2018-2019版高中地理 第三章 地理信息技術應用 第四節(jié) 數(shù)字地球?qū)W案 中圖版必修3.doc

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第四節(jié)　數(shù)字地球 [學習目標]　1.了解數(shù)字地球的概念，關鍵技術。2.了解數(shù)字地球與GIS、GPS、RS之間的關系。3.結合具體案例，理解數(shù)字地球?qū)θ粘Ｉ畹挠绊憽? 一、數(shù)字地球的含義 1．概念 數(shù)字地球是信息化的、虛擬的地球，即將有關地球上每一點的信息，按地球的地理坐標加以整理，構成一個全球的信息模型。 2．核心：用數(shù)字化的手段來處理整個地球的自然和社會等方面的問題，最大限度地利用資源，并使人們能夠通過一定方式，方便地獲得有關地球的信息。 3．數(shù)字地球的技術基礎 (1)信息高速公路與高速網(wǎng)絡技術。 (2)高分辨率衛(wèi)星遙感技術。 (3)空間信息技術與空間數(shù)據(jù)基礎設施。 (4)大容量數(shù)據(jù)存儲技術。 (5)可視化和虛擬現(xiàn)實技術。 (6)高性能計算能力。 判斷 1．高分辨率衛(wèi)星遙感技術為數(shù)字地球提供了最基本的空間數(shù)據(jù)。(　√　) 2．數(shù)字地球是“地球村”形成的技術支撐。(　√　) 3．數(shù)字地球就是“3S”技術的綜合。(　　) 4．GIS、GPS與網(wǎng)絡結合，構成數(shù)字地球的空間核心技術。(　√　) 二、數(shù)字地球與我們的生活 思考　分析數(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(wǎng)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)字地球與我們的生活 閱讀材料，回答下列問題。 材料　據(jù)報道，“十一五”期間，我國依靠高分辨率(2米到10米)的衛(wèi)星影像和“3S”技術，進行了第二次全國土地大調(diào)查，并建立了我國的“數(shù)字國土”。以農(nóng)業(yè)為例，它在農(nóng)業(yè)信息遙感、太空農(nóng)業(yè)等領域有廣闊的研究前景。一些國家利用資源衛(wèi)星進行農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、作物長勢和產(chǎn)量監(jiān)測等。 1．根據(jù)材料推斷，“數(shù)字國土”相關技術在我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面可做哪些工作？ 答案　土地資源利用狀況遙感調(diào)查，合理布局農(nóng)業(yè)；監(jiān)測預報氣候變化，旱澇、長勢、產(chǎn)量預測，提高抗災能力；農(nóng)業(yè)污染環(huán)境狀況監(jiān)測與預報，提出解決措施等。 2．在全球問題的研究中，除農(nóng)業(yè)外，還有哪些領域可以應用“數(shù)字國土”的相關技術？ 答案　全球溫室效應；海平面上升；臭氧層破壞；地震帶分布；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(chǎn)結構監(jiān)測等。 1．數(shù)字地球的應用 應用前景 具體表現(xiàn) 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 政府決策 為大型工程決策提供重要的參考數(shù)據(jù)，為政府對城市的管理提供依據(jù) 百姓生活 接受遠程教育，網(wǎng)上購物，交互娛樂項目，瀏覽風景名勝 2.“3S”與數(shù)字地球的關系 遙感技術主要用于地理信息數(shù)據(jù)的獲取，全球定位系統(tǒng)主要用于地理信息的空間定位，地理信息系統(tǒng)主要用于對地理信息數(shù)據(jù)進行管理、查詢、更新、空間分析和應用評價，而信息網(wǎng)絡與虛擬技術主要用于地理信息傳播、表達和模擬分析。 數(shù)字化城市管理是指綜合運用多種現(xiàn)代技術對城市進行科學高效管理，系統(tǒng)建設內(nèi)容涵蓋多個領域，如醫(yī)院利用該系統(tǒng)搶救某危重病人的過程。數(shù)字化城市是數(shù)字地球的一部分。據(jù)此完成1～2題。 1．有關“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)字的形式獲取、存儲和再現(xiàn)城市的資源、基礎設施、人文、經(jīng)濟等方面的信息 C．有利于提高城市管理效率 D．可以為城市可持續(xù)發(fā)展提供決策支持 2．“數(shù)字地球”的作用主要包括(　　) ①提高城市管理效率 ②節(jié)約資源和保護環(huán)境 ③實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展 ④為人類創(chuàng)造高效的、信息化的工作環(huán)境和舒適、方便、安全、現(xiàn)代化的生活環(huán)境 A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④ 答案　1.A　2.C 解析　“數(shù)字城市”是“數(shù)字地球”的一部分，它綜合運用了地理信息系統(tǒng)、遙感、全球定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡、多媒體及虛擬現(xiàn)實等技術，以數(shù)字的形式獲取、存儲和再現(xiàn)城市的資源、基礎設施、人文、經(jīng)濟等各個方面的信息，從而提高城市管理效率，節(jié)約資源和保護環(huán)境，為城市可持續(xù)發(fā)展提供決策支持，而不是直接去實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。 1．數(shù)字地球數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A是(　　) A．網(wǎng)絡 B．虛擬現(xiàn)實技術 C．GIS D．數(shù)據(jù)存儲技術 答案　A 解析　數(shù)字地球的信息傳輸靠信息高速公路，即高速網(wǎng)絡。 2．目前數(shù)字地球中存儲的信息是(　　) ①數(shù)量巨大且都是真實可靠的 ②采取分散式存儲，能夠快速提取 ③數(shù)字化的信息 ④高分辨率衛(wèi)星影像是信息采集的主要來源之一 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 答案　C 解析　數(shù)字地球的數(shù)據(jù)量極大，初步估算將要存儲1015字節(jié)的信息，而且每天還會產(chǎn)生大量的信息，這些信息只有分散地存儲到全球各地的計算機中。數(shù)字地球存儲的信息是否真實可靠，取決于信息的提供者。目前的互聯(lián)網(wǎng)技術還無法滿足快速提取的要求。 中央電視臺“探索發(fā)現(xiàn)”欄目播出過《回到恐龍時代》的節(jié)目。眾所周知，恐龍早已滅絕了，但節(jié)目中的各類恐龍及其生活環(huán)境如同真的一樣。完成3～4題。 3．上述節(jié)目的播出，體現(xiàn)了哪項關鍵技術的應用(　　) A．高速網(wǎng)絡技術 B．空間信息技術 C．大容量數(shù)據(jù)存儲技術 D．可視化和虛擬現(xiàn)實技術 4．有關數(shù)字地球的可視化技術和虛擬現(xiàn)實技術的敘述，正確的是(　　) ①可視化技術將抽象數(shù)據(jù)具體化，以文本、圖像、聲音和視頻等各種形式表現(xiàn) ②可視化技術是實現(xiàn)數(shù)字地球與人交互的窗口和工具 ③虛擬現(xiàn)實技術只能模擬現(xiàn)實視覺環(huán)境 ④虛擬現(xiàn)實技術可完成虛擬戰(zhàn)爭、虛擬旅游等過程 A．②③④ B．①③④ C．①②④ D．①②③ 答案　3.D　4.C 解析　第3題，依靠其可視化和虛擬現(xiàn)實技術可跨越時空帶人們回到遠古時代或進入未來。第4題，虛擬現(xiàn)實技術不僅能模擬現(xiàn)實的視覺環(huán)境，還能模擬聽覺、嗅覺等現(xiàn)實環(huán)境。 5．閱讀材料，回答下列問題。 材料一　日前，住房和城鄉(xiāng)建設部副部長仇保興在揚州舉辦的城市數(shù)字化發(fā)展論壇上講話時指出：“十二五”期間，各地要把城市需求和服務作為數(shù)字城市建設的出發(fā)點，構建城市精細化管理公共信息平臺，實現(xiàn)城市橫向和行業(yè)縱向系統(tǒng)間的協(xié)同；提高城鎮(zhèn)可持續(xù)發(fā)展的規(guī)劃監(jiān)控與管理能力；加強以建筑物和地下管網(wǎng)為核心的數(shù)字化城建檔案建設；基于公共信息平臺促進城建綜合信息資源的開發(fā)和利用。 材料二　數(shù)字城市，或叫智能城市，屬數(shù)字地球在城市中的集中表現(xiàn)。由于城市化與信息化已經(jīng)成為我國21世紀社會發(fā)展的大趨勢，數(shù)字城市必將成為信息社會的主要組成部分。數(shù)字城市的建設包括數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化三方面的工作。 數(shù)字城市將城市的基礎設施、功能設施數(shù)字化，建立數(shù)據(jù)庫，并用高速通信網(wǎng)絡連接，實現(xiàn)網(wǎng)絡化管理和調(diào)控。數(shù)字城市能夠充分和高效地利用信息，使信息快速流動，不僅提高了對城市的管理效率，而且能大幅度提高生產(chǎn)和貿(mào)易效益，擴大生產(chǎn)規(guī)模，增加財富收入，提高服務質(zhì)量，促進社會經(jīng)濟發(fā)展。 (1)由材料一、材料二可以看出，數(shù)字地球的核心是什么？ (2)由材料二可知，建設數(shù)字城市的意義是什么？ 答案　(1)核心是用數(shù)字化的手段來處理地球的自然和社會等方面的問題，最大限度地利用信息資源，并使人們能夠通過一定方式，方便地獲得有關地球的信息。 (2)意義：能夠充分和高效地利用信息，使信息快速流動，提高對城市的管理效率，提高生產(chǎn)和貿(mào)易效益，擴大生產(chǎn)規(guī)模，增加收入，提高服務質(zhì)量，促進社會經(jīng)濟發(fā)展。 解析　數(shù)字地球的核心就是用數(shù)字化手段統(tǒng)一處理地球問題，最大限度地利用信息資源，材料二充分體現(xiàn)了數(shù)字城市建設的意義。 2014年1月13日，國際數(shù)字地球?qū)W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最大限度地利用自然資源?、鄯奖愕孬@得有關地球的信息?、芴峁┻\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?、谀M全球氣候?qū)ξ覈锓N分布及變遷的影響?、墼u估作物產(chǎn)量?、芰私馊祟惡铜h(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，人們仿照地球的形狀按照一定的比例縮小，制作了地球的模型，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(jù)源足夠多、網(wǎng)絡寬帶也足夠快，每個人都可以在網(wǎng)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。”結合所學知識，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(jīng)能滿足人類目前的需要?、蹟?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(jù)存儲技術 B．把衛(wèi)星搜集到的各種數(shù)據(jù)輸送到地球 C．將計算機中的抽象數(shù)據(jù)具體化 D．傳輸分散在眾多數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù) 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所有需要；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，采用在全球網(wǎng)絡中分布式存儲。第5題，可視化技術能夠?qū)⒂嬎銠C中的抽象數(shù)據(jù)具體化，以文本、圖形、圖像、聲音、動畫、視頻等各種形式呈現(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。 數(shù)字化校園通過實現(xiàn)從環(huán)境(包括設備、教室等)、資源(如圖書、講義、課件等)到應用(包括教學、管理、服務、辦公等)的全部數(shù)字化，在傳統(tǒng)校園基礎上構建一個數(shù)字空間，以拓展現(xiàn)實校園的時間和空間維度，提升傳統(tǒng)校園的運行效率，擴展傳統(tǒng)校園的業(yè)務功能，最終實現(xiàn)教育過程的全面信息化，從而達到提高管理水平和效率的目的。據(jù)此完成7～8題。 7．數(shù)字校園包括(　　) ①網(wǎng)上學?！、诰W(wǎng)上交易?、厶摂M學校?、茈娮由虅? A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 8．未來借助于數(shù)字校園技術，有關地理課的變化，說法不正確的是(　　) A．不再使用地球儀，學生只要戴上顯示頭盔，就能看見太空中的地球 B．對于區(qū)域的學習，利用聲音識別系統(tǒng)，就能夠得到關于行政區(qū)域范圍、動植物物種分布、人口等各方面的信息 C．課堂上不再需要老師，學生完全靠計算機自學 D．想要了解有關地區(qū)更多的信息，可以通過“數(shù)據(jù)手套”單擊一下鏈接按鈕，就能夠看見 答案　7.A　8.C 解析　第7題，“數(shù)字校園”是“數(shù)字地球”應用的一種具體形式，它包括網(wǎng)上學校和虛擬學校，在虛擬學校中可提供教學中需要的各種教學環(huán)節(jié)和教學需求，并可進行遠程教育。第8題，借助于數(shù)字校園技術，A、B、D項都可以實現(xiàn)。 2016年7月7日，第六屆國際數(shù)字地球高峰會議在京開幕，本屆峰會以“大數(shù)據(jù)時代的數(shù)字地球”為主題。據(jù)此回答9～10題。 9．下列有關數(shù)字地球的說法，錯誤的是(　　) A．數(shù)字地球就是把地球上有關信息進行數(shù)字化后由計算機網(wǎng)絡來管理的技術系統(tǒng) B．數(shù)字地球就是地理信息技術 C．數(shù)字地球是用數(shù)字化手段統(tǒng)一處理地球問題 D．數(shù)字地球是RS、GIS、GPS等各種技術的綜合應用 10．數(shù)字地球?qū)崿F(xiàn)以后，科學家們可以(　　) A．制定可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略 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 答案　9.B　10.A 解析　第9題，數(shù)字地球是對真實地球及相關現(xiàn)象的統(tǒng)一性的數(shù)字化重現(xiàn)與再認識，是RS、GIS、GPS等各種技術的綜合應用。第10題，數(shù)字地球?qū)崿F(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(jù)綜合分析處理，制定可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。 下圖為“數(shù)字黃河”的某一示意圖。讀圖分析完成11～12題。 11．上圖反映“數(shù)字黃河”的敘述，不正確的是(　　) A．可以用來查閱獲得黃河的有關信息 B．可以用來指導黃河防汛和水量調(diào)度 C．對普通老百姓而言，距離較遠，價值不大 D．“數(shù)字黃河”的建設需要不斷完善和更新 12．有關數(shù)字地球的敘述，正確的是(　　) A．就是指“3S”技術的應用 B．一個由數(shù)據(jù)和信息組成的地球 C．主要反映現(xiàn)實問題，不能應用于可持續(xù)發(fā)展 D．可以方便地獲取信息，模擬人類活動對環(huán)境產(chǎn)生的影響，來制定可持續(xù)發(fā)展的對策 答案　11.C　12.D 解析　第11題，從圖中可知，“數(shù)字黃河”很好地應用了地理信息技術，可以用來查閱獲取黃河的相關基礎設施、專業(yè)應用等信息，可指導黃河防汛、水量調(diào)度。當然，該系統(tǒng)還應繼續(xù)完善，不斷更新，其價值重大，故C項錯誤。第12題，數(shù)字地球就是用數(shù)字化的手段來處理整個地球的自然和社會等方面的問題，最大限度地利用資源，并使人們能夠通過一定方式，方便地獲得有關地球的信息。 13．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。 材料一　2015年11月7日，中國第32次南極科考隊乘“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。對“數(shù)字南極”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。(舉任意兩例即可) 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)境的變化需要應用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(jù)。第(3)題，可從GPS和RS以及GIS等技術的應用，結合南極科考現(xiàn)狀進行分析舉例。 14．閱讀下列資料，回答問題。 Google Earth 是一款由Google 公司開發(fā)的虛擬地球儀文件，它把衛(wèi)星照片、航空照相和GIS布置在一個地球的三維模型上。 Google Earth 使用了公共領域的圖片、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)是如何存儲的？這些最基本的空間數(shù)據(jù)是如何獲得的？ (2)根據(jù)你的理解，Google Earth 涉及到哪些關鍵性技術？ (3)試舉例說明“數(shù)字地球”在日常生活中的應用領域。 (4)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)展研究中發(fā)揮作用，試分別舉例說明。 答案　(1)分散在不同機構的數(shù)據(jù)庫中?！⊥ㄟ^高分辨率衛(wèi)星遙感技術獲取。 (2)信息高速公路與高速網(wǎng)絡技術、高分辨率衛(wèi)星遙感技術、空間信息技術與空間數(shù)據(jù)基礎設施、大容量數(shù)據(jù)存儲技術、可視化和虛擬現(xiàn)實技術等。 (3)例如：網(wǎng)上旅游信息查詢；遠程教育研修等。 (4)例如：模擬未來20年森林面積的變化；研究全球生態(tài)環(huán)境變化趨勢等。 解析　第(1)題， Google Earth 所需數(shù)據(jù)異常龐大，已不可能通過單一的數(shù)據(jù)庫存儲，需要分散在數(shù)以萬計的機構的數(shù)據(jù)庫中；作為數(shù)字地球的一種，其最基本的空間數(shù)據(jù)來自高分辨率衛(wèi)星遙感技術。第(2)題，Google Earth 是一種網(wǎng)絡化的數(shù)字地球形式，它的建立需要地理信息技術和其他相關科學技術的支撐。第(3)(4)題，數(shù)字地球的應用前景主要是三大領域：可持續(xù)發(fā)展、政府決策、百姓生活?？沙掷m(xù)發(fā)展方面主要體現(xiàn)在快捷獲取大容量信息和模擬實驗，為我們研究全球可持續(xù)發(fā)展提供有利條件。 考點題點細目表 考點 題點 題目序號 地理信息技術應用 數(shù)字地球及其應用 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14