2022-2023版高中地理 第三章 地理信息技術應用 第四節(jié) 數字地球學案 中圖版必修3

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1、2022-2023版高中地理 第三章 地理信息技術應用 第四節(jié) 數字地球學案 中圖版必修3 [學習目標]　1.了解數字地球的概念，關鍵技術。2.了解數字地球與GIS、GPS、RS之間的關系。3.結合具體案例，理解數字地球對日常生活的影響。 一、數字地球的含義 1．概念 數字地球是信息化的、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．數字地球的技術基礎 (1)信息高速公路與高速網絡技術。

2、(2)高分辨率衛(wèi)星遙感技術。 (3)空間信息技術與空間數據基礎設施。 (4)大容量數據存儲技術。 (5)可視化和虛擬現實技術。 (6)高性能計算能力。 判斷 1．高分辨率衛(wèi)星遙感技術為數字地球提供了最基本的空間數據。(　√　) 2．數字地球是“地球村”形成的技術支撐。(　√　) 3．數字地球就是“3S”技術的綜合。(　×　) 4．GIS、GPS與網絡結合，構成數字地球的空間核心技術。(　√　) 二、數字地球與我們的生活 思考　分析數字地球是“地球村”形成的技術支撐。 答案　“數字地球”的出現，實現了信息高速公路和國際互聯網的廣泛使用，“縮小”了我們的生活空間，“縮短

3、”了我們聯系交流的時間，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　數字地球與我們的生活 閱讀材料，回答下列問題。 材料　據報道，“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查，并建立了我國的“數字國土”。以農業(yè)為例，它在農業(yè)信息遙感、太空農業(yè)等領域有廣闊的研究前景。一些國家利用資源衛(wèi)星進行農業(yè)資源調查、作物長勢和產量監(jiān)測等。 1．根據材料推斷，“數字國土”相關技術在我國農業(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查，合理布局農業(yè)；監(jiān)測預報氣候變化，旱澇、長勢、產量預測，提高抗災

4、能力；農業(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，除農業(yè)外，還有哪些領域可以應用“數字國土”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、生產結構監(jiān)測等。 1．數字地球的應用 應用前景 具體表現 可持續(xù)發(fā)展 應用空間分析與虛擬現實技術，建立數字化空間實驗室，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據，為政府對城市的管理提供依據 百姓生活 接受遠程教育，網上購物，交互娛樂項目，瀏覽風景名勝 2.“3S”與數字地球的關系 遙感技術主要用于

5、地理信息數據的獲取，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據進行管理、查詢、更新、空間分析和應用評價，而信息網絡與虛擬技術主要用于地理信息傳播、表達和模擬分析。 數字化城市管理是指綜合運用多種現代技術對城市進行科學高效管理，系統(tǒng)建設內容涵蓋多個領域，如醫(yī)院利用該系統(tǒng)搶救某危重病人的過程。數字化城市是數字地球的一部分。據此完成1～2題。 1．有關“數字城市”的敘述，錯誤的是(　　) A．與“數字地球”是并列的兩大信息系統(tǒng) B．能以數字的形式獲取、存儲和再現城市的資源、基礎設施、人文、經濟等方面的信息 C．有利于提高城市管理效率 D．可以為城市

6、可持續(xù)發(fā)展提供決策支持 2．“數字地球”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　“數字城市”是“數字地球”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)、網絡、多媒體及虛擬現實等技術，以數字的形式獲取、存儲和再現城市的資源、基礎設施、人文、經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，而不是直接去實現城市的可持續(xù)發(fā)展

7、。 1．數字地球數據傳輸的基礎是(　　) A．網絡 B．虛擬現實技術 C．GIS D．數據存儲技術 答案　A 解析　數字地球的信息傳輸靠信息高速公路，即高速網絡。 2．目前數字地球中存儲的信息是(　　) ①數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　數字地球的數據量極大，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。數字地球存儲的信息是否真實可靠，取決于信息

8、的提供者。目前的互聯網技術還無法滿足快速提取的要求。 中央電視臺“探索·發(fā)現”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，體現了哪項關鍵技術的應用(　　) A．高速網絡技術 B．空間信息技術 C．大容量數據存儲技術 D．可視化和虛擬現實技術 4．有關數字地球的可視化技術和虛擬現實技術的敘述，正確的是(　　) ①可視化技術將抽象數據具體化，以文本、圖像、聲音和視頻等各種形式表現 ②可視化技術是實現數字地球與人交互的窗口和工具 ③虛擬現實技術只能模擬現實視覺環(huán)境 ④虛擬現實技術可完

9、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，虛擬現實技術不僅能模擬現實的視覺環(huán)境，還能模擬聽覺、嗅覺等現實環(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，實現城市橫向和行業(yè)縱向系統(tǒng)間的協同；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為核心的數字化

10、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　數字城市，或叫智能城市，屬數字地球在城市中的集中表現。由于城市化與信息化已經成為我國21世紀社會發(fā)展的大趨勢，數字城市必將成為信息社會的主要組成部分。數字城市的建設包括數字化、網絡化和智能化三方面的工作。 數字城市將城市的基礎設施、功能設施數字化，建立數據庫，并用高速通信網絡連接，實現網絡化管理和調控。數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和貿易效益，擴大生產規(guī)模，增加財富收入，提高服務質量，促進社會經濟發(fā)展。 (1)由材料一、材料二可以看出，數字地球的核

11、心是什么？ (2)由材料二可知，建設數字城市的意義是什么？ 答案　(1)核心是用數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，提高生產和貿易效益，擴大生產規(guī)模，增加收入，提高服務質量，促進社會經濟發(fā)展。 解析　數字地球的核心就是用數字化手段統(tǒng)一處理地球問題，最大限度地利用信息資源，材料二充分體現了數字城市建設的意義。 2014年1月13日，國際數字地球學會中國國家委員會2014年度工作會議在中國科學院遙感與數字地球研究所召開。

12、會議研討了當前數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、苡脭底只侄翁幚淼淖匀缓蜕鐣确矫鎲栴}的地球 A．②③④ B．①③④ C．①②④ D．①②③ 2．中國科學院開發(fā)、研究數字地球的核心是(　　) ①用數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　④提供運動物體的精確位置、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字地球(　

13、　) ①恰當布置警力打擊犯罪?、谀M全球氣候對我國物種分布及變遷的影響?、墼u估作物產量　④了解人類和環(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字地球科學中心某專家說：“數字地球，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，

14、這不是空中樓閣，如果系統(tǒng)足夠大、數據源足夠多、網絡寬帶也足夠快，每個人都可以在網上操作數字地球系統(tǒng)，收獲并創(chuàng)造你所要的信息和知識?！苯Y合所學知識，完成4～6題。 4．關于數字地球的敘述，正確的是(　　) ①數字地球是數字化地球?、跀底值厍蛞呀浤軡M足人類目前的需要?、蹟底值厍虻淖畲筇卣魇翘摂M現實技術?、軘底值厍虿扇〖蟹绞酱鎯π畔? A．①② B．①③ C．②③ D．③④ 5．可視化技術能夠(　　) A．構筑數字地球的數據存儲技術 B．把衛(wèi)星搜集到的各種數據輸送到地球 C．將計算機中的抽象數據具體化 D．傳輸分散在眾多數據庫中的數據 6．下列不屬于數字地球服務領域的工作

15、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，數字地球是對數字化地球的簡單說法；目前數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；數字地球是虛擬的地球，虛擬現實技術是數字地球的最大特征；數字地球需要存儲大量信息，采用在全球網絡中分布式存儲。第5題，可視化技術能夠將計算機中的抽象數據具體化，以文本、圖形、圖像、聲音、動畫、視頻等各種形式呈現出來。它是實現數字地球與人交互的窗口和工具。第6題，數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

16、D項直接抓獲犯罪分子還需要相關部門具體實施操作。 數字化校園通過實現從環(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)的全部數字化，在傳統(tǒng)校園基礎上構建一個數字空間，以拓展現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。據此完成7～8題。 7．數字校園包括(　　) ①網上學?！、诰W上交易　③虛擬學?！、茈娮由虅? A．①③ B．②④ C．①④ D．②③ 8．未來借助于數字校園技術，有關地理課的變化，說法不正確的是(　　) A．不再使用地球儀，

17、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“數據手套”單擊一下鏈接按鈕，就能夠看見 答案　7.A　8.C 解析　第7題，“數字校園”是“數字地球”應用的一種具體形式，它包括網上學校和虛擬學校，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，借助于數字校園技術，A、B、D項都可以實現。 2016年7月7日，第六屆國際數字地球高峰會議在京開幕，本屆峰會以“大數據時代的

18、數字地球”為主題。據此回答9～10題。 9．下列有關數字地球的說法，錯誤的是(　　) A．數字地球就是把地球上有關信息進行數字化后由計算機網絡來管理的技術系統(tǒng) B．數字地球就是地理信息技術 C．數字地球是用數字化手段統(tǒng)一處理地球問題 D．數字地球是RS、GIS、GPS等各種技術的綜合應用 10．數字地球實現以后，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，數字地球是對真實地球及相關現象的統(tǒng)一性的數字化重現與再認識，是RS、GIS、GPS等各種技術的綜合應用。第10

19、題，數字地球實現以后，通過全球信息共享，依靠計算機的虛擬現實技術，對地球上的各種空間信息數據綜合分析處理，制定可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。 下圖為“數字黃河”的某一示意圖。讀圖分析完成11～12題。 11．上圖反映“數字黃河”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度 C．對普通老百姓而言，距離較遠，價值不大 D．“數字黃河”的建設需要不斷完善和更新 12．有關數字地球的敘述，正確的是(　　) A．就是指“3S”技術的應用 B．一個由數據和信息組成的地球 C．主要反映現實問題，不能應用于可持續(xù)發(fā)展 D．可以方便地獲取信息，

20、模擬人類活動對環(huán)境產生的影響，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，數字地球就是用數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

21、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)“數字南極”的構建是我國南極科考的重要任務。對“數字南極”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

22、 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據。第(3)題，可從GPS和RS以及GIS等技術的應用，結合

23、南極科考現狀進行分析舉例。 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 所需的數據是如何存儲的？這些最基本的空間數據是如何獲得的？ (2)根據你的理解，Google Earth 涉及到哪些關鍵性技術？ (3)試舉例說明“數字地球”在日常生活中的應用領域。 (4)數字地球除了在日常生活中的應用

24、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據庫中。　通過高分辨率衛(wèi)星遙感技術獲取。 (2)信息高速公路與高速網絡技術、高分辨率衛(wèi)星遙感技術、空間信息技術與空間數據基礎設施、大容量數據存儲技術、可視化和虛擬現實技術等。 (3)例如：網上旅游信息查詢；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 所需數據異常龐大，已不可能通過單一的數據庫存儲，需要分散在數以萬計的機構的數據庫中；作為數字地球的一種，其最基本的空間數據來自高分辨率衛(wèi)星遙感技術。第(2)題，Google Earth 是一種網絡化的數字地球形式，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 數字地球及其應用 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14