2018-2019版高中地理 第三单元 区域资源、环境与可持续发展 单元活动 走进“数字地球”学案 鲁教版必修3.doc

单元活动走进“数字地球”学习目标1.认识“数字地球”的概念、支撑技术和主要特点。2.了解“数字城市”“数字校园”的概念和主要应用。3.联系“数字地球”的发展前景，了解“数字地球”对我们实际生活的意义。一、认识“数字地球”1概念：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有关的信息转化为数字信息装入计算机中，实现在网络上的流通。2核心思想：用数字化的手段整体性地解决与空间位置相关的问题和最大限度地利用信息资源。3支撑技术：遥感、地理信息系统、全球定位系统技术与信息科学技术的相融合。4主要特点(1)具有空间性、数字性和整体性，并且三者融合统一。(2)可以迅速充实和联网。(3)是一种开放式的数据平台，具有立体和动态显示数据的能力。(4)以图像、图形、图表、文本报告等多种形式提供局部或全球范围的数据、信息、知识方面的服务，其中提供信息服务是最主要的任务。(5)服务对象覆盖全社会层面。思考1.“数字地球”就是“3S”技术的综合，对吗？答案不正确。“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、网络技术等各种技术的综合应用。而“3S”技术仅仅是“数字地球”的部分支撑技术。二、“数字城市”1概念：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，从而提高城市的管理效率、节约资源和保护环境，为城市的可持续发展提供决策支持。2主要内容(1)城市设施的数字化。(2)城市的网络化：包括互联网、有线电视网、移动通信网、光纤网、广域网、局域网等。(3)城市的智能化：包括网上商务、网上金融、网上教育、网上医院、网上政务等。3作用：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。思考2.建立“数字城市”对我们日常生活的意义有哪些？答案城市信息化使得智能化交通、智能化住宅小区、数字化企业、电子商务、电子金融、电子政务、远程教育、远程医疗、网上娱乐等成为可能，还带动了生态城市和花园城市建设，为居民生产、生活和学习创造更方便、舒适、高效和安全的环境，提高了生活质量。三、“数字校园”1概念：数字校园是利用网络、通信技术对校园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。2目标：为教学、科研、管理和生活服务，把学校建设成既面向校园内，又面向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育资源。3应用(1)教师能进行电子备课；根据教学需要进行相应的教学操作；还可以进行电子评阅。(2)学生可以利用多媒体手段参加教学活动。思考3.若“数字校园”成为现实，学生将如何进行学习活动？答案在任何有互联网的地区，学生可在虚拟的课堂、虚拟校园、虚拟的图书馆进行学习活动。探究点“数字地球”及其应用阅读下列材料，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，是对地观测系统(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数字地球的应用领域有哪些？答案数字地球的应用领域小到人们日常生活的工作、生活、娱乐等，大到人类的生存与可持续发展，如预测气候变化、治理环境污染、防灾减灾、保护生物多样性、解决政治或经济危机、增加农业产出等。2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？答案“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。3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。1“数字地球”的支撑技术数字地球是一个庞大而复杂的系统，要依靠诸多关键技术支撑。各关键技术与数字地球的关系具体如下所示：2“数字城市”的组成和实例组成实例数字化城市基础设施建筑设施、管线设施、环境设施、交通设施等政府管理各级政府、海关税务、地籍管理、公安消防、城市规划等文教卫生教育科研、医疗卫生、新闻出版、运动场馆、名胜古迹等产业平台制造业、服务业、信息产业、金融业、旅游业等网络化三网连接电话网、有线电视网与互联网实现互连、互通数据处理平台多种数据的融合与立体表达、仿真与虚拟技术数据库与数据共享多种数据的存储、管理、查询智能化网上政务网上办公、网络会议、信息发布等网上商务网上贸易、虚拟商场、网上市场管理等网上社会网上影院、网上银行、网上医院等网上教育虚拟教室、虚拟实验室、虚拟图书馆3“数字校园”的应用教师在校内或是家中，都能进行电子备课在课堂上，可以根据教学需要进行相应的教学操作，如进行视频点播，可以增强学生的感知能力在计算机上看到学生的作业和答卷，并进行评阅工作学生利用多媒体手段参加教学活动调出学习课件，自己控制学习进度课堂上没有掌握的知识可以由计算机进行辅导，借助计算机巩固课堂上已学会的知识可以在家中借助互联网接受远程教育，并通过实时的考查系统检查学习效果方便学生去图书馆借阅图书“数字城市”是数字地球的一部分。据此完成12题。1有关“数字城市”的叙述，正确的是()A“数字城市”就是指互联网B“数字城市”就是“信息高速公路”C“数字城市”是用数据通信技术使城市信息的表达方式日益“数字化”D“数字城市”只能方便人们的生活，并不能创造实实在在的财富2“数字城市”应用的技术有()高速网络技术遥感技术地理信息系统技术虚拟现实技术GPSA BC D答案1.C2.D解析第1题，“互联网”“信息高速公路”只是“数字城市”的一部分；“数字城市”不仅能方便人们的生活，还能创造财富。第2题，“数字城市”是数字地球的一部分，凡是数字地球能用到的技术同样适用于“数字城市”。图表特征：“3S”图像往往作为考查的载体，用来考查“3S”技术的应用。在遥感图像中，遥感影像图是根据遥感影像绘制的图形；GIS图像主要是根据GIS的图层叠加原理，展示不同的图层；GPS多以材料为背景，图像呈现不多，一般仅通过手持机界面图或工作流程图来考查，但与RS和GIS的综合应用所得的图像也是较为常见的考查方式。下图为某冰川所在区域遥感影像。图中甲点所处的地形是()A山谷B山脊C冲积扇D盆地下图为某冰川所在区域遥感影像。图中甲点所处的地形是()A山谷 B山脊C冲积扇 D盆地 要求判断一个点的地形。 (1)冰川块状分布，伸出多处冰舌，可知图示区域冰川作用活跃。(2)根据成像原理，地势较低的山谷光线较暗，地势较高的山脊光线明亮。 甲处光线较暗，应为山谷。 A(2017银川调研)现代地理信息技术已经广泛应用于地理环境的研究，服务于日常生产生活。读图，回答12题。1利用图甲可以()A了解地形和地貌特征，开展土地资源调查B监测风沙和干旱灾害，进行灾情预测分析C确定时间和空间定位，进行路线筛选导航D测算经济和人口数据，确定商业网点布局2有关图乙车载导航仪及其所示电子地图，下列说法正确的是()A车载导航仪借助GIS实现精确定位B车载导航仪通过RS获得交通信息C电子地图可以实现人机交互功能D电子地图不能显示自然地理信息答案1.A2.C解析第1题，图甲是遥感影像图。遥感主要是人的视力的延伸，用它可以获取图像，了解地形和地貌特征，开展土地资源调查。B选项中的灾情预测分析、C选项中的路线筛选、D选项中的测算经济和人口数据只能由GIS来完成。第2题，车载导航仪借助GPS获得交通信息，实现精确定位，再通过电子地图呈现出来，实现人机交互的功能；电子地图也能显示河流、湖泊等自然地理信息。数字地球是信息化的地球地球的虚拟对照体。结合所学内容回答13题。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2数字地球数据传输的基础是()A网络 B虚拟现实技术CGIS D数据存储技术3目前数字地球中存储的信息是()数量巨大且都是真实可靠的采取分散式存储，能够快速提取数字化的信息高分辨率卫星影像是信息采集的主要来源之一A B C D答案1.B2.A3.C解析第1题，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。第2题，数字地球的信息传输靠信息高速公路，即高速网络。第3题，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，所以这些信息只能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。上海世博会展示了很多数字城市技术的具体应用。比如在国家电网馆，有通过手机短信就可以操控的洗衣机；在日本馆，人们通过双手就可以非触摸地在一个巨大的生活墙上实现看电视、整理相册、玩游戏等多种操作。据此完成45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“数字城市”的作用主要包括()提高城市管理效率节约资源和保护环境实现城市的可持续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A BC D答案4.A5.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。“数字城市”的作用之一是为城市的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。6阅读材料，回答下列问题。材料一“数字黄河”，就是借助全数字摄影测量、遥测、遥感、地理信息系统、全球定位系统等现代化手段及传统手段采集基础数据，通过微波、超短波、光缆、卫星等快捷传输方式，对黄河流域及其相关地区的自然、经济、社会等要素构建一体化的数字集成平台和虚拟环境。通俗地讲，“数字黄河”就是把黄河装进我们的计算机，从而可方便地模拟、分析、研究黄河的自然现象，探索其内在规律，为黄河治理、开发和管理的各种方案决策提供科学技术支持。材料二“数字黄河”的某一示意图。(1)“数字黄河”的五大技术环节是_、_、_、_和_，其中支持优化黄河治理开发与管理方案的关键环节是_。(2)下列属于建设“数字黄河”的积极意义的是(多选)()A洪水预报 B水量调度C水质监测 D水土流失监测E工程模拟(3)若建立黄河流域内水能资源地理信息系统，你认为应该储存哪些方面的空间数据信息？答案(1)信息采集系统数据传输系统数据存储与处理系统数字模拟系统决策支持系统数字模拟系统(2)ABCDE(3)应储存的空间数据信息有：全流域的水能蕴藏量；已开发水能的量及空间分布；重要河段水能资源的时空分布；水能可开发河段的地质、地貌特征的相关数据；流域内人类的经济活动状况等。解析由题目可知，“数字黄河”的五大技术环节表现为信息采集、数据传输、数据存储及处理、数字模拟和决策支持等高新技术支撑。利用“数字黄河”系统可以对黄河流域的洪水、凌汛、水土流失实施防御与治理。建立黄河流域内水能资源地理信息系统需要全流域的地质地貌、水文、经济等空间数据信息。中央电视台“探索发现”栏目曾播出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。据此完成12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()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技术只能模拟现实视觉环境虚拟现实技术可完成虚拟战争、虚拟旅游等过程A BC D答案1.D2.C解析第1题，依靠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。第六届国际数字地球高峰会议于2016年7月7日在京开幕。来自中国、美国、德国、意大利等30余个国家及相关国际组织的300余位代表围绕“大数据时代的数字地球”的主题展开讨论，讨论了数字地球相关领域的基础理论、技术和应用前景。结合所学知识，完成35题。3这里的“数字地球”是()全球的信息模型地球仪的一种按照地理坐标加以整理的用数字化手段处理的自然和社会等方面问题的地球A BC D4中国科学院开发、研究数字地球的核心是()用数字化手段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自然资源方便地获得有关地球的信息提供运动物体的精确位置、运动方向和速度A BC D5与会的学者和专家可以利用数字地球()恰当布置警力打击犯罪模拟全球气候对我国物种分布及变迁的影响评估作物产量了解人类和环境之间相互依赖的关系A BC D答案3.B4.D5.A解析第3题，地球仪是为了便于认识地球，人们仿造地球的形状按照一定的比例缩小，制作的地球的模型，不是用数字化手段处理的虚拟地球。第4题，提供运动物体的精确位置、运动方向和速度的是GPS技术。第5题，布置警力打击犯罪是警方的职责，不是“学者和专家”的职责。“数字校园”是“数字地球”的具体利用与体现。读“数字校园的应用图”，回答68题。6“数字校园”是指()A对校园内所有信息资源的数字化B远程教育和网上学校C计算机辅助地理教学D建设虚拟学校7“数字校园”的思想核心是()A信息资源的数字化 B建设网上学校C发展远程教育 D减轻师生的课业负担8未来借助于“数字校园”技术，有关地理教学的变化的说法，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范围、动植物物种等信息C课堂上不需要老师，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，就能够看见答案6.A7.A8.C解析第6题，“数字校园”是利用网络、通信技术对校园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7题，把学校建设成既面向校园，又面向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育资源。第8题，虽然数字校园技术能大大丰富课堂教学，但教学依然离不开教师的主导作用。中国政府和学术界在“数字地球”的基础上提出了“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。据此回答910题。9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情况B查询股票行情C通缉罪犯D设计时装10通过网络能实现多种形式的有偿信息服务，这主要是因为()A信息进入了市场交换 B信息是海量的C信息可以多次复制 D信息可以多人共享答案9.D10.A解析第9题，设计时装不属于“数字中国”服务领域的工作。第10题，有偿服务的信息实际上是一种可供交换的商品。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1112题。11这一过程中，依次使用的技术是()AGPSRSGIS BRSGPSGISCGISRSGPS DRSGISGPS12“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.D12.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。13阅读下列资料，回答问题。Google Earth是一款由Google公司开发的虚拟地球仪软件，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。Google Earth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)Google Earth所需的数据是如何存储的？这些最基本的空间数据是如何获得的？(2)Google Earth的空间数据的基础设施是什么？(3)在Google Earth中，可视化技术和虚拟现实技术有何区别？(4)根据你的理解，Google Earth涉及到哪些关键性技术？(5)试举例说明“数字地球”在日常生活中的应用领域。(6)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，试分别举例说明。答案(1)分散在不同机构的数据库中。通过高分辨率卫星遥感技术获得。(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具体化，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。(5)例如：网上旅游信息查询，远程教育研修等。(6)例如：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等。解析(1)Google Earth所需数据异常庞大，已不可能通过单一的数据库存储，需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于高分辨率卫星遥感技术。(2)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。(3)可从含义、与人之间的关系两个角度归纳。(4)Google Earth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。(5)(6)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。14阅读下面材料，完成下列各题。我国“数字国土”工程是国土资源信息化建设工程的重要组成部分。专家认为，“数字国土”是地图测绘、航空卫星遥感、探空和深钻的深化，是对地观测系统(EOS)、全球定位系统(GPS)与地理信息系统(GIS)的综合。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。(1)下图为冬小麦各生长阶段的波谱特性示意图，通过分析能得出什么结论？(2)根据材料推断，“数字国土”相关技术在“我国农业可持续发展”方面可做哪些工作？(3)在全球问题的研究中，除农业外，还有哪些领域可以应用“数字国土”的相关技术？答案(1)冬小麦在不同生长阶段，其波谱特性不同，通过遥感获得某地冬小麦某一生长阶段波谱数据并与正常年份比较，即可判断出冬小麦的生长状况，进而对产量进行预测，为后一阶段的生产活动提供资料。(2)土地资源利用状况遥感调查，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，提出解决措施等。(3)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。解析“数字国土”相关技术的核心是“3S”技术的综合应用。第(1)题，通过遥感获得的冬小麦在不同生长阶段的波谱特性，可分析冬小麦生长状况，并对产量进行估测。第(2)题，“数字国土”相关技术在“我国农业可持续发展”方面可发挥的作用：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；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；分析如何消除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。第(3)题，在全球问题的研究中，除农业外，其他领域也可以运用“数字国土”的相关技术解决问题，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。