数字地球导论课件周旭 第2章
《第四节数字地球》PPT课件(河北省市级优课)-地理课件
3、数字地球的关键技术 （5）可视化和虚拟现实技术
上面借视助频可是视通化过与哪虚项拟技现术实实技现术的实?现这了项地技球术与的人主的要交作互用 是什么?
3、数字地球的关键技术 （5）可视化的虚拟现实技术
地 球
可视化技术是实现地球与人交互的窗 口和工具
与
人
的
交
互
虚拟现实技术能够使人与逼真的虚拟 世界进行交互
两幅图 所显示 的内容 除了需 要遥感 技术提 供详实 的数据 外，还 需要哪 些技术 提供支 持？
卫地星图图
一、数字地球
3、数字地球的技术基础 （2）空间信息技术与空间数据基础设施
GIS
数
字
空
地
间
球
信 息
GPS
空 间
技
核
术
心
技
网络技术
术
一、数字地球
3、数字地球的技术基础
（2）空间信息技术与空间数据基础设施
C.①②③④
D.①②③
答案：A、B、C
再
见
谢谢观看
简单来说就是将地球上的信息数字化,并运用网络技术、 虚拟技术、3S技术等各种技术建立的一个虚拟地球。
一、数字地球
2、数字地球的核心思想
（1）用数字化的手段来处理整个地 球的自然和社会等方面的信息。 （2）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。
一、数字地球
3、数字地球的技术基础 （1）高分辨率卫星遥感技术
一、数字地球
3、数字地球的技术基础 （2）空间信息技术与空间数据基础设施
你知道你的鞋码吗 ？不同鞋码之间如 何转化？
不同地区有不同的鞋码，他们之间的如何转换呢？例如（欧码+10)*5=中国鞋号、老鞋号(码)*210= 新鞋号（号）。因为数字地球空间数据来源不同，格式有别因此要实现不同空间数据的共享就 需要按照一定的转换标准进行数据的转换处理。
数字地球PPT课件
四、地理信息技术与数字地球
1.地理信息技术
___ 地理空间信息
是指获取、管理、查询、更新、空间分析和应用评价
的现代技术的总称
要包括(RS)、全球定位系统(GPS)和(GIS)等。 2．数字地球。 (1)含义：把整个地球信息数字化后，由计算机网络来管理的技术系统。
(2)作用：将不同空间、时间的自然、人文的大量信息整合为_立__体__的___、动态
C．①②③④⑤⑦
D．①②③④⑤⑥
3．中央电视台“探索·发现”频道近期播出了《回到恐龙时代 》的节目。众所周知，恐龙早已灭绝，但节目中的各类恐 龙及其生活环境如同真的一样，这体现了数字地球哪项关 键技术( )
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
解析：选D。数字地球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。
4.关于数字地球应用前景的说法，正确的是( )
①为科学家研究全球性问题提供了数字化空间实验室，有 利于可持续发展的研究 ②政府决策可完全依赖数字地球 ③为城市管理提供依据 ④数字地球的发展是可以预见的 A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
5．数字地球应用于政府决策的领域有( )
①国家大型工程决策 ②城市管理
一、数字地球
1.含义：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“3S” 技术、虚拟技术、网络技术等技术的综合应用
探究1：数字地球要求的全球网络和分布式 存储与国际互联网是不是一回事？
提示：不是。现在国际互联网在很大程度上实现 了信息共享，但还不能达到“数字地球”意义上的 要求。
合理分配警力资源
模拟教育、商场、娱乐、 3.百姓生活 风景名胜、博物馆、美 坐在家中享受生活
数字地球 课件
5．关于数字地球的叙述，不正确的是( ．．．
)
A．是全球定位系统、遥感技术、地理信息系统、虚 拟技术、网络技术等各种技术的综合应用 B．是一个能包容自然和人文大多数数据和信息的虚 拟地球 C．用数字化手段统一处理地球问题是数字地球的核 心思想之一 D．数字地球属于高新技术，与普通百姓关系很小
1．有关“数字化城市”的叙述，正确的是( A．“数字化城市”就是指因特网 B．“数字化城市”就是“信息高速公路”
)
C．“数字化城市”是用数据通信技术使城市信息的 表达方式日益“数字化” D．“数字化城市”只能方便人们的生活，并不能创 造实实在在的财富
2．“数字化城市”应用的技术有( ①高速网络技术 ③地理信息系统技术 ⑤GPS技术 A．①②④ C．①②③⑤ B．②③⑤ ②遥感技术
“看”的过程。而地理信息系统(GIS)是在一定的数据源 的基础上进行分析、对比、计算得出有益于人类生产、生 活的结论，它侧重于“分析、计算”，相当于“想、算” 的人的活动。例如：气象卫星在高空收集到云系等信息情 况并传输到地面，这是RS技术的应用，而将卫星云图与 地面上实测到的气温、湿度、风向等信息(统称为数据源) 经过计算、分析处理得出天气情况的预测，则是GIS技术 的应用。GPS相对应用途径单一，即定位并通过多次定位
科技人员开发一种随身携带的伴行包，以便家人及时 找到迷路的老人，下图反映了寻找老人的过程。读图，回 答第3～4题。
3．图中伴行包和服务商分别采用的技术是( A．GPS和RS C．GPS和GIS B．RS和GPS D．RS和GIS
)
4．下列叙述中运用到GIS技术的是( A．农作物产量的估算
)
B．发生地质灾害时迅速及时了解受灾地区的灾害状 况 C．交通路线、人口密度与商业网点布局的相关分析 D．珠穆朗玛峰高度的精确测量
数字地球导论02
2.2 互联网的第三次浪潮—Grid
Grid与互联网，万维网之间的差别： 第一、不仅实现了数据的共享，而且实现 了硬件的共享，即计算机资源的共享。 第二、不仅可以共享一切在线的计算资源 、网络与通讯资源、数据资源之外还可以 共享在先的所有传感器以及一切在显得远 距离的仪器和设备。
2.2 互联网的第三次浪潮—Grid
2.4格网化全球导航卫星系统
1.
Grid CNSS的功能
1. 2. 3. 4.
5. 6.
基本的卫星定位导航 Grid DGPS/RTK 格网虚拟参考站 VRGNSS信息中心平台是整个GRID GNSS的中间体 和应用平台 GRID GNSS的研究内容 GRID GNSS的实现。
2.5地理信息系统技术进展与 Grid GIS
2.2 互联网的第三次浪潮—Grid
2.2.5国外格网计算研究进展 美国的格网计算研究进展 课本77-82 NASA的信息能源Grid Computing 课本82 3．欧洲的格网计算研究进展 课本82-85 亚太地区的格网计算技术研究进展 课本85-68
湘教版高中地理必修三第三章第四节《数字地球》课件 (共33张PPT)
(3)空间信息技术与空间数据基础设施。
(4)大容量数据存储技术
需要把地球上高达1000万亿字节级的信息存 储起来。是数字地球信息存储的基础。
(5)可视化和虚拟现实技术
(6)高性能计算能力
“天河二号”是由国防科学技术大学研制的超级计算机系统，以峰 值计算速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿次双精度浮 点运算的优异性能位居榜首，成为全球最快超级计算机。
湘教版高中地理必修三 第三章第四节《数字地 球》课件 (共33张PPT)
2020/9/22
一、数字地球的含义
信息化
虚拟对照体
快速 形象
数字化
资源
自然和社会
5、关键技术
(1)信息高速公路与高速网络技术
通过高速网络把分散在数以万 计机构的数据库中的数据迅速 从四面八方调来。
(2)高分辨率卫星遥感技术
2014年11月17日公布的全球超级计算机500强榜单中，中国“天河 二号”以比第二名美国“泰坦”快近一倍的速度连续第四次获得冠军。 2015年5月，“天河二号”上成功进行了3万亿粒子数中微子和暗物质 的宇宙学N体数值模拟，揭示了宇宙大爆炸1600万年之后至今约137 亿年的漫长演化进程。同时这是迄今为止世界上粒子数最多的N体 数值模拟；11月16日，全球超级计算机500强榜单在美国公布，“天 河二号”超级计算机以每秒33．86千万亿次连续第六度称雄。2016年 6月20日，新一期全球超级计算机500强榜单公布，使用中国自主芯 片制造的“神威·太湖之光”取代“天河二号”登上榜首。2017年11月13 日，全球超级计算机500强榜单公布，“天河二号”以每秒3.39亿亿次 的浮点运算速度，连续第四次排名第二｡
“3S”技术是数字地球的核心技术
数字地球导论
数字地球导论论文——浅谈数字地球、智慧城市与大数据的关系教师：苗放学号：201005090227姓名：徐云凤班级：10级空间二班既然要浅谈数字地球、智慧城市与大数据的关系以及对数据科学、数据产业的认识，那么首先需要了解什么是数字地球，什么是智慧城市，什么是大数据，什么是数据科学以及什么是数据产业。
数字地球：一个以地球坐标为依据、具有多分辨率的海量数据和多维显示的地球虚拟系统。
数字地球看成是“对地球的三维多分辨率表示、它能够放入大量的地理数据”。
在接下来对数字地球的只管实例解释中可以发现，戈尔德数字地球学是关于地球、全方位的GIS与虚拟现实技术、网络技术相结合的产物。
它需要诸多学科，特别是信息科学技术的支撑。
期中主要包括：信息高速公路和计算机宽带高速网络技术、高分辨率卫星影像、空间信息技术、大容量数据处理与存储技术、科学计算以及可视化和虚拟现实技术。
智慧城市：新一代信息技术支撑、知识社会下一代创新环境下的城市形态。
智慧城市基于物联网、云计算等新一代信息技术以及维基、社交网络、Fab、Living Lab、综合集成法等工具和方法的应用，营造有利于创新涌现的生态，实现全面透彻的感知、宽带泛在的互联、智能融合的应用以及用户创新、开放创新、大众创新、协同创新为特征的可持续创新。
利用信息和通信技术令城市生活更加智能，高效利用资源，导致成本和能源的节约，改进服务交付和生活质量，减少对环境的影响，支持创新和低碳经济。
实现智慧技术高度集成、智慧产业高端发展、智慧服务高效便民、以人为本持续创新，完成从数字城市向智慧城市的跃升。
智慧城市是智慧地球的体现形式，是Cyber-City、Digital-City、U-City的延续，是创新2.0时代的城市形态，也是城市信息化发展到更高阶段的必然产物。
但就更深层次而言，智慧地球和智慧城市的理念反应了当代世界体系的一个根本矛盾，就是一个新的、更小的、更平坦的世界与我们对于这个世界的落后管理之间的矛盾，这个矛盾有待于用新的科学理念和高新技术去解决。
数字地球导论03-2
3.2 全球综合地球观测系统— —GEOSS
3.2.1 GEOSS的概况 3.GEOSS的工作范围及重点：地球系统模式、地球观测系 统、决策支持，政策支持和预报分析 4.GEOSS在总体上有以下几个功能单元： 1）强调确定的、用户的共性需求 2）获取观测资料 3）将资料统一规格处理成实用的产品 4）交换、分发和存储共享数据、元数据产品 5）对照那些有确定的需求和预期的效益，监视系统的绩 效 5.GEOSS的基本原则：P138 6.GEOSS的9个社会受益领域
6关键技术1高稳定度的大型的综合卫星平台技术2多卫星组网的星座型虚拟平台技术3平流层可控和定点平台集体太阳能材料及蓄能技术4集三高于一体的光学遥感器以及多模态合成孔径雷达技术5海量高速数据接收传输和处理技术6国家资源环境综合预警技术7突发事件的快速反应技术8对地观测数据的定量化技术二eos的技术系统第一节行星地球使命与新千年计划7加强空间信息获取能力的建设1高性能小卫星的设计研发与应用2重视航空遥感3重视三高和全天候遥感能力建设8加强空间信息应用体系与应用能力建设1加强国家级的应用系统2建立国家级的空间数据中心二eos的技术系统第一节行星地球使命与新千年计划2004年5月以来nasa每天可接收超过35tb数量的对地观测数据而且空间分辨率可以达到1m甚至03m光谱分辨率已经达到100多个波段
第一节 行星地球使命与新千年计划
一、MTPE与NMP-EOS总体计划 4、EOS计划特点
EOS计划是一个史无前例的规模巨大的国际性空间计划。
EOS计划是世界各国科学家集体智慧的结晶。
EOS是空间、遥感、电子和计算机等世界领先技术的先进
水平的集中体现。
第一节 行星地球使命与新千年计划
数字地球导论
下一代数字地球副总统戈尔在1998年的一次演讲之后创建了一个远景数字地球,在刺激发展的第一一代的虚拟地球仪中扮演了一个重要角色,典型的是谷歌地球,取得了许多但不是所有的的视觉元素。
谷歌地球的技术成果,和第一代虚拟地球仪的功能,和戈尔愿景相违背。
与此同时,技术的相继发展,“大数据”的时代已经到来,公民通过科学和集体智慧和进步越来越多的从事技术,我们已经学会了科学地认识地球系统。
然而,虽然谷歌地球刺激科学交流结果的进步,公众对科学的认知仍然存在实质性的障碍。
所有这些因素促使最初的视觉数字地球的复审和应该属于下一代的主要元素的讨论。
现在在许多常规领域存在科学交流和可视化数字副本复杂的实体和系统,在航空航天工程的设计和测试阶段,古老城市的数字重建,甚至在生理学、数码尸体领域它可以取代真实训练的医疗学生。
数字地球的概念就是整个地球的数字复制,出现在戈尔1992年出版的地球平衡中，并在1998年1月戈尔在加州科学中心的演讲中有了新的发展。
在世纪交替的时候,支持先进的3 d 图形已经成为个人电脑的标准,允许实时复杂对象的操纵。
演讲结束后,克林顿政府要求NASA形式数字地球建立办公室,许多原型项目开始了,,2005年建立了谷歌地球服务,一个高分辨率、数字复制的星球,或至少是它的表面,为人们提供一个宽带互联网连接。
对科学界的影响是直接和明显的。
这是一个可以被用来提供科学数据和结果且容易利用的技术, (现在谷歌地球的科学应用在ref. 3)被审核)，是容易消化的,视觉形式的合作者和一般公众感知这是免费、快速、有趣的。
数字地球已经关联到任何处理表面和近地表地球的科学,也可以用来说明和甚至从事大量人类面临的问题,从气候变化和自然灾害战争、饥饿和贫困(例如,2009年关于数字地球的北京宣言;159.226.224.4 / isde6en /hykx11.html)。
中国社科院科学回应1999年在北京组织第一次数字地球国际研讨会,研讨会成为两年举办一次的活动,它已经加拿大、捷克、日本美国、中国和澳大利亚举办过。
数字地球导论课程教学课件数字地球信息的描述与表达
第5章 数字地球信息的描述与表达
三维空间信息传输模式如下图示
现实 世界Biblioteka 设计者 对现实 世界的 认识
三维 模型
三维 场景
接收者 对现实 世界的 认识
西华师范大学国土资源学院
第5章 数字地球信息的描述与表达
3、数字地球的三维描述与表达
近几年来，三维GIS已成为学界重要研究热点，特别 是数字地球提出之后，甚至有人提出要将三维GIS当作其 神经中枢来重视。
第5章 数字地球信息的描述与表达
3、数字地球的三维描述与表达
数据获取方面，与二维GIS数据相对过剩很不一样，由 于理论和技术限制，三维空间数据短缺似乎已是三维GIS 发展瓶颈。
目前，三维GIS数据来源主要有： ①地形图和建筑图——主要用于城市三维空间建模， 以地形图获取房屋、交通等要素平面坐标，以建筑图获取 建筑物高度信息，通过人工判读和手工输入大量数据，实 地采集三维纹理信息，工作量较大，仅适用于小范围三维 信息获取。
3、数字地球的三维描述与表达 现实世界是三维GIS认知对象。二维GIS认知模型扩展
和三维地理空间抽象是三维GIS数据获取、数据模型、数 据结构和空间分析重要基础。
西华师范大学国土资源学院
第5章 数字地球信息的描述与表达
西华师范大学国土资源学院
第5章 数字地球信息的描述与表达
西华师范大学国土资源学院
石油等领域越来越急切需要发展三维GIS技术（举例说 明）；
特别是计算机技术、科学计算可视化、二维GIS等快 速发展（举例说明），已为三维GIS研究提供重要保障。
西华师范大学国土资源学院
第5章 数字地球信息的描述与表达
3、数字地球的三维描述与表达 三维GIS是指布满整个三维空间的GIS。套用GIS工具
数字地球导论 数字地球概述
第一章数字地球概述第一节戈尔关于数字地球的论述The Digital Earth: Understanding our planet in the 21st Century by Vice President Al Gore Given at the California Science Center, Los Angeles, California, on January 31, 1998.技术创新的新浪潮使我们能够大量地获得、存储、处理和显示关于我们行星的各种环境和文化现象信息。
如此大量的信息构成了“地理坐标系”它涉及地球表面每一个特定的地方。
利用卫星对地面遥感形成“地球空间”（轨道）信息流，并将其中未经加工有用部分的数据转变成为可供使用的信息。
今天我们经常发现我们能够得到比我们知道要做些什么更多的信息。
地球资源技术卫星能够帮助我们更好地了解全球的环境就是一个典型的例子。
地球资源技术卫星能够每两星期对地表进行一次完整的成像而且它已持续收集了20多年。
尽管对这类信息有着巨大的需求但大多数图象还不能被人们使用。
因此，它们只能被存储在电子数据库中。
我们过去曾有过这样的农业政策，当成千上万的人们正面临饥饿死亡的时候，在中西部地窖里却存储着大量正在霉变的粮食。
我们现在一方面表现出对知识的那种贪得无厌的饥饿，另一方面是大量数据目前仍然根本未被使用过。
问题之一是用什么方法把信息显示出来。
有人曾经说我们是否能试用计算机术语来描述人脑？然而，人脑看起来比特率比计算机低。
但却具有极高的分辨率。
例如研究表明由于人脑比特率低，因此，很难在短时间记住七条以上的数据。
但是如果这些信息被排列在一个相互可以被识别的模型内如人类的脸或银河星系，人脑则能够同时吸收成千上万条信息。
过去我们通常利用Macintosh和Windows操作系统提供的桌面图形来进行（实现）人机对话的，事实上，这些工具现在已经不适合新的挑战。
我相信我们需要一个“数字地球”，一个多种分辨率，三维的表述方式使我们能嵌入巨大数量的地理坐标系数据。
【高中地理】数字地球ppt2
卫 星 影 像
快 台鸟 湾” 的卫 卫星 星拍 影摄 像的 。中 国
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3、空间信息技术与空间数据基础设施
空间信息是指与空间和地理分布有关的信息，
据统计，世界上的事情有 80 ％与空间分布有 关．空间信息用于地球研究即为地理信息系统。 为了满足数字地球的要求，将影像数据库、矢量 图形库和数字高程模型 (DEM)三库一体化管 理的 GlS 软件和网络 GPS ，将在 21 世纪十分成 熟和普及。从而可实现不同层次的互操作，一个 GIS 应用软件产生的地理信息将被另一个软件读 取。
全球定位系统
地理信息系统（GIS ）
管理 咨询
信息管理
数据整理
4、大容量数据存储技术
10 1 5 字节的 （ Quadrillions ）信息。美国 NASA 的行星地球 计划 EOS 一 AMI 1999 年上天，每天将产生 1 000 GB （即 1 TB ）的数据和信息， 1 米分辨率 影像覆盖广东省，大约有 1 TB 的数据，而广东才 是中国的 1 / 53 。所以要建立起中国的数字地球， 仅仅影像数据就有 53TB ，这还只是一个时刻的 多时相的动态数据，其容量就更大了。目前美国 的 NASA 和 NOAA 已着手建立用原型并行机管理 的可存贮 1 800TM 的数据中心，数据盘带的查找 由机器手自动而快速地完成，相信在 21 世纪，还 会有新的突飞猛进。
一个数字地球所需要的数据已不能 通过单一的数据库来存贮，而需要 由成千上万的不同组织来维护。这 意味着参与数字地球的服务器将需 要由高速网络来连接。
在 Internet 流量爆发性增长的驱动下， 远程通信载体已经尝试使用 10G / S 的 网络，而每秒 1 015 byte 的因特网正在 研究中。相信在 21 世纪将会有更加优 秀的宽带高速网供人们使用。
第2章 第3讲 地球公转及地理意义(课时8) 课件-2021届高考地理一轮复习
(2) 影响：太阳直射点在____南__、__北__回__归__线____之间往返移动，形成四季和五带。
6月22日
3月21日
9月23日 12月22日
3. 昼夜长短的变化规律 (1) 昼夜长短的季节变化规律
长短
长
短
短长
短
长
冬至 次年春分
夏至 秋分
秋分 冬至
(2) 昼夜长短的纬度变化规律
北半球冬至日：南回归线及其以南地区正午太阳高度达到一年中最_大__值；北半球 各纬度地区正午太阳高度达到一年中最_小__值。
春、秋分日：__赤__道__上正午太阳高度达到一年中最大值，并向南、北两极_递__减___。
5. 四季与五带的划分 (1) 四季更替
地球公转和四季的形成示意图 ①成因：一年中昼夜长短和正午太阳高度随_季__节___的变化而变化。
长 短
长
短
大
大
长 短
平分 短
4. 正午太阳高度的变化规律 (1) 太阳高度和正午太阳高度 ①太阳高度：太阳光线与__地__平__面___之间的夹角(或太阳的仰角)，叫做太阳高度角， 简称太阳高度(如下图所示)。
②正午太阳高度：太阳高度一天内随时间的不同而变化，各地一天中太阳高度最_大__ 值出现在__正__午__(当地地方时__1_2___时)，此刻的太阳高度称为该地这一天的正午太阳高 度。
②天文四季 夏季：一年中白昼较_长__、正午太阳高度较_大__的季节。 冬季：一年中白昼较_短__、正午太阳高度较_小__的季节。 春秋和秋季：冬夏两季的过渡季节。 ③北温带许多国家的四季：3、4、5 月为_春__季，依次类推，每三个月为一个季节。
(2) 五带的划分
北温带 热带 南温带