3.4 数字地球 学案（湘教版必修3）
[学习目标] 1.掌握“数字地球”的概念。2.通过资料，了解“数字地球”的关键技术。3.了解“数字地球”与GIS、GPS、RS之间的关系。
一、数字地球的含义
1．含义：数字地球是①__________的地球――地球的②____________。
2．制作：将地球上每一点的信息，按照地球的③____________加以整理，然后构成一个全球的信息模型。
3．优点：可以④________、⑤________地了解地球上的任何一点、任何方面的信息。
4．核心：用⑥______的手段来处理整个地球的⑦________等方面的问题，最大限度地利用⑧________，并使人们能够通过一定方式，方便地获得有关地球的信息。
5．关键技术
(1)⑨________________与高速网络技术
(2)高分辨率卫星遥感技术：提供最基本的⑩__________数据
(3)?________技术：构成数字地球的空间核心技术
(4)空间数据基础设施：空间数据管理体系、空间数据交换网、?____________________等
(5)大容量数据?________技术
(6)可视化和?____________技术
(7)高性能?________能力
二、数字地球与我们的生活
1．利用数字地球的数据可掌握各地的?______状况，有助于恰当部署?________打击犯罪。
2．可模拟环境变化对濒危物种的影响，以便于采取有效措施保护?______________。
3．掌握作物病虫害及其生长情况，科学?__________、?________，可以提高作物○21________。
4．学者们可以利用数字地球开展○22____________。
探究点一 数字地球的含义和技术基础
【探究材料】
“数字地球”是1998年当时的美国副总统阿尔?戈尔首次提出的。进入21世纪，“数字地球”成为我国的发展战略，其核心思想有两点：一是用数字化手段管理好地球；二是最大限度地利用信息资源。
“数字城市”是“数字地球”的重要组成部分，它综合运用地理信息系统、遥感、全球定位系统、网络、多媒体及虚拟仿真等技术，以数字的形式获取、存储和再现城市资源、基础设施、人文、经济等各个方面的信息，从而提高城市管理效率、节约资源和保护环境，为城市发展提供决策支持。
“数字城市”的内容包括：城市设施的数字化、城市的网络化、城市的智能化。“数字城市”能够为人类创造高效的、信息化的工作环境和舒适方便、安全、现代化的生活环境。
1．“数字地球”的含义是什么？
2．“数字地球”的关键技术主要有哪些？
3．“数字城市”的主要内容有哪些？
4.“数字城市”建设的意义是什么？
【规律总结】
“数字地球”的关键技术及其应用
关键技术应用价值
信息高速公路与高速网络技术能迅速调集大量所需的数据
高分辨率卫星遥感技术能提供翔实、动态的数据，形成“数字地球”最基本的空间数据
空间信息技术与空间数据基础设施GIS、GPS与网络构成“数字地球”的空间核心技术，空间数据基础设施则提供空间数据的管理体系、交换网、交换标准等
大容量数据存储技术能集中或分散存储大量的空间数据
可视化和虚拟现实技术可视化技术是实现“数字地球”与人交互的窗口和工具；虚拟现实(简称VR)技术能够生成虚拟环境
高性能计算能力能处理大量复杂数据，更好地认识和分析地理现象
【考例探究1】 关于“数字地球”的正确叙述是( )
A．“数字地球”就是指因特网
B．“数字地球”就是指“信息高速公路”
C．“数字地球”将有关地球上每一点的信息按地球地理坐标加以整理，然后构成一个全球的信息模型
D．“数字地球”的核心就是用数字化的手段来处理地球上自然方面的问题
探究点二 “数字地球”的应用
【探究材料】
数字地球是对地图测绘系统(EOS)、全球定位系统(GPS)与地理信息系统(GIS)的综合，目前在社会经济中得到了广泛利用。以农业为例，它在农业信息遥感、太空农业等领域有广阔的研究前景，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，根据所得数据制定生产布局、储运、加工等计划，确定对外贸易策略，由此每年可获利数亿美元。
1．根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．在全球问题的研究中，除农业外，还有哪些领域可以应用数字地球的相关技术？
【规律总结】
数字地球的具体应用领域及实例
数字地球最基本的任务就是全面、及时地提供可信的数据，因此其应用领域是无处不在的，只要我们能够想到的方面，数字地球就能提供帮助，具体举例说明如下：
应用
领域“数字地球”举例意义
可持
续发
展模拟人类生产生活活动对环境的影响制定可持续发展对策
数字化空间实验室从全球角度研究可持续发展问题
政府
决策虚拟大型水库建成后，库区周围和上下游的环境变化为修建水库的可行性和水库修建后可能出现的问题，提供决策依据
GIS分析犯罪模式和犯罪频率合理分配警力资源
百姓
生活模拟教育、商场、娱乐、风景名胜、博物馆、美术馆、艺术画廊的景象坐在家中享受生活
【考例探究2】 下列有关数字地球应用的叙述，正确的是( )
A．可以控制犯罪的发生
B．可为国家大型工程决策提供重要的参考数据
C．可以控制降水发生的时间和地点
D．可以控制地质灾害的发生
【巧学速记】
数字地球与“3S”技术之间的关系
数字地球的研究和建设为“3S”技术的发展创造了条件，“3S”技术的发展为数字地球的建设提供了技术支持，具体关系如下图所示：
【反思小结】
重要知识点关键点总结我的反思
数字地球的含义数字地球的概念、关键技术是最基本的地理知识，需要重点掌握
数字地球与我们的生活数字地球的应用，对我们生活的影响应理解掌握
参考答案
课前准备区
①信息化 ②虚拟对照体 ③地理坐标 ④快速 ⑤形象 ⑥数字化 ⑦自然和社会 ⑧资源 ⑨信息高速公路 ⑩空间 ?空间信息 ?空间数据交换标准 ?存储 ?虚拟现实
?计算 ?治安 ?警力 ?生物多样性 ?施药 ?施肥 ○21产量 ○22学术研究
课堂活动区
探究点一
1．数字地球，通俗地讲就是建立一个“虚拟地球”，用数字化的方法，将地球上的所有信息转化为数字信息装入计算机中，实现在网络上流通。它的应用领域小到人们日常的工作、生活、娱乐等，大到人类的生存与可持续发展。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基础，以宽带网络为纽带，运用海量地球信息对地球进行了多分辨率、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．关键技术：信息高速公路和高速网络技术、高分辨率卫星遥感技术、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、高性能计算能力。
3．城市设施的数字化、城市的网络化、城市的智能化。
4．意义：能够充分和高效地利用信息，使信息快速流动，提高对城市的管理效率，提高生产和贸易效益，扩大生产规模，增加财富收入，节约资源和保护环境，提高服务质量，促进社会经济发展，为人类创造高效的、信息化的工作环境和舒适方便、安全、现代化的生活环境。
考例探究1 C [因特网、信息高速公路都与数字地球有关，但它们并不等同于数字地球，数字地球是一个庞大而复杂的系统，涉及诸多关键技术，信息高速公路和高速网络技术是其关键技术。数字地球不仅可以处理自然方面的问题，还可以处理社会问题。]
探究点二
1．土地资源利用状况调查，合理布局农业；监测预报气候变化，旱涝、长势、产量预测，提高抗灾能力；农业污染环境状况监测与预报，并提出解决措施等。
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。
[学习目标] 1.掌握“数字地球”的概念。2.通过资料，了解“数字地球”的关键技术。3.了解“数字地球”与GIS、GPS、RS之间的关系。
一、数字地球的含义
1．含义：数字地球是①__________的地球――地球的②____________。
2．制作：将地球上每一点的信息，按照地球的③____________加以整理，然后构成一个全球的信息模型。
3．优点：可以④________、⑤________地了解地球上的任何一点、任何方面的信息。
4．核心：用⑥______的手段来处理整个地球的⑦________等方面的问题，最大限度地利用⑧________，并使人们能够通过一定方式，方便地获得有关地球的信息。
5．关键技术
(1)⑨________________与高速网络技术
(2)高分辨率卫星遥感技术：提供最基本的⑩__________数据
(3)?________技术：构成数字地球的空间核心技术
(4)空间数据基础设施：空间数据管理体系、空间数据交换网、?____________________等
(5)大容量数据?________技术
(6)可视化和?____________技术
(7)高性能?________能力
二、数字地球与我们的生活
1．利用数字地球的数据可掌握各地的?______状况，有助于恰当部署?________打击犯罪。
2．可模拟环境变化对濒危物种的影响，以便于采取有效措施保护?______________。
3．掌握作物病虫害及其生长情况，科学?__________、?________，可以提高作物○21________。
4．学者们可以利用数字地球开展○22____________。
探究点一 数字地球的含义和技术基础
【探究材料】
“数字地球”是1998年当时的美国副总统阿尔?戈尔首次提出的。进入21世纪，“数字地球”成为我国的发展战略，其核心思想有两点：一是用数字化手段管理好地球；二是最大限度地利用信息资源。
“数字城市”是“数字地球”的重要组成部分，它综合运用地理信息系统、遥感、全球定位系统、网络、多媒体及虚拟仿真等技术，以数字的形式获取、存储和再现城市资源、基础设施、人文、经济等各个方面的信息，从而提高城市管理效率、节约资源和保护环境，为城市发展提供决策支持。
“数字城市”的内容包括：城市设施的数字化、城市的网络化、城市的智能化。“数字城市”能够为人类创造高效的、信息化的工作环境和舒适方便、安全、现代化的生活环境。
1．“数字地球”的含义是什么？
2．“数字地球”的关键技术主要有哪些？
3．“数字城市”的主要内容有哪些？
4.“数字城市”建设的意义是什么？
【规律总结】
“数字地球”的关键技术及其应用
关键技术应用价值
信息高速公路与高速网络技术能迅速调集大量所需的数据
高分辨率卫星遥感技术能提供翔实、动态的数据，形成“数字地球”最基本的空间数据
空间信息技术与空间数据基础设施GIS、GPS与网络构成“数字地球”的空间核心技术，空间数据基础设施则提供空间数据的管理体系、交换网、交换标准等
大容量数据存储技术能集中或分散存储大量的空间数据
可视化和虚拟现实技术可视化技术是实现“数字地球”与人交互的窗口和工具；虚拟现实(简称VR)技术能够生成虚拟环境
高性能计算能力能处理大量复杂数据，更好地认识和分析地理现象
【考例探究1】 关于“数字地球”的正确叙述是( )
A．“数字地球”就是指因特网
B．“数字地球”就是指“信息高速公路”
C．“数字地球”将有关地球上每一点的信息按地球地理坐标加以整理，然后构成一个全球的信息模型
D．“数字地球”的核心就是用数字化的手段来处理地球上自然方面的问题
探究点二 “数字地球”的应用
【探究材料】
数字地球是对地图测绘系统(EOS)、全球定位系统(GPS)与地理信息系统(GIS)的综合，目前在社会经济中得到了广泛利用。以农业为例，它在农业信息遥感、太空农业等领域有广阔的研究前景，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，根据所得数据制定生产布局、储运、加工等计划，确定对外贸易策略，由此每年可获利数亿美元。
1．根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．在全球问题的研究中，除农业外，还有哪些领域可以应用数字地球的相关技术？
【规律总结】
数字地球的具体应用领域及实例
数字地球最基本的任务就是全面、及时地提供可信的数据，因此其应用领域是无处不在的，只要我们能够想到的方面，数字地球就能提供帮助，具体举例说明如下：
应用
领域“数字地球”举例意义
可持
续发
展模拟人类生产生活活动对环境的影响制定可持续发展对策
数字化空间实验室从全球角度研究可持续发展问题
政府
决策虚拟大型水库建成后，库区周围和上下游的环境变化为修建水库的可行性和水库修建后可能出现的问题，提供决策依据
GIS分析犯罪模式和犯罪频率合理分配警力资源
百姓
生活模拟教育、商场、娱乐、风景名胜、博物馆、美术馆、艺术画廊的景象坐在家中享受生活
【考例探究2】 下列有关数字地球应用的叙述，正确的是( )
A．可以控制犯罪的发生
B．可为国家大型工程决策提供重要的参考数据
C．可以控制降水发生的时间和地点
D．可以控制地质灾害的发生
【巧学速记】
数字地球与“3S”技术之间的关系
数字地球的研究和建设为“3S”技术的发展创造了条件，“3S”技术的发展为数字地球的建设提供了技术支持，具体关系如下图所示：
【反思小结】
重要知识点关键点总结我的反思
数字地球的含义数字地球的概念、关键技术是最基本的地理知识，需要重点掌握
数字地球与我们的生活数字地球的应用，对我们生活的影响应理解掌握
参考答案
课前准备区
①信息化 ②虚拟对照体 ③地理坐标 ④快速 ⑤形象 ⑥数字化 ⑦自然和社会 ⑧资源 ⑨信息高速公路 ⑩空间 ?空间信息 ?空间数据交换标准 ?存储 ?虚拟现实
?计算 ?治安 ?警力 ?生物多样性 ?施药 ?施肥 ○21产量 ○22学术研究
课堂活动区
探究点一
1．数字地球，通俗地讲就是建立一个“虚拟地球”，用数字化的方法，将地球上的所有信息转化为数字信息装入计算机中，实现在网络上流通。它的应用领域小到人们日常的工作、生活、娱乐等，大到人类的生存与可持续发展。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基础，以宽带网络为纽带，运用海量地球信息对地球进行了多分辨率、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．关键技术：信息高速公路和高速网络技术、高分辨率卫星遥感技术、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、高性能计算能力。
3．城市设施的数字化、城市的网络化、城市的智能化。
4．意义：能够充分和高效地利用信息，使信息快速流动，提高对城市的管理效率，提高生产和贸易效益，扩大生产规模，增加财富收入，节约资源和保护环境，提高服务质量，促进社会经济发展，为人类创造高效的、信息化的工作环境和舒适方便、安全、现代化的生活环境。
考例探究1 C [因特网、信息高速公路都与数字地球有关，但它们并不等同于数字地球，数字地球是一个庞大而复杂的系统，涉及诸多关键技术，信息高速公路和高速网络技术是其关键技术。数字地球不仅可以处理自然方面的问题，还可以处理社会问题。]
探究点二
1．土地资源利用状况调查，合理布局农业；监测预报气候变化，旱涝、长势、产量预测，提高抗灾能力；农业污染环境状况监测与预报，并提出解决措施等。
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。
