第3.4章地球资源卫星数据
高中地理 第三章 地理信息技术的应用 3.4 数字地球素材 中图版必修3(2021年整理)

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第三章地理信息技术的应用 3.4 数字地球数字地球相关素材技术创新的新浪潮使我们能够大量地获得、存储、处理和显示关于我们行星的各种环境和文化现象信息。
如此大量的信息构成了“地理坐标系”,它涉及地球表面每一个特定的地方.利用卫星对地面遥感形成“地球空间"(轨道)信息流,并将其中未经加工有用部分的数据转变成为可供使用的信息.今天,我们经常发现我们能够得到比我们知道要做些什么更多的信息。
地球资源技术卫星能够帮助我们更好地了解全球的环境就是一个典型的例子。
地球资源技术卫星能够每两星期对地表进行一次完整的成像,而且它已持续收集了20多年。
尽管对这类信息有着巨大的需求,但大多数图象还不能被人们使用。
因此,它们只能被存储在电子数据库中。
我们过去曾有过这样的农业政策,当成千上万的人们正面临饥饿死亡的时候,在中西部地窖里却存储着大量正在霉变的粮食。
我们现在一方面表现出对知识的那种贪得无厌的饥饿,另一方面是大量数据目前仍然根本未被使用过。
问题之一是用什么方法把信息显示出来。
有人曾经说我们是否能试用计算机术语来描述人脑,然而,人脑看起来比特率比计算机低,但却具有极高的分辨率。
例如,研究表明由于人脑比特率低,因此,很难在短时间记住七条以上的数据。
湘教版高中地理必修三第三章第四节《数字地球》课件 (共33张PPT)

(3)空间信息技术与空间数据基础设施。
(4)大容量数据存储技术
需要把地球上高达1000万亿字节级的信息存 储起来。是数字地球信息存储的基础。
(5)可视化和虚拟现实技术
(6)高性能计算能力
“天河二号”是由国防科学技术大学研制的超级计算机系统,以峰 值计算速度每秒5.49亿亿次、持续计算速度每秒3.39亿亿次双精度浮 点运算的优异性能位居榜首,成为全球最快超级计算机。
湘教版高中地理必修三 第三章第四节《数字地 球》课件 (共33张PPT)
2020/9/22
一、数字地球的含义
信息化
虚拟对照体
快速 形象
数字化
资源
自然和社会
5、关键技术
(1)信息高速公路与高速网络技术
通过高速网络把分散在数以万 计机构的数据库中的数据迅速 从四面八方调来。
(2)高分辨率卫星遥感技术
2014年11月17日公布的全球超级计算机500强榜单中,中国“天河 二号”以比第二名美国“泰坦”快近一倍的速度连续第四次获得冠军。 2015年5月,“天河二号”上成功进行了3万亿粒子数中微子和暗物质 的宇宙学N体数值模拟,揭示了宇宙大爆炸1600万年之后至今约137 亿年的漫长演化进程。同时这是迄今为止世界上粒子数最多的N体 数值模拟;11月16日,全球超级计算机500强榜单在美国公布,“天 河二号”超级计算机以每秒33.86千万亿次连续第六度称雄。2016年 6月20日,新一期全球超级计算机500强榜单公布,使用中国自主芯 片制造的“神威·太湖之光”取代“天河二号”登上榜首。2017年11月13 日,全球超级计算机500强榜单公布,“天河二号”以每秒3.39亿亿次 的浮点运算速度,连续第四次排名第二。
“3S”技术是数字地球的核心技术
高中地理必修三第三章第四节《数字地球》

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5、建立数字地球的意义
了解全球资源、环境、社会、经济的分布和 变化,为人类服务。
主要应用领域:预测气候变化、治理环境污 染、防灾减灾、保护生物多样性、增加农业产 出、解决政治或经济危机。
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二、“数字城市”
(5)、数字地球的服务对象覆盖整个社会层面。
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4、数字地球的主要特点
(1)、数字地球具有空间性、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)、数字地球可以迅速充实和联网。
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走进“数字地球
泸溪第五中学 吉中兰
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学习目标
1 .数字地球的含义是什么?数字地 球的技术基础、核心思想? 2 .数字地球的主要特点? 3 .了解数字地球的应用。 4 . 了解“数字城市”和“数字校园” 的概念、内容和主要应用。
一、认识数字地球
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1 、数字地球的概念
• 数字地球是:信息化的地球 ― 地球 的虚拟对照体。数字地球将有关地 球上每一点的信息,按地球的地理 坐标加以整理,然后构成一个全球 的信息模型。人们可以快速、形象 地了解地球上的任何一点、任何方 面的信息,从而实现“信息就在指 尖上”的梦想。
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2、数字地球技术基础
遥感技术(数字地球的重要信息源) 全球定位系统 地理信息系统 网络技术 虚拟现实技术
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地球观测卫星数据的处理与应用

地球观测卫星数据的处理与应用第一章介绍地球观测卫星数据的意义和应用背景地球观测卫星通过遥感技术获取的大量数据,为人类对地球的认识和管理提供了重要的支撑。
这些数据包含着丰富的地理信息,可以用于气象预测、环境监测、农业管理、城市规划等领域。
本章将探讨地球观测卫星数据的处理与应用的重要性以及当前的应用背景。
第二章地球观测卫星数据的获取与处理方法地球观测卫星数据的获取主要通过遥感技术,包括主动和被动遥感。
主动遥感是指卫星通过发送信号并接收反射回来的信号来获取地球的信息,如雷达遥感。
被动遥感是指卫星接收地球发出的辐射信号,如光学遥感。
获取到的遥感数据需要经过一系列的处理,包括辐射校正、几何校正、图像拼接等,以保证数据的准确性和完整性。
第三章地球观测卫星数据在气象预测中的应用地球观测卫星数据在气象预测中具有重要的应用价值。
通过遥感技术获取的气象数据,可以用于气候模型的构建和预测,提供准确的天气信息和气候变化趋势,为灾害预警和农作物种植等提供依据。
本章将介绍地球观测卫星数据在气象预测中的应用案例,并分析其优势和局限性。
第四章地球观测卫星数据在环境监测中的应用地球观测卫星数据在环境监测中也有广泛的应用。
通过遥感技术获取的环境数据,可以用于监测地表水质、土地利用、气候变化等,提供及时、全面的环境信息。
本章将介绍地球观测卫星数据在环境监测中的应用案例,并讨论其在环境保护与治理中的作用和挑战。
第五章地球观测卫星数据在农业管理中的应用地球观测卫星数据在农业管理中也有重要的应用价值。
通过遥感技术获取的农业数据,可以用于土壤湿度监测、农作物生长监测、病虫害预测等,为农业生产提供科学决策支持。
本章将介绍地球观测卫星数据在农业管理中的应用案例,并探讨其在提高农业生产效益和可持续发展中的潜力和挑战。
第六章地球观测卫星数据在城市规划中的应用地球观测卫星数据在城市规划中的应用也呈现出巨大的潜力。
通过遥感技术获取的城市数据,可以用于土地利用规划、城市扩张模拟、交通规划等,为城市发展和管理提供科学依据。
高二地理中图版必修三课件:第三章 第四节 数字地球

应用 前景
作用
具体表现
数字地球的建立,使人 科学家可方便地获得地形、森林、
类拥有了一个数字化 资源、气候、植被、土壤类型、 可持
的空间实验室,科学家 矿产、土地利用变化等方面的信 续发
通过这个实验室可以 息,应用空间分析与虚拟现实技 展
从全球角度研究可持 术,模拟人类活动对生产和环境
续发展问题
的影响,制定可持续发展的对策
6.阅读下列资料,回答问题。 Google Earth 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。 Google Earth 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。
[课堂·师生互动]
[问题探究] “数字北京”“数字上海”“数字厦门”,发达地区城市正积
极投入数字城市建设之中。1999 年北京提出建设“数字空间北京” 三步走目标:2000~2010 年,形成“数字北京”基本框架;2011~ 2020 年,提高首都的数字化水平;2021~2050 年,北京建设成为 现代化国际数字城市。
(2)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。
(3)网上旅游信息查询、远程教育研修等。
知识点 数字地球及应用前景
[自学·教材基础]
一、数字地球
1.概念 把地球上每一个确定点的 相关信息 和 数据 组织起来,构造 一个能包容自然 和 人类 大多数数据和信息的 虚拟 地球。
高中地理第三章第四节数字地球课件中图版必修3

C.①②③④ D.①②③④⑤
数字地球是全球定位系统、遥感技术、地理信息
系统、虚拟技术、网络技术等各种技术的综合应用。
(3)“数字地球”的核心思想是什么?
解析 “ 数字地球 ”的核心思想包括两个方面:一是用
数字化手段统一处理地球问题;二是最大限度地利用信
息资源,并使百姓便捷地了解地球信息。 答案 其核心思想包括两点:①用数字化手段统一处理
地球问题;②最大限度地利用信息资源,并使百姓通过
一定的方式便捷地获得他们想了解的有关地球的信息。
(4)材料二中的案例应用了“数字地球”的哪些技术?
解析 从材料二中的相关信息,可以得出答案。
答案 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。
反思归纳 数字地球的含义与关键技术 (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:
数字化 网络化 地球上的所有信息 ―――→ 数字信息 ――――→ 数字地球 计算机 信息网络
(2) 关键技术: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 体如右所示:
练习巩固
数字地球需要很多学科,特别是信息科学技术的支撑, 根据其技术特点,完成(1)~(3)题。 (1)数字地球提供的信息量主要取决于( A ) A.存储的信息量多少 B.网络的通讯能力
以万计机构的数据库中的数据。
自主预习
1.数字地球与可持续发展
应用空间分析与虚拟现实技术,建立⑪ 数字化空间 实验
室,从全球角度研究可持续发展问题。
2.数字地球与政府决策 (1)可为国家大型工程决策提供重要的⑫ 参考数据 。 (2)为政府对城市的管理提供依据。
湘教版高中地理必修三第三章第四节《数字地球》课件 (共28张PPT)

5、可视化和虚拟现实技术
地 球 与
可视化技术是实现数字地球与人 交互的窗口和工具
人
虚拟现实技术(VR )能使人与逼
交 互
真的虚拟世界进行交互
头戴式虚拟现实成像设备
戴上数据仪器,可以在虚拟空间 中体验太空漫步的美妙滋味.
虚拟现实技术——VR
虚拟战争 虚拟旅游
虚拟灾害
虚拟海港
……
二、数字地球的技术基础
•
13、知人者智,自知者明。胜人者有 力,自 胜者强 。2021/8/72021/8/72021/8/72021/8/78/7/2021
•
14、意志坚强的人能把世界放在手中 像泥块 一样任 意揉捏 。2021年8月7日星期 六2021/8/72021/8/72021/8/7
•
15、最具挑战性的挑战莫过于提升自 我。。2021年8月2021/8/72021/8/72021/8/78/7/2021
6、高性能计算能力
空间数据、模拟数据、多媒体 数据,都对计算机的处理能力有 很高的要求
网络及分布式数据库
• 这就是神奇的“数字地球” (Digital earth)——与我们的地理信 息系统GIS、遥感技术RS、全球定位 系统GPS密切相关的“数字地球”。
二、数字地球的技术基础
1、高分辨率卫星遥感技术 2、空间信息技术 3、可视化和虚拟现实技术 4、大容量数据存储技术 5、信息高速公路与高速网络技术 6、高性能的计算能力
•
10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/8/72021/8/72021/8/78/7/2021 10:22:16 PM
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11、越是没有本领的就越加自命不凡 。2021/8/72021/8/72021/8/7Aug-217-Aug-21
中图版高中地理必修三3.4《数字地球》

1、数字地球的基本定义
把地球上每一个确定点(点的范 围因需要可大可小)的相关信息和数 据组织起来,然后进一步组合地球上 所有这样的点,构造一个能包容自然 和人类大多数数据和信息的虚拟地球, 这就是数字地球(digital earth)。
2、数字地球的重要信息源 ——高分辨率卫星影像
3、数字地球的信息呈现方式 ——虚拟现实技术(最大特征)
谈谈你对 数字地球的 认识?
看图整理, 说说数字地球 从应用到采集 的全过程。
你觉得现在全球 完成了对数字地 球的建设了吗? 为什么?
三、数字地球应用前景
小组合作探究
分为6组,每组先确定自己的社会角色, 如政府官员、科学家、学生、士兵、农民、 司机等……然后从他们的角度想像和描述自 己未来的生活和工作如何利用“数字地球”。
3.4 数字地球(知识小结)
一、数字地球概论
1.数字地球的含义:
能包容自然和人类大多数数据和信息的虚拟地球。
2.数字地球的核心思想有两点:
①数字化手段统一处理地球问题②最大限度地利用信息资源
二、数字地球的基础
3.数字地球基础:全球网络与大容量存储 4.数字地球呈现方式(最大特征):虚拟现实技术 5.数字地球信息源:高分辨率卫星影像
要求:每组设一个组长统计发言次数,最后 请组长指定组内发言次数最少的同学代表本 组做班内总结发言,最后并评出“预言家” 组和“最佳协作”组。
三、数字地球的应用前景(汇报小结)
☆要求:一组同学总结时,其他组同学认真听,归纳他的 发言涉及了社会生活的哪些方面,评出“最佳聆听”组
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(1)近极地、近圆形的轨道;
(2)轨道高度为700~900 km;
(3)运行周期为99~103 min/圈;
(4)轨道与太阳同步。
Landsat轨道参数
项目
卫星编号
1,2,3
4,5,7
轨道高度 918 km 轨道倾角 99.125 ° 运行周期 103 min/圈
扫描宽度 185 km
(3)欧空局地球资源卫星(ERS);
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(4)日本地球资源卫星(JERS);
(5)中-巴地球资源卫星(CBERS)
(6)俄罗斯钻石卫星(ALMAZ)。
一、Landsat数据
陆地卫星Landsat,原名“地球资源卫星”,1972年发 射第一颗,已连续34年为人类提供陆地卫星图像,至今 共发射了7颗。每天绕地球15圈,覆盖周期16至18天/ 覆盖地球一次。图像覆盖范围:185X185KM2 (LANDSAT7,185X170KM2)产品主要有 MSS,TM,ETM,ETM+,属于中高度、长寿命(设计为6 年)的卫星。
IKONOS数据特点
数据来源:美国IKONOS卫星。
太阳IK同O步NO轨S道图像,可重以复实周现期模1量~传3 递d。函数(MTF)的 传补感偿IK器,ON(为…O此S)卫。卫星星内的设传有感G器PS设天计线了,进接行收M的信TF号的被测记量录。 IM感K有的下 器 姿器OTI来态系了像KIFKN和O,数统这补质OO一N经据设些模N偿OS个过计。O糊测影S(四处有S…的进量传像波理三传)行值感。获可轴段感补,器以稳4取器偿可m是提定模包。以分三供装括式对辨每置线一因(个和率阵…个光图量的C)全C学像测。多D色的装和光推1星置检谱帚m历,测传式分参以器感成辨数获等器像率;得引。,传传相起因感应 星此历在与正姿常模态式量下测,(…它可)。取得正视、后视和前视推 IK扫O成N像O。S图像产品。
舷向每行像元数
832 km 98.7°
101.46 min 14.19圈 26 d
10:30(±15min) 60 km
3 000/6 000 个
SPOT传感器
1986年2月发射。SPOT-2于1990发射。装备HRV.
SPOT-PATH
SPOT卫星的运行
HRV装备 轨道
SPOT参考网站
教学活动:上网查资料,了解 SPOT卫星的最新动态。 . cn
遥感概论
电子教案
主讲:施新程
信阳师范学院城市与环境科学系 464000 教材: 《遥感导论》梅安新等 高等教育出版社
§3.4 地球资源卫星数据
一、Landsat数• 据以探测陆地资源为目的的卫星叫陆 二、SPOT数据 地资源卫星。 三、IKONOS数• 据目前主要的陆地资源卫星有: 四、QUICKBIRD(数1据)美国陆地卫星(Landsat); 五、CBERS数据 (2)法国陆地观测卫星(SPOT);
绿红波段
ETM3
0.63~0.69μm
红波段
ETM4
0.76~0.90μm 近红外波段
ETM5
1.55~1.75μm 近红外波段
ETM6
10.4~12.5μm 热红外波段
ETM7
2.08~2.35μm 近红外波段
ETM8(PAN) 0.52~0.90 μm 可见光—近红外
Landsat参考网站
教学活动:上网查资料,了解Landsat 卫星的最新动态。
/ / / /
二、SPOT数据
1978年起,以法国为主,联合比利时、瑞 典等欧共体某些国家,设计、研制了一颗 名为“地球观测实验系统”(SPOT)的卫星, 也叫做“地球观测实验卫星”。最高空间 分辨率达10m.
三、IKONOS数据
自从l994年3月lO日美国克林顿政府颁布关于商 业遥感数据销售新政策以来,解禁了过去不准 10~1m级分辨率图像商业销售,使得高分辨率 卫星遥感成像系统迅速发展起来。
美 国 空 间 成 像 公 司 ( Space-Imaging) 的 IKONOS卫星是最早获得许可之一。经过5年的 努力,于1999年9月24日空间成像公司率先将 IKONOS-2高分辨率(全色1 m,多光谱4 m)卫 星,由加州瓦登伯格空军基地发射升空。
重复周期 18 d
705 km 98.2 º 98.9 min/圈
185 km 16 d
Landsat卫星的传感器
(1) MSS:多光谱扫描仪,5个波段。 (2) TM :专题绘图仪(Thematic
Mapper),7个波段。 (3) ETM:增强专题绘图仪,8个波段。
Landsat数据系列
卫星名称 发射日期 Landsat-1 1972.7.23 Landsat-2 1975.1.22 Landsat-3 1978.3.5 Landsat-4 1982.7.16 Landsat-5 1984.3.1 Landsat-6 1993.10.5 Landsat-7 1999.4.15
sSPOT1,1986年2月发射,至今还在运 行。
SPOT2,1990年1月发射,至今还在运行。
SPOT3,93年9月发射,97.11.14停止运 行。
SPOT4,1998年3月发射,至今还在运行。
SPOT卫星的轨道参数
标称轨道高度 轨道倾角
运行一圈的周期 日绕总圈数 重复周期
降交点地方太阳时 HRV地面扫描宽度
Landsat-8
遥感数据 MSS4,MSS5,MSS6,MSS7
RBV1,RBV2,RBV3 MSS4,MSS5,MSS6,MSS7
RBV1,RBV2,RBV3 MSS4,MSS5,MSS6,MSS7,MSS8
RBV全色波段 MSS1,MSS2,MSS3,MSS4(与MSS4-
MSS7相同) TM1-TM7七个波段
0.76~0.90μm 近红外波段
TM5
1.55~1.75μm 近红外波段
TM6
10.4~12.5μm 热红外波段
TM7
2.08~2.35μm 近红外波段
ETM数据的波谱段
ETM数据是第三代推帚式扫描仪,
是在TM基础上改进和发展而成的一
种E遥TM感1 器。 0.45~0.52μm
蓝绿波段
ETM2
0.52~0.60μm
TM数据的波谱段
描遥T感仪M器,TT数MM。是据12T在是MM第采SS二取基代双00础..45多向上52~~光扫改00..谱描56进20段,μμ和mm光提发学高展了—而蓝绿扫—成绿 红描机的波 波效械一段 段率扫种,
缩短了TM停3顿时间,0并.63提~0高.6了9μ检m测器的红接波收段灵敏
度。 TM4