高中地理 3.4 數(shù)字地球課件2 湘教版必修3.ppt

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第四節(jié) 數(shù)字地球,一、數(shù)字地球的概念,數(shù)字地球是：信息化的地球 ― 地球的虛擬對(duì)照體。數(shù)字地球?qū)⒂嘘P(guān)地球上每一點(diǎn)的信息，按地球的地理坐標(biāo)加以整理，然后構(gòu)成一個(gè)全球的信息模型。人們可以快速、形象地了解地球上的任何一點(diǎn)、任何方面的信息，從而實(shí)現(xiàn)“信息就在指尖上”的夢(mèng)想。,通俗地講，就是用數(shù)字的方法將地球、地球上的活動(dòng)及整個(gè)地球環(huán)境的時(shí)空變化裝人電腦中，實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上的流通，并使之最大限度地為人類(lèi)的生存、可持續(xù)發(fā)展和日常的工作、學(xué)習(xí)、生活、娛樂(lè)服務(wù)。,“數(shù)字地球”的提出,1998 年 1 月 31 日,時(shí)任 美國(guó) 副總 統(tǒng)的 阿爾． 戈?duì)?《 數(shù)字 地球： 展望21 世紀(jì)我 們這顆 行星 》,是一種可以 嵌入海量地 理數(shù)據(jù)的、 多分辯率的 和三維的地 球的表示， 可以在其上 添加許多與 我們所處星 球有關(guān)的數(shù)據(jù)。,遙感技術(shù)、 地理信息 系統(tǒng)、網(wǎng) 絡(luò)技術(shù)、 虛擬現(xiàn)實(shí) 技術(shù),可持續(xù) 發(fā)展， 農(nóng)業(yè)、 災(zāi)害、 資源、 教育等 方面,二、數(shù)字地球的技術(shù)基礎(chǔ),要在電子計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球不是一件簡(jiǎn)單的事，它需要諸多學(xué)科，特別是信息科學(xué)技術(shù)的支撐。這其中主要包括：信息高速公路與高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)、空間信息技術(shù)與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、高性能計(jì)算能力。,1、信息高速公路與高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù),一個(gè)數(shù)字地球所需要的數(shù)據(jù)已不能通過(guò)單一的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存貯，而需要由成千上萬(wàn)的不同組織來(lái)維護(hù)。這意味著參與數(shù)字地球的服務(wù)器將需要由高速網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接。,在 Internet 流量爆發(fā)性增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)下，遠(yuǎn)程通信載體已經(jīng)嘗試使用 10G / S 的網(wǎng)絡(luò)，而每秒 1 015 byte 的因特網(wǎng)正在研究中。相信在 21 世紀(jì)將會(huì)有更加優(yōu)秀的寬帶高速網(wǎng)供人們使用。,2、高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù),20 世紀(jì)的遙感衛(wèi)星影像，在衛(wèi)星遙感問(wèn)世的 20 多年分辨率已經(jīng)有了飛快的提高，這里所說(shuō)的分辨率指空間分辨率、光譜分辨率和時(shí)間分辨率?？臻g分辨率指影像上所能看到的地面最小目標(biāo)尺寸，用像元在地面的大小來(lái)表示。,高分辨率衛(wèi)星遙感圖像在 21 世紀(jì)將可以?xún)?yōu)于 1 米的空間分辨率，每隔 3 一 5 天為人類(lèi)提供反映地表動(dòng)態(tài)變化的翔實(shí)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)“秀才不出門(mén)，能觀天下事”的理想。,3、空間信息技術(shù)與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施,空間信息是指與空間和地理分布有關(guān)的信息，據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上的事情有 80 ％與空間分布有關(guān)．空間信息用于地球研究即為地理信息系統(tǒng)。為了滿(mǎn)足數(shù)字地球的要求，將影像數(shù)據(jù)庫(kù)、矢量圖形庫(kù)和數(shù)字高程模型 (DEM)三庫(kù)一體化管理的 GlS 軟件和網(wǎng)絡(luò) GPS ，將在 21 世紀(jì)十分成熟和普及。從而可實(shí)現(xiàn)不同層次的互操作，一個(gè) GIS 應(yīng)用軟件產(chǎn)生的地理信息將被另一個(gè)軟件讀取。,4、大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù),數(shù)字地球?qū)⑿枰尜A 10 1 5 字節(jié)的（ Quadrillions ）信息。美國(guó) NASA 的行星地球計(jì)劃 EOS 一 AMI 1999 年上天，每天將產(chǎn)生 1 000 GB （即 1 TB ）的數(shù)據(jù)和信息， 1 米分辨率影像覆蓋廣東省，大約有 1 TB 的數(shù)據(jù)，而廣東才是中國(guó)的 1 / 53 。所以要建立起中國(guó)的數(shù)字地球，僅僅影像數(shù)據(jù)就有 53TB ，這還只是一個(gè)時(shí)刻的多時(shí)相的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，其容量就更大了。目前美國(guó)的 NASA 和 NOAA 已著手建立用原型并行機(jī)管理的可存貯 1 800TM 的數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)盤(pán)帶的查找由機(jī)器手自動(dòng)而快速地完成，相信在 21 世紀(jì)，還會(huì)有新的突飛猛進(jìn)。,5、可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),可視化是實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球與人交互的窗口和工具，沒(méi)有可視化技術(shù)，計(jì)算機(jī)中的一堆數(shù)字是無(wú)任何意義的。數(shù)字地球的一個(gè)顯著的技術(shù)特點(diǎn)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。建立了數(shù)字地球以后，用戶(hù)戴上顯示頭盔，就可以看見(jiàn)地球從太空中出現(xiàn)。,,戴上數(shù)據(jù)儀器，可以在虛擬空間 中體驗(yàn)太空漫步的美妙滋味.,6、高性能計(jì)算能力,地球是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)，地球上發(fā)生的許多事件、變化和過(guò)程又十分復(fù)雜而呈非線性特征，時(shí)間和空間的跨度變化大小不等，差別很大，只有利用高速計(jì)算機(jī)，我們今日和跨世紀(jì)的未來(lái)，才有能力來(lái)模擬一些不能觀測(cè)到的現(xiàn)象。利用數(shù)據(jù)挖掘（ Data Mining ）技術(shù)，我們將能夠更好地認(rèn)識(shí)和分析所觀測(cè)到的海量數(shù)據(jù)，從中找出規(guī)律和知識(shí)。,三、數(shù)字地球與我們的生活,“數(shù)字城市”：從廣義上說(shuō)，是通過(guò)寬帶多媒體信息網(wǎng)絡(luò)、地理信息系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)，整合城市信息資源并加以充分利用，建立電子商務(wù)、電子政務(wù)、科技信息系統(tǒng)、勞動(dòng)和社會(huì)保障信息系統(tǒng)等子系統(tǒng)，通過(guò)發(fā)展信息家電、網(wǎng)上教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療，建設(shè)信息化社區(qū)，最終實(shí)現(xiàn)城市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的全面信息化。,“數(shù)字化社區(qū)”：顧名思義，就是通過(guò)數(shù)字技術(shù)將管理、服務(wù)的提供者與每個(gè)住戶(hù)相聯(lián)結(jié)的社區(qū)。這種數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) · 使社區(qū)的管理者與住戶(hù)之間可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行各種形式的信息交互，由于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的先進(jìn)性以及多態(tài)的表現(xiàn)性，加上各種網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)的應(yīng)用，從而營(yíng)造出了一個(gè)豐富多彩的虛擬社區(qū)。,“地球村”：信息高速公路的出現(xiàn)，國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的使用，“數(shù)字地球”的產(chǎn)生，“縮小”了我們生活的空間，“縮短”了我們聯(lián)系交往的時(shí)間，使我們生活的世界成為一個(gè)全球性、同時(shí)性的“地球村”。,“數(shù)字化生存”：我國(guó) IT 界有關(guān)人士這樣描述未來(lái)普通人的數(shù)字化生存狀態(tài)：寬帶將代替電話撥號(hào)的窄帶方式成為家庭和外部信息交流的高速公路。單芯片技術(shù)產(chǎn)生的數(shù)字產(chǎn)品會(huì)不斷豐富、滿(mǎn)足用戶(hù)高品質(zhì)數(shù)字化生活的需要。所有產(chǎn)品通過(guò)有線網(wǎng)絡(luò)或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)成一體并實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換、資源共享以及自動(dòng)化控制。,