数字地球的概念和中国数字地球的组成
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
快 台鸟 湾” 的卫 卫星 星拍 影摄 像的 。中 国
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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。
数字地球知识点
数字地球知识点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，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、数字地球的核心思想是什么？数字地球的核心思想有两点：一是用数字化手段统一处理地球问题；二是最大限度地利用信息资源，并使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们想了解的有关地球的信息。
3、数字地球主要组成？数字地球以因特网为基础、以空间数据为依托、以虚拟现实技术为特征，是具有三维界面和多种分辨率浏览器面向公众的开放系统，其主要组成一般包括以下三个部分：数据系统、软硬件系统和应用模型。
4、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。
5、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。
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。
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。
数字地球的原理及应用
数字地球的原理及应用什么是数字地球？数字地球是指通过计算机和通信技术，将地球表面的各种地理信息以数字的形式进行呈现、管理和分析的一种技术和应用模式。
它是一种将地球表面的自然、人文、社会等多种地理信息进行整合、分析和展示的工具，能够为各行各业提供支持和决策的依据。
数字地球的原理数字地球的实现依赖于多种技术和数据源的集成，下面是数字地球实现的基本原理：1. 地理信息系统（GIS）地理信息系统（GIS）是数字地球的核心技术之一。
GIS能够将地理数据与属性数据进行关联、整合和分析，并以地图的形式进行可视化展示。
通过GIS技术，我们可以将地球表面的各种地理要素（如地形、水域、道路、建筑等）进行数字化处理，从而实现对地球的全方位、立体化描述。
2. 遥感技术遥感技术是数字地球数据源中的重要组成部分。
借助于卫星、飞机等遥感设备，我们可以获取大范围、高分辨率的地球表面图像数据。
这些图像数据可以用来提取地表特征、监测环境变化、进行地理分析等，为数字地球提供了丰富的地理数据资源。
3. 全球定位系统（GPS）全球定位系统（GPS）是数字地球的定位和导航基础设施。
通过接收来自卫星的定位信号，GPS能够准确地确定地球上任何一个点的位置坐标。
在数字地球中，GPS被广泛应用于位置服务、路径规划、车辆追踪等领域，为人们提供了准确定位和导航的功能。
4. 数据库技术数字地球需要处理大量的地理数据，因此数据库技术在数字地球的实现中起着重要的作用。
通过数据库技术，我们可以对地理数据进行存储、检索和管理，并实现数据的共享和集成。
数据库技术能够提高数据的处理效率和管理能力，为数字地球的应用提供强大的支持。
数字地球的应用数字地球在各个领域都有广泛的应用，下面列举了几个常见的应用场景：1. 城市规划与管理数字地球可以帮助城市规划师和管理者更好地了解城市的空间结构和发展趋势。
通过利用GIS技术和地理数据，可以进行城市土地利用分析、交通规划、设施布局等工作，为城市的规划和管理提供决策支持。
_数字地球_科学工程
作“数字地球”科学工程报告的基础上修改完成。1期崔伟宏等:“数字地球”科学工程
立国家空间数据基础设施(NSDI)、发展超级计算机、大容量时空数据存储、管理、模拟仿
真和虚拟现实、显示等。“数字地球”科学工程是在“数字地球”的基础研究和技术支撑体
1“数字地球”科学体系
“数字地球”—是集地球科学、信息科学、计算机科学、空间探测和数字通讯等诸多学科理论、技术于一体，以工程建设和产业化发展为导向的、旨在促进21世纪人类社会可
持续发展的一项宏伟的科学体系。它不单是几门学科的综合或几种技术的集成，而是由理
论、技术和工程构成的三位一体的、庞大的系统工程，我们称之为“数字地球”科学体系。
戈尔在“数字地球”讲话中指出，“数字地球”是一种能嵌入巨量的地理信息、对我们星球
所做的多分辨率、三维的描述。它由用户界面—呈现某种可浏览的、适于各种分辨率的三维地球图像界面和一种快速增长川，拥有连网的地理空间信息系统，与整合和显示来自不
同渠道的信息机制这两部分组成。因此，“数字地球”的目的是要建立可运行的、网络化的
“数字地球”科学工程发展到成熟阶段，是在“数字地球”基础研究取得重要进展和新
一代网络技术走入千家万户之后。成熟的标志应该是普及，由于基础研究对“数字地球”的
物理机制，信息机制和网络机制有了实质性的突破，人类对于“数字地球”的规律有了新
的认识，人类才能对“数字地球”应用自如，使“数字地球”具备了实用化的可能，这就
机机理突破破破进入千家万户户
““数字地球”科学工程’’
图1“数字地球”科学工程的发展
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。
《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。
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PPT教学课件
按其发生的空间范围不同，分为
水循环的类型：
海陆间循环 海上内循环
陆上内循环
3、水循环的主要环节:
蒸发、水汽输送、降水、下渗、径流运动（地表径流、地下径流）
4、水循环的意义：
（1）联系四大圈层，促进地球上各种水 体的更新，维持全球水的动态平衡。
（2）调节水圈、大气圈、和生物圈之间 的热量传输。
4、数字地球的特点
“虚拟地球”，可以嵌入海量地理数据，可以 多分辨率、三维地表示地球。
5、数字地球的技术基础
遥感技术（数字地球的重要信息源） 地理信息系统 网络技术 虚拟现实技术
数字球的应用
网络及分布式数据库
地理信息系统（GIS ）
信息管理
管理
咨询
数据整理
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.
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陆地淡水主体
地下水:
_浅_层__地__下__水_ 深层地下水
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目前人
←类直接
利用的
水资源
因此，节约用水和保护水 资源已成为当务之急，合理利 用有限的水资源。
活动：
河流补给
1、概念： 河水的来源 雨水补给
2、类型：
冰雪融水补给 湖泊水补给 地下水补给
二、水循环
1、水循环的含义
水循环是指自然界的水在地理环境中 通过各个环节循环运动的过程。
普通高中课程标准实验教科书 地理 必修•第3册
一、数字地球 1、数字地球的提出
1998年，美国副总统戈尔，《数字地球：展望 21世纪我们这颗行星》
2、数字地球的概念
数字地球（Digital Earth）就是用数字的手法将地 球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化装入电脑 中，实现网上流通，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。
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。
《走进“数字地球”》 学历案
《走进“数字地球”》学历案在当今这个数字化的时代，“数字地球”这个概念逐渐走进了我们的视野。
那么，究竟什么是数字地球呢？它又会给我们的生活带来怎样的影响呢？让我们一起走进“数字地球”的世界，去一探究竟。
一、数字地球的定义与内涵数字地球，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。
它利用了海量的地理信息数据，通过计算机技术、网络技术、遥感技术等多种高科技手段，将地球的各种信息以数字化的形式呈现出来。
这不仅仅是一张简单的数字地图，而是一个包含了地球的自然、人文、社会等多方面信息的复杂系统。
它涵盖了从地球的地形地貌、气候气象，到人类的活动、经济发展，甚至是生态环境的变化等众多领域。
数字地球的核心是数字化，通过将地球上的各种信息转化为数字形式，使得我们可以更加方便、快捷地获取、处理和分析这些信息。
同时，数字地球也是一个动态的系统，它能够实时更新数据，反映地球的最新变化。
二、数字地球的技术支撑要实现数字地球这样一个庞大而复杂的系统，离不开一系列先进的技术支持。
首先是遥感技术（RS），它就像是地球的“眼睛”，能够从高空远距离获取地球表面的信息。
无论是广袤的陆地，还是辽阔的海洋，遥感技术都能捕捉到详细的图像和数据。
其次是全球定位系统（GPS），为我们提供了精确的位置信息。
无论你身处世界的哪个角落，GPS 都能准确告诉你所在的位置坐标。
地理信息系统（GIS）则是数字地球的“大脑”，负责对收集到的各种地理信息进行存储、管理、分析和处理。
通过 GIS，我们可以对地理数据进行复杂的运算和分析，从而得出有价值的结论。
此外，还有高速的网络技术，它让海量的地理信息能够在全球范围内快速传输和共享，打破了信息的地域限制。
三、数字地球的应用领域数字地球的应用领域十分广泛，几乎涵盖了我们生活的方方面面。
在环境保护方面，数字地球可以帮助我们监测气候变化、森林砍伐、水土流失等问题。
通过对长期数据的分析，我们能够预测环境变化的趋势，提前采取措施进行保护和治理。
数字地球名词解释
“数字地球”就是数字化的地球，是一个地球的数字模型，它是利用数字技术和方法将地球及其上的活动和环境的时空变化数据,按地球的坐标加以整理，存入全球分布的计算机中，构成一个全球的数字模型，在高速网络上进行快速流通，这样就可以使人们快速、直观完整地了解我们所在的这颗星球。
“数字地球”将最大限度地为人类的可持续发展和社会进步以及国民经济建设提供高质量的服务。
数字地球，是美国副总统戈尔于1998年1月在加利福尼亚科学中心开幕典礼上发表的题为“数字地球：认识二十一世纪我们所居住的星球” 演说时，提出的一个与GIS、网络、虚拟现实等高新技术密切相关的概念。
在戈尔的文章内，他将数字地球看成是“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直观实例解释中可以发现，戈尔的数字地球学是关于整个地球、全方位的GIS 与虚拟现实技术、网络技术相结合的产物。
《走进“数字地球”》 学历案
《走进“数字地球”》学历案在当今这个科技飞速发展的时代，“数字地球”这个概念逐渐走进了我们的视野。
那么，究竟什么是数字地球？它又能给我们的生活带来怎样的改变呢？让我们一起走进这个充满神奇与机遇的领域。
一、数字地球的定义与内涵数字地球，简单来说，就是一个对地球进行数字化表达的虚拟地球。
它把地球上的各种信息，包括地理、环境、资源、人文等，通过数字化的方式整合在一起，形成一个庞大的数据库。
这个数据库可不是简单的罗列，而是通过先进的技术手段，实现了信息的互联互通和实时更新。
它就像是一个超级大脑，能够对地球的各种状况进行快速分析和预测，为我们提供决策支持和解决方案。
数字地球的内涵非常丰富。
它不仅包含了地球表面的地理信息，还涵盖了地下的地质结构、大气层的变化以及人类社会的活动等多个方面。
通过整合这些信息，我们可以更加全面、深入地了解地球的过去、现在和未来。
二、数字地球的技术支撑要实现数字地球的构建，离不开一系列先进的技术支持。
首先是卫星遥感技术。
卫星在太空中对地球进行观测，获取大量的图像和数据。
这些数据经过处理和分析，能够为数字地球提供高精度的地理信息。
其次是地理信息系统（GIS）。
GIS 是一种专门用于管理和分析地理数据的软件系统。
它能够将各种地理数据进行整合、处理和可视化展示，让我们更加直观地了解地球的各种现象和规律。
另外，全球定位系统（GPS）也发挥了重要作用。
GPS 可以为我们提供精确的位置信息，使得数字地球中的数据更加准确和可靠。
除此之外，还有大数据、云计算、人工智能等技术的应用。
大数据为数字地球提供了海量的数据资源，云计算为数据的存储和处理提供了强大的计算能力，人工智能则能够对数据进行智能分析和预测。
三、数字地球的应用领域数字地球的应用领域十分广泛，几乎涵盖了我们生活的方方面面。
在环境保护方面，数字地球可以实时监测大气污染、水污染、土壤污染等情况，为环境保护部门提供决策依据，制定更加有效的环保措施。
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第三、组建“中国数字地球”工作委员会。
4．发展中国数字 地球的意义：
在中国跨世纪的发展 中，实现经济和社会的可 持续发展、保持和平安定 的国际环境、发展科学技 术的自主创新能力，是三 项重大战略目标。从我国 的国家目标出发，我们迫 切需要一个“中国数字地 球”或“数字中国”。
2．数字城市的建设：
包括数字化、网络化和智能化三方面的 工作。
2．“数字农业”要求各种农业信息技术 最广泛地应用于农业。
3. “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。
北京大兴兴起“数字农业”
北京市大兴区采育镇鲜切花基地一号温室中， 日光温室内的空气温度、湿度、土壤水分、雨量 报警等田间数据采集、传输设备，可同时向首部 计算机传输数据，当数据与设定值不符时，计算 机程序自动启动，进行灌溉。
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。
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。
难点：
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。
一、中国数字地球
基地工作人员利用先进的信息采集系统将一 片土地的土壤信息、气象信息及农业生产动态等 信息收集起来,利用信息分析系统进行综合分析 处理，根据不同地块的情况进行精耕细作,从而 有效提高产出、节约投入、减少环境污染。
三、数字城市
数字城市是指城市规划建设与运营管理以及 城市生产与生活活动中，利用数字化信息处理技 术和网络通信技术，将城市的各种数字信息及各 种信息资源加以整合并充分利用。
二、数字农业
数字农业——1997年由美国科学院、工程院 两院士正式提出。指在地学空间和信息技术支撑 下的集约化和信息化的农业技术。
数字农业是指将遥感、地理信息系统、全球
定位系统、计算机技术、通讯和网络技术、自动 化技术等高新技术与地理学、农学、生态学、植 物生理学、土壤学等基础学科有机地结合起来， 实现在农业生产过程中对农作物、土壤从宏观到 微观的实时监测，以实现对农作物生长、发育状 况、病虫害、水肥状况以及相应的环境进行定期 信息获取，生成动态空间信息系统，对农业生产 中的现象、过程进行模拟，达到合理利用农业资 源，降低生产成本，改善生态环境，提供农作物 产品和质量的目的 。
“数字地球” 不仅仅在于超越空 间和时间的界限,更 在于它能帮助人类 缓解环境危机、预 防自然灾害、打击 犯罪和持续发展。 中国政府和学术界 在“数字地球”的 基础上提出“数字 中国”的构想。
1．发展“中国数字地球”的可能性：
“国家攻关计划”、“863计划”、“攀登 计划”、“火炬计划”、“973计划”等国家科 技发展计划的实施以及国家加大对自然科学基金 的投入，为发展“中国数字地球”提供了现实的 技术基础、科学基础和人才储备。
2007年4月 16日-22日 黑龙江省土 壤湿度预测
2009年黑龙江省2.2-2.17NDVI分布图
“数字农业” 包含的内容：
1．“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。
三维数字城市
1．数字地球与数字城市的关系 ：
数字城市源于数字地球，城市作为信息产生、 应用、辐射最重要的枢纽，又是维系数字地球框 架的重要节点。
数字城市是一个不断发展和演绎的理念，广 义的数字城市是指城市信息化，它涉地理信息系统。
一般认为“数字地 球” 是对真实地球及其 相关现象的统一的数字 化的认识，是以因特网 为基础，以空间数据为 依托，以虚拟现实技术 为特征，具有三维界面 和多种分辨率浏览器的 面向公众开放的系统。
数字地球的原理和应用
数字地球是将不同空间、时间的自然、人文 的大量信息，按地理坐标，从区域到全球进行整 合，并进行立体的，动态的显示，能为复杂的生 产、研究活动提供实验条件和试验基地。
“中国信息高速公路”等基础设施的建设 为发展“中国数字地球”提供了技术上的支撑条 件。
2．中国数字地球的组成：
国家信息基础设施
中
国
数
国家地理数据基础设施
字
地
球
数字地球试验基地
ADS40相机获得的高分辨率光学影像
3．发展“中国数字地球”的战略措施：
第一，把“中国数字地球”作为国家战略措施 来整合地球科学，促进信息科学技术的发展，并以 科技发展为基础，形成新的产业。
导入新课
1998年1月,美国副总统戈 尔在加利福尼亚科学中心开 幕典礼上发表的题为“数字 地球—新世纪人类星球之认 识”演说时，提出的一个与 GIS、网络、虚拟现实等高新 技术密切相关的概念。在戈 尔的文章内，他将数字地球 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”。
数字地球：从宇宙到商场内部
你想知道中国数字地球的详细情况吗?
第二节 中国数字地球的建设
中国数字地球 数字农业 数字城市
教学目标
知识目标：
1．说出数字地球的概念和中国数字地球的 组成；
2．阐述发展中国数字地球的意义； 3．列举数字农业和数字城市的组成。
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。
数字地球主要组成
不同
分辨率尺 度下的地 球三维可
视化的浏 览界面
网络化 的 地理信
息世界，为 用户提供公 用信息和商 业信息。
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。
数字地球的技术基础：
信息高速公路和高速网络技术 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 高性能计算能力