2024高中地理第3章地理信息技術(shù)應(yīng)用第4節(jié)數(shù)字地球?qū)W案湘教版必修3

PAGE8-第四節(jié)數(shù)字地球[生活鏈接]2024年是國際數(shù)字地球會議召開的其次十年。20年來，特殊是近年來隨著大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)字地球科學(xué)技術(shù)在促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展、應(yīng)對全球環(huán)境改變和災(zāi)難應(yīng)急管理方面發(fā)揮著越來越重要的作用。課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)了解數(shù)字地球的含義。了解：谷歌地球、街景地圖等數(shù)字地圖。知道：數(shù)字地球的基本含義。理解：數(shù)字地球各項技術(shù)的作用及各項技術(shù)的關(guān)系。應(yīng)用：學(xué)會利用生活實例分析感受數(shù)字地球的發(fā)展對生活及社會發(fā)展的影響。綜合思維：了解數(shù)字地球的應(yīng)用前景。地理實踐力：運(yùn)用電子地圖，查詢學(xué)校、旁邊城鎮(zhèn)、交通、旅游等信息。自主預(yù)習(xí)固根基主干引導(dǎo)夯基固本一、數(shù)字地球的含義1．含義：數(shù)字地球是eq\x(\s\up1(01))信息化的地球——地球的eq\x(\s\up1(02))虛擬比照體。2．制作：將地球上每一點的信息，按地球的eq\x(\s\up1(03))地理坐標(biāo)加以整理，然后構(gòu)成一個全球的信息模型。3．優(yōu)點：可以快速、形象地了解地球上的任何一點、任何方面的信息。4．核心：用eq\x(\s\up1(04))數(shù)字化的手段來處理整個地球的eq\x(\s\up1(05))自然和社會等方面的問題，最大限度地利用eq\x(\s\up1(06))資源，并使人們能夠通過肯定方式，便利地獲得有關(guān)地球的信息。5．關(guān)鍵技術(shù)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(信息高速馬路與高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù),高辨別率衛(wèi)星遙感技術(shù),\x(\s\up1(07))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)存儲技術(shù),可視化和\x(\s\up1(08))虛擬現(xiàn)實技術(shù),高性能計算實力))[自我探究]“3S”與數(shù)字地球有何關(guān)系？[答案]“3S”是數(shù)字地球的技術(shù)基礎(chǔ)和核心，一方面數(shù)字地球的探討和建設(shè)為“3S”技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)建了條件，另一方面“3S”技術(shù)的發(fā)展為數(shù)字地球的建設(shè)供應(yīng)了技術(shù)支持。二、數(shù)字地球與我們的生活[自我探究]“地球村”與“數(shù)字地球”有什么相關(guān)性？[答案]“數(shù)字地球”的出現(xiàn)，實現(xiàn)了信息高速馬路和國際互聯(lián)網(wǎng)的廣泛運(yùn)用，“縮小”了我們的生活空間，“縮短”了我們聯(lián)系交往的時間，使我們生活的世界成為一個全球性、同時性的“地球村”。1．?dāng)?shù)字地球即()A．?dāng)?shù)字化、信息化的虛擬地球B．用數(shù)字度量半徑、體積、質(zhì)量等的地球C．用經(jīng)緯網(wǎng)絡(luò)描述的地球D．“信息高速馬路”答案A解析數(shù)字地球是將地球上每一點的信息經(jīng)過數(shù)字化后呈現(xiàn)出的虛擬地球。2．?dāng)?shù)字地球數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)是()A．高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù) B．可視化技術(shù)C．高辨別率衛(wèi)星遙感技術(shù) D．大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)答案A解析數(shù)字地球數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)是高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；高辨別率遙感技術(shù)可以為數(shù)字地球供應(yīng)基本空間數(shù)據(jù)。[教材P104活動]1．略。2．?dāng)?shù)字地球是我們星球的模擬體現(xiàn)，它匯合了人的閱歷，并運(yùn)用了大量自然、文化和歷史數(shù)據(jù)。依據(jù)用戶的愛好供應(yīng)數(shù)據(jù)接口和標(biāo)準(zhǔn)，使獲得的地理參照數(shù)據(jù)在遙感、制圖、統(tǒng)計、醫(yī)學(xué)材料和其他來源的基礎(chǔ)上為用戶所利用。[教材P107活動](1)數(shù)字地球(DigitalEarth)是當(dāng)代最新一種概念。通俗地講，就是把地球和人類的各種信息用地圖(地理信息)串起來，裝在電腦網(wǎng)絡(luò)中，形成一個全球信息系統(tǒng)，這就叫“數(shù)字地球”。(2)世界上幾乎全部信息都具有地理屬性，比如資源、環(huán)境、災(zāi)難、人口、氣象、生物、生態(tài)、水文等信息都可以放入“數(shù)字地球”。(3)“數(shù)字地球”的應(yīng)用潛力是巨大的，它幾乎涉及人類生活的各個方面，因此，隨著可訪問和可運(yùn)用的全球地理信息的日益增長以及遙感、全球定位系統(tǒng)等技術(shù)對信息的實時支持，“數(shù)字地球”將在虛擬外交、打擊犯罪活動、支持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用。此外，“數(shù)字地球”還將在預(yù)料氣候改變、愛護(hù)生物多樣性、防災(zāi)減災(zāi)以及虛擬教化等領(lǐng)域具有廣袤的應(yīng)用前景。主題探究提素能創(chuàng)設(shè)情境激活思維探究點數(shù)字地球的含義2017年1月14日，英國《每日郵報》報道了薩羅跨國尋親的故事。報道稱，薩羅還將自己的這段真實經(jīng)驗寫成書，書名為《漫漫尋親路》，成為亞馬遜的暢銷書之一。2024年11月，依據(jù)這本書改編的電影《雄獅》在北美上映，并榮獲4項金球獎提名。今年35歲的印度裔澳大利亞人薩羅·布萊爾利，25年后，他憑借隱隱的記憶，用谷歌地球搜到了過去的家，還在養(yǎng)父母的支持下，回印度找到了自己失散多年的家人。事實上，利用GoogleEarth可帶你飛往地球上的任何地方，可以在GoogleEarth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?？梢蕴骄控S富的地理學(xué)問，保存你巡游過的地點，并將其與他人共享。據(jù)此探究下列問題。(1)GoogleEarth有哪些詳細(xì)功能？(2)有人干脆把GoogleEarth翻譯成數(shù)字地球，這種說法科學(xué)嗎？(3)數(shù)字地球涉及的關(guān)鍵技術(shù)各有哪些主要功能？[答案](1)結(jié)合衛(wèi)星圖片、地圖以及強(qiáng)大的Google搜尋技術(shù)，可獲得地球上的任何地理信息。如搜尋學(xué)校、公園、餐館、酒店等，獲得駕車指南，供應(yīng)3D地形和建筑物，其閱讀視角支持傾斜或旋轉(zhuǎn)，保存和共享搜尋和保藏夾，添加自己的注釋等。(2)不科學(xué)。數(shù)字地球是地球數(shù)據(jù)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；GoogleEarth是把衛(wèi)星圖片依據(jù)三維數(shù)據(jù)拼接起來，是原本實體圖片的立體化。因此，GoogleEarth僅僅是數(shù)字地球的一個應(yīng)用方面。(3)信息高速馬路與高速網(wǎng)絡(luò)主要用于傳輸信息；高辨別率衛(wèi)星遙感技術(shù)用于采集信息；空間信息技術(shù)用于處理信息；大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)用于存儲信息；可視化和虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及高性能計算實力用于輸出信息。數(shù)字地球的關(guān)鍵技術(shù)及與“3S”的關(guān)系(1)數(shù)字地球的關(guān)鍵技術(shù)技術(shù)作用地位信息高速馬路與高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過高速網(wǎng)絡(luò)把分散在數(shù)以萬計機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)快速從四面八方調(diào)來數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)高辨別率衛(wèi)星遙感技術(shù)為人類供應(yīng)反映地表地理要素動態(tài)改變的翔實數(shù)據(jù)是數(shù)字地球最基本的空間數(shù)據(jù)空間信息技術(shù)與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施GIS的優(yōu)勢是將空間信息應(yīng)用在地球探討中GIS、GPS與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，構(gòu)成空間核心技術(shù)大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)須要把地球上高達(dá)1000萬億字節(jié)級的信息存儲起來數(shù)字地球信息存儲的基礎(chǔ)可視化和虛擬現(xiàn)實技術(shù)可視化技術(shù)是將計算機(jī)中的抽象數(shù)據(jù)詳細(xì)化；虛擬現(xiàn)實技術(shù)是運(yùn)用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，完成各種虛擬過程是實現(xiàn)數(shù)字地球與人交互的窗口和工具高性能計算實力用高速計算機(jī)模擬地球上困難的巨系統(tǒng)數(shù)字地球的核心(2)數(shù)字地球與各種應(yīng)用技術(shù)的關(guān)系全球定位系統(tǒng)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等是數(shù)字地球的基礎(chǔ)。它們之間的關(guān)系如下所示：目前，我國已經(jīng)建成“數(shù)字中國”的地理空間框架，“天上看、地上查、網(wǎng)上管”的國土資源管理運(yùn)行體系初步形成，大大提升了國土監(jiān)管實力。據(jù)此回答(1)～(2)題。(1)對土地資源“天上看，網(wǎng)上管”，分別運(yùn)用的現(xiàn)代地理技術(shù)是()A．遙感和地理信息系統(tǒng)B．全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)C．遙感和全球定位系統(tǒng)D．全球定位系統(tǒng)和數(shù)字地球(2)從國情動身，我國應(yīng)用高科技手段開發(fā)國土資源動態(tài)監(jiān)管的主要目的有()①嚴(yán)格愛護(hù)耕地，保障國家糧食平安②指導(dǎo)城市交通運(yùn)輸③限制建設(shè)用地規(guī)模，節(jié)約用地④建立災(zāi)難預(yù)警系統(tǒng)，削減災(zāi)毀耕地A．①② B．③④C．①③ D．②④[解題思路]第(1)題，“天上看”要靠遙感技術(shù)來獲得土地資源的最新信息，“網(wǎng)上管”則是利用地理信息系統(tǒng)的分析功能。第(2)題，我國應(yīng)用高科技手段開展國土資源監(jiān)管，監(jiān)測土地資源，愛護(hù)耕地。[答案](1)A(2)C[方法指導(dǎo)]依據(jù)過程分析數(shù)字地球的關(guān)鍵技術(shù)探究點數(shù)字地球與我們的生活第六屆數(shù)字地球高峰會議于2016年7月7日至8日在北京召開。本屆峰會以“大數(shù)據(jù)時代的數(shù)字地球”為主題，研討大數(shù)據(jù)背景下數(shù)字地球理論、技術(shù)與應(yīng)用的現(xiàn)狀與發(fā)展。以農(nóng)業(yè)為例，它在農(nóng)業(yè)信息遙感、太空農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域有廣袤的探討前景。一些國家利用資源衛(wèi)星進(jìn)行農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、作物長勢和產(chǎn)量監(jiān)測等。例如，美國利用資源衛(wèi)星在估測本國小麥產(chǎn)量的同時，還對其他國家小麥產(chǎn)量進(jìn)行估測，依據(jù)所得數(shù)據(jù)制定生產(chǎn)布局、儲運(yùn)、加工等安排，確定對外貿(mào)易策略，由此每年可獲利數(shù)億美元。據(jù)此探究下列問題。(1)依據(jù)材料推斷“數(shù)字地球”相關(guān)技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面可做哪些工作？(2)在全球問題的探討中，除農(nóng)業(yè)外，還有哪些領(lǐng)域可以應(yīng)用“數(shù)字地球”的相關(guān)技術(shù)？[答案](1)“數(shù)字地球”相關(guān)技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面可做如下工作：資源利用狀況調(diào)查；合理布局農(nóng)業(yè)；監(jiān)測并預(yù)報氣候改變及旱澇災(zāi)難；光熱及農(nóng)作物產(chǎn)量預(yù)料；農(nóng)業(yè)污染監(jiān)測、預(yù)報，并提出解決措施等。(2)在全球問題的探討中，除農(nóng)業(yè)外，還有全球溫室效應(yīng)；海平面上升；臭氧層分布；全球生態(tài)環(huán)境監(jiān)測；全球氣候預(yù)報；全球生物分布；全球生產(chǎn)結(jié)構(gòu)監(jiān)測等。數(shù)字地球的應(yīng)用前景應(yīng)用前景作用詳細(xì)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)字化的空間試驗室，科學(xué)家通過這個試驗室可以從全球角度探討可持續(xù)發(fā)展問題科學(xué)家可快速、便利地獲得地形、森林、資源、氣候、植被、土壤類型、礦產(chǎn)、土地利用改變等方面的信息，應(yīng)用空間分析與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，模擬人類活動對生產(chǎn)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供應(yīng)重要的參考數(shù)據(jù)；為政府對城市的管理供應(yīng)依據(jù)①利用數(shù)字地球可以為是否修建水庫供應(yīng)依據(jù)；②可以通過GIS分析犯罪模式和犯罪頻率，合理安排警力資源百姓生活數(shù)字地球供應(yīng)了前所未有的便利①接受遠(yuǎn)程教化；②網(wǎng)上購物；③參與交互消遣項目數(shù)字城市以計算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲技術(shù)為基礎(chǔ)，以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶，運(yùn)用遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙測、仿真—虛擬等技術(shù)，對城市進(jìn)行多辨別率、多尺度、多時空和多種類的三維描述，即利用信息技術(shù)手段把城市的過去、現(xiàn)狀和將來的全部內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行數(shù)字化虛擬實現(xiàn)。據(jù)此完成(1)～(2)題。(1)有關(guān)數(shù)字城市的敘述，錯誤的是()A．與數(shù)字地球是并列的兩大信息系統(tǒng)B．能以數(shù)字的形式獲得、存儲和再現(xiàn)城市的資源、基礎(chǔ)設(shè)施、人文、經(jīng)濟(jì)等方面的信息C．有利于提高城市管理效率D．可以為城市可持續(xù)發(fā)展供應(yīng)決策支持(2)數(shù)字城市的作用主要包括()①提高城市管理效率②節(jié)約資源和愛護(hù)環(huán)境③實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展④為人類創(chuàng)建高效的、信息化的工作環(huán)境和舒適、便利、平安、現(xiàn)代化的生活環(huán)境A．①②③ B．②③④C．①②④ D．①③④[解題思路]數(shù)字城市是數(shù)字地球的一部分，它綜合運(yùn)用了地理信息系統(tǒng)、遙感、全球定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體及虛擬仿真等技術(shù)，以數(shù)字的形式獲得、存儲和再現(xiàn)城市的資源、基礎(chǔ)設(shè)施、人文、經(jīng)濟(jì)等各個方面的信息，從而提高城市管理效率，節(jié)約資源和愛護(hù)環(huán)境，為城市可持續(xù)發(fā)展供應(yīng)決策支持。數(shù)字城市的作用之一是為城市可持續(xù)發(fā)展供應(yīng)決策支持，而不是干脆實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。[答案](1)A(2)C[方法指導(dǎo)]1.3S技術(shù)的比較遙感的主要功能是獲得信息，在資源普查、環(huán)境和災(zāi)難監(jiān)測中的應(yīng)用(可對農(nóng)作物進(jìn)行估產(chǎn)、有助于防災(zāi)減災(zāi))；GPS的主要功能是定位和導(dǎo)航；GIS的主要功能是對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，在城市管理中應(yīng)用于城市的信息管理與服務(wù)、交通道路管理、環(huán)境管理以及城市規(guī)劃、防災(zāi)減災(zāi)。2．?dāng)?shù)字地球與3S技術(shù)的關(guān)系數(shù)字地球并不是單純的地理信息技術(shù)，它是地理信息技術(shù)和地球信息、人文信息數(shù)據(jù)的大集合，是一個全新信息概念，也是一個計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的綜合概念。小題速測試身手對點遷移剛好反饋探究點1數(shù)字地球的含義“大陸漂移說”的創(chuàng)建者魏格納曾預(yù)言：“只有將全部地球科學(xué)供應(yīng)的信息結(jié)合起來的時候，我們才寄希望于確定‘真理’”。今日，魏格納所期盼的這個“時候”正在靜靜來臨，這就是數(shù)字地球。據(jù)此完成1～2題。1．?dāng)?shù)字地球的含義是()A．?dāng)?shù)據(jù)通信技術(shù)的發(fā)展，使地球上的信息表達(dá)的方式日益數(shù)字化B．地球的大小有肯定的數(shù)量范圍C．?dāng)?shù)字領(lǐng)域的發(fā)展已成為地球上全部學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)D．計算機(jī)的應(yīng)用已遍布全球答案A解析數(shù)字地球是指信息化的地球，數(shù)字地球?qū)⒂嘘P(guān)地球每一點的信息，按地球的地理坐標(biāo)加以整理，然后構(gòu)成一個全球的信息模型。2．構(gòu)成數(shù)字地球的空間核心技術(shù)是()A．GPS、GIS與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合B．衛(wèi)星遙感技術(shù)與大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)結(jié)合C．可視化和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的結(jié)合D．空間信息技術(shù)與高性能計算機(jī)結(jié)合答案A解析GIS的優(yōu)勢是將空間信息應(yīng)用到地球探討中。為了滿意數(shù)字地球?qū)C合數(shù)據(jù)的處理與應(yīng)用的需求，GIS、GPS與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，構(gòu)成數(shù)字地球的空間核心技術(shù)。探究點2數(shù)字地球與我們的生活中國政府和學(xué)術(shù)界在數(shù)字地球的基礎(chǔ)上提出“數(shù)字中國”的構(gòu)想。構(gòu)想中的“數(shù)字中國”將建立一個完整的國家公用信息網(wǎng)。它集成了國家經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)、國土資源信息網(wǎng)、長江流域監(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。據(jù)此完成3～4題。3．關(guān)于數(shù)字地球的正確敘述是()A．?dāng)?shù)字地球就是指因特網(wǎng)B．?dāng)?shù)字地球就是指“信息高速馬路”C．?dāng)?shù)字地球?qū)⒂嘘P(guān)地球上每一點的信息，按地理坐標(biāo)加以整理，然后構(gòu)成一個全球的信息模型D．?dāng)?shù)字地