基于GoogleEarth的地理教学可视化实践_地理论文

基于谷歌地球的地理教学可视化实践，本文主要内容关键词为：地球论文,地理教学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。

      空间数据是一种用点、线、面以及实体等基本空间数据结构来表示自然世界的数据。对这种数据进行制图表达，可以有效实现地理现象和地理规律的可视化，从而促进学生的学习。虽然能够整合这种数据的平台有多种，但以谷歌地球的使用最为方便。本文即以谷歌地球为例，谈谈如何获取空间数据，如何对空间数据进行制图表达，并整合到谷歌地球中以实现地理教学的可视化。

      一、谷歌地球的特色和优势

      地图是地理可视化的传统手段，它对地理事象进行概括和抽象，并将其表达在平面图上。地图可以帮助学生建立空间概念，但也有明显的局限性，因为它是二维的平面图，与真实的地球存在着较大差异。如讲授“世界洋流分布规律”时，常用地图无法完整呈现洋流的分布情况，学生因此很难形成大西洋洋流系统的完整概念。特别是关于地形的差异，地图更无法直观地表达，因此地形及等高线知识对学生来说有一定难度。

      谷歌地球是一款虚拟地球仪软件，它能把卫星照片、航空照片、三维立体图形等通过一定的手段布置在三维地球模型上。谷歌地球与地图相比有4个主要的特点和优势：①用卫星或航空影像来表达地表的实际情况；②以三维立体模型呈现地球；③可以将地形和建筑物等进行三维立体呈现（如图1所示）；④它支持二次开发，人们不仅可以将自己拍摄的照片链接到相应位置，还可以将普通地图和空间数据转换成谷歌地球能够打开的“kmz”文件，并能随时在谷歌地球中打开（如图2所示），从而大大提高地理教学的可视化水平。

      

      

      二、空间数据的获取与“kmz”文件的生成

      1.空间数据的获取

      （1）在谷歌地球中直接添加矢量数据谷歌地球的面板上有三个按钮（如图3所示），分别用来添加点、面、线三种矢量数据，支持对矢量数据进行标注，修改大小、形状、颜色、透明度、海拔高度等；还可以添加jpg、png、tif、bmp、tga等栅格图像，并可对图像的形状、透明度进行编辑。

      

      （2）从网站下载数据国内外的多个网站提供了丰富的空间数据，常用的网站有：①地理空间数据云（http://www.gscloud.cn/），由中国科学院科学数据中心制作并管理，主要包括遥感数据、高程数据、大气数据；②地球系统科学数据共享平台（http://www.geodata.cn/Portal/index.jsp），由中国科学院地理科学与资源研究所管理，可查询、下载众多自然和人文专题的数据，如地形、地貌、人口、劳动力以及社会经济发展水平等；③DIVA-GIS（http://www.diva-gis.org/gdata），提供世界各国的行政界线、道路、铁路、海拔高度、土地覆盖、人口密度、各大洲的界线、主要城市、河流、植物分布、气候等数据。

      2.“kmz”文件的生成

      有些数据稍作处理便可生成kmz文件，如制作某一地区的等高线，方法如下：第一步，在“国际科学数据服务平台”下载该地区的高程数据；第二步，用Global Mapper软件打开数据；第三步，点击文件—生成等高线—等高线边界—绘制方形区域，即可生成该区域的等高线，我们可以对等高距等数据进行设置；第四步，打开控制中心，关闭高程图层；第五步，点击文件—导出矢量格式，选择kmz/kml格式导出，即可得到该地区的kmz或kml文件，这个文件可以用谷歌地球打开，图1就是用这个方法制作的。

      对普通地图进行矢量化的过程相对复杂，另有专文阐述。现以Arcgis Map平台矢量化“世界气候分布图”为例，简要介绍其流程。第一步，利用下载的数据制作“世界大洲轮廓图”，投影设置为“Sphere_Winkel_Tripel_NGS，中央经线为150°E”，作为配准底图；第二步，将原图导入Arcgis Map进行配准；第三步，在配准后的原图上描出各气候类型的分界线；第四步，利用分界线分割底图；第五步，对分割后的面进行属性赋值。这样我们就获得了矢量化的各气候类型的空间数据，可以直接输出kmz文件。

      通过团队合作，“GIS与地理教学@先行者”QQ群（190103632）中的一批地理教师已经制作了相当数量的kmz文件。其中高中地理部分主要有：气压带风带的分布、1月气压和风、7月气压和风、世界气候类型分布、世界主要洋流分布、世界陆地自然带分布、世界主要农业地域类型分布、世界主要工业地域等。初中地理部分主要有：中国政区、中国地形分布、中国的温度带和干湿地区、中国年降水量分布、中国主要水系、中国主要矿产分布、中国人口分布、中国主要农作物分布等。

      这些文件都在该群的共享中供地理教师下载，教师可以将这些文件保存在自己的电脑中，建立自己的电子地图册，在地理教学中通过谷歌地球作为平台，可以随时调用这些文件。

      三、基于谷歌平台的地理教学可视化实践与反思

      如果说以往的多媒体地理课堂中教师大多使用PPT进行教学，那么以后的多媒体地理课堂中将有大量的教师使用谷歌地球作为演示的平台。因为谷歌地球打开一个kmz格式的文件就如在PPT中插入一张图片一样方便，而谷球地球是以球面展示的，它更加直观，也更加符合实际。如在讲授“洋流的分布规律”时，可以直接打开世界主要洋流的kmz文件，则世界上主要的暖流和寒流及北印度洋季风洋流就会在地球上展示出来。教师在讲授某一分布规律时可以将其他洋流隐藏，如讲中低纬环流时只呈现中低纬环流，避免其他洋流对主题的干扰。

      如果将谷球地球与电子白板有机结合，则更加有利于学生的学习。教师可以在谷歌地球所呈现的球面图上进行圈点勾画，对比分析，这将有利于学生对知识的深入理解，如在分析“东亚、南亚季风”时，可以将气压场展示出来，教师在图上直接画出风向，比普通地图上呈现风向更能吸引学生的注意力；也可以边引导边分析，如分析马达加斯加岛东侧热带季风气候的成因时，教师依次画出山脉、暖流和东南信风，这样学生对该地气候成因的理解将更加方便，分析后再将两侧气候统计图呈现出来，更能说明问题。

      尽管谷歌地球功能十分强大，对地理教学可视化大有裨益，但笔者认为，它还是在展示全球分布的地理事物方面更胜一筹，用于中国地理教学方面的优势并不明显。另外，目前GIS爱好者们做的kmz文件，有些数据不太精确，在普通地图矢量化的过程中也有一些误差，这些均需进一步改善。

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