6.2中国数字地球的建设 课件(共46张PPT)

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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”。
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。
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。
一、中国数字地球
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。
数字地球的原理和应用
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。

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
数字地球的技术基础：
“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。
“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。
中国数字地球

国家信息基础设施
国家地理数据基础设施
数字地球试验基地
2．中国数字地球的组成：
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。
第二，要在“中国数字地球”的发展战略的框架下，像建设铁路和公路那样加强地理信息基础设施的建设。
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”。
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 。
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。
?? 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。
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。
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。
三、数字城市
三维数字城市
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，它涉及城市信息化的方方面面；狭义的数字城市是指空间信息为基础的城市地理信息系统。
1．数字地球与数字城市的关系 ：
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。
城市设施的数字化：
在统一的标准与规范基础上，实现设施的数字化。
这些设施包括： 城市基础设施——建筑设施、管线设施、环境设施； 交通设施——地面交通、地下交通、空中交通； 金融业——银行、保险、交易所； 文教卫生——教育、科研、医疗卫生、博物馆、科技馆、运动场、体育馆，名胜古迹； 安全保卫——消防、公安、环保； 政府管理——各级政府、海关税务、户籍管理与房地产； 城市规划与管理——背景数据、城市监测、城市规划。
城市网络化：
三网连接：电话网、有线电视网与Internet，三网实现互联互通；通过网络将分散的分布式数据库、信息系统连接起来，建立互操作平台；建立数据仓库与交换中心、数据处理平台、多种数据的融合与立体表达、方正与虚拟技术的数据共享平台。
城市的智能化：
包括：
　　电子商务：网上贸易、虚拟商场、网上市场管理；
　　电子金融：网上银行、网上股市、网上期货、网上保险；
　　网上教育：虚拟教室、虚拟试验、虚拟图书馆；
　　网上医院：网上健康咨询、网上会诊、网上护理；
　　网上政务：网上会议等。
3．数字城市建设的要点：
（1）数字城市信息基础设施的规划，是实现数字城市的战略准备；
　 （2）城市基础数据库建设，是数字城市建设的战略基础 ；
　 （3）加速电子政府的建设，应当成为数字城市建设的战略主导 ；
　 （4）全方位的电子商务架构是数字城市建设的战略核心 ；
　 （5）城市交通智能化的全面建设，是数字城市的战略启动 。
“数字北京”是一个由基础层﹑应用层和决策层组成的完整体系。在“基础层”,北京市要加快首都公用信息平台的建设;在“应用层”,要加快建设环境与生态、资源管网、城市建设规划、交通管理、社区服务、电子政务、电子商务、远程教育、远程医疗等核心子系统。
数字北京
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。














狭义上讲，“数字上海”就是以信息高速公路为基础，采用地理信息系统、遥感、全球定位系统、海量数据存储、虚拟现实、网络、多媒体等技术、对上海市广泛而丰富的信息资源进行统一、有效地管理和整合，通过所提供的虚拟现实界面、便捷的交互、共享以及丰富的辅助决策和管理功能，逐步达到上海现实社会的虚拟再现。
数字上海——魅力之都

课堂小结
“数字地球” 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。
1、随着科技水平的提高，人类对地球形状的认识经历了“天圆地方”、“圆球体”、“扁球体”和“不规则扁球体”的漫长过程。回答问题。
目前对地球形状的精确研究主要是基于（ ）
A．遥感技术和地理信息技术
B．全球定位系统和地理信息系统
C．遥感技术和全球定位系统
D．数字地球

针对练习

A
2、两学生测量当地海拔高度，所用最便捷的技术是（ ）
A. 遥感
B. 全球定位系统
C. 地理信息系统
D. 数字地球
B
解析：全球定位系统提供的是三维坐标。
1 ． “数字地球”即( )
A．数字化、信息化的虚拟地球
B．用数字度量地球半径、体积、质量等
C．用经纬网络描述的地球
D．“数字城市”和“数字校园”
A

巩固训练
一、选择：
2 ．数字地球的技术支持包括( )
①遥感技术 ②全球定位系统 ③地理信息系统
④空间信息技术 ⑤虚拟技术 ⑥网络技术
A．①②③ B．④⑤⑥
C．①②③④⑤ D．①②③④⑤⑥

D
3．以下叙述不正确的是（ ）
A． RS主要应用于地理数据的获取
B．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
C．GPS 主要用于地理信息的空间分析
D．数字地球为地理信息系统提供数据
D
4．关于数字地球的说法，正确的是（ ）
①数字地球就是数字化的地球
②数字地球已能满足人类目前的要求
③数字地球采取集中方式存储信息
④数字地球的最大特征与依据是虚拟现实技术
A．①② B．①④
C．②④ D．③④
B
二、解答：
1． 何谓“数字地球”？它有何特点？
答案：数字地球是一个在全球范围内建立的一个以空间位置为主线，将信息组织起来的复杂系统，也就是全球范围的以地理位置及其相互关系为基础而组成的信息框架，并在该框架内嵌入我们所能获得的信息的总称。
特点：（1）多源、多比例尺、多分辨率数据无缝集成的网络信息系统；
（2）面向全社会公众开放的网络信息系统；
（3）虚拟现实技术支持下多维网络信息系统。
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。
3．简述数字城市建设的要点。
答案：（1）数字城市信息基础设施的规划，是实现数字城市的战略准备；
（2）城市基础数据库建设，是数字城市建设的战略基础 ；
（3）加速电子政府的建设，应当成为数字城市建设的战略主导 ；
（4）全方位的电子商务架构是数字城市建设的战略核心 ；
（5）城市交通智能化的全面建设，是数字城市的战略启动 。