高中地理（湘教版）必修3名师导学案第三章第四节数字地球

第四节数字地球答案:〔1〕虚拟对比体〔2〕地理坐标〔3〕信息〔4〕信息就在指尖上〔5〕自然〔6〕社会〔7〕地球〔8〕高速网络〔9〕高辨别率〔10〕空间信息技术〔11〕大容量数据存储〔12〕可视化和虚拟现实〔13〕高性能计算〔14〕生物多样性〔15〕作物产量1．数字地球〔1〕概念数字地球是信息化的地球——地球的虚拟对比体。数字地球将有关地球上每一点的信息，按地球的地理坐标加以整理，然后构成一个全球的信息模型。人们可以快速、形象地了解地球上的任何一点、任何方面的信息，从而实现“信息就在指尖上〞的幻想。其核心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，并使人们能够通过肯定方式，便利地获得有关地球的信息。通俗地讲，数字地球就是用数字的手法将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变扮装入电脑中，实现网上流通，并使之最大限度地为人类的生存、可持续开展和日常的工作、学习、生活、消遣效劳。严格地讲，数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为根底，以宽带网络为纽带，运用海量地球信息对地球进行多辨别率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作为工具来支持和改善人类的活动和生活质量。〔2〕数字地球的提出数字地球概念的提出是在“3S〞技术开展到肯定程度的结果，详细状况如下表所示：数字地球的提出特点技术根底应用时间人物著作是一种可以嵌入海量地理数据的、多辨别率的和三维的地球的表示，可以在其上添加很多与我们所处星球有关的数据遥感技术、地理信息系统、网络技术、虚拟现实技术可持续开展农业、灾难、资源、教育等方面1998年1月31日时任副总统的阿尔·戈尔?数字地球：展望21世纪我们这颗行星?〔3〕数字地球的关键技术要在电子计算机上实现数字地球不是一件简洁的事，它需要诸多学科，特殊是信息科学技术的支撑。这其中主要包括：信息高速大路与高速网络技术、高辨别率卫星遥感技术、空间信息技术与空间数据根底设施、大容量数据存储技术、可视化和虚拟现实技术、高性能计算力量等。①信息高速大路与高速网络技术数字地球所需要的数据已不能通过单一的数据库来存储，而是分散在数以万计机构的数据库中。利用这些数据时，要能把所需数据快速从四周八方调来，这只有通过高速网络才能实现。在Internet流量爆发性增长的驱动下，远程通信载体已经尝试使用10G/S的网络，而每秒1015比特的因特网正在争论中。信任在不久的将来会有更加优秀的宽带高速网供人们使用。②高辨别率卫星遥感技术遥感卫星可以对整个地球进行完整的扫描，每隔三五天即可更新一次，为人类供应反映地表地理要素动态变化的翔实数据，满意测图、农业、资源、环境、交通等多方面的应用，形成数字地球最根本的空间数据。20世纪的遥感卫星影像，在卫星遥感问世的20多年间辨别率已经有了飞速的提高。在21世纪高辨别率卫星遥感图像将可以优于1米的空间辨别率，每隔3～5天为人类供应反映地表动态变化的翔实数据，从而实现“秀才不出门，能观天下事〞的抱负。③空间信息技术与空间数据根底设施GIS的优势是将空间信息应用在地球争论中。为了满意数字地球对综合数据的处理与应用，GIS、GPS与网络结合，构成数字地球的空间核心技术。空间数据根底设施主要包括空间数据管理体系、空间数据交换网、空间数据交换标准等。已于2000年初步建成空间信息根底设施，我国也在抓紧建立基于1∶50000和1∶10000比例尺的空间数据。④大容量数据存储技术NASA“行星地球方案〞的卫星系统每天可产生1000GB的数据，相当于某一时刻的广东省1米辨别率的影像数据量。假如将数字地球上全部信息都存储起来，需要存储器容量到达1000万亿字节级。纳米技术可使硬盘容量到达1万亿字节级。激光全息存储、蛋白质存储等方面的争论也已获得巨大进展。加之可把大量的数据分散在成千上万个数据库里，所以，构筑数字地球的数据存储技术已根本成熟。信任在21世纪还会有新的突破。大容量存储器⑤可视化和虚拟现实技术头盔式虚拟现实成像设备可视化是实现数字地球与人交互的窗口和工具，没有可视化技术，计算机中的一堆数字是无任何意义的。数字地球的一个显著的技术特点是虚拟现实技术。建立了数字地球以后，用户戴上显示头盔，就可以观察地球从太空中消失。人造虚拟现实技术在摄影测量中早已是成熟的技术，近几年的数字摄影测量的开展，已经能够在计算机上建立可供量测的数字虚拟技术。当然，当前的技术是对同一实体拍摄照片，产生视差，构造立体模型。进一步的开展是对整个地球进行无缝拼接，任意漫游和放大，由三维数据通过人造视差的方法构造虚拟立体。⑥高性能计算力量地球是一个简单的巨系统，地球上发生的很多大事、变化和过程又非常简单而呈非线性特征，时间和空间的跨度变化大小不等，差异很大，只有利用高速计算机，我们今日和跨世纪的将来，才有力量来模拟一些不能观测到的现象。利用数据挖掘技术，我们将能够更好地熟悉和分析所观测到的海量数据，从中找出规律和学问。高性能计算机点技巧程序法记忆数字地球的关键技术【例1】“数字地球〞是1998年前副总统戈尔提出的，严格讲是以计算机技术、多媒体技术和大规模储存技术为根底，对地球多辨别率、多尺度、多时间和多种类的三维描述。据此完成以下问题。〔1〕“数字地球〞即为〔〕。A．用数字度量半径、体积、质量等的地球B．数字化、信息化的虚拟地球C．用经纬度和海拔表述地理事物D．“数字城市〞和“数字校内〞的统称〔2〕支撑“数字地球〞的技术包括〔〕。①遥感技术②全球定位系统③地理信息系统④空间信息技术⑤社区效劳系统⑥网络技术A．①②③⑤⑥B．①②④⑤⑥C．①②③④⑤D．①②③④⑥解析：数字地球指数字化的三维模拟地球，其核心就是利用数字化手段来处理自然和社会等方面的问题。其技术既包括地理信息技术，也包括与计算机有关的虚拟现实技术、网络技术、空间信息技术等。答案：〔1〕B〔2〕D释疑点数字地球的应用数据通讯技术的开展，促进了地球上的信息表达方式日益数字化。通俗地讲，数字地球就是用数字的方式将地球上每一点的信息装入电脑中，实现在网络上的流通，并使之最大限度地为人类的生产、生活效劳。2．数字地球与我们的生活数字地球的实现标志着信息文明的到来。数字地球与我们有着密不行分的关系。〔1〕数字地球直接影响到我们的生活。平常我们常说的网上购物、电子货币、电子银行、电子商务等到时候已相当成熟和完善。通过虚拟现实技术，我们在家就可以试穿网上时装店里中意的各式时装，试穿效果可以立即呈现在您眼前；假如想买下它，只需轻击一下鼠标或键盘，就有人快速把您订购的衣服送到家中。数字地球给我们供应的丰富信息，尤其是地理信息，让我们可以便利、轻松地实现我们的旅游愿望，只要您想得到的地方，都可以游历到，对它的自然地理状况、人文社会现象等了如指掌。便利的信息沟通、远程医疗等与我们生活息息相关的事也都变得极其简洁了。〔2〕数字地球直接影响到我们的工作。数字时代的工作将不受时间、地点和空间的限制！我们不必挤车或开车数千米赶到办公室上班，也不必担忧堵车和刷卡。数字地球已在某些方面弱化或消退了时间和空间的概念。不管你是在家中养花，在地中海享受阳光，在北极圈放麋鹿，还是在大堡礁欣赏海底生物，您都可以参与到全球化的经济生活中，您可以一边和商业合作伙伴签署商业合同，一边参与公司的一个可视会议，争论公司的开展。时差只存在生物学的意义！〔3〕数字地球直接影响到我们的学习。学校面对面的教学在数字地球时代将是一件浪费的事情。同学通过网络和老师直接交互学习，同学获得了更大的共性开展时机，拥有更多的信息资源，学习的方式也变得多种多样。教学方式有根本性的变化，远程教育使得每个同学都能请到最好的老师。从社会的角度来说，数字地球时代将更有利于我们进行资源的调查、管理和规划，人口调查和掌握以及生态环境监控。我们将更简洁进行社区效劳与管理、城市规划、土地管理、犯罪掌握、紧急事务处理。政府的宏观管理和掌握变得可行且简洁。这些都和百姓生活有着千丝万缕的联系。数字地球是我们将来时代的标志，它将深深地融入我们经济、社会和生活的方方面面。点技巧数字地球与我们生活的案例整理【例2】阅读以下材料，完成以下问题。2009年9月9～12日，第六届国际数字地球会议在北京召开，本届大会以“行动中的数字地球〞为主题。“数字地球〞是地图测绘、航空卫星遥感、探空和深钻的深化，是对地测绘系统〔EOS〕、全球定位系统〔GPS〕与地理信息系统〔GIS〕的综合，实现地球圈层间物质流、能量流与信息流数据的集成，从而对全球化问题进行广泛争论。以农业为例，它在农业信息遥感、太空农业等方面有着宽阔的争论前景。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，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，依据所得数据制定生产布局、储运、加工等方案，确定对外贸易策略，由此每年可获利数亿美元。〔1〕依据材料推断，“数字地球〞相关技术在“我国农业可持续开展〞方面可做哪些工作？〔2〕在全球问题的争论中，除农业外，还有哪些领域可以利用“数字地球〞的相关技术？解析：关于“数字地球〞及相关技术在“我国农业可持续开展〞方面可做的工作，一方面要分析影响农业生产的因素，包括自然条件、社会经济条件和农业技术对我国农业的影响。另一方面要分析“数字地球〞相关技术对这些影响因素所能产生的良性影响，再就是要消退现代农业开展过程中所产生的不良影响，实现农业的可持续开展。它应用于农业的布局、灾情预报、污染状况、解决措施等方面。在全球问题的争论中，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。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、作物长势和产量猜测，提高抗灾力量；农业污染环境状况监测与预报，提出解决措施等。〔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。3．图解“3S〞技术与数字地球的关系数字地球是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现与再熟悉，是遥感技术、全球定位技术、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等各种技术的综合利用。“3S〞技术仅仅是数字地球的局部支撑技术。【例3】我国的一些大型学校〔高等院校〕开通远程教学效劳，采纳最先进的传输手段是〔〕。A．B．电视C．信息高速大路D．寄信解析：从题干中可知，当今的电子教育的优点是学习时间完全由同学自由支配和方案，学习地点在家里。从老师处得到习题，完成的作业用电子邮件发给老师，两三天以后必定会从老师处传回评阅意见。那么电子教育所采纳的通信工具即信息高速大路。其他方式如固定、寄信都不是，而电视教育与电子教育不同，电视教育有固定的时间。答案：C4．数字地球与国际互联网的区分〔1〕现在国际互联网在很大程度上实现了信息共享，但还不能到达数字地球意义上的要求，数字地球要求信息网络像真的道路网络一样，嵌入到每个人的日常生活中。〔2〕现在的国际互联网由于用户量的剧增和自身技术的限制，无法满意数字地球的需求，也就是当人们需要相关的数据时，还不能快速地从各地的数据库中调出来，由此可见，高速宽带网络的建设及其传输速度，是建立数字地球的重要根底。数字地球是一个浩大而简单的系统，涉及诸多关键技术：信息高速大路与高速网络技术、高辨别率卫星遥感技术、空间信息技术与空间数据根底设施、大容量数据存储技术、可视化和虚拟现实技术和高性能计算力量。【例4】以下关于数字地球的表达，不正确的选项是〔〕。A．数字地球就是信息化的地球B．数字地球就是将有关地球上每一点的信息，按地球的地理坐标加以整理，然后构成一个全球的信息模型C．数字地球就是计算机宽带网络D．数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为根底，以宽带网络为纽带解析：数字地球是信息化、数字化的地球，是一个信息模型，它以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为根底，以宽带网络为纽带，但不能说数字地球就是宽带网络，这样说太片面。答案：C5．如何理解数字地球的概念数字地球是信息化的地球——地球的虚拟对比体。数字地球将有关地球上每一点的信息，按地球的地理坐标加以整理，然后构成一个全球的信息模型。通俗地讲，就是用数字的方法将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变扮装入电脑中，实现在网络上的流通，并使之最大限度地为人类的生存、可持续开展和日常的工作、学习、生活、消遣效劳。严格地讲，数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为根底，以宽带网络为纽带，运用海量地球信息对地球进行多辨别率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作为工具来支持和改善人类的活动和生活质量。如以下图所示：【例5】“数字地球〞的含义是〔〕。A．数字通信技术的开展，使地球上的信息表达的方式日益数字化B．地球的大小有肯定的数量范围C．数字领域的开展已成为地球上全部学科开展的根底D．计算机的应用