高中地理《數(shù)字地球》課件二（36張PPT）（湘教版必修3）

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歡迎進(jìn)入地理課堂 知識(shí)回顧 一 全球定位系統(tǒng)的概念 全球定位系統(tǒng) Globalpositioningsystem 簡(jiǎn)稱(chēng)GPS 是具有在海 陸 空進(jìn)行全方位 實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位功能的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng) 二 全球定位系統(tǒng)的組成 空間 由2l顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成 24顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平面內(nèi) 地面 由分布在全球的5個(gè)地面站 包括5個(gè)監(jiān)控站 1個(gè)主控站和3個(gè)注入站 主控站和注入站都位于監(jiān)控站里 組成 用戶 導(dǎo)航型接收機(jī) 測(cè)地型接收機(jī) 授時(shí)接收機(jī) 三 GPS接收機(jī)的類(lèi)型 根據(jù)用途分類(lèi) GPS接收機(jī)分為導(dǎo)航型接收機(jī) 測(cè)地型接收機(jī)和授時(shí)接收機(jī) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 數(shù)字地求的含義是什么 數(shù)字地球的技術(shù)基礎(chǔ)有哪些 了解數(shù)字地球的含義和技術(shù)基礎(chǔ) 2 數(shù)字地球的應(yīng)用包括哪些方面 了解數(shù)字地球的應(yīng)用 第三章第四節(jié)數(shù)字地球 一 數(shù)字地球的含義 齊讀課本P103第一自然段 1 數(shù)字地球的概念 數(shù)字地球是 信息化的地球 地球的虛擬對(duì)照體 數(shù)字地球?qū)⒂嘘P(guān)地球上每一點(diǎn)的信息 按地球的地理坐標(biāo)加以整理 然后構(gòu)成一個(gè)全球的信息模型 人們可以快速 形象地了解地球上的任何一點(diǎn) 任何方面的信息 從而實(shí)現(xiàn) 信息就在指尖上 的夢(mèng)想 通俗地講 就是用數(shù)字的方法將地球 地球上的活動(dòng)及整個(gè)地球環(huán)境的時(shí)空變化裝人電腦中 實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上的流通 并使之最大限度地為人類(lèi)的生存 可持續(xù)發(fā)展和日常的工作 學(xué)習(xí) 生活 娛樂(lè)服務(wù) 嚴(yán)格地講 數(shù)字地球是以計(jì)算機(jī)技術(shù) 多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲(chǔ)技術(shù)為基礎(chǔ) 以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶 運(yùn)用海量地球信息對(duì)地球進(jìn)行多分辨率 多尺度 多時(shí)空和多種類(lèi)的三維描述 并利用它作為工具來(lái)支持和改善人類(lèi)的活動(dòng)和生活質(zhì)量 背景知識(shí) 數(shù)字地球的核心思想 數(shù)字地球的核心思想 是用數(shù)字化的手段來(lái)處理整個(gè)地球的自然和社會(huì)等方面的問(wèn)題 最大限度地利用資源 并使普通百姓能夠通過(guò)一定方式 方便地獲得他們所想了解的有關(guān)地球的信息 數(shù)字地球的特點(diǎn) 數(shù)字地球的特點(diǎn)是嵌人海量地理數(shù)據(jù) 實(shí)現(xiàn)多分辨率 三維的地球的描述 即 虛擬地球 閱讀指導(dǎo) 數(shù)字地球 的提出 1998年1月31日 時(shí)任美國(guó)副總統(tǒng)的阿爾 戈?duì)?數(shù)字地球 展望21世紀(jì)我們這顆行星 是一種可以嵌人海量地理數(shù)據(jù)的 多分辯率的和三維的地球的表示 可以在其上添加許多與我們所處星球有關(guān)的數(shù)據(jù) 遙感技術(shù) 地理信息系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 可持續(xù)發(fā)展 農(nóng)業(yè) 災(zāi)害 資源 教育等方面 P104活動(dòng) 美國(guó)宇航局和地質(zhì)調(diào)查局等部門(mén)在1998年聯(lián)合舉行的數(shù)字地球研討會(huì)上 對(duì) 數(shù)字地球 的概念是這樣表述的 TheDigitalEarthisavirtualrep resentationofourplanetthatenablesapersontoexperienceandusethevastamountsofnatural culturalandhistoricaldatabeinggatheredabouttheearth TheDigitalEarthcomprisesdatainterfacesandstandardsenablingaccesstogeo referenceddatafromremotesensing cartographic demographic medical andothersources basedontheinterestsoftheuser P104活動(dòng)的參考答案 1 高清星球是我們星球的真實(shí)體現(xiàn) 它使人經(jīng)歷和使用被集結(jié)的大量自然 文化和歷史資料 只要使用者感興趣 該星球包括資料連接和水準(zhǔn) 以至于使它能接近來(lái)自遙遠(yuǎn)傳感 制圖 統(tǒng)計(jì) 醫(yī)學(xué)材料的編碼資料 2 數(shù)字地球的技術(shù)基礎(chǔ) 要在電子計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球不是一件簡(jiǎn)單的事 它需要諸多學(xué)科 特別是信息科學(xué)技術(shù)的支撐 這其中主要包括 信息高速公路與高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù) 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(chǔ)技術(shù) 可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 高性能計(jì)算能力 1 信息高速公路與高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 一個(gè)數(shù)字地球所需要的數(shù)據(jù)已不能通過(guò)單一的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存貯 而需要由成千上萬(wàn)的不同組織來(lái)維護(hù) 這意味著參與數(shù)字地球的服務(wù)器將需要由高速網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接 為此 早在1993年2月美國(guó)前總統(tǒng)克林頓就提出實(shí)施美國(guó)國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施 Nll 通俗形象地稱(chēng)為 信息高速公路 它主要由計(jì)算機(jī)服務(wù)器 網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)終端組成 美國(guó)為此計(jì)劃投入4000億美元 耗時(shí)20年 到2000年的目標(biāo)是提高生產(chǎn)率20 一40 獲取35000億美元的效益 在Internet流量爆發(fā)性增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)下 遠(yuǎn)程通信載體已經(jīng)嘗試使用10G S的網(wǎng)絡(luò) 而每秒1015byte的因特網(wǎng)正在研究中 相信在21世紀(jì)將會(huì)有更加優(yōu)秀的寬帶高速網(wǎng)供人們使用 信息高速公路 是一個(gè)集電話 電腦 電視等功能于一體 能夠綜合傳輸和處理圖 文 聲 像等各種信息的一個(gè)全社會(huì)的立體化通信網(wǎng) 國(guó)際互聯(lián)網(wǎng) 是當(dāng)前信息領(lǐng)域發(fā)展最快 作用最大 影響最廣 公眾關(guān)注程度最高的通信網(wǎng)絡(luò) 它是信息高速公路的具體體現(xiàn) 2 高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù) 20世紀(jì)的遙感衛(wèi)星影像 在衛(wèi)星遙感問(wèn)世的20多年分辨率已經(jīng)有了飛快的提高 這里所說(shuō)的分辨率指空間分辨率 光譜分辨率和時(shí)間分辨率 空間分辨率指影像上所能看到的地面最小目標(biāo)尺寸 用像元在地面的大小來(lái)表示 從遙感形成之初的80米 已提高到30米 10米 5 8米 乃至2米 軍用甚至可達(dá)到10厘米 在21世紀(jì)獲取1米或優(yōu)于1米的空間分辨率影像將會(huì)十分方便 光譜分辨率指成像的波段范圍 處得愈細(xì) 波段愈多 光譜分辨率就愈高 現(xiàn)在的技術(shù)可以達(dá)到5一6nm 納米 量級(jí) 400多個(gè)波段 細(xì)分光譜可以提高自動(dòng)區(qū)分和識(shí)別目標(biāo)性質(zhì)和組成成分的能力 時(shí)間分辨率指重訪周期的長(zhǎng)短 目前一般對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星為15一25天的重訪周期 通過(guò)發(fā)射合理分布的衛(wèi)星星座可以3一5天觀測(cè)地球一次 高分辨率衛(wèi)星遙感圖像在21世紀(jì)將可以優(yōu)于1米的空間分辨率 每隔3一5天為人類(lèi)提供反映地表動(dòng)態(tài)變化的翔實(shí)數(shù)據(jù) 從而實(shí)現(xiàn) 秀才不出門(mén) 能觀天下事 的理想 3 空間信息技術(shù)與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施 空間信息是指與空間和地理分布有關(guān)的信息 據(jù)統(tǒng)計(jì) 世界上的事情有80 與空間分布有關(guān) 空間信息用于地球研究即為地理信息系統(tǒng) 為了滿足數(shù)字地球的要求 將影像數(shù)據(jù)庫(kù) 矢量圖形庫(kù)和數(shù)字高程模型 DEM 三庫(kù)一體化管理的GlS軟件和網(wǎng)絡(luò)GPS 將在21世紀(jì)十分成熟和普及 從而可實(shí)現(xiàn)不同層次的互操作 一個(gè)GIS應(yīng)用軟件產(chǎn)生的地理信息將被另一個(gè)軟件讀取 當(dāng)人們?cè)跀?shù)字地球上 進(jìn)行處理 發(fā)布和查詢信息時(shí) 將會(huì)發(fā)現(xiàn)大量的信息都與地理空間位置有關(guān) 例如 查詢兩城市之間的交通連接 查詢旅游景點(diǎn)和路線 購(gòu)房時(shí)選擇價(jià)廉而又環(huán)境適宜的住宅等都需要有地理空間參考 由于尚未建立空間數(shù)據(jù)參考框架 致使目前在萬(wàn)維網(wǎng)上制作主頁(yè)時(shí)還不能輕易將有關(guān)的信息連接到地理空間參考上 因此 國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施是數(shù)字地球的基礎(chǔ) 大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù) 數(shù)字地球?qū)⑿枰尜A1015字節(jié)的 Quadrillions 信息 美國(guó)NASA的行星地球計(jì)劃EOS一AMI1999年上天 每天將產(chǎn)生1000GB 即1TB 的數(shù)據(jù)和信息 1米分辨率影像覆蓋廣東省 大約有1TB的數(shù)據(jù) 而廣東才是中國(guó)的1 53 所以要建立起中國(guó)的數(shù)字地球 僅僅影像數(shù)據(jù)就有53TB 這還只是一個(gè)時(shí)刻的多時(shí)相的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù) 其容量就更大了 目前美國(guó)的NASA和NOAA已著手建立用原型并行機(jī)管理的可存貯1800TM的數(shù)據(jù)中心 數(shù)據(jù)盤(pán)帶的查找由機(jī)器手自動(dòng)而快速地完成 相信在21世紀(jì) 還會(huì)有新的突飛猛進(jìn) 可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 可視化是實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球與人交互的窗口和工具 沒(méi)有可視化技術(shù) 計(jì)算機(jī)中的一堆數(shù)字是無(wú)任何意義的 數(shù)字地球的一個(gè)顯著的技術(shù)特點(diǎn)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 建立了數(shù)字地球以后 用戶戴上顯示頭盔 就可以看見(jiàn)地球從太空中出現(xiàn) 人造虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在攝影測(cè)量中早已是成熟的技術(shù) 近幾年的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的發(fā)展 已經(jīng)能夠在計(jì)算機(jī)上建立可供量測(cè)的數(shù)字虛擬技術(shù) 當(dāng)然 當(dāng)前的技術(shù)是對(duì)同一實(shí)體拍攝照片 產(chǎn)生視差 構(gòu)造立體模型 通常是當(dāng)模型處理 進(jìn)一步的發(fā)展是對(duì)整個(gè)地球進(jìn)行無(wú)縫拼接 任意漫游和放大 由三維數(shù)據(jù)通過(guò)人造視差的方法 構(gòu)造虛擬立體 高性能計(jì)算能力 地球是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng) 地球上發(fā)生的許多事件 變化和過(guò)程又十分復(fù)雜而呈非線性特征 時(shí)間和空間的跨度變化大小不等 差別很大 只有利用高速計(jì)算機(jī) 我們今日和跨世紀(jì)的未來(lái) 才有能力來(lái)模擬一些不能觀測(cè)到的現(xiàn)象 利用數(shù)據(jù)挖掘 DataMining 技術(shù) 我們將能夠更好地認(rèn)識(shí)和分析所觀測(cè)到的海量數(shù)據(jù) 從中找出規(guī)律和知識(shí) 例1 數(shù)字地球 的出現(xiàn)是科技創(chuàng)新的又一典范 這意味著 A 科技創(chuàng)新日益全球化B 科學(xué)技術(shù)是先進(jìn)生產(chǎn)力的集中體現(xiàn)C 科技的發(fā)展離不開(kāi)雄厚的經(jīng)濟(jì)實(shí)力D 任何科技必然為政治服務(wù) B 例2 數(shù)字地球 的核心技術(shù)包括 遙感技術(shù) 全球定位系統(tǒng) 地理信息系統(tǒng) 現(xiàn)代通信技術(shù)A B C D A 閱讀指導(dǎo) 一次虛擬旅行 看到出現(xiàn)在太空中蔚藍(lán)色的 美麗的地球 會(huì)看到大洲 國(guó)家 城市 最后是房屋 樹(shù)木以及其他各種自然和人造物體 深人查看細(xì)節(jié) 可以詢問(wèn)所在地區(qū)的土地利用 動(dòng)植物種類(lèi) 實(shí)時(shí)的氣候道路 以及人口等方面的文本 圖像 視頻信息 能夠跨越時(shí)空 返回到數(shù)日 數(shù)年 數(shù)世紀(jì)以前的環(huán)境 甚至可以與恐龍接觸 例3少數(shù)字地球 的組成除了地圖測(cè)繪系統(tǒng) EOS 全球定位系統(tǒng) GPS 外 還包括 A 航空遙感B WPSC 地理信息系統(tǒng)D 漢字處理系統(tǒng) C 解析 數(shù)字地球 是地圖測(cè)繪 航空衛(wèi)星遙感 探空和深鉆技術(shù)的深化 是對(duì)地圖測(cè)繪系統(tǒng) EOS 全球定位系統(tǒng) GPS 與地理信 息系統(tǒng) GIS 的綜 合 實(shí)現(xiàn)地球圖層間物質(zhì)流 能量流與信息流數(shù)據(jù)的集成 便于對(duì)全球化問(wèn)題進(jìn)行廣泛研究 二 數(shù)字地球與我們的生活 數(shù)字城市 從廣義上說(shuō) 是通過(guò)寬帶多媒體信息網(wǎng)絡(luò) 地理信息系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái) 整合城市信息資源并加以充分利用 建立電子商務(wù) 電子政務(wù) 科技信息系統(tǒng) 勞動(dòng)和社會(huì)保障信息系統(tǒng)等子系統(tǒng) 通過(guò)發(fā)展信息家電 網(wǎng)上教育 遠(yuǎn)程醫(yī)療 建設(shè)信息化社區(qū) 最終實(shí)現(xiàn)城市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的全面信息化 數(shù)字化社區(qū) 顧名思義 就是通過(guò)數(shù)字技術(shù)將管理 服務(wù)的提供者與每個(gè)住戶相聯(lián)結(jié)的社區(qū) 這種數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 使社區(qū)的管理者與住戶之間可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行各種形式的信息交互 由于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的先進(jìn)性以及多態(tài)的表現(xiàn)性 加上各種網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)的應(yīng)用 從而營(yíng)造出了一個(gè)豐富多彩的虛擬社區(qū) 地球村 信息高速公路的出現(xiàn) 國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的使用 數(shù)字地球 的產(chǎn)生 縮小 了我們生活的空間 縮短 了我們聯(lián)系交往的時(shí)間 使我們生活的世界成為一個(gè)全球性 同時(shí)性的 地球村 數(shù)字化生存 我國(guó)IT界有關(guān)人士這樣描述未來(lái)普通人的數(shù)字化生存狀態(tài) 寬帶將代替電話撥號(hào)的窄帶方式成為家庭和外部信息交流的高速公路 單芯片技術(shù)產(chǎn)生的數(shù)字產(chǎn)品會(huì)不斷豐富 滿足用戶高品質(zhì)數(shù)字化生活的需要 所有產(chǎn)品通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)成一體并實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換 資源共享以及自動(dòng)化控制 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全