数字地球的基本概念
数字地球
1、信息高速公路与高速网络技术
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。
卫 星 影 像
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纽快 约鸟 市” 区卫 的星 卫拍 星摄 影的 像美 。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。
“数字化生存”：我国
IT 界有关人 士这样描述未来普通人的数字化生存 状态：宽带将代替电话拨号的窄带方 式成为家庭和外部信息交流的高速公 路。单芯片技术产生的数字产品会不 断丰富、满足用户高品质数字化生活 的需要。所有产品通过有线网络或无 线网络联成一体并实现设备之间的数 据交换、资源共享以及自动化控制。
三、数字ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ球与我们的生活
“数字城市”：从广义上说，是通过宽带多
媒体信息网络、地理信息系统等基础设施平 台，整合城市信息资源并加以充分利用，建 立电子商务、电子政务、科技信息系统、劳 动和社会保障信息系统等子系统，通过发展 信息家电、网上教育、远程医疗，建设信息 化社区，最终实现城市国民经济和社会发展 的全面信息化。
数字地球的概念
数字地球的概念
“数字地球”是一种概念，旨在通过数字技术和计算机科学等技术来改善地球上生活的质量。
这种概念最初由一些科学家和技术专家提出，目的是通过数字技术来解决地球上迫在眉睫的全球性问题，包括全球气候变暖、饮用水污染和自然资源枯竭等。
数字地球使用数字和网络技术来构建和应用全球性的实时监控
和数据分析系统，以便更好地了解和处理来自地球的问题，提高我们对大自然和我们自身的认识。
它可以通过现有的技术和未来的发展，收集、存储和传输在地球上发生的非常多的信息，包括人口分布、自然环境、社会结构和经济发展等。
数字地球使用这些信息来预测大规模可能出现的事件，进而更有效地解决可能出现的社会、经济和环境挑战。
为实现数字地球的概念，需要利用智能感知和计算技术，对地球进行高精度的实时监测。
它需要一种可以收集所有尺度和维度信息的数据平台，包括气象、海洋、矿产资源、土地利用、城市发展等。
然后，需要利用有效的信息处理技术，进行深入分析和模拟，有效地应用它们来识别和处理地球上可能出现的重大威胁。
此外，数字地球还将带来可视化技术，为全球社会提供友好的界面，帮助人们更好地理解和应对地球上发生的问题。
实现数字地球的概念的最终目的是改善全球气候变暖、饮用水污染和自然资源枯竭等问题，从而改善人类的生活质量。
但要实现这一目标，还需要各国政府的积极参与和投入。
科学家、工程师和技术专
家们正在全力以赴研究和开发新的技术，以支持数字地球的可持续发展和实施，并将我们带向一个更美好的未来。
数字地球的名词解释
数字地球的名词解释数字地球是指通过数字技术和地理信息系统，将地球上的各种信息数字化并进行整合和分析的一个概念。
数字地球是信息时代下地球科学发展的产物，它突破了传统地理学的局限性，为人类认识、掌握和利用地球提供了全新的方式和工具。
本文将从数字地球的定义、特点、应用以及未来发展等方面进行论述。
一、数字地球的定义数字地球是将地球信息数字化的过程和成果，它综合了地理信息系统、遥感、全球定位系统等多种地球科学技术的应用。
数字地球通过将地球上的各种现象、特征和过程数字化，形成一个基于计算机平台的三维虚拟地球模型，实现了地球的全球一体化管理和分析。
二、数字地球的特点1. 数据丰富：数字地球整合了各种地理信息数据，包括地图、卫星影像、气象数据、地质数据等，提供了海量而丰富的地球信息资源。
2. 互动性强：数字地球可以实现用户与地球信息之间的互动，用户可以根据自身需求对地球模型进行查询、分析和可视化操作，以满足不同的应用需求。
3. 跨领域应用：数字地球不仅应用于地理学领域，也广泛应用于气象、环境、地质、城市规划等多个领域，为相关领域研究和决策提供支持。
4. 时空维度：数字地球具有时空维度，可以实现对地球信息的时序变化和跨尺度观测，帮助人类了解地球变化的规律和趋势。
三、数字地球的应用1. 环境保护与管理：数字地球可以帮助监测和分析地球上的环境变化，例如气象预报、自然灾害监测等，为环境保护与管理提供科学依据。
2. 城市规划与管理：数字地球可以模拟城市发展、土地利用和交通规划等情景，帮助决策者做出科学决策，提高城市规划和管理的效率和精度。
3. 资源开发与管理：数字地球可以对能源、矿产、水资源等进行综合管理和优化利用，实现资源的可持续开发与管理。
4. 旅游与文化遗产保护：数字地球可以通过虚拟现实技术，为游客提供沉浸式的旅游体验，同时实现对文化遗产的保护和传承。
四、数字地球的未来发展数字地球的发展仍处于不断创新和拓展的阶段，未来将面临以下几个方向的发展：1. 数据开放共享：数字地球需要更多领域的数据支持，要实现数据的开放共享，促进不同领域数据的互联互通。
数字地球题目
一、名词解释：1.什么是数字地球？简单地说，数字地球指地球数字化或信息化技术实现系统，或数字化、信息化的地球虚拟系统；形象地说，数字地球指地球经过数字化后由计算机网络管理的技术系统。
2.什么是元数据？答案：元数据最本质、最抽象的定义为（关于数据的数据）。
主要是描述数据属性的信息，用来支持如指示存储位置、历史数据、资源查找、文件纪录等功能。
3.解释什么是OLTP？主要应在什么场合？定义：On-Line Transaction Processing联机事务处理系统(OLTP)。
也称为面向交易的处理系统，其基本特征是顾客的原始数据可以立即传送到计算中心进行处理，并在很短的时间内给出处理结果应用：1、传统的关系型数据库，面向操作人员、支持日常操作，面向应用、事物驱动2、记录来自销售点终端或通过网站输入的订单。
3、当库存量降到指定级别时，订购更多的货物。
4、在制造厂中将零部件组装为成品时对零部件进行跟踪。
5、记录雇员数据。
4解释什么是OLAP？主要应用在什么场合？定义：联机分析处理OLAP（On-Line Analytical Processing），是一类软件技术，它针对特定问题的联机数据访问和分析，可使决策者通过对信息的多种观察角度进行快速、一致和交互的存取，以获得对信息的深入理解。
应用：1、面向决策人员、支持管理需要，面向分析、分析驱动2、处理商业智能、决策支持等重要的决策信息5什么是数据仓库？数据仓库是决策支持系统（dss）和联机分析应用数据源的结构化数据环境。
数据仓库研究和解决从数据库中获取信息的问题。
数据仓库的特征在于面向主题、集成性、稳定性和时变性。
6.简述时间、空间、辐射、光谱分辨率？时间分辨率是指在同一区域进行的相邻两次遥感观测的最小时间间隔。
对轨道卫星，亦称覆盖周期。
时间间隔大，时间分辨率低，反之时间分辨率高。
空间分辨率：一个像元对应地面一个正方形，该正方形边长就是空间分辨率。
辐射分辨率：就是色彩量化及，一个黑白图像，辐射分辨率好比是2及，黑灰白就是3及。
认识数字地球
认识“数字地球”0前言自“数字地球”的概念被提出以来，已经引起了世界各国的广泛关注，并受到了多国政界学术界和产业界的热烈响应。
“数字地球”这一概念的提出，既是人们认识世界、改造世界客观需要，更是知识经济、信息社会发展的必然进程。
构筑“数字地球”对于提高人们的生活质量、促进科学技术的进步，实现经济与社会的可持续发展有着十分重要的意义。
然而，“数字地球”在目前还仅仅是一个概念，关于它的科学含义还没有一种公认的解释，距离它的实现也还有很漫长的路要走，因此，需要我们大家就“数字地球”的理论、技术以及实现作进一步地探讨和研究。
1“数字地球”的产生背景地球———我们人类共同居住的家园。
古往今来，几乎人类的所有活动都发生在地球上。
但是经过漫长的人类活动和自然变迁，地球已向我们敲响了警钟：人口膨胀、资源短缺、环境恶化和灾害频繁等等，人类正面临着一系列可持续发展的难题。
如何应对这一艰巨的挑战，严峻的形势要求我们不断探索地球的奥秘和规律，深入认识和研究地球，以便科学地协调人地关系，有效地改善生存环境，努力营造一个适合子孙后代长期生存和发展的家园。
实现人类社会的可持续发展，为“数字地球”的诞生起到了催化作用。
人类社会的发展已进入了一个崭新的时代(信息时代)。
在信息时代，生产力的发展，已不再仅依赖生产资料（原材料、机器）、劳动力和资金，而主要依靠包括知识与技术在内的各种有用信息。
如今，我们一方面拥有大量的各种有用信息，但另一方面又没有对这些信息充分加以利用。
在新的历史时期，信息已成为人类社会发展生产力的基本要素，人们如何获取和利用各种有用的信息也已成为经济发展的动力。
人类社会对全球各种有用信息的迫切需要，为“数字地球”的诞生创造了必要的条件。
随着信息技术的不断发展，全球定位系统、遥感和地理信息系统已成为人们对地球进行科学研究的重要技术手段。
目前，全球定位系统技术已达到较高的水平，其定位精度一般可达到m级，若采用差分方法，定位精度还可提高到cm级；遥感技术已形成从航空遥感到卫星遥感的对地观测系统，其空间分辨率可从4000m 到cm 级，波段覆盖从紫外线到超长波的240个波段，探测周期能从每隔十多天一次到每天数次；地理信息系统技术已具备对大量数据进行有效存储和管理的能力，并且还可对这些数据进行查询、统计、分析和显示输出的处理。
《走进“数字地球”》 学历案
《走进“数字地球”》学历案在当今科技飞速发展的时代，“数字地球”这个概念正逐渐走进我们的生活，并对我们的社会、经济、环境等各个领域产生着深远的影响。
那么，究竟什么是“数字地球”？它又是如何改变我们的世界的呢？让我们一同走进这个充满神奇与挑战的领域。
一、数字地球的定义与内涵“数字地球”可以被理解为一个对地球进行多分辨率、三维、动态描述的数字化虚拟地球。
它整合了地球上的各种信息，包括地理、地质、气候、生态、人文等，通过计算机技术、卫星遥感、地理信息系统等手段，将这些信息转化为数字形式，以便于存储、管理、分析和展示。
简单来说，数字地球就是把真实的地球搬到了数字世界中，让我们可以在虚拟的环境中了解地球的方方面面。
它不仅仅是一幅地图，更是一个包含了丰富数据和功能的综合系统，为我们提供了全新的视角和方法来认识和研究地球。
二、数字地球的关键技术要实现数字地球的构建和应用，离不开一系列关键技术的支持。
首先是卫星遥感技术。
通过卫星在太空中对地球进行观测，获取大量的高分辨率图像和数据，为数字地球提供了基础的地理信息。
其次是地理信息系统（GIS）。
GIS 能够对地理数据进行采集、存储、管理、分析和展示，帮助我们对地球的各种现象进行深入研究和决策支持。
再者是全球定位系统（GPS）。
GPS 可以精确地确定地球上物体的位置，为数字地球中的各种应用提供了准确的定位服务。
此外，还有虚拟现实技术、大数据技术、云计算技术等，这些技术的融合使得数字地球能够更加生动、直观地展示地球的信息，同时也能够快速处理和分析海量的数据。
三、数字地球的应用领域数字地球的应用领域十分广泛，涵盖了社会生活的多个方面。
在环境保护方面，数字地球可以实时监测大气、水质、土壤等环境要素的变化，帮助我们制定更加有效的环境保护政策和措施，预防和应对环境污染事件。
在城市规划与管理中，数字地球能够提供城市的三维模型和详细的地理信息，帮助规划师进行更加科学合理的城市布局规划，提高城市的运行效率和管理水平。
高中地理备课参考 数字地球
A．数字地球是数字化的地球 B．数字地球已能满足人类目前的需要 C．数字地球最大特征是虚拟现实 D．数字地球采取集中方式存储信息 【答案】AC 【解析】本题考查数字地球的相关知识，数字地球是数字化的地球，即把整个地球信息进行 数字化后，由计算机网络来管理的技术系统。它正处于不断完善之中，还无法满足人类的需 要，数字地球是虚拟的地球，虚拟现实是数字地球的最大特征，数字地球需要存储大量信息， 不能集中存储，采用在全球网络中分散式存储。 例 2. “数字地球”的应用领域包括（ ） ①可持续发展 ②政府决策 ③百姓生活 ④科学研究 A．①② B．③④ C．①②③ D．①②③④ 【答案】D 【解析】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、地球信息系统、虚拟技术、网络技术等各种技术的综合利用。“数字地球” 的服务对象覆盖整个社会层面。 例 3. “数字地球”是美国前副总统戈尔 1998 年提出的，严格地讲是以计算机技术、多媒体 技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，对地球高分辨率、多尺度、多时间和多 种类的三维描述，也就是“虚拟地球” 。据此完成（1）～（2）题。 （1）. 下列有关数字地球的说法错误的是( ) A. 数字地球就是把整个地球信息进行数字化后，由计算机网络来管理的技术系统 B．数字地球就是地理信息技术 C．数字地球用数字化手段统一处理地球问题 D．数字地球是 RS、GIS、GPS 等各种技术的综合应用 【答案】B 【解析】数字地球是对真实地球及其相关现象统一性的数字化重现与再认识，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。 （2）．数字地球的最大特征与依据是( ) A．全球网络 B．分布式存储 C．虚拟现实技术 D．高分辨率的卫星影像 【答案】C 【解析】虚拟现实技术是数字地球的最大特征与依据。
数字地球：地理信息系统与全球变化
GIS在全球土地利用变化研究中的应用
土地利用监测
• 通过GIS技术，对土地利用进行实时监测和评估，为
土地利用变化研究提供依据
• 为土地利用规划和管理提供科学支持
土地利用变化影响评估
• 通过GIS技术，对土地利用变化对农业、水资源等方
面的影响进行评估
• 为土地利用规划和管理策略制定提供科学依据
土地利用规划和管理策略制定
• 通过GIS技术，为政策制定者提供土地利用变化影响
的空间信息，辅助制定规划和管理策略
• 为实现土地资源可持续利用提供信息支持
05
数字地球与全球变化的未来发展趋势
数字地球技术的未来发展趋势
高性能计算技术
物联网技术
人工智能技术
• 随着计算机技术的发展，数
• 通过物联网技术，实现地球
• 将人工智能技术应用于数字
• 为生态系统保护和恢复提供科学支持
生态系统变化影响评估
• 通过GIS技术，对生态系统变化对农业生产、水资源等方面的影响进行评估
• 为生态系统保护和恢复策略制定提供科学依据
生态系统保护和恢复策略制定
• 通过GIS技术，为政策制定者提供生态系统变化影响的空间信息，辅助制定保护和恢复策略
• 为实现生态系统可持续发展提供信息支持
字地球技术将不断提高数据处
上各种信息的实时传输和共享
地球技术，提高数据处理和分
理和分析能力
• 为数字地球技术的发展提供
析的智能化水平
• 为数字地球技术的应用提供
新的机遇
• 为数字地球技术的发展提供
更强大的支持
新的思路
GIS在全球变化研究中的未来发展趋势
01
02
第一章 数字地球概述
第一章 数字地球概述
§1-2 数字地球的由来及产生背景
数字地球—21世纪对我们星球的理解
戈尔 然后，通过数据手套她便可以对所看到的 影像进行放大，这样通过越来越高的分辨率她便可以看 到各大洲以及不同的地区、国家、城市等内容，甚至最 后还可以看到具体的房屋、树木以及其他自然或人造的 对象。当她发现这个星球上她感兴趣的地区时，她便可 以通过三维地形显示的方式拿起这一地区进行研究。当 然，地形仅仅是她可以接触到的许多数据中的一种。通 过系统的声音识别能力，她可以听到地球上的各种声音， 对地球上的各种植物及动物种类进行重新分配，同时对 气候、道路、行政边界以及人口等也可以进行实时模拟 与分配。
第一章 数字地球概述
§1-2 数字地球的由来及产生背景
数字地球—21世纪对我们星球的理解
戈尔
这场地理空间信息浪潮的关键是如何理解信息 的内容，即把源数据转变为人们可以理解的信息。在我们所 处的这个时代，我们经常会发现我们拥有大量的信息，但不 知道如何去利用它们。Landsat(陆地卫星)计划便是一个很好 的示例，它的设计初衷是帮助我们理解全球环境。然而，尽 管Landsat目前已经可以每两周获取一套覆盖全球的卫星相片， 并且已拥有了全球二十去年的卫星数据，但不管人们对信息 的需求多么迫切，这些存储在电子数据仓库中的影像并未在 人们脑海中拥有一席之地。我们过去的农业政策通常是这样 的，一边是存储在中西部仓库中的粮食正在腐烂，而与此同 时有数百万的人民被饿死。当今，我们同样面临这一问题， 一边是对知识的饥渴，另一边却是大量的数据闲置在那里，
一、数字地球的由来
= 数 字 地 球 最 初 是 由 美 国 副 总 统 A1GoIe 于 1998年1月31日在加利福尼亚科学中心召开 的OpenGIS Consortium年会上提出。该项 计划现由美国宇航局(NASA)协同其他部门组 织实施，计划至2005年实现，到2020年正式 建成。数字地球将深刻地改变人类社会生产 和生活方式，促进社会经济的更大发展。
数字地球问与答
数字地球100问1、数字地球是什么?数字地球的概念最初是由美国前副总统戈尔提出,其核心内容是全球信息数字化.数字地球主要指应用地理信息系统、遥感、全球定位系统等技术,以数字的方式获娶处理和应用关于地球自然和人文因素的空间数据,并在此基础上解决全球各种问题2、数字地球主要组成?à不同分辨率尺度下的地球三维可视化的浏览界面(与目前普遍使用的GIS 不同),这是与用户交流的接口。
á网络化的地理信息世界,为用户提供公用信息和商业信息,甚至可以为各类网络用户开辟一个认识“我们这个星球”的“没有围墙的实验室”。
? 多源信息的集成和显示机制,就是融合和利用现有的多源信息,并将其“嵌入”数字地球的框架,进行“三维的描述”和智能化的网络虚拟分析,这是建立地球的关键技术。
数字地球的兴起将在农业、环境、资源、人口、灾害、城市建设、教育军事、政府决策和区域的可持续发展等领域起到巨大的作用。
3、数字地球的应用对全球变化与社会可持续发展的作用?全球变化与社会可持续发展已成为当今世界人们关注的重要问题,数字化表示的地球为我们研究这一问题提供了非常有利的条件。
在计算机中利用数字地球可以对全球变化的过程、规律、影响以及对策进行各种模拟和仿真,从而提高人类应付全球变化的能力。
数字地球可以广泛地应用于对全球气候变化,海平面变化,荒漠化,生态与环境变化,土地利用变化的监测。
与此同时,利用数字地球,还可以对社会可持续发展的许多问题进行综合分析与预测,如:自然资源与经济发展,人口增长与社会发展,灾害预测与防御等。
4、数字地球的应用对社会经济和生活的影响?数字地球将容纳大量行业部门、企业和私人添加的信息,进行大量数据在空间和时间分布上的研究和分析。
例如国家基础设施建设的规划,全国铁路、交通运输的规划,城市发展的规划,海岸带开发,西部开发。
从贴近人们的生活看,房地产公司可以将房地产信息链接到数字地球上;旅游公司可以将酒店、旅游景点,包括它们的风景照片和录象放入这个公用的数字地球上;世界著名的博物馆和图书馆可以将其收藏以图像、声音、文字形式放入数字地球中;甚至商店也可以将货架上的商店制作成多媒体或虚拟产品放入数字地球中,让用户任意挑选。
数字地球技术的发展与应用
数字地球技术的发展与应用摘要：地球的空间表达方式，由过去的模拟地图到数字地图是数据处理技术的飞跃，由数字地图到地理信息系统再到“数字地球”是信息技术发展的本质飞跃。
因此“数字地球”的出现是时代发展的必然趋势。
本文通过对“数字地球”技术及其在地理环境和气象信息的可视化进行介绍，从而让我们对“数字地球”的发展与应用有进一步的了解。
关键词：数字地球；信息技术；地理环境可视化；气象信息可视化1数字地球技术1.1 数字地球的概念数字地球指的是一种地球信息模型，它把地球上每一个角落的信息都收集起来，按照地球上的地理坐标建立成一个完整的信息模型，是一个虚拟的地球，其核心是利用数字化手段处理地球，最大限度地利用信息资源。
它是以地球作为研究对象，以地理坐标为依据，具有多分辨率、海量数据和多种数据融合、并可用多媒体和虚拟技术进行多维的(立体的和动态的)表达，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。
1.2 数字地球的理论技术基础数字地球是遥感图像处理系统、地理信息系统、全球定位系统、宽带网络以及仿真和虚拟技术等现代科技的高度融合体，是信息技术发展的必然结果。
据不完全统计，在自然与人类社会的信息流量中，具有地理参考特征的各种信息流量占总信息流量的80%左右。
而具有地理特征属性的空间信息均与地球有关，因此在进入信息时代的社会中，提出数字地球的概念，创建数字地球，以至于在各个领域中应用数字地球，是必然的事情。
地球信息科学是数字地球的理论基础，包括地球信息系统理论和信息科学理论、地球耗散结构与自身组织理论和地球分形与自身相似理论等。
数字地球主要由空间数据、操作平台、应用模型组成。
1.3“3S”技术所谓“3S”技术，即全球导航定位系统（GNSS）、地理信息系统（GIS）和遥感（RS）。
没有“3S”技术的发展，现实变化中的地球是不可能以数字的方式进入计算机网络系统的。
将“3S”技术中有关部分有机集成起来，构成一个强大的技术体系，可实现对各种空间信息和环境信息的快速、可靠、准确的收集处理与更新。
数字地球
GIS、GPS与网络结合
数字地球的空间核心技术
空间数据 基础设施
空间数据 管理体系
空间数据 交换网
空间数据 交换标准
二、数字地球的技术基础
6、高性能计算能力 空间数据、模拟数据、多媒体数 据，都对计算机的处理能力有很 高的要求
•
这就是“数字地球”（Digital earth）——与我们的地理信息系统 GIS、遥感技术RS、全球定位系统 GPS密切相关的“数字地球”。
1、信息高速公路与高速网络技术 2、高分辨率卫星遥感技术 3、空间信息技术和空间数据基础设施 4、大容量数据存储技术 5、可视化和虚拟现实技术 6、高性能计算机能力
三、数字地球与我们的生活
二、数字地球的技术基础
二、数字地球的技术基础
1、信息高速公路与高速网络技术 网络---数字地球数据传输的基础
二、数字地球的技术基础
2、大容量数据存储技术
纳米存 储技术 激光全息 存储技术 蛋白质 存储技术
分散的数据库
二、数字地球的技术基础
3、可视化和虚拟现实技术
地 球 与 人 交 互
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(VR )能使人与逼 真的虚拟世界进行交互
头戴式虚拟现实成像设备
戴上数据仪器，可以在虚拟空间 中体验太空漫步的美妙滋味.
虚拟现实技术——VR
虚拟战争 虚拟旅游 虚拟灾害
虚拟海港
……
二、数字地球的技术基础
4、高分辨率卫星遥感技术 为人类提供反映地表地理要素动态 变化的翔实数据
数字地球最基本的空间数据
9.11事件前后的纽约
二、数字地球的技术基础
二、数字地球的技术基础
数字地球-地球系统与数字地球
04
数字地球与地球系统科学的结合
Байду номын сангаас
数字地球对地球系统科学的推动作用
促进地球系统科学的数据获取和处理
数字地球技术通过卫星遥感、全球定位系统等技术手段，提供了大量高分辨率、高精度的 地球系统数据，为地球系统科学研究提供了有力支持。
提升地球系统科学研究的空间分析能力
数字地球技术通过地理信息系统（GIS）等工具，为地球系统科学研究提供了强大的空间分析 能力，有助于更好地理解地球系统的复杂性和动态性。
02 03
揭示地球系统的复杂性和动态性
地球系统科学研究揭示了地球系统的复杂性和动态性，为数字地球技术 的发展和应用提供了重要启示，有助于更好地模拟和预测地球系统的变 化。
推动数字地球技术的创新发展
地球系统科学研究的需求推动数字地球技术的不断创新和发展，如遥感 技术、全球定位系统、地理信息系统等，为数字地球技术的发展注入了 新的活力。
气象预警
利用数字地球技术，可以精细化分 析气象数据，提高气象预报的准确 性和时效性，为灾害预警和应对提 供有力支持。
环境保护与治理
生态保护
资源管理
通过数字地球技术，可以监测和评估 生态环境状况，为制定环境保护政策 提供科学依据。
通过数字地球技术，可以实现自然资 源的高效管理和合理利用，促进可持 续发展。
能量的转化与传递
地球系统中能量不断从一 种形式转化为另一种形式， 并伴随着物质的转化与传 递。
信息传递与反馈
地球系统中各要素之间通 过信息传递与反馈相互影 响、相互制约，维持系统 的稳定。
地球系统的动态变化
自然变化
如地震、火山喷发、台风等自然现象，对地球系统产生影响。
数字地球及其应用前景
数字地球及其应用前景一、数字地球的概念1998年1月，美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心开幕典礼上发表演说“数字地球——新世纪人类星球之认识”时，提出了“数字地球”的概念，为信息时代人类的生活与工作方式描绘了一个清晰的轮廓。
什么是数字地球呢？通俗点讲，就是用数字的方法将地球、地球上的活动即整个地球环境的时空变化记入计算机中，实现在网络上的流通，并使之最大限度地为人类的生存、可持续发展和日常工作、学习、生活、娱乐服务[1]。
数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为枢纽，运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述。
二、数字地球的技术基础数字地球的核心是地球空间信息科学，地球空间信息科学的技术体系中最基础和基本的技术核心是"三S"技术及其集成。
所谓"三S"是全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）和遥感（RS）的统称。
1.GPS空间定位技术GPS是美国国防部自70年代开始研制的一种卫星定位与导航系统，主要有空间部分、控制部分和用户部分构成。
作为一种全新的现代定位方法，GPS已逐渐在越来越多的领域取代了常规光学和电子仪器。
尤其是90年代以来，GPS卫星定位和导航技术与现代通信技术相结合，在空间定位技术方面引起了革命性的变化。
用GPS同时测定三维坐标的方法将测绘定位技术从陆地和近海扩展到整个海洋和外层空间，从静态扩展到动态，从单点定位扩展到局部与广域差分，从事后处理扩展到实时(准实时)定位与导航，绝对和相对精度扩展到米级、厘米级乃至亚毫米级，从而大大拓宽它的应用范围和在各行各业中的作用。
2.RS遥感技术遥感技术是空间对地观测的重要组成部分，发展主要表现在它的多传感器、高分辨率和多时相特征。
（1）多传感器技术。
当代遥感技术已能全面覆盖大气窗口的所有部分。
光学遥感可包含可见光、近红外和短波红外区域。
热红外遥感的波长可从8~14mm，微波遥感观测目标物电磁波的辐射和散射，分被动微波遥感和主动微波遥感，波长范围为1mm~100cm。
数字地球的概念与实现方式
数字地球的概念与实现方式在当今科技飞速发展的时代，“数字地球”这个词汇越来越多地出现在我们的视野中。
那么，究竟什么是数字地球？它又是如何实现的呢？数字地球，简单来说，就是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现与认识。
它利用大量的地理信息数据，构建一个虚拟的地球模型，让人们能够更加直观、全面、深入地了解我们所生活的这个星球。
数字地球所包含的内容极其丰富。
它涵盖了地球上的各种自然和人文信息，比如地形地貌、气候气象、土壤植被、水资源、矿产资源、城市规划、交通网络、人口分布、经济活动等等。
通过将这些信息数字化，并进行整合和分析，我们可以在数字地球上实现对地球的全方位观测和研究。
那么，数字地球是如何实现的呢？这需要依靠一系列先进的技术手段。
首先，数据采集是基础。
要构建数字地球，必须获取大量准确、详细的地理信息数据。
这包括通过卫星遥感技术获取的高分辨率影像，通过航空摄影测量获取的地形数据，通过地面测量获取的控制点坐标等等。
此外，还有来自各种统计部门、科研机构、企业和个人的相关数据。
这些数据来源广泛、类型多样，需要进行有效的整合和管理。
其次，数据处理和存储至关重要。
采集到的海量数据需要进行处理和分析，以提取有用的信息。
这涉及到图像处理、地理信息系统（GIS）技术、数据分析算法等。
同时，这些数据需要存储在强大的数据库中，以便随时调用和查询。
云计算技术的发展为数字地球的数据存储和处理提供了强大的支持，使得大规模的数据管理变得更加高效和便捷。
再者，网络通信技术是数字地球实现的关键。
只有通过高速、稳定的网络，才能将分布在不同地点的数据和信息快速传输和共享，让用户能够实时访问和使用数字地球的服务。
另外，可视化技术让数字地球变得更加直观和生动。
通过三维建模、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等技术，将数字地球中的信息以逼真的图像和场景呈现给用户，让人们仿佛身临其境般地感受地球的各种现象和变化。
在实际应用中，数字地球具有广泛的用途。
数字地球的概念
数字地球的概念近年来，随着数字技术发展和持续改变，互联网技术在世界范围内的广泛应用，以及大数据、人工智能等技术的蓬勃崛起，科技大爆炸正在改变我们的世界，创造更多的机遇和挑战。
在这种情况下，人们提出了一个新的概念：数字地球。
数字地球概念指的是一种集中、融合和最终统一世界范围内的数字体系，它能够吸收和推进多个领域，如社会管理、公共基础设施和海量的信息资源，以及把这些资源汇集成一个便于管理的数字环境，使其方便访问并有效使用。
首先，数字地球可以使经济联系更加紧密，从而促进全球商业、经济和文化的进步。
此外，数字地球还可以改善传统的基础设施系统，比如公路、桥梁、港口和机场，节省设备维护成本，提高公共服务质量，并实现跨国和跨地域的信息共享。
此外，数字地球也可以推动政府和企业可持续发展的能力，改善经济质量，促进人文发展，为社会带来更好的和更安全的生活。
然而，构建数字地球仍面临很多挑战，比如技术、政策和知识障碍。
首先，数字地球要建立在坚实的技术基础之上，现有的网络基础设施还不足以支持和支持全球数字地球的发展。
此外，目前缺乏完整的政策支持，很多国家仍处于数字落后状态或只采用部分技术。
此外，由于缺乏大数据和人工智能的应用经验，有关的知识和技能也存在缺失。
因此，要实现数字地球的理想，必须克服上述挑战，建立技术、政策和知识的完善体系，以实现最大的社会效益。
在全球范围内，政府和企业都应当重点发展互联网基础设施，以支持数字地球的发展。
同时，政府也需要采取具体措施，实施宏观调控和监管，加强数字技术的研发和应用，并且要推动数字化技术和数字化应用的广泛使用。
其次，企业也有责任参与解决数字地球概念中技术、政策和知识障碍，充分利用大数据技术和人工智能技术，加强技术开发和应用，提升产品的性能和使用的效率，从而促进数字地球理念的实施。
总之，数字地球是一个充满活力的概念，它可以促进全球经济和文化的发展，改善公共服务，推动可持续发展，为人类带来更安全、更稳定的生活。
地理信息技术专业中的数字地球研究与应用
地理信息技术专业中的数字地球研究与应用数字地球是地理信息技术专业中的一项重要研究内容，它的应用范围广泛，对于解决人类面临的各类地理问题具有重要意义。
本文将围绕数字地球的研究与应用展开探讨。
一、数字地球的概念与特点数字地球是基于地理信息系统(GIS)和遥感技术的研究成果，将地球表面的各种现象以数字形式表达出来，形成一个虚拟的地球模型。
其主要特点包括地理空间信息的收集、存储、处理和分析，以及多种数据源的整合与共享。
数字地球的研究与应用可以帮助我们更好地理解和解决地理问题。
二、数字地球研究的重要性与应用领域数字地球的研究对于地理信息技术专业来说具有重要意义。
首先，数字地球可以提供准确的地理信息，对于地理学、环境科学和城市规划等领域的研究提供了重要数据支持。
其次，数字地球可以帮助我们更好地保护和管理地球资源，例如农业、林业、水资源和自然灾害等方面。
此外，数字地球还可以应用于城市交通、军事安全、公共卫生和旅游等领域，为决策和规划提供有效的支持和指导。
三、数字地球研究的方法与技术手段数字地球研究主要依赖于地理信息系统和遥感技术。
地理信息系统可以对地理信息进行收集、存储、处理和管理，通过空间分析等方法提取出有用的信息。
遥感技术则可以利用卫星、航空器和遥感设备等手段获取地球表面的遥感影像数据，并通过遥感图像处理和解译等技术进行分析和应用。
此外，数字地球研究还涉及到计算机科学、数学模型和数据挖掘等领域的交叉应用。
四、数字地球研究的挑战与发展趋势数字地球的研究与应用仍然面临一些挑战。
首先，数据的获取、整合和共享存在一定的困难，需要建立更加完善的数据采集和管理机制。
其次，数字地球的研究还需要进一步提高地理信息系统和遥感技术的处理能力，以应对大数据时代的需求。
此外，数字地球的应用还需要考虑隐私保护和数据安全等问题。
未来的数字地球研究将面临更多的发展机遇。
一方面，随着地理信息技术的不断进步，数字地球的数据质量和处理能力将得到进一步提高。
数字地球的概念
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，是我们对真实地球认识的虚拟对照体，及对真实地球及其相关现象统一性的数字化重现与认识。
数字地球这一概念的提出，既是人们认识世界、改造世界的客观需要，更是知识经济、信息社会发展的必然进程。
构筑数字地球对于提高人们的生活质量，促进科学技术的进步，实现经济与社会的可持续发展，有十分重要的意义。
高二地理数字地球vr的知识点
高二地理数字地球vr的知识点数字地球VR的知识点VR技术（Virtual Reality，虚拟现实）在近年来的飞速发展中，已经渗透到各个领域，其中包括地理学。
数字地球VR是一种基于虚拟现实技术的地理教学工具，为学生提供了互动、身临其境的地理学习体验。
本文将介绍高二地理数字地球VR的知识点，帮助读者更好地了解这一新兴技术。
一、数字地球VR的基本概念数字地球VR是一种以虚拟现实技术为基础的地理学习工具，通过模拟地球表面和地理现象，为学生提供了一个可视化的学习平台。
它可以通过头戴式显示器、手柄等设备，让学生身临其境地感受地理环境，探索地理现象。
二、数字地球VR的应用领域1. 地理知识学习：学生可以在数字地球VR中自由导航，观察不同地理环境，了解地球的构造和地理现象。
例如，他们可以亲眼目睹火山喷发、冰山融化等自然现象，加深对地理知识的理解。
2. 地理数据可视化：数字地球VR可以将大量的地理数据以直观的方式展示出来，帮助学生更好地理解地理信息。
例如，学生可以通过数字地球VR观察气候变化的模拟数据，了解不同地区的气候特点和影响。
3. 地理实地考察：数字地球VR可以模拟实地考察的场景，让学生在虚拟环境中进行实地观察和实验。
例如，学生可以在数字地球VR中进行地质调查，了解岩石的形成和分布规律。
4. 地理问题解决：数字地球VR可以让学生参与到地理问题的解决过程中，并提供互动的解决方案。
例如，学生可以在数字地球VR中模拟城市规划，探索如何合理利用土地资源，提高城市建设的效率。
三、数字地球VR的优势和挑战1. 优势：a. 身临其境的学习体验：数字地球VR可以让学生亲身体验地理环境，提高学习的乐趣和参与度。
b. 可视化的地理数据：数字地球VR能够将复杂的地理数据以直观的方式展示，帮助学生更好地理解和记忆。
c. 互动性和个性化学习：数字地球VR可以根据学生的兴趣和水平进行个性化教学，提供互动的学习方式。
2. 挑战：a. 技术和设备要求：数字地球VR需要一定的技术和设备支持，成本较高，并且需要学生掌握相关的使用技巧。
《走进“数字地球”》 学习任务单
《走进“数字地球”》学习任务单一、学习目标1、了解数字地球的概念和基本构成。
2、认识数字地球在各个领域的应用和影响。
3、掌握获取和利用数字地球信息的方法和技能。
二、学习内容（一）数字地球的概念1、数字地球的定义数字地球是一个对地球进行多分辨率、三维数字化表达的虚拟地球，它将地球上的各种地理信息、人文信息等整合在一个统一的数字化框架中，实现信息的共享和交互。
2、数字地球与传统地理信息系统的区别传统地理信息系统主要关注局部区域的地理数据处理和分析，而数字地球则是对整个地球的综合、动态、多尺度的描述和模拟。
（二）数字地球的技术支撑1、遥感技术（RS）通过卫星、飞机等平台获取地球表面的图像和数据，为数字地球提供基础的地理信息。
2、全球定位系统（GPS）实现对地球上物体的精确定位，为数字地球中的位置信息提供保障。
3、地理信息系统（GIS）对地理数据进行存储、管理、分析和可视化，是构建数字地球的核心技术之一。
4、网络技术包括互联网、云计算等，使得数字地球的信息能够快速传播和共享。
（三）数字地球的应用领域1、资源管理对土地、矿产、森林、水资源等进行监测、评估和规划，实现资源的合理利用。
2、环境保护监测环境污染、生态破坏等情况，为环境保护决策提供依据。
3、城市规划帮助规划城市的布局、交通、基础设施等，提高城市的运行效率和生活质量。
4、农业生产进行农田的监测、作物长势评估、病虫害防治等，提高农业生产的效益。
5、灾害监测与应对及时监测地震、洪水、火灾等灾害，为灾害预警和救援提供支持。
（四）数字地球的发展趋势1、数据精度和分辨率的提高随着技术的进步，数字地球的数据将更加精确和详细，能够更好地反映地球的真实情况。
2、多源数据融合整合来自不同传感器、不同平台的数据，实现更全面、更准确的地球信息描述。
3、人工智能与数字地球的结合利用人工智能技术对数字地球中的数据进行分析和处理，挖掘更多有价值的信息。
4、公众参与度的提高通过移动应用等手段，让更多的公众能够方便地获取和使用数字地球的信息，参与到地球的管理和保护中来。
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“数字地球”的基本框架--十四个体系
数据获取与更新体系 数据处理与储存体系 信息提取与分析体系 数据与信息传播体系 数据库体系 网络与计算机硬件体系 应用体系(应用模型库等)
专用软件体系 咨询服务体系 专业人员体系 用户体系 教育体系 标准与互操作体系 法规和财经体系
童庆禧
数字地球是一个以地球空间信息为基础（框架）， 嵌入（融合）地球各种数字信息的一个系统平台， 将数据的采集、存储、处理、传输、通信等一体 化，通过地球数字的信息化手段，最大限度地利 用地球信息，处理和分析整体的地球科学问题， 为全球资源、环境保护与利用以至教育提供的先 进工具。
承继成、李琦
不妨仅以数据库体系为例看看“数字地球”的空前壮 阔。“数字地球”的数据库不仅可以包括全球性的中、小 比例尺的空间数据，还包括局部范围的大比例尺的空间数 据（比如大比例尺的城市地籍数据）以及所有相关的元数 据；不仅包括地球的各类多光谱、多时相、高分辨率的遥 感卫星影像、航空影像、不同比例尺的各类数字专题图， 还包括相应的以文本形式表现的有关可持续发展、农业、 资源、环境、灾害、人口、全球变化、气候、生物、地理、 生态系统、大气、水文循环系统、教育、人文和军事等等 不同类别的数据。这些数据目前的基础是正在建设中的国 家空间数据基础设施（NSDI）和全球空间数据基础设施 （GSDI）。
第六、“数字地球”采用开放平台、构件技术、动态互操 作等最先进的技术方案。
“数字地球”的特点
第七、“数字地球”的用户可以以多种方式从中获取信息； 任何一个用户都可以实时调用，无论生产者是谁，也无论 数据在什么地方；国际互联网上的用户可以根据自己的权 限查询“数字地球”中的信息；运用具有传感器功能的特 制数据手套，还可以对“数字地球”进行各类可视化及交 互操作。
数字地球是指在地球上任何一点的资源、环境、经济 和社会有关的、用经纬网坐标进行组织和计算机进行管理 的、多分辨率的卫星数据的搜集以及海量数据存贮与管理、 宽带网传输和科学计算与虚拟表达的技术系统。简单地说: 数字地球就是信息化的地球。它包括全部地球资料的数字 化、网络化、智能化和可视化的过程在内。或者说,数字 地球就是虚拟地球。
第八、“数字地球”的服务对象复盖整个社会层面，无论 政府机关还是私人公司，无论科教部门还是生产单位，无 论专业技术人员还是普通老百姓，都可以各自在其中找到 自己所需要信息。
“数字地球”的特点
第九、在空间内的活动是不受限制的； 第十、在时间空间内也是不受限制的。
数字地球的基本内涵
1.数字地球是对地球的认识程度，是数字化的、三维显示的 虚拟地球，是信息化的地球，是为全人类实现信息共享而 建立的一个信息生活空间。
2.数字地球从数字化、数据建模、系统仿真、决策支持一直 到虚拟现实，是一个开放的复杂的动态信息巨系统。
3.数字地球是涉及国家发展的重大战略问题，实施数字地球 计划，需要政府、企业和学术界的共同参与以及全社会的 支持。
4.数字地球是一次新的技术革命，它将改变人类的生产和生 活方式，进一步促进科学技术的发展，推动社会经济的进 步。
戈尔描绘的数字地球
一个小孩来到某地方博物馆的一个“ 数字地球” 陈列室, 当她戴上头盔显示器时, 她看到一个地球, 这地球和太空中正在转动的地球一模一样。使用 “ 数据手套” , 她开始放大景物……
戈尔在他的演讲中把“数字地球”描述为“能嵌入海 量地理数据的，对我们的地球进行多分辨率、三维的一种 再现”。他虽然没有对数字地球作出学术定义，但戈尔还 是比较明确地把数字地球与遥感、地理信息系统、计算机 技术、网络技术、多维虚拟现实技术、可持续发展决策、 灾害、资源、土地利用规划、军事、全球变化、教育等连 在一起。可以认为戈尔的“数字地球”创意提出了用数字 化的手段来处理整个地球多方面问题的思想，而“数字地 球”的含义则需要学术界进一步探讨。
宁津生
“数字地球”就是信息化的地球,是一个地球信息模型, 它把有关地球每一点的所有信息,不是象普通数据那样存 放在数据库里,而是按地球的地理坐标加以整理,然后构成 一个全球的信息模型,这样我们就可以快速、实时、完整、 形象地了解地球上各种宏观的和微观的情况,便于人类最 大限度地实现信息资源的共享和合理使用,为人类认识、 改造和保护地球提供一种新的手段。
“数字地球”的特点
第四、“数字地球”以图象、图形图表、文本报告等形式 分别提供免费或收费的或局部范围或全球范围的数据、信 息、知识方面的服务，其中提供信息服务是最主要的任务。
第五、“数字地球”中的数据和信息同时也按普通、限制、 保密等不同保密等级组织起来的，不同的用户对不同的以来,全球对地观测系统、卫星 通讯系统与全球因特网等高新技术基础之上的信息集成系 统工程的统称,是21世纪信息社会的前奏,涉及到知识产权、 国际合作、数据共享等诸多社会、法律、政策变化问题; 而又广泛服务于经济建设、远程教育,乃至影响国家安全、 国家主权、民族团结的重大问题。
“数字地球”的特点
第一、“数字地球”具有空间性、数字性和整体性，这三 者的融合统一，形成了它与其它信息系统的根本区别，使 它必将成为人类历史上最大最重要的信息系统。
第二、“数字地球”的数据具有无边无缝的分布式数据层 结构，包括多源多比例尺多分辨率的、历史和现时的、矢 量和栅格格式的数据。
第三、“数字地球”具有一种可以迅速充实、联网的地理 数据库，以及多种可以融合并显示多源数据的机制。
李德仁
数字地球通俗地讲，就是用数字的方法将地球、地球 上的活动及整个地球环境的时空变化装入电脑中，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。
严格地讲，数字地球是以计算机技术、多媒体技术 和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带运用海量 地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种 类的三维描述，并利用它作为工具来支持和改善人类活 动和生活质量。