第二章__数字地球的基本概念

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。

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。

数字地球导论第一章绪论一、基本概念1、数字地球概念的由来1996年5月，联合国在南非约翰内斯堡召开了“信息社会和发展大会的部长级会议”，通过了互联网的建设计划，全球环境与资源管理计划，全球紧急情况管理计划等重大计划。

1998年1月，戈尔提出了“数字地球”的构想。

2000年，西方七国在日本冲绳会议上正式宣布当今社会进入“信息时代”。

4、数字地球与有关术语的关系与国家空间数据基础设施（NSDI）及国家信息基础设施(NII)的关系✓NII与NSDI均是数字地球的重要组成。

✓NII又称为信息高速公路，包括了各类网络和各类标准、规范、安全和保密等规则。

✓NSDI相当于高速公路上行驶的货运与客运的各种车辆及其组织的运行规则，及客流与物流源的状况等。

✓NSII是NII与NSDI的结合。

与数字国家与数字地球及数字城镇的关系✓数字地球可划分为这三个层次，分别为：全球层、国家层和城镇层与信息化、信息社会的关系✓数字地球是信息化或信息社会建设的空间信息基础设施。

✓数字地球与国家信息化、国民经济信息化及城市信息化、地区信息化、省区信息化密切相关。

一、基本概念美国总统戈尔在其1998年的报告中指出：数字地球是指可以整合海量地理数据的、多分辨率的、真实地球的三维表示，并可以在其上增加与地球有关的数据，实现在不同分辨率水平上对地球进行三维浏览的虚拟地球系统。

数字地球的概念，可以归纳为以下三个方面：（1）数字地球指数字化的三维显示的虚拟地球，或指信息化的地球，包括数字化、网络化、智能化与可视化的地球技术系统。

（2）实施数字地球计划，需要有政府、企业和学术界共同齐心协力参加。

实施数字地球计划是社会的行为，需要全社会来关心和支持。

（3）数字地球是一次新的技术革命，将改变人类的生产和生活方式，进一步促进科学技术、经济发展和推动社会的进步。

二、国外研究现状1、美国国家空间数据基础设施1990年成立了联邦地理数据委员会（FGDC），负责协调国家空间数据基础设施的建设。

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》讲义一、什么是数字地球当我们提及“数字地球”这个概念时，或许您会感到有些陌生，但实际上，它已经在不知不觉中影响着我们生活的方方面面。

简单来说，数字地球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。

它不是一个孤立的技术或者数据集合，而是将各种地理信息、社会经济信息、生态环境信息等整合在一起，通过数字化的手段，构建出一个虚拟的地球模型。

这个模型可以让我们从不同的角度、不同的尺度去观察和理解地球。

想象一下，您可以在电脑上或者移动设备上，随时随地查看地球的任何一个角落，了解那里的地形地貌、气候条件、人口分布、资源状况等等。

这不再是科幻电影中的场景，而是数字地球能够为我们带来的真实体验。

二、数字地球的构成要素要实现这样一个复杂而强大的数字地球，需要多种要素的协同工作。

首先是数据，海量的数据是数字地球的基础。

这些数据包括来自卫星遥感、航空摄影、地面测量等多种渠道获取的地理空间数据，以及与人口、经济、环境等相关的社会经济数据。

然后是技术，先进的信息技术是数字地球的支撑。

例如，地理信息系统（GIS）技术用于对地理数据的存储、管理、分析和展示；全球定位系统（GPS）用于获取精确的地理位置信息；遥感（RS）技术则可以大规模地获取地表信息。

此外，计算机技术、网络技术、数据库技术等也在数字地球的构建中发挥着重要作用。

最后是人才，具备跨学科知识和技能的专业人才是数字地球发展的关键。

他们需要懂得地理、计算机、数学、环境等多个领域的知识，能够将这些知识融合在一起，为数字地球的建设和应用提供智力支持。

三、数字地球的应用领域数字地球的应用领域极其广泛，几乎涵盖了人类社会的各个方面。

在环境保护方面，通过数字地球，我们可以实时监测全球的气候变化、森林砍伐、海洋污染等情况，为制定环境保护政策和采取应对措施提供科学依据。

在城市规划中，数字地球能够帮助规划师更直观地了解城市的地形、土地利用情况、交通流量等，从而制定出更加合理、高效的城市规划方案。

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。

数字地球概述自20世纪70年代以来，新技术革命蓬勃兴起。

“数字地球”的提出，是地球科学和信息技术等许多学科综合发展的一个自然结果。

美国提出数字地球的概念，是要继续把持信息技术和信息产业至高点的一个战略举动，是为它的政治、经济、军事的全球战略服务的。

但是，数字地球这样一个概念同时又是我们解决全球资源、环境、人口、灾害等大家共同关心的问题所需要的。

因此，数字地球本身也是实现21世纪可持续发展的一个重要工具。

数字地球目前只是一个系统的概念，需要许多高新技术和基础研究的支持，包括空间数据库、虚拟现实、神经网络、专家系统、图像自动解译和多源数据融合技术等等，几乎涵盖了现代信息科技的所有最新发展，是对人类科技水平的一次全面检验。

信息高速公路是建设数字地球的基础。

作为电子信息传输平台，我国已经建成了完善的四大计算机网络。

截至1999年，我国光缆总长度已经突破了100万公里，计算机的社会拥有量达到1200万台，国际互联网站点近一万个，用户超过900万户，国家公用信息网络已经覆盖了全国近三百个城市，可谓基础稳固。

数字地球的主要资源是全球各方面的综合资料，包括各种立体数字化地理图、资源、人文、地物等专题图和城市地图。

20年来，我国在这方面已经走在了世界前列，积累了大量原始数字化资料，正在进行各种基本地形图的数字化工作。

在农业、资源环境、灾害、人口、可持续发展决策、城市建设和全球变化等许多方面，也为数字地球的应用积累了丰富的经验。

数字地球的内容是动态的，它的另一个基础是空间技术和空间数据基础设施。

我国的空间技术实力雄厚，已经发射了试验宇宙飞船和许多颗各种类型的卫星，建立了多个遥感卫星和气象卫星地面接收台站，配合中低空机载对地观测平台和地面观测台，能够接收和处理多种标准的卫星图像数据，取得了大量高分辨率的全景摄影图像。

1999年12月，数字地球国际会议在北京召开，表明了我国对数字地球项目的关注。

数字地球不是一个单纯的科技项目或技术目标，而是一个战略性的系统工程。

“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。

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。

例2．“数字地球”的应用领域包括（）①可持续发展②政府政策③百姓生活④科学研究A．①②B．③④C．①②③D．①②③④变式训练1．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．高分辨率卫星影像2．有关数字地球的说法，不正确的是（）A．将自然信息按地理坐标整合B．将自然信息从区域到全球整合C．数字地球能立体、动态的显示D．人文信息无法按坐标整合课堂检测：阅读下列材料，回答下列问题。

1999年，首届“数字地球国际会议”在北京召开。

专家认为，“数字地球”是地图测绘、航空卫星遥感，探空和深钻的深化，是对地图测绘系统(EOS)、全球定位系(GPS)与地理信息系统(GIS)的综合。

以农业为例，它在农业信息遥感、太空农业等领域有广阔的研究前景，一些国家利用资源卫星进行农业资源调查、作物长势和产量监测等。

例如，美国利用资源卫星在估测本国小麦产量的同时，还对其他国家小麦产量进行估测，根据所得数据制定生产布局、储运、加工等计划，确定对外贸易策略，由此每年可获利数亿美元。

(1)根据材料推断“数字地球”相关技术在“我国农业可持续发展”方面可做哪些工作?(2)在全球问题的研究中，除农业外，还有哪些领域可以应用“数字地球”的相关技术?课后巩固一、选择题2005年1月，我国第21次南极科学考察队成功确定并登上了南极冰盖的最高点Dome-A，在那里设立了自动气象站，这是人类首次到达被称为“不可接近之极”的Dome-A地区，也标志着我国极地科考和研究又跨上了一个新的台阶。

据此回答1——3题1．我国科考队确定Dome-A的准确位置采用了下列哪种技术（）A．GPS B．GIS C．RS D．VR2．南极地区与北极地区的共同点不是( )A．都位于寒带 B．都有极昼、极夜、极光现象C．都有丰富的能源 D．气温、风速、降水均大体相当A．通过科考了解全球变化，预测全球变化的发展趋势B．通过科考了解南极环境的特点，为保护和合理利用南极提供依据C．通过科考加强交流与合作，维护我国在南极的合法权益D．通过科考摸清南极的资源状况，为大规模开发南极奠定基础4．2008年奥运会计划使用37个比赛场馆。