七年级地理上册 第二章 第一节 认识地球 数字地球素材 湘教版

数字地球在夏夜，当一切都很安静，星星在闪烁，当你看着广阔无垠的空间，幻想着满天的星星，也许你会对自己说：天空中有无数的星星！是的，在浩瀚的宇宙中有无数的星星在闪烁！然而，到目前为止，地球是我们人类唯一可以生存的星球！古往今来，几乎所有的人类活动都发生在地球上。你只需要看看地球上持续不断的战争、快速增长的人口、不断增加的环境污染和不断减少的自然资源也许你会再次感受到：这个易受灾害的地球需要得到多么妥善的处理！当人们通过卫星、飞机、气球、地面测绘、地球化学或地球物理学等观测手段获得大量地球数据，并利用计算机将这些数据与所有其他相关数据及其实用模型结合起来，在计算机网络系统中再现真实的地球，形成一个巨大的系统时，你一定会被这样一个巨大的系统所带来的巨大影响所鼓舞，因为它所提供的数据和信息最终使人类能够更好、更有效地管理地球，甚至人类自己！如此巨大的数字地球系统可以被称为“数字地球”。如果严格定义，数字地球就是对真实地球及其相关现象的统一性的数字再现和理解。由此可见，数字地球的核心思想有两点：一是用数字手段统一处理地球问题，二是最大限度地利用信息资源。当人类步入知识爆炸的信息时代，我们如何从海量的数据和信息中获取我们需要的东西？这无疑是生活在现代社会的人们一直面临的一个难题。对于那些以社会需求和发展为永恒使命的科学家来说，他们的首要任务是采取什么方法来收集大量的数据和信息。既然几乎所有的人类活动都发生在地球上，为什么我们不能用地球上每一个确定的点来组织所有相关的数据和信息(根据需要，这些点的范围可以大也可以小)？这样，进一步结合地球上的所有这些点不会产生一个能包含大多数关于自然和人类的数据和信息的数字地球？这样一个数字地球无疑是人类组织大量数据和信息的最佳方式。恐怕你无法想象数字地球对人类的积极影响。最直接的是，它在当前以工农业经济为主体的经济建设中的重要作用已经初具规模。我们逐渐可以看到，数字地球提供的数据和信息可以在农业、林业、水利、地质矿产、交通、通信、新闻媒体、城市建设、教育、资源、环境、人口、海洋和军事等几十个领域产生巨大的社会和经济效益。例如，作物监测、作物产量估算、土地覆盖识别和评估、土地和地籍管理、水资源管理、环境监测、资源合理利用、数字天气预报、灾害监测和评估、灾害模拟和预报、渔业预报、智能交通管理、商业选址、市场调查、移动通信、土木工程、城市管道管理、在线政府公共信息服务等。此外，数字地球将在未来以知识经济为主体的经济建设中发挥越来越大的作用。众所周知，地球是有限的，人类赖以生存的自然资源也是有限的。正因为自然资源的有限性和以计算机科学技术发展为特征的信息革命的深化，世界经济模式必然会从目前以自然资源为主导的工业经济模式逐渐转变为未来以信息资源为主导的知识经济模式。在即将到来的以知识经济为特征的信息社会，信息是主要的经济资源，数字信息是知识经济的物质形式。数字地球可以包含80%以上的人类信息资源。由此可见，数字地球是未来信息资源的主要核心，是“信息高速公路”上的“汽车”和“商品”，其特征是对所有与空间位置有关的信息进行数字处理。它肯定会对一个广泛而重要的产业的形成产生决定性的影响。庞大的数字地球由以下系统组成：数据采集和更新系统、数据处理和存储系统、信息提取和分析系统、数据和信息传播系统、数据库系统、网络系统、应用模型系统、专用软件系统、咨询服务系统、专业人员系统、用户系统、教育系统、标准和互操作系统、法规和金融系统。我们不妨以数据库系统为例，看看数字地球前所未有的辉煌。数字地球数据库不仅包括全球中小尺度空间数据，还包括本地大尺度空间数据和元数据。它不仅包括地球不同尺度的各种多光谱、多时相、高分辨率遥感卫星图像、航空图像和专题地图，还包括关于可持续发展、农业、资源、环境、灾害、人口、全球变化、气候、生物、地理、生态系统、大气、水文、教育、人文和军事等不同类别的文本形式的相应数据。这些数据是目前正在建设的国家空间数据基础设施(NSDI)和全球空间数据基础设施(GSDI)。数字地球本质上是一个信息系统。除了它是一个超级巨大的信息系统之外，还有什么其他特征？这可以从以下七个方面进行分析。首先，数字地球是空间的、数字的和整体的。这三者的结合形成了它们与其他信息系统的根本区别。第二，数字地球的数据具有无缝的分布式数据层结构，包括多源、多尺度、多分辨率、历史和当前、矢量格式和网格格式的数据。第三，数字地球有一个迅速丰富和网络化的地理数据库。第四，数字地球以图像、图形、图表、文本报告等形式提供服务。信息是最重要的任务。第五，数字地球采用了开放平台、组件技术和动态互操作性等最先进的技术方案。第六，数字地球的用户可以通过各种方式获取信息。任何用户都可以实时调用它，无论生产者是谁或者数据在哪里。互联网用户可以根据自己的权利查询数字地球中的信息。具有传感器功能的特殊数据手套也可用于在数字地球上执行各种视觉操作。第七，数字地球的服务对象覆盖整个社会层面。不管是政府机构还是私人公司，不管是科教部门还是生产单位，不管是专业技术人员还是普通人，他们都能找到自己需要的信息。数字地球是地球科学技术与信息科学技术、空间科学技术等现代科学技术融合的前沿，是当代科学技术发展与需求紧密结合的必然结果。虽然数字地球是一个新概