1、 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學 第三章 地理信息技術應用第四節(jié) 數(shù)字地球 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學課 程 標 準 了解數(shù)字地球的含義。 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學學習目標 1 了解數(shù)字地球的含義，理解數(shù)字地球涉及的關鍵技術。學習目標 2 了解數(shù)字地球?qū)ξ覀兩畹挠绊憽?高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學 一位年輕孩子去本地的博物館參觀數(shù)字地球展覽。在戴上顯示頭盔后，她看見地球從太空中出現(xiàn)，使用數(shù)據(jù)手套放大電子圖象；使用越來越高的分辨率，看見大陸，然后是鄉(xiāng)村、城市，最后是私人住房、樹木和其他天

2、然和人工的物質(zhì)。她采用類似“魔毯騎乘”通過地形的3D視圖，眼前被發(fā)現(xiàn)的行星區(qū)域引起她探究的興趣。當然,地形僅僅是她能與之相互作用的多種數(shù)據(jù)之一。利用聲音識別能力系統(tǒng),她能夠請求關于陸地覆蓋、植物和動物的物種分布、實時天氣、道路、政治范圍以及人口的信息。她也能使她和其它學生收集的作為全球環(huán)境的一部分信息具體化。這些信息能被天衣無縫的熔入數(shù)字地圖或者地形數(shù)據(jù)。通過使用數(shù)據(jù)手套單擊一個連接按鈕，她能夠獲得她所看見的許多事物更多信息。 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學 例如，為全家去黃石國家公園渡假作準備, 她計劃徒步去看天然噴泉,她剛剛閱讀到關于野牛和洛磯山羊的知識。事實上,在

3、她離開故鄉(xiāng)的博物館之前她能夠進行虛擬旅行。她不受限制穿越空間,同樣也能穿越時間。在進行虛擬地去巴黎參觀盧浮宮的場景旅游之后， 她通過對時間地反向移動，學習法國的歷史、細讀被數(shù)字地球表面覆蓋的數(shù)字化地圖、新聞短片、口述歷史、報紙等主要的原始資料。她向自己的電子郵件信箱發(fā)送一些有用的信息，以便今后學習。時間序列, 從這里延伸到遙遠的過去,能以天、年、世紀、甚至是地質(zhì)學的紀元,因為那些場合有利于她對恐龍的了解。 看了這些之后，你對數(shù)字地球有一定的了解了嗎？ 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學u數(shù)字地球：是信息化的地球 地球的

4、虛擬對照體。數(shù)字地球?qū)⒂嘘P地球上每一點的信息，按地球的地理坐標加以整理，然后構(gòu)成一個全球的信息模型。人們可以快速、形象地了解地球上的任何一點、任何方面的信息，從而實現(xiàn)“信息就在指尖上”的夢想。u通俗地講，就是用數(shù)字的方法將地球、地球上的活動及整個地球環(huán)境的時空變化裝人電腦中，實現(xiàn)在網(wǎng)絡上的流通，并使之最大限度地為人類的生存、可持續(xù)發(fā)展和日常的工作、學習、生活、娛樂服務。一、數(shù)字地球的概念 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學“數(shù)字地球”的提出“數(shù)字地球”的提出特點技術基礎應用時間人物著作1998年1月31日時任美國副總統(tǒng)的阿爾戈爾 數(shù)字地球：展望21世紀我們這顆行星 是一種可

5、以嵌入海量地理數(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的數(shù)據(jù)。遙感技術、地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡技術、虛擬現(xiàn)實技術可持續(xù)發(fā)展農(nóng)災害、資源、教育等方面 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學二、數(shù)字地球的技術基礎要在電子計算機上實現(xiàn)數(shù)字地球不是一件簡單的事，它需要諸多學科，特別是信息科學技術的支撐。這其中主要包括：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、高性能計算能力。 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學二、數(shù)字地球的技術基礎1.信息高速公路與高速網(wǎng)絡

6、技術 一個數(shù)字地球所需要的數(shù)據(jù)已不能通過單一的數(shù)據(jù)庫來存貯，而需要由成千上萬的不同組織來維護。這意味著參與數(shù)字地球的服務器將需要由高速網(wǎng)絡來連接。 在 Internet 流量爆發(fā)性增長的驅(qū)動下，遠程通信載體已經(jīng)嘗試使用 10G / S 的網(wǎng)絡，而每秒 1 015 byte 的因特網(wǎng)正在研究中。相信在 21 世紀將會有更加優(yōu)秀的寬帶高速網(wǎng)供人們使用。 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學二、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 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學二、數(shù)字地球的技術基礎2.高分辨率衛(wèi)星遙感技術20世紀的遙感衛(wèi)星影像，在衛(wèi)星遙感問世的

7、20多年分辨率已經(jīng)有了飛快的提高，這里所說的分辨率指空間分辨率、光譜分辨率和時間分辨率。空間分辨率指影像上所能看到的地面最小目標尺寸，用像元在地面的大小來表示。高分辨率衛(wèi)星遙感圖像在21世紀將可以優(yōu)于1米的空間分辨率，每隔3 5天為人類提供反映地表動態(tài)變化的翔實數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)“秀才不出門，能觀天下事”的理想。 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學二、數(shù)字地球的技術基礎2.高分辨率衛(wèi)星遙感技術衛(wèi)星影像“快鳥”衛(wèi)星拍攝的中國臺灣的衛(wèi)星影像。“快鳥”衛(wèi)星拍攝的美國紐約市區(qū)的衛(wèi)星影像。 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學二、數(shù)字地球的技術基礎3.空間信息技術與空間

8、數(shù)據(jù)基礎設施空間信息是指與空間和地理分布有關的信息，據(jù)統(tǒng)計，世界上的事情有80與空間分布有關。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、矢量圖形庫和數(shù)字高程模型(DEM)三庫一體化管理的GlS軟件和網(wǎng)絡GPS ，將在21世紀十分成熟和普及。從而可實現(xiàn)不同層次的互操作，一個GIS應用軟件產(chǎn)生的地理信息將被另一個軟件讀取。 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學二、數(shù)字地球的技術基礎3.空間信息技術與空間數(shù)據(jù)基礎設施咨詢管理信息管理數(shù)據(jù)整理地理信息系統(tǒng)全球定位系統(tǒng) 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學二、數(shù)字地球的技術基礎4.大容

9、量數(shù)據(jù)存儲技術數(shù)字地球?qū)⑿枰尜A10 1 5字節(jié)的（Quadrillions）信息。美國NASA的行星地球計劃EOS一AMI1999年上天，每天將產(chǎn)生1 000GB（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)，而廣東才是中國的1 / 53。所以要建立起中國的數(shù)字地球，僅僅影像數(shù)據(jù)就有53TB，這還只是一個時刻的多時相的動態(tài)數(shù)據(jù)，其容量就更大了。目前美國的NASA和NOAA已著手建立用原型并行機管理的可存貯1 800TM的數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)盤帶的查找由機器手自動而快速地完成，相信在21世紀，還會有新的突飛猛進。 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學二、數(shù)

10、字地球的技術基礎5.可視化和虛擬現(xiàn)實技術可視化是實現(xiàn)數(shù)字地球與人交互的窗口和工具，沒有可視化技術，計算機中的一堆數(shù)字是無任何意義的。數(shù)字地球的一個顯著的技術特點是虛擬現(xiàn)實技術。建立了數(shù)字地球以后，用戶戴上顯示頭盔，就可以看見地球從太空中出現(xiàn)。 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學二、數(shù)字地球的技術基礎5.可視化和虛擬現(xiàn)實技術頭戴式虛擬現(xiàn)實成像設備 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學二、數(shù)字地球的技術基礎6.高性能計算能力 地球是一個復雜的巨系統(tǒng)，地球上發(fā)生的許多事件、變化和過程又十分復雜而呈非線性特征，時間和空間的跨度變化大小不等，差別很大，只有利用高速計

11、算機，我們今日和跨世紀的未來，才有能力來模擬一些不能觀測到的現(xiàn)象。利用數(shù)據(jù)挖掘（ Data Mining ）技術，我們將能夠更好地認識和分析所觀測到的海量數(shù)據(jù)，從中找出規(guī)律和知識。達成學習目標達成學習目標 1 1 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學“數(shù)字城市”：從廣義上說，是通過寬帶多媒體信息網(wǎng)絡、地理信息系統(tǒng)等基礎設施平臺，整合城市信息資源并加以充分利用，建立電子商務、電子政務、科技信息系統(tǒng)、勞動和社會保障信息系統(tǒng)等子系統(tǒng)，通過發(fā)展信息家電、網(wǎng)上教育、遠程醫(yī)療，建設信息化社區(qū)，最終實現(xiàn)城市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的全面信息化。 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天

12、 學“數(shù)字化社區(qū)”：顧名思義，就是通過數(shù)字技術將管理、服務的提供者與每個住戶相聯(lián)結(jié)的社區(qū)。這種數(shù)字化的網(wǎng)絡系統(tǒng)，使社區(qū)的管理者與住戶之間可以實時地進行各種形式的信息交互，由于現(xiàn)代網(wǎng)絡瀏覽器的先進性以及多態(tài)的表現(xiàn)性，加上各種網(wǎng)絡多媒體技術的應用，從而營造出了一個豐富多彩的虛擬社區(qū)。 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學 “地球村”：信息高速公路的出現(xiàn)，國際互聯(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)系交往的時間，使我們生活的世界成為一個全球性、同時性的“地球村”。 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學“數(shù)字化生存”：我國 IT

13、界有關人士這樣描述未來普通人的數(shù)字化生存狀態(tài)：寬帶將代替電話撥號的窄帶方式成為家庭和外部信息交流的高速公路。單芯片技術產(chǎn)生的數(shù)字產(chǎn)品會不斷豐富、滿足用戶高品質(zhì)數(shù)字化生活的需要。所有產(chǎn)品通過有線網(wǎng)絡或無線網(wǎng)絡聯(lián)成一體并實現(xiàn)設備之間的數(shù)據(jù)交換、資源共享以及自動化控制。達成學習目標達成學習目標 2 2 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學 數(shù)字地球是以計算機技術、多媒體技術和大規(guī)模存儲技術為基礎，以寬帶網(wǎng)絡為紐帶運用海量地球信息對地球進行多分辨率、多尺度、多時空和多種類的三維描述，并利用它作為工具來支持和改善人類活動和生活質(zhì)量。據(jù)此完成12題。1數(shù)字地球的核心思想有()用數(shù)字化手段統(tǒng)一處理地球上的問題最大限度地利用信息資源，并使普通百姓能夠通過一定方式方便地獲得他們想了解的有關地球的信息用數(shù)字統(tǒng)一處理地球上的所有問題使普通百姓能夠通過一定方式方便地獲得他們想了解的有關宇宙的信息 A B C DA 高 效 上 好 每 節(jié) 課 快 樂 上 好 每 天 學 數(shù)字地球是以計算機技術、多媒體技術和大規(guī)模存儲技術為基礎，以寬帶網(wǎng)絡為紐帶運用海量地球信息對地球進行多分辨率、多尺度、多時空和多種類的三維描述，并利用它作為工具來支持和改善人類活動和生活質(zhì)量。據(jù)此完成12題。2數(shù)字地球是