学年高中地理 第3单元 区域资源 环境与可持续发展单元活动2 鲁教版必修3.docx

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学年高中地理第3单元区域资源环境与可持续发展单元活动2鲁教版必修3

高中地理第3单元区域资源环境与可持续发展单元活动2鲁教版必修3

[学习目标定位]　1.认识“数字地球”的概念、支撑技术和主要特点。

2.了解“数字城市”、“数字校园”的概念和主要应用。

3.联系数字地球的发展前景，了解数字地球对我们实际生活的意义。

一、认识“数字地球”

1．概念：

数字地球通俗地讲就是建立一个“虚拟地球”，用①数字化的方法将地球上有关的信息转化为②数字信息装入计算机中，实现在网上的流通。

2．核心思想：

用数字化的手段整体性地解决与“③空间位置相关”的问题和最大限度地利用④信息资源。

3．支撑技术：

遥感、⑤地理信息系统、全球定位系统技术与信息科学技术的相融合。

4．主要特点

（1）⑥空间性、数字性和整体性，并且三者融合统一。

（2）迅速充实和联网。

（3）是一种⑦开放式的数据平台，具有⑧立体和动态显示数据的能力。

（4）以图像、图形、图表、⑨文本报告等多种形式提供局部或全球范围的数据、信息、知识方面的服务，其中⑩提供信息服务是最主要的任务。

（5）其服务对象覆盖⑪全社会层面。

思维活动

1．“数字地球”就是“3S”技术的综合，对吗？

答案　不正确。

“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。

而“3S”技术仅仅是“数字地球”的部分支撑技术。

二、未来城市——“数字城市”

1．概念：

“数字城市”是“数字地球”的重要组成部分。

它综合运用地理信息系统、⑫遥感、⑬全球定位系统、网络、多媒体及⑭虚拟仿真等技术，以⑮数字的形式获取、存储和再现城市的资源、⑯基础设施、人文、经济等各个方面的信息，从而提高城市的管理效率、节约资源和保护环境，为城市的可持续发展提供⑰决策支持。

2．主要内容

（1）城市⑱设施的数字化。

（2）城市的⑲网络化：

包括互联网、有线电视网、移动通信网、光纤网、广域网、局域网等。

（3）城市的⑳智能化：

包括网上商务、网上金融、网上教育、网上医院、网上政务等。

3．作用：

能够为人类创造高效的、

信息化的工作环境和舒适、方便、安全、现代化的生活环境。

思维活动

2．建立“数字地球”对我们日常生活的意义有哪些？

答案　城市信息化使得智能化交通、智能化住宅小区、数字化企业、电子商务、电子金融、电子政务、远程教育、远程医疗、网上娱乐等成为可能，还带动了生态城市和花园城市建设，为居民生产、生活和学习创造更方便、舒适、高效和安全的环境，提高了生活质量。

三、未来校园——“数字校园”

1．概念：

“数字校园”是利用

网络、通信技术对校园内的信息资源进行全面的

数字化，通过整理加工，使这些信息资源能够有序地运转，从而更好地为教学、科研、管理和生活服务。

2．目标：

为教学、科研、管理和生活服务，把学校建设成既面向校园内，又面向社会的一个超越时间和空间的虚拟学校，使更多的人能够共享

教育资源。

3．应用

（1）教师能进行

电子备课；根据教学需要进行相应的

教学操作；还可以进行电子评阅。

（2）学生可以利用多媒体手段参加

教学活动，到图书馆借阅图书。

思维活动

3．若“数字校园”成为现实，学生将如何进行学习活动？

答案　在任何有互联网的地区，学生可在虚拟的课堂、虚拟校园、虚拟的图书馆进行学习活动。

探究点一　数字地球的含义与支撑技术

探究活动

　阅读下列材料，回答问题。

材料　这是某公司的一项信息化服务演示。

在一个漆黑的夜晚，一位独居的老太太突发心脏病，在倒地的一瞬间，她手臂上的手表式GPS发出急救信号。

医护人员从“医疗急救GIS”中的地图上迅速找到了她的住址，立即调度装有车载定位系统的救护车按照电子地图上的提示路径，在最短的时间内抵达老人住所，为她量血压、测心跳、输氧气……

这虽然只是一个演示，但实际上正是“数字地球”为我们生活服务的一个缩影，而且渐入大众生活领域。

（1）“数字地球”有什么特点？

（2）数字地球的应用领域有哪些？

（3）材料中的案例应用了“数字地球”的哪些技术？

（4）“数字城市”和“数字校园”的作用有哪些？

答案　

（1）①具有空间性、数字性和整体性，这三者的融合统一，是数字地球与其他信息系统相区别的根本标志；②可迅速充实和联网；③是一种开放式的数据平台，它采用动态、仿真和虚拟等先进的技术，具有立体和动态显示数据的能力；④以图像、图形、图表、文本报告等多种形式提供局部或全球范围的数据、信息、知识方面的服务，其中提供信息服务是最主要的任务；⑤数字地球的服务对象覆盖整个社会层面。

（2）数字地球的应用领域小到人们日常生活的工作、生活、娱乐等，大到人类的生存与可持续发展，如预测气候变化、治理环境污染、防灾减灾、保护生物多样性、解决政治或经济危机、增加农业产出等。

（3）GPS（全球定位系统）、GIS（地理信息系统）和车载定位系统、电子地图等数字地球技术。

（4）数字城市能够为人类创造高效的、信息化的工作环境和舒适、方便、安全、现代化的生活环境。

数字校园把学校建设成既面向校园内，又面向社会的一个超越时间和空间的虚拟学校，使更多的人能够共享教育资源。

反思归纳

　数字地球的含义与支撑技术

（1）含义：

数字地球是指实现地球数字化或信息化的技术系统。

形象地说，数字地球是指整个地球经数字化之后由计算机网络来管理的技术系统。

如下所示：

（2）支撑技术：

数字地球是一个庞大而复杂的系统，要依靠诸多关键技术支撑。

各关键技术与数字地球的关系具体如下所示：

[特别提示]　

（1）数字地球就是数字化地球，目前正处于不断完善之中，还无法满足人们的全部需要。

（2）数字地球是虚拟地球，虚拟现实技术是数字地球的最大特征。

探究点二　数字地球的应用

探究活动

　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，是对地测绘系统（EOS）、全球定位系统（GPS）与地理信息系统（GIS）的综合，实现地球圈层间物质流、能量流与信息流数据的集成，从而对全球化问题进行广泛研究。

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？

答案　

（1）“数字地球”相关技术在我国农业可持续发展方面可做如下工作：

资源利用状况遥感调查；合理布局农业；监测并预报气候变化及旱涝灾害；光热及农作物产量预测；农业污染监测、预报，并提出解决措施等。

（2）在全球问题的研究中，除农业外，还有如下领域可应用“数字地球”的相关技术：

全球温室效应；海平面上升；臭氧层分布；地形遥感；全球生态环境监测；全球气候预报；全球生物分布；全球生产结构监测等。

反思归纳

　数字地球的应用

应用前景

具体表现

可持续发展

应用空间分析与虚拟现实技术，建立数字化空间实验室，从全球角度研究可持续发展

政府决策

为大型工程决策提供重要的参考数据，为政府对城市的管理提供依据

百姓生活

接受远程教育，网上购物，交互娱乐项目，浏览风景名胜

对点训练一　数字地球的含义

数字地球是信息化的地球——地球的虚拟对照体。

结合所学内容回答1～3题。

1．数字地球的核心是（　　）

A．应用信息技术将地球每个角落紧密联系起来

B．用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会等方面的问题

C．运用电脑将地球的所有重要数据储存起来

D．用数字表示地球的所有地理特征

2．数字地球数据传输的基础是（　　）

A．网络B．虚拟现实技术

C．GISD．数据存储技术

3．目前数字地球中存储的信息是（　　）

①数量巨大且都是真实可靠的　②采取分散式存储，能够快速提取　③数字化的信息　④高分辨率卫星影像是信息采集的主要来源之一

A．①②B．②③C．③④D．①④

答案　1.B　2.A　3.C

解析　第1题，通俗地讲，数字化手段就是用数字的方法将地球、地球上的活动及整个地球的时空变化全部数字化并装入电脑中，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。

其核心就是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会等方面的问题，最大限度地利用资源，并使人们能够通过一定的方式，方便地获得有关地球的信息。

第2题，数字地球的信息传输靠信息高速公路，即高速网络。

第3题，数字地球的数据量极大，初步估算将要存储1015字节的信息，而且每天还会产生大量的信息，这些信息只有分散地存储到全球各地的计算机中。

数字地球存储的信息是否真实可靠，取决于信息的提供者。

目前的互联网还无法满足快速提取的要求。

对点训练二　数字地球的应用

数字化城市管理是指综合运用多种现代技术对城市进行科学高效管理，系统建设内容涵盖多个领域，如医院利用该系统抢救某危重病人的过程。

数字化城市是数字地球的一部分。

据此完成4～5题。

4．有关“数字城市”的叙述，错误的是（　　）

A．与“数字地球”是并列的两大信息系统

B．能以数字的形式获取、存储和再现城市的资源、基础设施、人文、经济等方面的信息

C．有利于提高城市管理效率

D．可以为城市可持续发展提供决策支持

5．数字城市的作用主要包括（　　）

①提高城市管理效率　②节约资源和保护环境　③实现城市的可持续发展　④为人类创造高效的、信息化的工作环境和舒适、方便、安全、现代化的生活环境

A．①②③B．②③④

C．①②④D．①③④

答案　4.A　5.C

解析　数字城市是数字地球的一部分，它综合运用了地理信息系统、遥感、全球定位系统、网络、多媒体及虚拟仿真等技术，以数字的形式获取、存储和再现城市的资源、基础设施、人文、经济等各个方面的信息，从而提高城市管理效率，节约资源和保护环境，为城市可持续发展提供决策支持。

数字城市的作用之一是为城市可持续发展提供决策支持，而不是直接去实现城市的可持续发展。

综合提升

6．阅读材料，回答下列问题。

材料一　“数字黄河”，就是借助全数字摄影测量、遥测、遥感、地理信息系统、全球定位系统等现代化手段及传统手段采集基础数据，通过微波、超短波、光缆、卫星等快捷传输方式，对黄河流域及其相关地区的自然、经济、社会等要素构建一体化的数字集成平台和虚拟环境。

通俗地讲，“数字黄河”就是把黄河装进我们的计算机，从而可方便地模拟、分析、研究黄河的自然现象，探索其内在规律，为黄河治理、开发和管理的各种方案决策提供科学技术支持。

材料二　“数字黄河”的某一示意图

（1）“数字黄河”的五大技术环节是________、________、________、________和________，其中支持优化黄河治理开发与管理方案的关键环节是________。

（2）下列属于建设“数字黄河”的积极意义的是（多选）（　　）

A．洪水预报B．水量调度

C．水质监测D．水土流失监测

E．工程模拟

（3）若建立黄河流域内水能资源地理信息系统，你认为应该储存哪些方面的空间数据信息？

答案　

（1）信息采集系统　数据传输系统　数据存储与处理系统　数字模拟系统　决策支持系统　数字模拟系统

（2）ABCDE

（3）应储存的空间数据信息有：

①全流域的水能蕴藏量；②已开发水能的量及空间分布；③重要河段水能资源的时空分布；④水能可开发河段的地质、地貌特征的相关数据；⑤流域内人类的经济活动状况等。

解析　由题目可知，“数字黄河”的五大技术环节表现为信息采集、数据传输、数据存储及处理、数字模拟和决策支持等高新技术支撑。

利用“数字黄河”系统可以对黄河流域的洪水、凌汛、水土流失实施防御与治理。

建立黄河流域内水能资源地理信息系统需要全流域的地质地貌、水文、经济等空间数据信息。

[基础过关]

中央电视台“探索·发现”栏目播出了《回到恐龙时代》的节目。

众所周知，恐龙早已灭绝了，但节目中的各类恐龙及其生活环境如同真的一样。

完成1～2题。

1．上述节目的播出，体现了哪项关键技术的应用（　　）

A．高速网络技术

B．空间信息技术

C．大容量数据存储技术

D．可视化和虚拟现实技术

2．有关数字地球的可视化技术和虚拟现实技术的叙述，正确的是（　　）

①可视化技术将抽象数据具体化，以文本、图像、声音和视频等各种形式表现　②可视化技术是实现数字地球与人交互的窗口和工具　③虚拟现实技术只能模拟现实视觉环境　④虚拟现实技术可完成虚拟战争、虚拟旅游等过程

A．②③④B．①③④C．①②④D．①②③

答案　1.D　2.C

解析　第1题，依靠其可视化和虚拟现实技术可跨越时空带人们回到远古时代或进入未来。

第2题，虚拟现实技术不仅能模拟现实的视觉环境，还能模拟听觉、嗅觉等现实环境。

“海洋二号”卫星和“资源三号”卫星于2011年下半年在太原卫星发射中心用长征四号乙火箭进行发射。

该中心主任徐宏亮介绍，该中心运用数字地球技术，卫星发射的准备周期从原来的20天缩短到13天。

据此回答3～4题。

3．关于数字地球的叙述，正确的是（　　）

①数字地球是数字化地球　②数字地球已经能满足人类目前的需要　③数字地球的特征是虚拟现实技术　④数字地球采取集中方式存储信息

A．①②B．①③C．②③D．③④

4．下列不属于数字地球服务领域的工作是（　　）

A．了解长江流域的水土流失情况

B．了解各地的风土人情

C．掌握各地犯罪情况

D．直接抓获犯罪分子

答案　3.B　4.D

解析　第3题，数字地球是数字化地球，是对数字化地球的正确的简单说法；目前数字地球正处于不断完善之中，还无法满足人类目前的需要；数字地球是虚拟的地球，虚拟现实技术是数字地球的特征；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布式存储。

第4题，数字地球能够使人们通过一定方式方便地获得他们所想了解的，如A、B、C选项的信息，而D选项直接抓获犯罪分子还需要相关部门具体实施操作。

5．数字城市的内容主要包括（　　）

①城市设施的数字化　②城市的网络化　③城市的智能化　④城市的现代化

A．①②③④B．①②④

C．①②③D．①③④

答案　C

解析　本题考查学生对教材知识的掌握情况，数字城市的内容主要包括：

城市设施的数字化、城市的网络化、城市的智能化。

“数字校园”是“数字地球”的具体利用与体现。

读“数字校园的应用图”，回答6～8题。

6．“数字校园”是指（　　）

A．对校园内所有信息资源的数字化

B．远程教育和网上学校

C．计算机辅助地理教学

D．建设虚拟学校

7．“数字校园”的思想核心是（　　）

A．信息资源的数字化

B．建设网上学校

C．发展远程教育

D．减轻师生的课业负担

8．未来借助于“数字校园”技术，有关地理教学的变化的说法，不正确的是（　　）

A．不再使用地球仪，学生只要戴上显示头盔，就能看见太空中的地球

B．对于区域的学习，利用声音识别系统就能够得到关于行政区范围、动植物物种等信息

C．课堂上不需要老师，学生完全靠计算机自学

D．想要了解有关地区更多的信息，可通过“数据手套”，单击一下链接按钮，就能够看见

答案　6.A　7.A　8.C

解析　第6题，“数字校园”是利用网络、通信技术对校园内的信息资源进行全面的数字化，通过整理加工，使这些信息资源能够有序地运转，从而更好地为教学、科研、管理和生活服务。

第7题，把学校建设成既面向校园，又面向社会的一个超越时间和空间的虚拟学校，使更多的人能够共享教育资源。

第8题，虽然数字校园技术能大大丰富课堂教学，但教学依然离不开教师的主导作用。

9．阅读材料，完成下列问题。

材料一　美国政府首先提出了“国家信息基础设施”建设计划，这一计划被形象地称为“信息高速公路”计划。

材料二　美国前副总统戈尔提出“数字地球”概念，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和信息化，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。

材料三　现代战争是数字技术之间的较量，谁占据信息，谁就更富有和安全，谁失去信息，谁就会贫穷挨打。

海湾战争中，多国部队向中东地区所投的炸弹中精确制导炸弹占全部炸弹的7.6%,2003年的伊拉克战争中美军精确制导炸弹比重达到了80%～90%。

（1）美军精确制导炸弹的关键技术是________。

（2）简述数字地球产生的科学技术背景。

（3）美国提出建设数字地球这一战略举措有何重大意义？

（4）我国目前正在积极建设“数字中国”。

“数字中国”对我国国土整治有何重要意义？

答案　

（1）全球定位系统（GPS）

（2）遥感、遥测技术、全球定位系统及地理信息系统等空间科学技术已成为研究地球现象的重要手段；信息传输技术，尤其是信息高速公路的建设迅速发展，为数字地球的诞生奠定了技术基础。

（3）通过继续把持信息技术和信息产业的制高点，推动经济的发展；数字地球是信息高速公路的自然延伸，为信息高速公路提供更丰富、多样、重要的信息资源维持全球战略的需要。

数字地球将进一步增强美国国力，提高其对全球事务的快速反应能力和国际热点地区的发言权。

（4）促进国土资源的调查、摸清家底，建立国土资源信息库；有利于政府决策的科学化；有利于国土规划、国土开发、国土管理等国土整治工作。

解析　解答本题需要具备较强的综合分析能力。

第

（1）、

（2）题，只要具备GPS和数字地球的基础知识，就可轻松作答。

解答第（3）、（4）题，需要结合材料以及所学知识认真思考分析，将所学知识灵活运用。

[能力提升]

中国政府和学术界在“数字地球”的基础上提出了“数字中国”的构想。

构想中的数字中国将建立一个统一完整的国家公用信息网。

它集成了国家经济信息网、国土资源信息网、长江流域监控网等网络的信息，并将促进这些系统的综合利用。

据以上材料，回答10～11题。

10．有关数字地球的叙述，正确的是（　　）

A．数字地球就是指互联网

B．数字地球就是信息高速公路

C．数字地球是用数据通信技术使地球上信息的表达方式日益数字化

D．数字地球只能方便人们的生活，并不能创造实实在在的财富

11．应用互联网技术可能对国家安全构成的直接威胁是（　　）

①在互联网上存在着许多很容易扩散的计算机病毒　②敌对势力利用计算机网络散布谣言，扰乱社会秩序　③外国情报机构可以利用网络技术窃取国家机密　④网上黑客经常破坏一些计算机网站

A．①②B．②④C．②③D．③④

答案　10.C　11.C

解析　第10题，数字地球就是数字化的地球，数字地球的建立依托于计算机网络。

第11题，互联网上的病毒属于一种程序，只要加强防范并不可怕；计算机黑客破坏网站的目的并非威胁国家安全。

在未来的农业生产中，依托于地理信息技术，农民首先可定期获得农田长势的影像资料，再经过系统分析，最后把杀虫剂、化肥施用到最需要的农田，从而减少污染、提高产量。

依据图文资料，完成12～13题。

12．这一过程中，依次使用的技术是（　　）

A．GPS—RS—GISB．RS—GPS—GIS

C．GIS—RS—GPSD．RS—GIS—GPS

13．“土地利用信息数据库”在数字城市规划中不能用于（　　）

A．分析应急避难场所数量

B．确定市区停车场的规模

C．决策公交线路合理布局

D．统计城市流动人口数量

答案　12.D　13.D

解析　第12题，依据题目材料可以得出：

第一步获取卫星影像资料信息（RS）；第二步，数据的系统分析（GIS）；第三步，“把杀虫剂、化肥施用到最需要的农田”（GPS）。

第13题，“土地利用信息数据库”属于地理信息系统，处理具有空间性的数据，城市流动人口数量不具有空间性，不能用于此数据库。

15．阅读下列资料，回答问题。

GoogleEarth是一款由Google公司开发的虚拟地球仪文件，它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上。

GoogleEarth使用了公共领域的图片、受许可的航空照相图片、KeyHole间谍卫星的图片和很多其他卫星所拍摄的城镇照片。

（1）GoogleEarth所需的数据是如何存储的？

这些最基本空间数据是如何获得的？

（2）GoogleEarth的空间数据的基础设施是什么？

（3）在GoogleEarth中，可视化技术和虚拟现实技术有何区别？

（4）根据你的理解，GoogleEarth涉及到哪些关键性技术？

（5）试举例说明“数字地球”在日常生活中的应用领域。

（6）数字地球除了在日常生活中的应用外，还在可持续发展研究中发挥作用，试分别举例说明。

答案　

（1）分散在不同机构的数据库中。

　通过高分辨率卫星遥感技术获得。

（2）空间数据管理体系、空间数据交换网、空间数据交换标准。

（3）可视化技术：

将计算机中的抽象数据具体化，以文本、图形、图像、声音、动画、视频等各种形式表现出来，它是实现数字地球与人交互的窗口和工具。

虚拟现实技术：

可以生成虚拟环境；运用视觉、听觉、嗅觉、触觉感官与人体的自然技能感受逼真的虚拟环境，与虚拟世界进行交互，完成各种虚拟过程。

（4）信息高速公路与高速网络技术、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等。

（5）例如：

网上旅游信息查询，远程教育研修等。

（6）例如：

模拟未来20年森林面积的变化，研究全球生态环境变化趋势等。

解析　

（1）GoogleEarth所需数据异常庞大，已不可能通过单一的数据库存储，需要分散在数以万计机构的数据库中；作为数字地球的一种，其最基本的空间数据来自高分辨率卫星遥感技术。

（2）空间数据的基础设施主要包括空间数据管理体系、空间数据交换网、空间数据交换标准等。

（3）可从含义、与人之间的关系两个角度归纳。

（4）GoogleEarth是一种网络化的数字地球形式，它的建立需要地理信息技术和其他相关科学技术的支撑。

（5）、（6）数字地球的应用前景主要是三大领域：

可持续发展、政府决策、百姓生活。

可持续发展方面主要体现在快捷获取大容量信息和模拟实验，为我们研究全球可持续发展提供有利条件。