高中地理数字地球学案 最新.docx
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高中地理数字地球学案 最新.docx
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高中地理数字地球学案最新
第四节 数字地球
[学习目标定位] 1.了解数字地球的概念、关键技术。
2.了解数字地球与GIS、GPS、RS之间的关系。
3.结合具体案例,理解数字地球对生活的影响。
一、数字地球的含义
1.概念
数字地球是①信息化的、虚拟的地球,即将有关地球上每一点的信息,按地球的②地理坐标加以整理,构成一个全球的信息模型。
2.核心思想:
用③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,并使人们能够通过一定方式,方便地获得有关地球的信息。
3.数字地球的技术基础
(1)④信息高速公路与⑤高速网络技术。
(2)高分辨率卫星遥感技术。
(3)⑥空间信息技术与⑦空间数据基础设施。
(4)⑧大容量数据存储技术。
(5)可视化和虚拟现实技术。
(6)高性能计算能力。
思维活动
1.数字地球就是用经纬度数表示的地球吗?
答案 数字地球的核心就是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,并使人们能够通过一定方式,方便地获得有关地球的信息。
二、数字地球与我们的生活
思维活动
2.分析数字地球是“地球村”形成的技术支撑。
答案 “数字地球”的出现,实现了信息高速公路和国际互联网的广泛使用,“缩小”了我们的生活空间,“缩短”了我们联系交流的时间,使我们生活的世界成为一个全球性、同时性的“地球村”。
探究点一 数字地球的含义
探究活动 阅读材料,回答问题。
不久前有媒体报道,英国一个小偷将“谷歌地球”当成作案工具,利用它锁定不少建筑的铅质屋顶,盗走大约价值14万美元的铅。
借助“谷歌地球”,小偷还事先找好“撤离路线”。
这个小偷的行为自然可恨,但是他巧妙利用Google为自己服务的思路倒是值得借鉴。
实际上,利用GoogleEarth可带你飞往地球上的任何地方,可以在Google地球上看到卫星图像、地图、地形和3D建筑以及大洋、峡谷,包括外太空的银河系。
可以探索丰富的地理知识,保存你游览过的地点,并将其与他人分享。
(1)GoogleEarth有哪些具体功能?
(2)有人直接把GoogleEarth翻译成数字地球,这种说法科学吗?
(3)数字地球涉及的关键技术各有哪些主要功能?
答案
(1)结合卫星图片、地图以及强大的Google搜索技术,可获得地球上的任何地理信息。
如从太空漫游到邻居一瞥,搜索学校、公园、餐馆、酒店等,获取驾车指南,提供3D地形和建筑物,其浏览视角支持倾斜或旋转,保存和共享搜索和收藏夹,添加自己的注释等。
(2)不科学。
数字地球是地球数据信息的数字化,然后用三维成像的方式展示出来,是纯数字虚拟化;GoogleEarth是把卫星图片按照三维数据拼接起来,是原本实体图片的立体化。
因此,GoogleEarth仅仅是数字地球的一个应用方面。
(3)信息高速公路与高速网络主要用于传输信息;高分辨率卫星遥感技术采集信息;空间信息技术用于处理信息;大容量数据存储技术用于存储信息;可视化和虚拟现实技术以及高性能计算能力用于输出信息。
反思归纳 数字地球的技术基础
探究点二 数字地球与我们的生活
探究活动 阅读下列材料,回答下列问题。
1999年,首届“数字地球”国际会议在北京召开。
专家认为,“数字地球”是地图测绘、航空卫星遥感、探空和深钻的深化,是对地测绘系统(EOS)、全球定位系统(GPS)与地理信息系统(GIS)的综合,实现地球圈层间物质流、能量流与信息流数据的集成,从而对全球化问题进行广泛研究。
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?
答案
(1)“数字地球”相关技术在我国农业可持续发展方面可做如下工作:
资源利用状况遥感调查;合理布局农业;监测并预报气候变化及旱涝灾害;光热及农作物产量预测;农业污染监测、预报,并提出解决措施等。
(2)在全球问题的研究中,除农业外,还有如下领域可应用“数字地球”的相关技术:
全球温室效应;海平面上升;臭氧层分布;地形遥感;全球生态环境监测;全球气候预报;全球生物分布;全球生产结构监测等。
反思归纳 数字地球的应用
应用前景
具体表现
可持续发展
应用空间分析与虚拟现实技术,建立数字化空间实验室,从全球角度研究可持续发展
政府决策
为大型工程决策提供重要的参考数据,为政府对城市的管理提供依据
百姓生活
接受远程教育,网上购物,交互娱乐项目,浏览风景名胜
[思维拓展] 数字地球与3S技术的关系
数字地球是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现与再认识,是遥感技术、全球定位系统、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等多种技术的综合利用。
“3S”技术仅仅是数字地球的部分支撑技术。
它们的关系如下图所示:
对点训练一 数字地球的含义
1.数字地球的核心是( )
A.应用信息技术将地球每个角落紧密联系起来
B.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
C.运用电脑将地球的所有重要数据储存起来
D.用数字表示地球的所有地理特征
答案 B
解析 通俗地讲,数字化手段就是用数字的方法将地球、地球上的活动及整个地球的时空变化全部数字化并装入电脑中,实现在网络上的流通,并使之最大限度地为人类的生存、可持续发展和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。
其核心就是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,并使人们能够通过一定的方式,方便地获得有关地球的信息。
2.数字地球数据传输的基础是( )
A.网络B.虚拟现实技术
C.GISD.数据存储技术
答案 A
解析 数字地球的信息传输靠信息高速公路,即高速网络。
3.目前数字地球中存储的信息是( )
①数量巨大且都是真实可靠的 ②采取分散式存储,能够快速提取 ③数字化的信息 ④高分辨率卫星影像是信息采集的主要来源之一
A.①②B.②③C.③④D.①④
答案 C
解析 数字地球的数据量极大,初步估算将要存储1015字节的信息,而且每天还会产生大量的信息,这些信息只有分散地存储到全球各地的计算机中。
数字地球存储的信息是否真实可靠,取决于信息的提供者。
目前的互联网还无法满足快速提取的要求。
对点训练二 数字地球与我们的生活
数字化城市管理是指综合运用多种现代技术对城市进行科学高效管理,系统建设内容涵盖多个领域,如医院利用该系统抢救某危重病人的过程。
数字化城市是数字地球的一部分。
据此完成4~5题。
4.有关“数字城市”的叙述,错误的是( )
A.与“数字地球”是并列的两大信息系统
B.能以数字的形式获取、存储和再现城市的资源、基础设施、人文、经济等方面的信息
C.有利于提高城市管理效率
D.可以为城市可持续发展提供决策支持
5.“数字地球”的作用主要包括( )
①提高城市管理效率 ②节约资源和保护环境 ③实现城市的可持续发展 ④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
A.①②③B.②③④
C.①②④D.①③④
答案 4.A 5.C
解析 “数字城市”是“数字地球”的一部分,它综合运用了地理信息系统、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、存储和再现城市的资源、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,为城市可持续发展提供决策支持,而不是直接去实现城市的可持续发展。
综合提升
6.下图为“数字北京行天下”的主界面,结合所学知识完成下列问题。
(1)若家住济南的某同学计划利用暑假到北京旅游,想住在天安门附近,便于早晨看升国旗仪式。
他应该如何利用“数字北京行天下”查询合适的旅店?
(2)到了旅店后,他打算游览长城、故宫、颐和园,他将如何选择恰当的乘车路线?
答案
(1)先找到“数字北京行天下”主界面(图甲),然后点击“京城百事通”按钮进入下一界面,在下一界面的左侧按钮中(图丙)点击“知名酒店”按钮,根据提示逐步查询即可。
(2)先找到“数字北京行天下”主界面(图甲),然后点击“搜遍京城”按钮进入下一界面,在下一界面的左侧按钮中(图乙)在“公交换乘”按钮下面按要求输入信息并按“查询”按钮即可;也可直接点击“我乘公交”按钮进入下一界面,再根据提示逐步查询。
解析 “数字北京行天下”的主界面上有要查询项目的类别,然后根据界面中的提示一步一步完成查询过程。
[基础过关]
中央电视台“探索·发现”栏目播出了《回到恐龙时代》的节目。
众所周知,恐龙早已灭绝了,但节目中的各类恐龙及其生活环境如同真的一样。
完成1~2题。
1.上述节目的播出,体现了哪项关键技术的应用( )
A.高速网络技术
B.空间信息技术
C.大容量数据存储技术
D.可视化和虚拟现实技术
2.有关数字地球的可视化技术和虚拟现实技术的叙述,正确的是( )
①可视化技术将抽象数据具体化,以文本、图像、声音和视频等各种形式表现 ②可视化技术是实现数字地球与人交互的窗口和工具 ③虚拟现实技术只能模拟现实视觉环境 ④虚拟现实技术可完成虚拟战争、虚拟旅游等过程
A.②③④B.①③④
C.①②④D.①②③
答案 1.D 2.C
解析 第1题,依靠其可视化和虚拟现实技术可跨越时空带人们回到远古时代或进入未来。
第2题,虚拟现实技术不仅能模拟现实的视觉环境,还能模拟听觉、嗅觉等现实环境。
3.数字地球的建立,使人类拥有了一个数字化空间实验室,科学家通过这个实验室可以从全球角度研究可持续发展的问题。
下列说法不正确的是( )
A.利用数字地球可模拟环境变化对物种的影响
B.利用数字地球可掌握作物病虫害及生长情况
C.利用数字地球,可以预测温室效应加剧后,将淹没哪些地区
D.利用数字地球,可以预测将来,但无法模拟数世纪前的环境
答案 D
数字化校园通过实现从环境(包括设备、教室等)、资源(如图书、讲义、课件等)到应用(包括教学、管理、服务、办公等)的全部数字化,在传统校园基础上构建一个数字空间,以拓展现实校园的时间和空间维度,提升传统校园的运行效率,扩展传统校园的业务功能,最终实现教育过程的全面信息化,从而达到提高管理水平和效率的目的。
据此完成4~5题。
4.数字校园包括( )
①网上学校 ②网上交易 ③虚拟学校 ④电子商务
A.①③B.②④C.①④D.②③
5.未来借助于数字校园技术,有关地理课的变化,说法不正确的是( )
A.不再使用地球仪,学生只要戴上显示头盔,就能看见太空中的地球
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域范围、动植物物种分布、人口等各方面的信息
C.课堂上不再需要老师,学生完全靠计算机自学
D.想了解有关地区更多的信息,可以利用相关的计算机
答案 4.A 5.C
解析 “数字校园”是“数字地球”应用的一种具体形式,它包括网上学校和虚拟学校,在虚拟学校中可提供教学中需要的各种教学环节和教学需求,并可进行远程教育。
下图为“2018年9月19日19号台风‘天兔’移动路径示意图”,据此回答6~8题。
6.台风卫星云图的获得用到的关键技术是( )
A.RSB.GPS
C.GISD.数字地球
7.台风路径的预测用到的关键技术是( )
A.RSB.GPS
C.GISD.数字地球
8.台风过境后农作物受损状况的实时观测用到的关键技术是( )
A.RSB.GPS
C.GISD.数字地球
答案 6.A 7.C 8.A
解析 GPS具有定位的功能,GIS具有分析、模拟、预测功能,RS具有实时准确获取信息的功能。
9.读下图,回答问题。
(1)填写出图中字母所代表的正确答案。
A____________________,B____________________,C____________________,D____________________。
(2)随着电子通信的不断发展,人们之间交流的信息将越来越________,知识的更新将不断加________,使社会发展的步伐越来越________。
(3)简述我国建立自己的信息高速公路的原因。
答案
(1)信息高速公路 提供服务、方便生活 开展电子商务,促进经济发展 加强经济交流,促进科技发展
(2)多 快 快 (3)①现在已步入信息时代,谁掌握信息,并使之转化为经济、科技优势,谁就获得发展的主动权;②作为信息高速公路,正是抓住了当今世界技术革命的核心,而且在现实生活中已有体现:
a.开展了电子商务,促进了经济发展;b.为人们提供各种服务,方便生活;c.加强科技交流,促进科技发展。
总之,它已对社会产生了巨大的影响。
因此,我国应该建立自己的信息高速公路。
10.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。
阅读材料,探究下列问题。
GoogleEarth使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)根据你的理解,GoogleEarth涉及到哪些关键性技术?
(2)试举例说明“数字地球”在日常生活中的应用领域。
(3)数字地球除了在日常生活中的应用外,还在可持续发展研究中发挥作用,试举例说明。
答案
(1)信息高速公路与高速网络技术、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等。
(2)网上旅游信息查询,远程教育研修等。
(3)模拟未来20年森林面积的变化,研究全球生态环境变化趋势。
解析 GoogleEarth是一种网络化的数字地球形式,它的建立需要地理信息技术和其他相关科学技术的支撑。
数字地球的应用前景主要是三大领域:
可持续发展、政府决策、百姓生活。
可持续发展方面主要体现在快捷获取大容量信息和模拟实验,为我们研究全球可持续发展提供有利条件。
[能力提升]
在未来的农业生产中,依托于地理信息技术,农民首先可定期获得农田长势的影像资料,再经过系统分析,最后把杀虫剂、化肥施用到最需要的农田,从而减少污染、提高产量。
依据图文资料,完成11~12题。
11.这一过程中,依次使用的技术是( )
A.GPS—RS—GISB.RS—GPS—GIS
C.GIS—RS—GPSD.RS—GIS—GPS
12.“土地利用信息数据库”在数字城市规划中不能用于( )
A.分析应急避难场所数量
B.确定市区停车场的规模
C.决策公交线路合理布局
D.统计城市流动人口数量
答案 11.D 12.D
解析 第11题,依据题目材料可以得出:
第一步,获取卫星影像资料信息(RS);第二步,数据的系统分析(GIS);第三步,“把杀虫剂、化肥施用到最需要的农田”(GPS)。
第12题,“土地利用信息数据库”属于地理信息系统,处理具有空间性的数据,城市流动人口数量不具有空间性,不能用于此数据库。
下图为“数字黄河”的某一示意图,读图分析完成13~14题。
13.上图反映“数字黄河”的叙述,不正确的是( )
A.可以用来查阅获得黄河的有关信息
B.可以用来指导黄河防汛和水量调度
C.对普通老百姓而言,距离较远,价值不大
D.“数字黄河”的建设需要不断完善和更新
14.有关数字地球的叙述,正确的是( )
A.就是指3S技术的应用
B.一个由数据和信息组成的地球
C.主要反映现实问题,不能应用于可持续发展
D.可以方便地获取信息,模拟人类活动对环境产生的影响,来制定可持续发展的对策
答案 13.C 14.D
解析 本题组考查数字地球与地理信息技术的知识。
第13题,从图中可知,“数字黄河”很好地应用了地理信息技术,可以用来查阅获取黄河的相关基础设施、专业应用等信息,可指导黄河防汛、水量调度。
当然,该系统还应继续完善,不断更新,其价值不可言喻,故C项错误。
第14题,数字地球就是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,并使人们能够通过一定方式,方便地获得有关地球的信息。
15.深圳某中学研究性学习小组搜集有关南极科考与3S技术的材料,开展研究性学习。
材料一 2018年4月9日,中国第29次南极科学考察队历时156天,航程近3万海里,创下了中国南极考察史上的多个第一,圆满完成53项科考和后勤保障项目,乘坐“雪龙”号极地考察船凯旋。
国家海洋局局长刘赐贵、上海市副市长姜平、国家海洋局副局长陈连增等领导亲临上海中国极地考察国内基地码头迎接。
材料二 在南极中山站前使用探测仪器的科考队员。
(1)南极科考队为安装大型望远镜设备选址并准备场地,应用的地理信息技术是____________;考察队员监测南极冰川和海岸线变化要利用到的地理信息技术是________。
(2)“数字南极”的构建是我国南极科考的重要任务。
对“数字南极”利用,叙述错误的是( )
A.方便查阅南极地区的三维地图及地图信息
B.可以对附近地区冰川、海岸线的变化进行观察分析
C.为防止极冰融化提供治理的技术
D.对地物相关信息的分析采用数字化处理
(3)利用地理信息技术在对南极地区进行勘探研究中,除了上述应用外,还有哪些用途?
试举两例。
答案
(1)GPS和GIS RS
(2)C
(3)利用GPS测量观测点的海拔高度,确定科考队员的位置;利用RS探测资源状况;利用GIS绘制资源分布图。
(举任意两例即可)
解析 第
(1)题,选址过程要通过GIS进行空间分析,位置的确定要应用GPS,监测环境的变化需要RS。
第
(2)题,“数字南极”不能提供治理极冰融化的技术,但能为极冰融化的治理提供有用的分析数据。
第(3)题,可从GPS和RS以及GIS等技术的应用,结合南极科考现状进行分析。
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