一個漆黑的夜晚，一位獨居的老太太突發(fā)心臟病，在倒地的一瞬間，她手臂上的手表式GPS發(fā)出急救信號。醫(yī)護人員從“醫(yī)療急救GIS”中的地圖上迅速找到了她的住址，立即調度裝有車載定位系統(tǒng)的救護車按照電子地圖上的提示路徑，在最短的時間內抵達老人住所，為她量血壓、測心跳、輸氧氣…… (1)有人直接把Google Earth翻譯成數(shù)字地球，這種說法科學嗎？ (2)材料二中的案例應用了“數(shù)字地球”的哪些技術？ (3)數(shù)字地球涉及的關鍵技術各有哪些主要功能？ 答案　(1)不科學。數(shù)字地球是地球數(shù)據信息的數(shù)字化，然后用三維成像的方式展示出來，是純數(shù)字虛擬化；Google Earth是把衛(wèi)星圖片按照三維數(shù)據拼接起來，是原本實體圖片的立體化。因此，Google Earth僅僅是數(shù)字地球的一個應用方面。 (2)GPS(全球定位系統(tǒng))、GIS(地理信息系統(tǒng))和車載定位系統(tǒng)、電子地圖等數(shù)字地球技術。 (3)信息高速公路與高速網絡主要用于傳輸信息；高分辨率衛(wèi)星遙感技術用于采集信息；空間信息技術用于處理信息；大容量數(shù)據存儲技術用于存儲信息；可視化和虛擬現(xiàn)實技術以及高性能計算能力用于輸出信息。 2014年1月13日，國際數(shù)字地球學會中國國家委員會2014年度工作會議在中國科學院遙感與數(shù)字地球研究所召開。會議研討了當前數(shù)字地球及相關領域的基礎理論、技術和應用前景。結合所學知識，完成1～3題。 1．這里的“數(shù)字地球”是(　　) ①全球的信息模型?、诘厍騼x的一種?、郯凑盏乩碜鴺思右哉淼摹、苡脭?shù)字化手段處理的自然和社會等方面問題的地球 A．②③④ B．①③④ C．①②④ D．①②③ 2．中國科學院開發(fā)、研究數(shù)字地球的核心是(　　) ①用數(shù)字化手段處理整個地球的自然和社會等方面問題 ②最大限度地利用信息資源?、鄯奖愕孬@得有關地球的信息　④提供運動物體的精確位置、運動方向和速度 A．②③④ B．①③④ C．①②④ D．①②③ 3．與會的學者和專家可以利用數(shù)字地球(　　) ①恰當布置警力打擊犯罪　②模擬全球氣候對我國物種分布及變遷的影響?、墼u估作物產量　④了解人類和環(huán)境之間相互依賴的關系 A．②③④ B．①③④ C．①②④ D．①②③ 答案　1.B　2.D　3.A 解析　第1題，地球儀是為了便于認識地球，人們仿造地球的形狀按照一定的比例縮小，制作的地球的模型，不是用數(shù)字化手段處理的虛擬地球。第2題，提供運動物體的精確位置、運動方向和速度的是GPS技術。第3題，布置警力打擊犯罪是警方的職責，不是“學者和專家”的職責。 中國科學院對地觀測與數(shù)字地球科學中心某專家說：“數(shù)字地球，不再是給你什么，你就只能拿到什么，而是你想拿到什么就能拿到什么，這不是“空中樓閣”，如果系統(tǒng)足夠大、數(shù)據源足夠多、網絡寬帶也足夠快，每個人都可以在網上操作數(shù)字地球系統(tǒng)，收獲并創(chuàng)造你所要的信息和知識?！苯Y合所學知識，完成4～6題。 4．關于數(shù)字地球的敘述，正確的是(　　) ①數(shù)字地球是數(shù)字化地球?、跀?shù)字地球已經能滿足人類目前的需要　③數(shù)字地球的最大特征是虛擬現(xiàn)實技術?、軘?shù)字地球采取集中方式存儲信息 A．①② B．①③ C．②③ D．③④ 5．可視化技術能夠(　　) A．構筑數(shù)字地球的數(shù)據存儲技術 B．把衛(wèi)星搜集到的各種數(shù)據輸送到地球 C．將計算機中的抽象數(shù)據具體化 D．傳輸分散在眾多數(shù)據庫中的數(shù)據 6．下列不屬于數(shù)字地球服務領域的工作是(　　) A．了解城市綠化情況 B．了解各地的風土人情 C．掌握各地犯罪情況 D．直接抓獲犯罪分子 答案　4.B　5.C　6.D 解析　第4題，數(shù)字地球是對數(shù)字化地球的簡單說法；目前數(shù)字地球正處于不斷完善之中，還無法滿足人類目前的需要；數(shù)字地球是虛擬的地球，虛擬現(xiàn)實技術是數(shù)字地球的最大特征；數(shù)字地球需要存儲大量信息，在全球網絡中分布式存儲。第5題，可視化技術能夠將計算機中的抽象數(shù)據具體化，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。第6題，數(shù)字地球能夠使人們通過一定方式方便地獲得他們所想了解的信息，如A、B、C項的信息，而D項直接抓獲犯罪分子還需要相關部門具體實施操作。 第十一屆全運會在山東濟南舉行，本屆運動會大量應用了當前最先進的信息通信保障技術，提高了全運會的科技含量，使“十一運”成為一屆信息化水平高、人們廣泛參與的“數(shù)字十一運”。據此回答7～8題。 7．“數(shù)字十一運”將現(xiàn)代信息技術應用于運動會的保駕護航是我國在數(shù)字地球方面所取得的新亮點。數(shù)字地球的關鍵技術不包括(　　) A．信息高速公路 B．高分辨率衛(wèi)星遙感技術 C．電話和傳真技術 D．可視化和虛擬現(xiàn)實技術 8．某觀眾欲查詢并確定青島和濟南全運場館的最短、最快的路線等可借助于(　　) A．遙感 B．地理信息系統(tǒng) C．數(shù)字地球 D．地球衛(wèi)星系統(tǒng) 答案　7.C　8.B 解析　第7題，由所學知識知，電話和傳真技術不屬于數(shù)字地球的關鍵技術。第8題，查詢交通路線可借助地理信息系統(tǒng)。 下圖是某城市部分地區(qū)經過數(shù)字化處理的地圖圖層。讀圖回答9～10題。 9．該城市的主干道走向為(　　) ①東北—西南　②東南—西北?、蹡|—西　④南—北 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 10．若該城市位于我國華北地區(qū)，圖中有三處為高級住宅區(qū)，最有可能的是(　　) A．Bc、Bd、Be B．Bd、Be、Bf C．He、Hf、Hg D．Jf、Jg、Jh 答案　9.A　10.D 解析　第9題，城市主干道交通便利，兩側應布局商業(yè)用地，由此可知該城市主干道為東北—西南和東南—西北走向。第10題，高級住宅區(qū)應遠離工業(yè)區(qū)，環(huán)境優(yōu)美，交通便利，由此可知Jf、Jg、Jh可能為高級住宅區(qū)。 “數(shù)字校園”是數(shù)字地球的具體利用與體現(xiàn)。讀“數(shù)字校園”的應用圖，回答11～12題。 11．“數(shù)字校園”是指(　　) A．對校園內信息資源的數(shù)字化 B．遠程教育和網上學校 C．計算機輔助地理教學 D．建設虛擬學校 12．“數(shù)字校園”的思想核心是(　　) A．信息資源的數(shù)字化 B．建設網上學校 C．發(fā)展遠程教育 D．減輕師生的課業(yè)負擔 答案　11.A　12.A 解析　第11題，“數(shù)字校園”是利用網絡、通信技術對校園內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，從而更好地為教學、科研、管理和生活服務。第12題，把學校建設成既面向校園，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。 13．閱讀下列材料，回答有關問題。 第九屆國際數(shù)字地球會議于2015年10月5日至9日在加拿大哈利法克斯市舉辦。大會以“生活在共同的藍色星球”為主題。本次會議將以傳播數(shù)字地球新理念、交流數(shù)字地球新技術、實踐數(shù)字地球新應用為宗旨。 以農業(yè)為例，它在農業(yè)信息遙感、太空農業(yè)等方面有著廣闊的研究前景。一些國家利用資源衛(wèi)星進行農業(yè)資源調查、作物長勢和產量監(jiān)測等。例如，美國利用資源衛(wèi)星在估測本國小麥產量的同時，還對其他國家小麥產量進行估測，根據所得數(shù)據制定生產布局、儲運、加工等計劃，確定對外貿易策略，由此每年可獲利數(shù)億美元。 (1)根據材料推斷，“數(shù)字地球”相關技術在我國農業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面可做哪些工作？(答兩點即可) (2)在全球問題的研究中，除農業(yè)外，還有哪些領域可以利用“數(shù)字地球”的相關技術？(答三點即可) 答案　(1)土地資源利用狀況的遙感調查，合理布局農業(yè)；監(jiān)測預報氣候變化、旱澇、作物長勢和產量預測，提高抗災能力；農業(yè)污染環(huán)境狀況監(jiān)測與預報，提出解決措施等。(其他答案合理也可) (2)全球溫室效應、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、全球氣候預報、生物分布、生產結構監(jiān)測等。(其他答案合理也可) 解析　第(1)題，“數(shù)字地球”相關技術在我國農業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面可做的工作，包括自然條件、社會經濟條件和農業(yè)技術改革對我國農業(yè)的影響，還包括消除現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展過程中所產生的不良影響，實現(xiàn)農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。其技術主要應用于農業(yè)的布局、災情預報、污染狀況等方面。第(2)題，在全球問題的研究中，除農業(yè)外，其他領域也可以運用“數(shù)字地球”相關技術解決問題，如全球溫室效應、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、全球氣候預報、生物分布、生產結構監(jiān)測、礦產監(jiān)測等。 14．深圳某中學研究性學習小組搜集有關南極科考與“3S”技術的材料，開展研究性學習。閱讀材料，回答問題。 材料一　中國第32次南極科學考察隊乘“雪龍”號破冰船從上海出發(fā)，赴南極執(zhí)行科考任務。繼長城站、中山站、昆侖站和泰山站之后，中國第五座南極考察站將在此次科考中確定選址。 材料二　在南極中山站前使用探測儀器的科考隊員。 (1)南極科考隊為安裝大型望遠鏡設備選址并準備場地，應用的地理信息技術是__________________；考察隊員監(jiān)測南極冰川和海岸線變化要利用到的地理信息技術是________。 (2)“數(shù)字南極”的構建是我國南極科考的重要任務。下列對“數(shù)字南極”的利用，敘述錯誤的是(　　) A．方便查閱南極地區(qū)的三維地圖及地圖信息 B．可以對附近地區(qū)冰川、海岸線的變化進行觀察分析 C．為防止極冰融化提供治理的技術 D．對地物相關信息的分析采用數(shù)字化處理 (3)利用地理信息技術在對南極地區(qū)進行勘探研究中，除了上述應用外，還有哪些用途？試舉兩例。 答案　(1)GPS和GIS　RS　(2)C (3)利用GPS測量觀測點的海拔，確定科考隊員的位置；利用RS探測資源狀況；利用GIS繪制資源分布圖。(任舉兩例即可) 解析　第(1)題，選址過程要通過GIS進行空間分析，位置的確定要應用GPS，監(jiān)測環(huán)境的變化需要用到RS。第(2)題，“數(shù)字南極”不能提供治理極冰融化的技術，但能為極冰融化的治理提供有用的分析數(shù)據。第(3)題，可從GPS、RS以及GIS等技術的應用，結合南極科考現(xiàn)狀進行分析。 考點題點細目表 考點 題點 題目序號 地理信息技術的應用 數(shù)字地球及其應用 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14