数字地球平台
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。
《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内涵。
2、认识数字地球的关键技术和应用领域。
3、分析数字地球对社会、经济和环境的影响。
二、学习内容（一）数字地球的概念数字地球是一个以地球坐标为依据的、具有多分辨率的海量数据和多维显示的虚拟地球。
它将地球上的各种信息，如地理、地质、气候、生态、人文等，进行数字化处理，构建一个数字化的地球模型，以便于人们更好地理解和研究地球。
（二）数字地球的关键技术1、遥感技术（RS）遥感技术是获取地球表面信息的重要手段。
通过卫星、飞机等平台搭载的传感器，能够快速、大面积地获取地表的影像和数据，为数字地球提供丰富的数据源。
2、全球定位系统（GPS）GPS 可以精确地确定地球上任何一点的位置和时间，为数字地球中的地理信息定位和导航提供支持。
3、地理信息系统（GIS）GIS 是对地理数据进行管理、分析和可视化的工具。
它能够将各种地理数据进行整合、处理和分析，为数字地球的构建和应用提供技术支撑。
4、高速网络技术高速网络技术为数字地球的数据传输和共享提供了保障，使得海量的地理信息能够在全球范围内快速传播和共享。
（三）数字地球的应用领域1、资源管理数字地球可以帮助我们更好地管理自然资源，如土地、矿产、森林、水资源等。
通过对资源的监测和分析，实现资源的合理开发和利用。
2、环境保护利用数字地球可以对环境进行监测和评估，及时发现环境问题，制定有效的环境保护措施，如监测气候变化、大气污染、水污染等。
3、城市规划在城市规划中，数字地球能够提供详细的地理信息和城市现状，帮助规划师进行合理的城市布局和基础设施建设。
4、农业生产数字地球可以为农业生产提供精准的土壤、气候、作物生长等信息，实现农业的精细化管理，提高农业生产效率和质量。
5、灾害监测与预警通过数字地球，可以实时监测自然灾害，如地震、洪水、台风等，提前发出预警，减少灾害损失。
（四）数字地球对社会、经济和环境的影响1、对社会的影响数字地球为人们提供了更加便捷、高效的信息服务，改变了人们的生活方式和工作方式。
Skyline 三维GIS软件介绍
Skyline 三维GIS软件介绍
Skyline是一套优秀的三维数字地球平台软件。
凭借其国际领先的三维数字化显示技术，它可以利用海量的遥感航测影像数据、数字高程数据以及其他二三维数据搭建出一个对真实世界进行模拟的三维场景。
目前在国内，它是制作大型真实三维数字场景的首选软件。
其主要有以下几个优点：
（1）产品线齐全，涵盖了三维场景的制作，网络发布，嵌入式二次开发整个流程；
（2）支持多种数据源的接入，其中包括WFS，WMS，GML，KML，Shp，SDE，Oracle，Excel 以及3DMX，sketch up等，方便信息集成；
（3）通过流访问方式可集成海量的数据量，它可制作小到城市，大到全球的三维场景；（4）飞行漫游运行流畅，具有良好的用户体验；
（5）支持在网页上嵌入三维场景，制作网络应用程序；
产品线：
SkylineTerrasuite主要包含3类产品：
(1)TerraBuilder：融合海量的遥感航测影像数据、高程和矢量数据以此来创建有精确三维模型景区的地形数据库。
(2)TerraExplorer：它是一个桌面工具应用程序，使得用户可以浏览、分析空间数据，并对其进行编辑，添加二维或者是三维的物体、路径、场所以及地理信息文件。
TerraExplorer 与TerraBuilder所创建的地形库相连接，并且可以在网络上直接加入GIS层。
(3)TerraGate：它是一个发布地形数据库的服务器，允许用户通过网络来访问地形数据库。
《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”的概念和内涵。
2、掌握“数字地球”的关键技术和应用领域。
3、分析“数字地球”对社会发展和个人生活的影响。
二、学习内容（一）“数字地球”的概念1、定义：“数字地球”是一个以地球坐标为依据的、具有多分辨率的海量数据和多维显示的虚拟地球。
2、特点：集成性、虚拟化、交互性、动态性。
（二）“数字地球”的关键技术1、信息获取技术包括遥感（RS）、全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）等，用于收集地球表面的各种信息。
2、数据存储与管理技术需要高效的数据库系统来存储和管理海量的地理数据。
3、数据融合与处理技术将不同来源、不同格式的数据进行融合和处理，以获取更准确和有用的信息。
4、网络通信技术保障数据的快速传输和共享。
（三）“数字地球”的应用领域1、资源管理可以对土地、矿产、森林、水资源等进行有效的监测和管理。
2、环境保护用于监测环境污染、生态破坏，制定环保政策和措施。
3、城市规划帮助规划者更直观地了解城市现状，进行合理的规划和布局。
4、灾害监测与防治如地震、洪水、火灾等灾害的监测、预警和救援。
5、农业领域实现精准农业，提高农业生产效率和质量。
（四）“数字地球”对社会发展和个人生活的影响1、社会发展推动科技创新，促进经济增长，提升国家的综合竞争力。
2、个人生活为人们的出行、旅游、购物等提供便捷的信息服务。
三、学习资源1、相关书籍：《数字地球导论》、《数字地球与地理信息系统》等。
2、在线课程：各大在线教育平台上的“数字地球”相关课程。
3、学术论文：通过学术数据库检索相关的研究论文。
4、科普网站：如科普中国等网站上的“数字地球”科普文章。
四、学习方法1、自主阅读认真阅读相关书籍和文章，理解“数字地球”的基本概念和原理。
2、观看视频通过观看在线课程和科普视频，加深对“数字地球”的认识。
3、案例分析研究“数字地球”在不同领域的应用案例，分析其作用和效果。
数字地球测绘技术与虚拟仿真实验平台的建设
数字地球测绘技术与虚拟仿真实验平台的建设在当今数字化时代，数字地球测绘技术的发展日新月异，正以惊人的速度改变着我们的世界。
随之而来的是虚拟仿真实验平台的兴起与发展。
本文将探讨数字地球测绘技术与虚拟仿真实验平台的建设，并分析其在各个领域中的应用。
数字地球测绘技术是一种通过遥感、地理信息系统和全球定位系统等技术手段对地球表面进行测量、观测和记录的方法。
它能够获取大量的地理数据，包括地形、地貌、土地利用、水文、气象等多个方面的信息。
数字地球测绘技术的发展不仅使我们可以更加全面地了解地球的面貌，还为各个领域的科学研究和实践应用提供了强有力的支持。
虚拟仿真实验平台是基于数字地球测绘技术而建立的一种模拟真实环境的工具。
它通过数学建模和计算机图形技术，将真实世界的数据数字化并投射到虚拟环境中，通过人机交互的方式，使用户可以在虚拟环境中进行各种实验和模拟操作。
虚拟仿真实验平台的建设具有重要的实践应用价值，可以在很大程度上降低实验成本，提高实验效率，同时也提供了一种安全、可控的实验环境。
数字地球测绘技术与虚拟仿真实验平台的结合在许多领域都取得了显著的成果。
首先，在环境保护领域，数字地球测绘技术可以帮助我们监测和评估自然资源的利用情况，优化土地规划和管理，提高环境保护的效益。
虚拟仿真实验平台可以模拟不同环境下的物理过程，如大气循环、水文循环等，对环境变化和灾害风险进行分析和预测，为环境保护决策提供科学依据。
其次，在城市规划和建设领域，数字地球测绘技术可以帮助我们实现精确的地理信息管理和监测，提供有效的决策支持。
虚拟仿真实验平台可以模拟城市发展的各个阶段，帮助规划者预测城市的未来发展趋势，优化城市设计和交通规划，提高城市的可持续发展水平。
再者，在农业领域，数字地球测绘技术可以帮助我们实现精准农业管理，提高农业生产的效益和质量。
虚拟仿真实验平台可以模拟农田的土壤环境、气候条件等因素，为农作物选择和种植提供科学依据，优化农业资源配置，减少农药和化肥的使用，实现绿色农业的目标。
基于OSGEARTH的三维数字地球平台设计与实现
基于OSGEARTH的三维数字地球平台设计与实现陈波;任清华;杨化斌【摘要】目前主流三维数字地球平台在数据支持和数据管理方面存在兼容性缺陷.针对三维数字地球平台建设需求,研究了osgEkth的实时地形渲染机制及三维数字地球开发过程中数据加载和海浪模拟技术难点.针对数据实时加载问题,提出基于数据库存储的LOD四叉树模型;针对海浪模拟逼真度不够问题,提出基于改良Higgins 算法的海浪模拟.重点结合软件构件化的设计思想,进行了面向实际工程应用的三维数字地球平台开发.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2015(028)010【总页数】4页(P65-68)【关键词】数字地球;软件构件化;改良的Higgins算法;osgEarth【作者】陈波;任清华;杨化斌【作者单位】空军工程大学信息与导航学院,陕西西安710077;空军工程大学信息与导航学院,陕西西安710077;空军工程大学信息与导航学院,陕西西安710077【正文语种】中文【中图分类】TP311.52“数字地球”概念最早是由美国副总统戈尔在美国科学研究院提出的[1]。
数字地球不仅可以提供数字地图地理信息查询服务,还可满足人们探索地球、管理地球的愿望。
其基本思想是将高分辨率的遥感影像覆盖全球,并通过建立覆盖全球的数字高程模型和地球景观模型,形成虚拟地球[2]。
近年来涌现了大量数字地球软件。
国外有Google公司的Google Earth,NASA的World Wind,微软的Virtual Earth等,国内有北大/北航的China Star,武汉大学的Geo Globe,中科院遥感所的DEPS CAS等[3],均含有高精度全球卫星影像,且提供简单的二次接口或部分开源,但具有以下不足:(1)只能使用单一的软件自带数字地球数据,无法集成其他软件所带的数字地球数据。
(2)大多数软件属于商业软件,价格昂贵,少数开源软件使用复杂,功能受限[3]。
(3)无法进行面向实际工程应用的二次开发,软件灵活性较差,无法满足多方面需求。
地球大数据科学：支持地球可持续发展的信息框架地理空间GIS讲座课件
➢ 可视化、虚拟现实技术
商业平台 ➢ Google Earth ➢ Skyline Globe ➢ Microsoft
Virtual Earth ➢ ArcGlobe ➢ EV-Globe ➢ SuperMap GIS ➢ GeoGlobe ➢ 天地图
科学平台 ➢ Nasa World Wind ➢ JPL Eyes on Earth ➢ RADI/CAS, DEPS
人类命运共同体
跨越：数据、技术、模式、服务
0. 什么是学科
外在建制：知识载体
1. 学会 2. 专业研究机构 3. 各大学的学院、学系 4. 图书资料中心 5. 出版机构
内在建制：知识系统1. 源自别于其他学科的现实问题 2. 基本概念 3. 基本理论 4. 技术、方法体系
目录
CONTENTS
一．数字地球学科发展 二．数字地球方法体系 三．地球大数据支持可持续发展
➢ 影像对比
3. 数字地球平台：JPL Eyes on the Earth
NASA喷气推进实验室（JPL）、加州理工 学院于2010年推出的地球卫星可视化软件
主要功能 ➢ 三维地球浏览的相关功能（平移、缩放、旋转
等） ➢ 动态3D红绿 ➢ 立体天文望远镜模式 ➢ 卫星轨道计算与3D可视化 ➢ 全球变化相关产品数据查询与可视化 ➢ 卫星数据实时更新
0. 概述
Technologies needed for a Digital Earth
➢ Computational Science ➢ Mass Storage ➢ Satellite Imagery ➢ Broadband networks ➢ Interoperability ➢ Metadata
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EV-Globe
EV-Globe具有大范围、海量、多源（包括DEM、DOM、DLG、三维模型等）数据一体化管理和快速三维实时漫游功能，支持三维空间查询、分析和运算，可与常规GIS软件、三维CAD设计成果无缝集成，提供全球范围基础影像资料，方便快速构建三维空间信息系统，亦可快速在二维GIS系统完成向三维的扩展，是新一代的大型三维空间信息平台。
EV-Globe产品主要提供形式：
1. EV-Globe SDK：即EV-Globe二次开发包
2. EV-Globe Pro：即EV-Globe桌面端平台
3. EV-Globe Web：即EV-Globe网络发布端平台
4. EV-Globe Creator：即EV-Globe数据制作工具
5. EV-Globe Dataset：即EV-Globe已制作完成的影像数据集
优点：功能强大，用户可以定制功能，内核使用的是worldwind,提供C#版本的SDK。
二次开发包基于EV-Globe提供的开发接口，用户可以方便的进行各种功能定制，甚至将EV-Globe嵌入到各类信息系统中。
SDK以.net环境将EV-Globe的相关接口封装在动态链接库(dll)中，用户只要搭建好开发环境，引用相关的dll，就可以开发出自己的应用系统。
支持插件的开发，EV-Globe内置的插件有三维星空、
天空、经纬网、云层、大气等。
缺点：不开源，二次开发包需要购买，.net版本是基于DirectX的，相关资料比较少,开发的难度比较大。
Sharpmap
SharpMap是一个基于.net 2.0使用C#开发的Map渲染类库，可以渲染各类GIS数据（目前支持ESRI Shape和PostGIS格式），可应用于桌面和Web程序。
实现了以下功能：
1支持的数据格式：PostGreSQL/PostGIS，ESRI Shapefile，支持WMS layers，支持ECW 和JPEG2000 栅格数据格式；
2 Windows Forms 控件，可以移动和缩放；
3 通过HttpHandler支持程序；
4 点、线、多边形、多点、多线和多多边形等几何类型和几何集合（GeometryCollections）等OpenGIS Simple Features Specification ；
5 可通过Data Providers（增加数据类型支持）、Layer Types（增加层类型）和Geometry Types等扩展
6 图形使用GDI+渲染，支持anti-aliased等。
优点：
1基于C#开发，具备GIS的基本功能；
2容易入手，使用简单；
3开源，网上有详细的介绍资料。
缺点：
1实现功能有限，代码不到10000行，可以作为教学系统。
2 比较适合小型的弱GIS项目；
3 图形是基于GDI+渲染，需要引入DX或OPENGL。