中图版高中地理选修7地理信息技术应用：数字地球和数字城市

“数字北京”的概念是1999年底提出来的。数字北京工程将通 过建设宽带多媒体信息网络、地理信息系统等基础设施平台，整合 信息资源，建立电子政务、电子商务、社会劳动保障等信息系统及 信息化社区，逐步实现全市国民经济和社会信息化。2003年，北京 已经建设了数百个宽带小区，数以万计的用户正享受着数字生活。
小明本来计划去上海世博会游玩，结果 因为暴雨，飞机无法起飞而使他的世博之旅 无法进行，小明很是懊恼，爸爸给小明出了 个主意，让他在网上打开“网上世博”的主 页进行一次网上游世博。于是小明兴致勃勃 地参观了很多国家的展览馆。
(1)“网上世博会”主要利用了什么技术？这两个技术有 何区别？
提示：可视化和虚拟现实技术。区别：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。
第2节 数字地球和数字城市
数字地球的含义
对于“数字地球”，我们可以假设下面场景： 当戴上显示头盔时，我们看到的地球与从太空中看 到的一样。通过数据手套，我们可以将看到的影像 地球逐级放大，直到可以看到各大洲以及不同地区、 国家和城市的内容，甚至可以看到具体的房屋、树 木以及其他自然或人造的对象。当发现我们自己感 兴趣的地区时，可以通过三维显示方式对一个地区 进行研究，并可以看到该地区的立体景观。
那什么是数学地球呢？
数字地球是数字化的地球，更确切 的讲，是信息化的地球。通过遥感技术、 全球定位系统、地理信息系统、虚拟现 实技术、网络技术等多种技术的综合应 用，把地球上每一个确定点的相关信息 和数据组织起来，并进一步组合地球上 所有类似的点，构造一个能包容自然和 人类大多数数据和信息的虚拟地球。
数字地球为地球科学的知识创新与理论深化研究 创造了实验条件，为信息科学技术的研究和发展提供 了试验基地和没有“因墙”的开放实验室，数字地球 将成为没有校园的、最开放的学校。数字地球建设将 是一场具有深远意义的技术革命，并会促进新产业的 诞生和产业规模的扩大，创造出更多就业机会。
●合作探究
阅读下面材料，回答问题。
数字地球的组成
数字地球主要由数据、操作平台和应用模型组成。
数据包括全球大、中、小比例尺的空间 数据，如各类多光谱、多时相、高分辨率的 遥感卫星影像、航空影像、数字地图等，以 及相关领域的文本数据，如资源、环境、人 口、全球变化等文本信息。
操作平台是一种开放式、分布式的、基 于网络环境的软件系统，可以对各类数据进 行更新、查询、处理和分析。
提示：①利用飞机模拟驾驶系统去体验一下。②利 用北京三维地图，可以查看接近实景的地图，异国街头景观。
什么是数字城市?
数字城市是数字地球的重要组成部分， 是数字地球应用最集中的体现。通俗地讲， 就是以数字的形式将整个城市、城市中的活 动及城市环境的时空变化输入计算机中，实 现在网络上的流通，最大限度地为城市的可 持续发展和人们日常的工作、生活、娱乐等 提供服务。
(2)这件事之后，小明忽然发现，神秘的“数字地球”原 来与我们的生活息息相关。聪明的你，能利用数字地球 给下面的难题找出解决办法吗？ ①小明想体验一下驾驶飞机的感觉，但是根据现实条件 他是不可能去真正学习驾驶飞机的。 ②爷爷奶奶想到北京去玩几天，但是他们很难看懂平面 的地图。 ③小明的同学很想游历世界，到异国他乡的街头去看一 看。
数字地球的特点
数字地球以地理坐标为依据，具 有多种分辨率的海量数据，可用多媒 体和虚拟现实技术进行多维表达，是 一个具有空间化、数字化、网络化、 智能化和可视化特征的技术系统。形 象地说，数字地球指整个地球经数字 化之后由计算机网络来管理的技术系 统。
数字地球的核心思想
一是用数字化手段统一处理地球问题； 二是最大限度的利用信息资源。
应用模型是解决包括资源、环境、全球 变化等各专业领域问题的一整套方法和计算 机程序。
建立数字地球的关键技术
一、全球高速网络与分布式大规模存储 二、高分辨率遥感影像 三、虚拟现实技术 四、互操作技术
建设数字地球的意义
数字地球是未来信息资源的主体。人们在日常生 活中所接触和利用的信息，有80%与地理空间位置有 关，可以被纳入数字地球中。信息社会的发展，将改 变人类的生存和发展方式，未来利益的分配和冲突也 将会在很大程度上依赖对数字地球的控制。
数字北京目前已经应用于北京市城市规划管理、“数字绿化隔 离带”、“数字中关村”、“数字西城”、农业土地利用、水利防 洪、气象与大气环境污染、公路养护建设等诸多领域。
普通的北京市民目前已经逐渐感受到了数字北京带来的便利。 如，数字化交通建设能够为出行的人们提供实时的交通路况信息， 同时也为交通管理部门及时掌握交通状况，实现快速交通监控提供 了可能。另外，数字北京在远程教育、文化娱乐、商业活动等领域 也显示出了前所未有的优势。
为什么说数字地球 是形成“地球村”的技 术支持？
提示：“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。同时形成 “地球村”。
谢谢
通过系统的声音识别能力，我们可以查询陆地 景观的各种信息，还可以对地球上的各种动植物种 类进行区分，同时了解到实时的天气、道路、建筑 物、人口和社会信息。我们不仅可以进行空间上的 旅行，而且还可以在时间上任意遨游。我们可以倒 退一段时间，通过覆盖在数字地球的数字地图、新 闻影片、民间传说或报纸，了解各大陆古老的历史 和民风民俗。这种时间的伸缩可以是几天、几年或 几个世纪，甚至可以倒退到地质时代的侏罗纪去了 解有关恐龙的信息。
建立数字地球的关键技术
除了运用与数字地球相同的技术外，数字城 市的关键技术还包括：三维地理信息系统技术， 即建立三维数字城市模型的技术；建立基础设施 模型的技术，如建立城市建筑设施、交通设施、 能源设施等模型的技术。
数字城市的应用
数字城市可以在城市规划与设计、城市管 理与服务、城市突发事件处理、政府决策等方 面发挥巨大的作用。