Google Earth 在中学地理教学中的应用

Google Earth在中学地理教学中的应用 华中师范大学城市与环境科学学院 2009年3月

内容摘要 • Google Earth简介 • Google Earth充实地理教学素材库的方法 • 基于Google Earth多媒体教学平台的开发 • 实例

1. Google Earth简介 （1）数字地球 1998年1月31日，美国副总统阿尔.戈尔在加利福尼亚科学中心发表了题为“数字地球： 21世纪认识地球的方式”的讲演。 “一场新的技术革命浪潮正允许我们能够获取、储存、处理并显示有关地球的空前浩瀚的数据以及广泛而又多样的环境和文化数据信息。大部分的这类数据是参照于地理坐标的，即数据的地理位置是参照地球表面的特定位置的。” “我们需要一个‘数字地球’，即一种可以嵌入海量地理数据的、多分辨率的和三维的地球的表示，可以在其上添加许多与我们所处的星球有关的数据”。 “当一个小孩戴上头盔时，她便可以看到与从太空看到的一样的地球。然后，通过数据手套她可以对所看到的影像进行放大，这样通过越来越高的分辨率她便可以看到各大洲以及不同的地区、国家、城市等内容，甚至最后还可以看到具体的房屋、树木以及其他的自然或人造的对象。” ——戈尔 • 1.1 Google Earth概述

1. Google Earth简介 （1）数字地球 • 1.1 Google Earth概述在科技界目前对“数字地球”还没有确切的学术的定义，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。（数字地球是指以地球坐标为依据的、具多分辨率的、由海量数据组成的、能立体表达的虚拟地球。）从狭义的地学技术面来看，数字地球技术主要包括地理信息系统GIS）、遥感（RS）和全球定位系统（GPS）等技术。

1. Google Earth简介 （2） Google地球 • 1.1 Google Earth概述 2004年全球著名的搜索引擎公司Google宣布收购了Keyhole公司, 并于2005年6月推出了Google Earth系列软件。Google Earth是一款虚拟的地球软件, 它以三维地球的形式把大量的卫星照片、航拍照片和模拟3D图像组织在一起, 使用户可从一个全新的角度来浏览地球。 Google Earth如一个立体的地球仪，可以通过鼠标转动地球缩放地理，看到世界各地不同类型丰富多彩的地物，大到海陆山川的分布，小到某个城市街道上的一辆车都可以尽收眼底。在很大程度上，可以把Google地球看作数字地球的雏形。

1.2 Google Earth界面介绍 1. 搜索面板 2. 纵览窗口 3. 显示/隐藏侧边栏 4. 添加地标 5. 多边形 6. 路径/线 7. 覆盖图 8. 测量工具 9. 显示太阳 10. 星际模式 11. 电邮 12. 打印 13. 在GoogleMaps浏览 14. 导航面板 15. 图层面板 16. 地标面板 17. 增加内容 18. 3D 视窗 19. 状态栏（Status bar）

1.3 Google Earth主要功能 • 多视角浏览全球地理信息：结合卫星图片与地图，以及强大的Google搜索技术，多视角浏览全球地理信息;全球地理信息就在眼前。 • 强大的地点搜索功能：目的地输入，直接放大。 • 显示三维地形和建筑物：其浏览视角支持倾斜或旋转。 • 显示经纬网（Grid）：本初子午线、南北回归线、北南极圈都是以加粗加亮的方式突出显示的。 • 获取驾车指南：导航。 • 搜索公共服务设施：学校，公园，餐馆，酒店等便民服务。 • 辅助功能：添加注释、量距、兼容GPS等。

2. 应用Google Earth充实地理教学素材库 内容： • 地球整体自然环境的详细情况( 包括各地的地形地貌、水陆分布等) • 国家、地区在地球上的精确位置(包括行政区域划分、各地物的位置和特征等) • 大城市的详细地理环境( 包括城市的地理位置、自然环境、所有建筑等) 。 • 2.1图像素材的浏览与获取（1）图像种类形式： • 卫星照片 • 航拍照片 • 模拟3D图像

鼠标操作：直接使用鼠标拖动窗口改变位置，滚动滚轴改变图像分辨率或用鼠标操作导航面板进行图像的浏览 （2）浏览图像的方法 • 用搜索面板（Search panel）中的查找位置（Fly to）工具 • 使用地标文件：自己制作的地标、从网上下载导入Google Earth的地标、Google Earth自动加载的共享地标。（3）获取图像的方法 • 应用Google Earth的截图工具即点击File菜单下的Save选项下的“Save Image” • 新建一个地标

相同类别的地理信息为一个图层。 （2）为什么要用图层 • 2.2用图层面板获取丰富的专题地理信息（1）什么是图层地球是一个包含着众多要素的复杂巨系统，如果让Google Earth上包含的所有地理信息同时显示肯定会很杂乱，利用Google Earth的图层面板能有效地组织地理信息，快速获取我们想要的专题地理信息，而让其它不需要的地理信息暂时隐藏起来。提高显示速度。（3）图层种类 • 国界、河流、湖泊、道路、火山、地震等与地理教学相关的内容， • 宾馆、银行、加油站、电影院、学校、超市、铁路、机场、警察局、医院、监狱等与日常生活相关的信息， • 人文地理信息。

（4）怎样使用图层 • 只要勾选中这一层，相关的信息便会呈现在显示区 • 不必要的层尽量关闭 • 使用图层浏览共享地标的过程中对于自己感兴趣的重要地标，可以在地标上点鼠标右键，选择“Save to My places”将其添加到地标面板中我的地标（My Places）文件夹。

3.基于Google Earth的地理多媒体教学平台的开发 （1）特点 • 3.1 KML语言简介 ①KML(Keyhole Markup Language) 是种XML 语法格式的语言。 ②用于保存诸如点、线、图像、多边形或3D 模型等特定的地理信息。 ③可被Google Earth、Google Maps 或微软的Virtual Earth 打开。 ④开放性：可以使用KML文件其他使用者一起分享Google Earth 或Google Maps 创建的对象，从Google Earth 官方网站及其它网站找到有趣功能或地标的KML 文件。 ⑤KML与 HTML类似：KML 也使用一种基于标签 (名称和属性) 的语法格式来描述地里标注信息，因此可以把Google Earth viewer 当作一个KML 文件浏览器。

3.基于Google Earth的地理多媒体教学平台的开发 （2）KML功能 • 3.1 KML语言简介 ①使用目录(folders)对标注进行树形的分类管理。 ②指定一个地点的图标和标注来区分每一个地点。 ③使用指定到屏幕或地理位置的图片标注。 ④为标注指定基于简单HTML 语法的描述，支持超级链接和图片的显示。 ⑤为特定种类的标注定义显示样式。 ⑥从本地或远程的网络地址动态的加载KML文件。 ⑦当Google Earth 客户端视图变化时，自动将视图信息发送给指定的源服务器并从服务器获取相关的标注信息。 ⑧基于时间戳记的标注可以用来进行动态的播放。

（1）制作文件夹（Folder） 文件夹在地理多媒体教学平台中能发挥着目录的作用，不同类别的地理信息通过多级目录（文件夹）能够有序合理地组织在一起，形成地理多媒体教学平台的内容框架。 • 3. 2 在Google Earth环境中创建KML文件（2）制作地标（Placemark）地标在地理多媒体教学平台中发挥着重要的作用，所有关于地点的地理信息都以地标的形式呈现。将视图定位到您要标注的地方，并将视图缩/放到最合适的大小，有两种方式标注地标：选择菜单“Add”—>“Placemark”；单击工具栏中“图钉”样的图标。地标具有很多属性艾菲尔铁塔的描述

（3）创建线（Path）和面（Polygon） 线和面用于表现与路径和区域分布有关的信息，例如，在讲洋流时可以把洋流作为线元素添加到地球上，并为不同的洋流添加描述，点击“Places”面板中对象或3D 视图中的洋流图标时就会弹出一个气泡弹框，显示该洋流的说明文字及图片。于此类似，在讲自然地理分区时，可以将每个区域做成一个面标记，并添加相应的描述信息。 • 3. 2 在Google Earth环境中创建KML文件在Google Earth 的3D 视窗里可以绘制各种形状的曲线和多边形，然后可以像保存地标一样将绘制的图形保存在“Places”面板里，这两种图形的属性与地标相同，比如：名称、描述、风格以及位置坐标，曲线创建后还可以“漫游”，也可以在创建后像编辑地标或目录一样再进行编辑。

（3）添加照片（Photo）和覆盖图（Image Overlay）添加照片和覆盖图是地理多媒体教学平台利用外部图像资源的两种方式。外部图像往往可提供一些额外的信息。比如：用一张气象卫星图来持续更新并反映当地的气象状况，也可以绘制一张详细的旅行路线图贴在地球上。 • 3. 2 在Google Earth环境中创建KML文件添加照片跟添加覆盖图有点相识，二者的最大区别是覆盖图添加进去后要经过投影变形覆盖在地球表面，比添加照片要复杂。添加覆盖图的操作：首先在3D 视图上找到想要创建覆盖图的位置，并且缩放至适当的高度。选择菜单“Add”—>“Image Overlay”，Google Earth会弹出覆盖图的编辑框。其中Description、Name、View和Altitude标签与地标的类似，它有几个新标签：路径、透明度、刷新、位置等。

Google Earth 展示平台（3D视窗） 图层中的专题地理信息描述添加照片或覆盖图超级链接已下载的KML 文件树形结构的目录（文件夹Folder）视音频及 Flash 文本表格图像本地电脑上的地理多媒体资源（1）集成思路制作一个关于某个主题的基于Google Earth的地理多媒体教学平台，实际上就是建立一关于该主题的大型KML文件，把各种地理多媒体资源合理有序地组织在一起，并通过Google Earth基于空间位置的3D的显示界面展示出来。 • 3. 3 多媒体资源的集成

（2）文本及表格信息的导入 Google Earth标记的“描述”（Description）标签支持绝大部分的HTML语言，如字体、图片和表格等。因此可以把文字及表格信息转化成HTML代码放在标记的“描述” 框中。 • 3. 3 多媒体资源的集成获取HTML代码的方法主要有三种： ①如果使用者比较熟悉HTML语言可以直接在“描述” 框中编写简单的HTML代码。 ②在Word中编辑好文字和表格，另存为HTML格式的文件，然后用记事本打开该文件，把代码复制到“描述” 框中。 ③用Dreamweaver或Frontpage等软件编辑好文字表格，然后把HTML代码复制到“描述” 框中。

（3）图像信息的导入 • 图像信息根据用途的不同可以选用不同的导入方法。 • 用于浏览的高清照片，可以用添加照片（Photo）标记导入； • 对于需要通过投影变形贴在地球上的地图等图像信息可以用添加覆盖图（Image Overlay）导入； • 起到描述地物性质的图像信息我们可以选择把它放在各种标记的“描述” 框中。 • 3. 3 多媒体资源的集成（4）视频、音频及Flash素材的集成由于KML语言的“描述”标签只支持部分的HTML语言，只能通过超级链接的方式链接本地电脑或网上的视频、音频及Flash素材，实现对它们的调用。例如，在讲接一个重要火山时，点击该火山的地标可以看到该火山的静态影像，此时如果需要向学生展示火山喷发的视频，可以事先把该火山的视频放在跟该火山地标相同的路径下，然后在该地标的描述框中加入语句“<A href="火山.avi"> 看火山喷发视频 </A>”即可。

以制作初中地理中的“美国”这一节的基于Google Earth的多媒体教学平台为例，讲述如何把Google Earth作为地理教学的多媒体平台。（1）制作目录 • 3. 4 实例将本节的内容进行分类，创建不同等级和类别的文件夹（Folder），将同一类别的内容放在同一个文件夹中，建立本节知识的框架结构即目录，

（2）创建地标文件（Placemark） 教学平台中的重要的位置信息以地标的形式表现，例如本节目录中的“著名城市”、“著名的自然景观”及“著名的人文景观”几个文件夹，其中的重要地点都是以地标呈现。直接在目录中双击某个地标虚拟地球就会“飞”到该地的上空，并显示相应的文字描述。

（3）创建线（Path）和面（Polygon）文件 美国的主要山脉及河流用创建的线（Path）标记表现，可以缩放地球观察山脉河流的整体走势和具体细节，还可以对这些山脉及河流加上文字描述。美国的工业和农业的分区用创建面（Polygon）标记表现，也可以相应地加上文字描述。

（4）添加照片和覆盖图（Image Overlay） 美国的自然资源分布图和地形图分布分别用添加照片和覆盖图的方法导入Google Earth中，可以用Google Earth的浏览工具对这些图像信息进行浏览。

4. 本节总结 多媒体技术可以将一些抽象的地理理论知识感性化，为学生提供视听的多感官刺激，大大提高学生接受知识的效率。因此，想要提高学生学习地理的兴趣，促进中学地理教育事业的发展，采用各种新的有效的辅助地理多媒体教学的手段是非常有必要的。与传统的辅助地理教学的多媒体平台相比，Google Earth最大的特点是它是基于位置服务（LBS即Locating Based Service）的平台,具有显著的地理特色，利于学生建立地理空间概念，培养地理思维。随着Google Earth本身的进一步完善，以及人们对它的了解进一步的深入，Google Earth将来必将成为辅助中学地理教学的一件利器。

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