2024年高中地理第三章地理信息技术应用第四节数字地球教案含解析湘教版必修3

PAGEPAGE1第四节数字地球1．数字地球的基本含义。2．数字地球各项技术的作用及各项技术的关系。3．利用生活实例分析数字地球对生活及社会发展的影响。一、数字地球的含义1．含义数字地球是信息化的地球——地球的虚拟比照体。2．制作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。3．优点可以快速、形象地了解地球上的任何一点、任何方面的信息。4．核心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。5．关键技术(1)信息高速马路与高速网络技术。(2)高辨别率卫星遥感技术。(3)空间信息技术与空间数据基础设施。(4)大容量数据存储技术。(5)可视化和虚拟现实技术。(6)高性能计算实力。二、数字地球与我们的生活1．利用数字地球的数据，可驾驭各地的治安状况，有助于恰当部署警力打击犯罪。2．可模拟环境变更对濒危物种的影响，以便于实行有效措施爱护生物多样性。3．驾驭作物病虫害及其生长状况，科学施药、施肥，可以提高作物产量。4．学者们可以利用数字地球开展学术探讨。[问题探究]读教材P105图3－56，探究下列问题。探究据图分析怎样理解高辨别率？提示：辨别率分为空间辨别率、光谱辨别率和时间辨别率。空间辨别率是指影像上所能看到的地面最小目标尺寸，用像元在地面上的大小来表示；光谱辨别率指成像的波段范围，分得越细，波段越多，光谱辨别率就越高；时间辨别率是指重访周期的长短，目前一般对地观测卫星的重访周期为15～25天。[总结深化]1．数字地球的概念2．数字地球的关键技术3．RS、GIS和GPS与数字地球之间的关系[方法指导]“3S”技术手段的选取(1)“点”与“面”推断GPSGPS的主要功能是定位和导航。它的最大特点是工作对象是一个“点”或“多个点”，明显区分于RS和GIS技术的工作对象——“面”。在“3S”技术中选取适当手段时，要看其工作对象是“点”还是“面”，假如是“点”则选用GPS，假如是“面”则选用RS或GIS。(2)“想”与“看”区分GIS、RSGIS是地图的延长，主要功能是进行空间数据的分析和处理。对“事象”的发展变更进行预料、评估，须要计算、思索，即“想”，凡是须要“想”的选GIS。RS是人的视力的延长，主要功能是收集信息，即“看”，只“看”不用“想”的选用RS。[对点演练]阅读材料，回答问题。GoogleEarth是一款由Google公司开发的虚拟地球仪文件，它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上。GoogleEarth运用了公共领域的图片、受许可的航空照相图片、KeyHole间谍卫星的图片和很多其他卫星所拍摄的城镇照片。(1)GoogleEarth所需的数据是如何存储的？这些最基本空间数据是如何获得的？(2)GoogleEarth的空间数据的基础设施是什么？(3)在GoogleEarth中，可视化技术和虚拟现实技术有何区分？(4)依据你的理解，GoogleEarth涉及哪些关键性技术？解析：第(1)题，GoogleEarth所需数据异样浩大，已不行能通过单一的数据库存储，须要分散在数以万计的数据库中；作为数字地球的一种，其最基本的空间数据来自高辨别率卫星遥感技术。第(2)题，空间数据的基础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。第(3)题，可从含义、与人之间的关系两个角度归纳。第(4)题，GoogleEarth是一种网络化的数字地球形式，它的建立须要地理信息技术和其他相关科学技术的支撑。答案：(1)分散在不同机构的数据库。高辨别率卫星遥感技术。(2)空间数据管理体系、空间数据交换网、空间数据交换标准。(3)可视化技术：将计算机中的抽象数据详细化，以文本、图形、图像、声音、动画、视频等各种形式表现出来，它是实现数字地球与人交互的窗口和工具。虚拟现实技术：可以生成虚拟环境；运用视觉、听觉、嗅觉、触觉感官与人体的自然技能感受逼真的虚拟环境，与虚拟世界进行交互，完成各种虚拟过程。(4)信息高速马路与高速网络技术、高辨别率卫星遥感技术、空间信息技术与空间数据基础设施、大容量数据存储技术、可视化和虚拟现实技术等。[总结深化]1．数字地球的应用前景应用前景详细表现可持续发展应用空间分析与虚拟现实技术，建立数字化空间试验室，从全球角度探讨可持续发展政府决策为大型工程决策供应重要的参考数据，为政府对城市的管理供应依据百姓生活接受远程教化，网上购物，交互消遣项目，巡游风景名胜2.数字地球在人们日常生活中的应用(1)可视电话：不仅可闻其声，而且可见其人。(2)网络购物：足不出户，通过互联网络阅读世界各地的商品，办理商品邮购。(3)无纸交易：利用互联网实现便利、清洁、平安的电子结算和信用卡付账，纸币将渐渐退出流通领域。(4)电视会议：多媒体会议系统将在世界各地的与会者组织在一个虚拟的会议大厅里，人们远隔万里也可以实行会议。(5)视频点播：不受电视台播放节目限制，可随时向网上视频库点播自己所宠爱的节目。(6)居家办公：利用家庭计算机网络和办公自动系统，完成担当的工作任务。(7)远程教化：通过互联网实现老师、媒体、学生的自主沟通，任何人均可享用网上的教化资源。(8)远程医疗：利用多媒体的三维图像信息处理与传输技术，进行远程医疗。[对点演练]阅读下列材料，回答有关问题。2024年4月4日至6日，第十届国际数字地球会议在澳大利亚悉尼召开，会议以“数字地球，变更将来”为主题，由总部设在中国科学院的国际数字地球学会主办，澳大利亚测绘空间科学探讨所、澳联邦空间信息产业联盟等机构承办。来自中国、美国、德国、意大利、澳大利亚、新西兰等27个国家及相关国际组织的600余位代表参会。以农业为例，它在农业信息遥感、太空农业等方面有着广袤的探讨前景。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，美国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、加工等安排，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“我国农业可持续发展”方面可做哪些工作？(2)在全球问题的探讨中，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：第(1)题，关于“数字地球”及相关技术在“我国农业可持续发展”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改革对我国农业的影响。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发展过程中所产生的不良影响，实现农业的可持续发展。它应用于农业的布局、灾情预报、污染状况、解决措施等方面。第(2)题，在全球问题的探讨中，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；监测预报气候变更、旱涝、作物长势和产量预料，提高抗灾实力；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。(答三点即可)数字地球须要很多学科，特殊是信息科学技术的支撑，依据其技术特点完成1～3题。1．数字地球供应的信息量主要取决于()A．存储的信息量多少B．网络的通讯实力C．应用需求D．用户的技术水平2．实现数字地球与人交互的窗口和工具是指()A．高辨别率卫星遥感技术B．空间信息技术C．可视化技术D．虚拟现实技术3．信息高速马路与高速网络技术在构建数字地球系统中的作用有()A．传输分散在众多数据库中的数据B．把卫星收集到的各种数据输送到地球C．传输计算机网络中的抽象化数据D．传输和模拟地球上图像的数据信息解析：1.A2.C3.A第1题，数字地球供应的信息量主要取决于其存储信息的多少。第2题，可视化技术能够将计算机中抽象的数据详细化，以文本、图形、图像、声音、动画、视频等各种形式表现出来，它是实现数字地球与人交互的窗口与工具。第3题，信息高速马路与高速网络技术结合，可以传输分散在数以万计机构的数据库中的数据。中国政府和学术界在数字地球的基础上提出“数字中国”的构想。构想中的“数字中国”将建立一个统一完整的国家公用信息网。它集成了国家经济信息网、国土资源信息网、长江流域监控网等网络的信息，并将促进这些系统的综合利用。结合所学学问回答4～5题。4．有关“数字中国”的叙述，正确的是()A．“数字中国”就是指因特网B．“数字中国”就是“信息高速马路”C．“数字地球”是用数据通信技术使中国某些基本信息的表达方式数字化D．“数字中国”只能便利人们的生活，并不能创建实实在在的财宝5．下列不属于“数字中国”服务领域的工作是()A．查询长江流域的水土流失状况B．查询股票行情C．通缉罪犯D．设计时装解析：4.C5.D第4题，“数字中国”是“数字地球”的一种形式；信息高速马路、网络技术等是支撑“数字中国”的技术；“数字中国”供应了人们生产、生活中很多必需信息；它可以削减污染和自然灾难造成的损失，因此同样可以创建实实在在的财宝。第5题，时装设计须要详细通过设计人员进行设计。精确农业是由信息技术支持的、依据空间变异定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，是实现农业低耗、高效、优质、平安的重要途径。读精确农业系统工作示意图，回答6～8题。6．精确农业决策支持系统所采纳的地理信息技术是()A．GPSB．GISC．RSD．数字地球7．为了制作农田的产量电子图，须要获得田间作物生长状况和产量的空间分布信息，所采纳的地理信息技术是()A．GPSB．GISC．RSD．数字地球8．依据肥力电子图对农田进行精确施肥，须要借助的技术是()A．GPSB．GISC．RSD．数字地球解析：6.B7.C8.A第6题，读图可知，精确农业决策支持系统利用肥力电子图、土壤状况电子图、产量电子图等进行技术评估，由此推断所采纳的地理信息技术是GIS。第7题，RS(遥感)的主要功能就是获得各种地理信息。第8题，精确施肥就是依据不同地块土壤的肥力、农作物生长状况，进行精确定点的投放肥料，须要借助的技术是GPS。9．“3S”技术之间亲密相联，它们都为数字地球供应了技术支撑。结合“3S”技术的综合应用图，完成下列问题。(1)图中①②③④⑤⑥箭头指向线分别表示“3S”技术的不同应用功能，其中表示“供应影像信息功能”的是____和______，表示“供应空间定位信息功能”的是______和______，表示“反馈影像信息处理结果”的是______。(2)图中各个圆的重叠部分分别代表RS、GPS、GIS不同组合的综合应用，其中重叠部分乙代表GIS与RS技术的组合，丙代表____________技术组合。在图中所示的各个综合应用中任选一种组合，写出应用实例。解析：第(1)题，结合“3S”技术各自的功能分析。第(2)题，由图可知，丙为GIS与GPS相交重叠处，应用结合教材所学学问分析作答。答案：(1)①⑤④⑥②(2)GIS与GPS甲：RS获得矿床露头信息，GIS分析矿产种类，GPS确定矿床露头位置。乙：RS获得水灾沉没区的动态信息，GIS分析水灾损失。丙：装载GPS接收机的运钞车发送位置信息到监测中心，GIS监测运钞车是否偏离预定线路。丁：RS获得森林火场遥感信息，并可推断火势扩散方向，GPS获得火场精确位置，引导消防队员刚好、精确到达灭火地点。(甲、乙、丙、丁任答一点)一、选择题(每小题4分，共44分)中国科学院对地观测与数字地球科学中心某专家说：“数字地球，不再是给你什么，你就只能拿到什么，而是你想拿到什么就能拿到什么，这不是空中楼阁，假如系统足够大、数据源足够多、网络宽带也足够快，每个人都可以在网上操作数字地球系统，收获并创建你所要的信息和学问。”结合所学学问，完成1～2题。1．关于数字地球的叙述，正确的是()①数字地球是数字化地球②数字地球已经能满意人类目前的须要③数字地球的最大特征是虚拟现实技术④数字地球实行集中方式存储信息A．①②B．①③C．②③D．③④2．下列不属于数字地球服务领域的工作是()A．了解土地利用的变更B．了解各地的风土人情C．分析人口增长与社会发展D．干脆抓获犯罪分子解析：1.B2.D数字地球是对数字化地球的简洁说法；目前数字地球正处于不断完善之中，还无法满意人类目前的须要；数字地球是虚拟的地球，虚拟现实技术是数字地球的最大特征；数字地球须要存储大量信息，采纳在全球网络中分布式存储。数字地球能够使人们通过肯定方式便利地获得他们所想了解的，如A、B、C项的信息，而D项干脆抓获犯罪分子还须要相关部门详细实施操作。目前，地理调查手段越来越多样化和电子化，表达的方式也各有特色。现在有一地理小组为了弄清泉州市的自然、人文特征以及发展历程，开展了一系列的调查工作。请利用所学的学问和技能，完成3～4题。3．地理小组就调查的若干项目资料进行了探讨。下列对调查内容及其资料的描述，错误的是()A．为了能利用地理信息技术分析泉州市的产业分布状况，要收集数字地图和统计资料B．利用新旧航空图片的对比来探讨泉州市的地形、城市化问题C．利用住宅地图来调查泉州市区各分区的人口构成、老龄化等问题D．在泉州市某企业的网站上调查该企业下属企业的概况4．地理小组为了将调查结果图形化，学习利用了图表学问。下列关于图形化的叙述，最合适的是()A．用点状图表示泉州市的交通路途B．用流线图表示各郊区蔬菜产量C．用等值线图表示到泉州市旅游的各省游客数量D．用分层设色图表示泉州市的人口密度状况解析：3.C4.D第3题，可利用住宅地图来调查泉州市区各分区的人口分布。第4题，分层设色图可以很好地表示泉州市人口密度状况。国家发展改革委、国家测绘地理信息印发的《测绘地理信息事业“十三五”规划》中指出，在数字中国地理空间框架的基础上构建地理国情监测、航空航天遥感测绘、全球地理信息资源开发协同发展的公益性保障服务体系等。据此完成5～8题。5．应用网络技术可能对国家平安构成的干脆威逼是()①在互联网上存在着很多很简洁扩散的计算机病毒②敌对势力利用网络散布谣言，扰乱社会秩序③外国情报机构可以利用网络技术窃取国家机密④网上黑客常常破坏一些计算机网站A．①②B．②④C．②③D．③④6．“数字中国”的出现意味着()A．科技创新日益全球化B．科学技术是先进生产力的集中体现C．科技的发展离不开雄厚的经济实力D．任何科技都是为政治服务的7．数字国土的重要基础是()A．遥感技术B．全球定位系统C．地理信息系统D．高速宽带网的建设及其传输速度8．数字国土的最大特征与依据是()A．虚拟现实技术B．分散式存储C．全球网络D．高辨别率卫星影像解析：5.C6.B7.D8.A第5题，答题的关键是“对国家平安的干脆威逼”，计算机病毒和网上黑客对全部计算机都有危害，其对国家的危害往往是间接的。第6题，“数字地球”集中了很多当前最新技术，而新技术是生产力进步的重要体现。第7题，数字国土的实现须要大规模的存储空间，把信息分开存储到全国各地的计算机，运用时快速从各地的数据库中调出来，因此，高速宽带网络的建设及其传输速度是建立数字国土的重要基础。第8题，数字国土的最大特征与依据是虚拟现实技术，虚拟现实是计算机虚拟的三维环境，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。“数字校内”是“数字地球”的详细利用与体现。读数字校内的应用图，回答9～11题。9．“数字校内”是指()A．对校内内全部信息资源的数字化B．远程教化和网上学校C．计算机协助地理教学D．建设虚拟学校10．“数字校内”的思想核心是()A．信息资源的数字化B．建设网上学校C．发展远程教化D．减轻师生的课业负担 11．将来借助于“数字校内”技术，有关地理教学的变更的说法，不正确的是()A．不再运用地球仪，学生只要戴上显示头盔，就能望见太空中的地球B．对于区域的学习，利用声音识别系统就能够得到关于行政区范围、动植物物种等信息C．课堂上不须要老师，学生完全靠计算机自学D．想要了解有关地区更多的信息，可通过“数据手套”，单击一下链接按钮，就能够望见解析：9.A10.A11.C第9题，“数字校内”是利用网络、通信技术对校内内的信息资源进行全面的数字化，通过整理加工，使这些信息资源能够有序地运转，从而更好地为教学、科研、管理和生活服务。第10题，把学校建设成既面对校内，又面对社会的一个超越时间和空间的虚拟学校，使更多的人能够共享教化资源。第11题，虽然数字校内技术能大大丰富课堂教学，但教学依旧离不开老师的主导作用。二、综合题(共56分)12．阅读材料，完成下列问题。(32分)材料一美国政府首先提出了“国家信息基础设施”建设安排，这一安排被形象地称为“信息高速马路”安排。材料二美国副总统戈尔提出“数字地球”概念，一般认为“数字地球”是对真实地球及其相关现象的统一的数字化和信息化，以空间数据为依托，以虚拟现实技术为特征，具有三维界面和多种辨别率阅读器的面对公众开放的系统。材料三现代斗争是数字技术之间的较量，谁占据信息，谁就更富有和平安，谁失去信息，谁就会贫困挨打。海湾斗争中，多国部队向中东地区所投的炸弹中精确制导炸弹占全部炸弹的7.6%,2003年的伊拉克斗争中美军精确制导炸弹比重达到了80%～90%。(1)美军精确制导炸弹的关键技术是____________。(4分)(2)简述数字地球产生的科学技术背景。(8分)(3)美国提出建设数字地球这一战略举措有何重大意义？(10分)(4)我国目前正在主动建设“数字中国”。“数字中国”对我国国土整治有何重要意义？(10分)解析：解答本题须要具备较强的综合分析实力。第(1)、(2)题，只要具备GPS和数字地球的基础学问，就可轻松作答。第(3)、(4)题，须要结合材料以及所学学问仔细思索分析，将所学学问敏捷运用。答案：(1)全球定位系统(GPS)(2)遥感、遥测技术、全球定位系统及地理信息系统等空间科学技术已成为探讨地球现象的重要手段；信息传输技术，尤其是信息高速马路的建设快速发展，为数字地球的诞生奠定了技术基础。(3)通过接着把持信息技术和信息