数字地球和数字城市

如何进行数字地球的可视化展示

数字地球的可视化展示已经成为当今科技发展的一个重要趋势。随着数字技术的不断创新和应用，我们能够更加直观地了解地球的各个方面，从地理信息到环境变化，从人口分布到资源分配，都能够通过数字地球可视化展示得以呈现。本文将对数字地球可视化展示的意义、技术和挑战进行探讨，并提出一些改进的方向。

首先，数字地球可视化展示对于教育和科研具有重要意义。通过数字地球可视化展示，学生和科研人员可以更加深入地了解地球的各个方面。例如，他们可以通过地球模型来探索地理信息，通过环境变化模拟来观察气候变化的趋势，通过人口分布图来了解人口变动的规律等等。这些可视化展示能够激发学生和科研人员的兴趣，提高他们的学习和研究效率。

其次，数字地球可视化展示对于城市规划和资源管理非常重要。通过数字地球的可视化展示，城市规划者可以更加直观地了解城市的结构和特征，从而有效地进行城市规划。例如，他们可以通过数字地球的可视化模型来观察城市的交通状况，分析出现交通拥堵的原因，并提出相应的解决方案。此外，数字地球的可视化展示还可以帮助资源管理部门了解资源的分布和利用情况，从而更好地进行资源规划和管理。

在技术方面，数字地球的可视化展示主要依赖于地理信息系统（GIS）和计算机图形学等技术。GIS技术能够对地球的各种信息进行采集、存储、管理和分析，为数字地球的可视化展示提供了丰富的数据来源。计算机图形学则能够将这些数据转化为具有可视化效果的图形或动画，使得人们能够更加直观地观察和理解地球的各个方面。另外，虚拟现实和增强现实等技术也为数字地球可视化展示提供了新的可能性。例如，通过虚拟现实技术，人们可以身临其境地探索不同地区的风景和文化，增强他们对地球的认识和理解。

6.2中国数字地球的建设

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数字北京
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数字上海
广义上讲，“数字上海”即上海城市信息化，涉及到城市信息化建设的方方面面。包括各种信息化基础设施的建设，涉及信息化过程中所产生的社会经济关系和文化伦理观念的变化与调整。
如整合城市信息资源，实现城市经济信息化，建立城市电子政府、电子商务企业、电子社区，发展信息家电、远程教育、网上医疗等。广义上的 “数字城市”着眼于描绘城市信息化的未来。
能力目标：
比较中国数字地球和美国提出的数字地球在战略、目标上的联系与异同，培养对比分析的能力。
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情感态度与价值目标：
认识到城市化与信息化是我国二十一世纪社会发展的大趋势，关注我国数字城市的研究进展，培养热爱科学研究的良好习惯。
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教学重难点
重点：
1．数字地球的概念和中国数字地球的组成； 2．数字农业和数字城市的组成。
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2．简述“数字农业” 包含的内容。答案： “数字农业”要求对农业各个方面（包括种植业、畜牧业、水产业、林业）的各种过程（生物的、环境的、经济的）全面实现数字化，也就是说，各种农业过程都要应用二进制的数字（0、1）以及数学模型加以表达。 “数字农业”要求各种农业信息技术最广泛地应用于农业。 “数字农业”要求在农业的各个部门（生产、科研、教育、行政、流通、服务等）全面地实现数字化与网络化管理。

数字城市向智慧城市发展必然趋势和理论技术

浅析数字城市向智慧城市发展的必然趋势和理论技术

摘要：本文从目前数字城市的发展和建设概述入手，通过介绍随着现代信息化技术发展而兴起的物联网，传感器网络技术，云计算等技术，浅谈了数字城市发展向智慧城市发展过渡和转变的必然趋势和理论技术支撑。

关键字：数字城市；智慧城市；物联网；传感器网络技术；云计算

随着科学技术的发展，人类赖以生存的地球在不断发生着变化，自1998年“数字地球”理念的提出，各国政府以及专家学者对数字地球给予了高度重视及关注。人口聚集化程度较高的城市，则作为研究对象单元出现，因此在数字地球的背景下，“数字城市”的概念应运而生。随着现代信息技术的进一步发展，ibm公司于2008年提出了“智慧的地球”这一理念，当“智慧”二字成为热点的同时，“智慧城市”的建设和发展为“智慧地球”奠定了实践基础。

一、数字地球和数字城市

1.数字地球

“数字地球”最早来源于美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心发表的题为“数字地球—认识21世纪我们这颗星球”的演讲。它是一个关于整个地球、全方位的，与gis、虚拟现实技术、网络技术等高新技术密切相结合的产物。即一个以地球坐标为依据的、具有多分辨率的海量数据和多维显示的地球虚拟系统。数字地球要解决的技术问题，包括计算机科学、宽带网络、海量数据存贮、互操

作性、元数据、卫星遥感技术、城市gis、全球定位技术等。

2.数字城市

自1999年在北京召开了首届国际“数字地球”大会之后，与数字地球相关的概念层出不穷，例如数字中国、数字城市、数字社区等。若说“数字地球”的系统过大，难以实现，那么“数字城市”则是进入了实质性的启动实践阶段。

GIS名词解释

名词解释:

数字城市：数字城市的概念是从"数字地球"发展而来，是数字地球在城市管理中的应用。是综合运用GIS （地理信息系统），遥感、测绘技术、网络、多媒体及虚拟仿真技术、对城市基础设施、功能机制进行自动采集、动态监测管理和辅助决策服务技术系统。

GPS:全球定位系统。它是利用人造地球卫星进行点位测量导航技术的一种，系统包括三大部分：空间部分（GPS 卫星星座）；地面控制部分（地面监控系统）；用户设备部分（GPS 信号接收机)

GNSS:全球导航卫星系统，不是一个单一星座系统，是一个包括GPS 、GLONASS、COMPASS、Galileo 等在内的综合星座系统。

地理信息产业:地理信息产业是以现代测绘技术和信息技术发展起来的综合性高技术产业，是采用地理信息技术对地理信息资源进行生产、加工、开发、应用、服务、经营的全部活动，以及涉及这些活动的各种设备、技术、服务、产品的实体的集合体。

OPENGIS：由美国OGC(OPENGIS 协会)提出。是通过新的技术和商业方式提高地理信息处理的互操作性，以一定的规范、标准使用于网上的任何地理数据和地理数据处理达到"无边界"，解决地理数据的共享。

投影变换（地图投影）：指建立地球表面上的点与投影平面上点之间一一对应关系的数学方法。投影变换是解决地球椭球面上地物绘制到平面图纸上的问题。

实用型GIS：在较成熟的工具型gis 软件基础上，根据用户的需求和应用目的而设计的用于解决一类或多类实际问题的地理信息系统，它具有地理空间实体和解决特殊地理空间分布的模型。如lis、cgis、ugis。

湘教版高中地理选修7地理信息技术应用：数字地球

数字地球
一、数字地球及其技术组成
(一)数字地球的概念数字地球是指对来自不同领域的各种信
息资料,经过处理后,建立一个庞大的数据库, 通过多重比例尺和三维空间模拟的方法,在计算机或数字终端上呈现地球上的各种资源和风貌。
(二)数字地球的技术组成在计算机上实现数字地球，需要诸多学
科与复杂技术的支撑，特别是信息科学与地理信息技术，更是数字地球所依赖的技术基础。
二、数字城市
“数字城市”是数字地球的重要内容。数字城市更加贴近普通人的生活，它是一个在未来城市建设和城市生活中随处可见、随时可用、无处不在的“系统”，它将给市民生活带来极大的便利，给城市建设、经济发展带来显著效益。
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谢谢

高中地理《数字地球》教案

数字地球

[教学目标]

举例说出全球定位系统（GPS）在定位导航中的应用。

结合实例，了解遥感（RS）在资源普查、环境和灾害监测中的应用。

运用相关资料，了解地理信息系统（GIS）在城市管理中的功能。

在获取和应用数字地球的相关知识的过程中，理解数字地球的含义，锻炼学生搜集地理信息的能力，以及对地理知识进行分析、提取、整理的技能。

激发学生运用信息技术探究，解决地理问题的兴趣，提高学生对环境、资源、人口问题的整体认识，形成全球意识。

[教学重点]

理解数字地球的定义，特点

理解数字城市的意义

[教学难点]

明确3S技术的概念和区别

[教学方法]

讲授法、对比分析法

[教具]

课本，多媒体

[教学过程]

还记得我们以前学习过节3S技术吗？

RS：主要用于地理信息数据的获取，能在很短时间内获取某区域全面资料的技术。

GPS：主要用于地理信息的空间定位，能为无人区科学考察的科技工作者全天侯提供本人具体地理位置的技术。

GIS：主要用来对地理信息数据进行管理、查询、更新、空间分析和应用评价，能对获得的地理信息进行处理、分析、管理、显示、输出的技术。

认识“数字地球”

有了以上的回顾，我们来认识一下数字地球：

数字地球的提出

美国前副总统戈尔于1998年1月31日在加利福尼亚科学中心所做的“数字地球------认识21世纪我们这颗星球”的演讲中首次提出的。

他指出：数字地球是指一个以地理坐标为依据的、具有高分辨率和海量数据、立体显示地球信息的技术系统。

数字地球的核心思想

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，它需要很多学科，特别是信息科学技术的支撑，如信息高速公路、高分辨率卫星影像、空间信息技术、大容量数据处理与存贮技术、可视化和虚拟现实技术，并与遥感、地理信息系统、全球定位系统技术相融合。

测绘科学技术的地位和作用

一．前言

随着时代的变迁，科学技术的进步，国民经济和信息化进程不断加快！随着信息技术的发展，测绘科学也有了技术上的突破！逐步迈向信息化，数字化的时代！

此外测绘事业是一个为国家经济建设、国防建设和社会发展服务的基础性、先进性、公益性事业，是现代化建设事业中必不可少的重要保障！其在社会发展规划、国民经济建设、国防建设等诸多领域都发挥着其独特的作用！

二．地位和作用

早在1998年，美国国副总统戈尔便提出了数字城市、数字地球的概念。其应用潜力是巨大的，它几乎涉及到人类生活的各个方面。数字地球将在社会发展规划、国民经济建设方面发挥巨大作用。数字城市和数字地球的实现自然少不了测绘科学和技术的应用！它是一个综合运用GIS、遥感、遥测、宽带网络、多媒体及虚拟仿真体，多层面、全方位的信息化处理，实现信息自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的信息体系。

此外全面应用数字测图技术，发展内、外业一体化数据采集与制图系统，对于大型工程建设的工程勘察、设计、施工和竣工存档，提供高质量、多形式的空间基础信息支持。

数字省市地理空间框架建设与更新也都闪现着测绘科学的光辉色彩。在2012这一年中国家1∶50 000 基准地理信息数据库更新，西部测图工程、地理国情监测、应急测绘技术、数字城市、全国地理信息公共服务平台与天地图等

十大工程既推进了信息化测绘体系设的进程，同时也促进了测绘地理空间信息学科的发展。

当今世界上全球导航卫星系统除美国的GPS和俄罗斯的GLONASS之外, 现在正在建设的有欧盟的GALILEO，我国也在逐步建设和完善中国的北斗二代( COMPASS)。“天绘”和资源三号测绘卫星等工程也在2011年到2012年完成。这将使我国的信息化测绘体系得到不断善。使其能够实时化和空间化的获取地理信息。测绘体系的完善为全球性资源、环境、灾害问题的解决，社会可持续发展战略提供重要保证。同时也会促进工业、农业、林业、城市规化等方面的发展与进步。

“数字城市”论文

浅谈“数字城市”

摘要：本文阐述了什么是“数字城市”，并论证了“数字城市”能够解决目前城市存在的问题，分析了“数字城市”在城市建设和规划管理中的应用，同时提出了我国建设“数字城市”的建议与前景。

关键词：数字城市，城市规划发展，空间数据，信息化

abstract: this paper describes what is “digital city”and demonstrates “digital city” can solve the problem of urban existence, analyzes the application of “digital city”in the urban construction planning and management, while put out our construction of “digital city “recommendations and prospects.key words: digital city, urban planning and development, spatial data, information technology 中图分类号： tu984 文献标识码：a文章编号：2095-2104（2012）

1、“数字城市”的概念

“数字城市”（digital city）源于“数字地球”（digital earth）。1998年1月31日美国前副总统戈尔做了“数字地球：21世纪我们这颗星球”的报告以来，数字地球和数字城市便成为一个全新的概念风靡全球，并由此在世界范围内掀起了一场建设数字地球和数字城市的浪潮。数字地球已成为当今信息技术发展的制高点，引起了全人类社会的共同重视。

数字地球的应用案例

数字地球是一种集成了地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）技术的平台，可将地理空间数据与数字数据相结合，通过数字化的地球模型呈现出来，并赋予用户交互和分析的能力。以下是数字地球应用的几个案例：

1. 城市规划：数字地球可用于城市规划，通过模拟城市的地理环境、交通状况、建筑布局、土地利用等因素，帮助城市规划师制定更科学合理的城市发展方案。

2. 自然资源管理：数字地球可以支持自然资源的管理与保护。例如，在森林资源管理中，可以使用数字地球技术获取和分析森林类型、植被覆盖率、土壤质量等数据，帮助决策者科学合理地进行森林资源管理。

3. 灾害管理：数字地球在灾害管理中发挥重要作用。比如，在防汛工作中，可以利用数字地球技术对洪水演变进行模拟预测，提前做好应对准备，减少损失。

4. 旅游推广：数字地球可应用于旅游推广。通过数字地球，游客可以预览旅游景点的实景，并获取相关旅游信息，如公交路线、酒店、餐馆等，提前规划旅行。

5. 教育与研究：数字地球可以用于教育和研究领域。在教育中，可以利用数字地球来进行地理教学，通过模拟实景让学生更好地理解地理现象。在研究领域，可以利用数字地球对地理数据进行可视化和分析，为学术研究提供支持。

总之，数字地球作为一种集成地理信息与数字技术的平台，能够在多个领域中应用，为相关领域的决策者和用户提供更多便利和科学支持。

地理ⅲ中图版3.4数字地球教案(1)

第四节数字地球

讲授新课

一、认识“数字地球”

有了以上的回顾，我们来认识一下数字地球：

1、数字地球的提出

美国前副总统戈尔于1998年1月31日在加利福尼亚科学中心所做的“数字地球------认识21世纪我们这颗星球”的演讲中首次提出的。

他指出：数字地球是指一个以地理坐标为依据的、具有高分辨率和海量数据、立体显示地球信息的技术系统。

2、数字地球的核心思想

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，它需要很多，特别是信息科学技术的支撑，如信息高速公路、高分辨率卫星影像、空间信息技术、大容量数据处理与存贮技术、可视化和虚拟现实技术，并与遥感、地理信息系统、全球定位系统技术相融合。

2、数字地球的特点

〔1〕、数字地球具有空间性、数字性和整体性，这三者的融合统一，是数字地球与其他信息系统相区别的根本标志。

〔2〕、数字地球可以迅速充实和联。

〔3〕、数字地球是一种开放式的数据平台，它采用动态、仿真和虚拟等先进的技术，具有立体和动态显示数据的能力。

〔4〕、数字地球以图像、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〕、数字地球的服务对象覆盖整个社会层面。

3、数字地球的应用领域

引导学生思考，说出数字地球的应用领域？

主要有：预测气候变化、治理环境污染、防灾减灾、保持生物多样性、解决政治或经济危机、增加农业产出等。

二、未来城市-----“数字城市”

1、了解数字城市

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、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。

数字城市的概念

20世纪90年代，信息技术的高速发展带来了全球普遍的信息化浪潮。美国率先提出了国家信息基础设施（National Information Infrastructures，NII）和全球信息基础设施（Global Information Infrastructures，GII）计划，随之欧盟又着力推进“信息社会”计划，并确定了欧洲信息社会的十大应用领域作为欧盟“信息社会”建设的主攻方向。而一些发展中国家也不甘落后，纷纷制定信息化发展政策，如新加坡的“智慧岛”、马来西亚的“多媒体超级走廊”等。这些信息化城市或地区有一个共同的名字：数字城市。

数字城市的概念是从“数字地球”发展而来的，是数字地球在城市管理中的应用。关于数字城市的概念，目前正处在一个发展和演变的过程。以下几个数字城市的定义，就是从不同的着眼点和侧重点概括阐述了对数字城市的不同认识和理解。

1、数字城市是城市规划、建设、管理与服务数字化工程的终极目标

数字城市是数码城市（Cybercity），是一个三维的、可视化的城市；是综合运用地理信息系统、遥感、遥测、网络、多媒体及虚拟仿真等技术，对城市的基础设施、功能机制进行自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统。通俗一点说，数字城市就是指在城市规划建设与运营管理以及城市生产与生活中，充分利用数字化信息处理技术和网络通信技术，将城市的各种信息资源加以整合并充分利用。城市规划者和管理者可以在有准确坐标、时间和对象属性的三维虚拟城市环境中进行规划、决策和管理。

2、数字城市，是广义上的城市信息化

数字地球和数字城市-中图版选修7 地理信息技术应用教案

数字地球和数字城市-中图版选修7 地理信息技术应用

教案

一、教学目标

通过本节课的学习，学生应当掌握以下知识和能力：

1.了解数字地球和数字城市的概念、特点以及应用范围；

2.熟悉地理信息技术在数字地球和数字城市建设中的应用；

3.掌握地理信息系统（GIS）、遥感技术、全球定位系统（GPS）等基本工具的使用方法；

4.能够利用地理信息技术进行城市规划、环境监测、资源管理等领域的实践应用。

二、教学内容

1. 数字地球和数字城市的概念

1.1 数字地球

数字地球是指利用先进的地理信息技术将地球表面的各种信息（如地形、土地利用、气候、地质等）进行数字化处理，并通过网络实时传输，提供给用户进行查询、展示以及分析的工具。

1.2 数字城市

数字城市是指利用先进的地理信息技术将城市空间数据进行数字化处理，并将城市中各种传感器、设备等信息进行实时监测和汇总，从而实现城市基础设施和公共服务的智能化管理。

2. 地理信息技术在数字地球和数字城市建设中的应用

2.1 地理信息系统（GIS）

地理信息系统是指将地理数据、图形数据、属性数据等纳入一个统一的信息系统中，实现空间数据与属性数据的关联分析和实时查询等功能的一种工具。在数字

地球和数字城市建设中，地理信息系统可以用来进行地形分析、土地利用规划、资源管理等方面的工作。

2.2 遥感技术

遥感技术是指利用各种遥感卫星、遥感飞机等工具，对地球上各种自然和人类活动进行远距离的观测和监测的一种技术工具。在数字地球和数字城市建设中，遥感技术可以用来进行自然资源监测、城市规划等方面的工作。

2.3 全球定位系统（GPS）

(信息技术基础与应用)第九章数字地球与智慧地球

面临的挑战与机遇
数据安全与隐私保护
随着数字地球和智慧地球技术的不断发展，数据安全和隐私保护问题将日益突出，需要采取更加有效的措施来保障用户的数据安全和隐私权益。
跨学科人才培养
数字地球和智慧地球技术的发展需要跨学科的人才支持，包括地理学、计算机科学、数据科学等多个领域，需要加强跨学科人才的培养和引进。
智慧地球概述
智慧地球的定义与发展
定义
智慧地球是指通过先进的信息技术，将物理世界与数字世界深度融合，实现智能化决策和管理的地球。
发展历程
智慧地球的概念起源于20世纪90年代的数字地球，随着物联网、云计算、大数据等技术的快速发展，智慧地球逐渐从理论走向实践，成为全球各国争相发展的战略方向。
智慧地球的技术基础
物联网技术
物联网是实现智慧地球的基础设施，通过射频识别、红外感应器、全球定位系统等信息传感设备，将物品与互联网连接起来，进行
信息交换和通信。
云计算技术
云计算为智慧地球提供了强大的计算和存储能力，使得海量数据
的处理和分析成为可能。
大数据技术
大数据技术是智慧地球的核心，通过对海量数据的挖掘和分析，可以揭示出隐藏在数据背后的规
包括自动化数据处理、智能分析和预测等方面，提高决策的准确性和效
率。
03
虚拟现实与增强现实
虚拟现实和增强现实技术将为数字地球和智慧地球提供更加直观、交互

数字地球和数字城市-中图版选修7地理信息技术应用教案

数字地球和数字城市-中图版选修7 地理信息技术应用

教案

一、教学目标

本课程通过对数字地球和数字城市的介绍，使学生了解地理信息技术的应用，从而认识到地理信息技术在现代社会中的重要性。同时，通过对数字地球和数字城市的深入探讨，培养学生的地理思维能力，并提升其对地理信息技术的应用能力。

二、教学内容

1.数字地球的概念及其应用

2.数字城市的概念及其应用

3.地理信息技术的应用领域和现状

4.地理信息系统的结构和功能

5.地理信息技术在社会管理、决策、规划和应急等方面的应用实例

三、教学方法

1.讲授法：通过讲解数字地球和数字城市的概念及其应用，让学生了解地理信息技术的初步应用，并且了解地理信息技术的应用领域和现状。

2.群体讨论法：通过小组讨论的方式，让学生探讨数字地球和数字城市的业务应用，并提出自己的观点和建议。

3.视频演示法：通过播放数字地球和数字城市的应用案例视频，增强学生对于地理信息技术应用的感受和认识。

4.实践操作法：通过利用先进的地理信息系统，进行实时的数字地球和数字城市演示，并进行一些简单的数据分析，提高学生的应用能力。

四、主要内容

4.1 数字地球的概念及其应用

数字地球是一个新兴的思想，是利用先进的计算机、网络和地理信息技术，对全球地球表面进行数字化，并以可视化方式呈现在计算机屏幕上的一种综合信息系统。数字地球可以帮助人们更好地理解全球自然和社会环境的变化，为各个领域的决策提供信息支持。

数字地球的应用主要包括以下方面：

•地球科学：研究地球的结构、自然环境和生态系统的变化。

•资源环境：地理信息技术帮助人们了解不同自然地理环境的资源分布、数量及其水文、代谢及生态系统的演变等情况，在气候变化、资源合理利用和环境保护等方面发挥重要作用。

数字地球的概念

地球是目前人类唯一赖以生存的星球，合理开发与利用地球资源，有

效保护与优化地球环境，是全人类共同的责任。然而人类社会在经历了工

业革命之后发现，这个强大的物质文明社会的基础——自然资源的供应正

在出现危机，人类赖以生存的地球环境正受到自然和人为作用越来越严重

的破坏，一系列全球性和区域性的重大资源环境问题正日益严重地威胁着

人类的生存和可持续发展。

为了有效地研究和解决有关地球的重大问题，目前世界上许多国家都

在积极地发展和运用先进的科学技术，如以遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）为代表的地球空间信息技术，以数字的方

式获取、处理、分析和应用关于地球自然和人文要素的地理空间数据，并

以此为基础提出解决资源环境问题的科学方案和有力措施，增强对地球的

认识能力。人们利用空间信息去认识、开发和保护人类有限的生存空间，

研究国民经济建设和社会发展在地域空间上的分布特征、运行状况、资源

环境条件和社会经济基础等，进行规划、监测、管理、决策等。与此同时，随着席卷全球的信息技术革命的迅猛发展，人类组织、传输和实现各类与

地理坐标有关的海量信息的观念和方式正在发生翻天覆地的变化。随着计

算机技术、互联网技术的蓬勃发展，人们设想把有关地球的海量的、多分

辨率的、三维的、动态的数据按地理坐标集成起来，形成一个数字地球。

借助这个数字地球，人们不论走到哪里，都可以高速地、直观地、按地理

坐标了解地球上任何一处、任何方面的信息。

数字地球是我们星球的虚拟表示，它包含了人类社会在内的所有系统

和各种生命形式，并以多维、多尺度、多时相、多层面的信息设施表现出来。数字地球的外观是一个基于计算机的地球，具有交互式功能，是我们