張雪松　張繼峰　李水祥　景高了

摘 要：Google Earth是專業(yè)RS與GIS技術(shù)走向大眾化的代表，其操作簡便、地理信息豐富，不僅可為開發(fā)其它地理多媒體教學(xué)平臺提供豐富的素材，而且本身也可以作為地理多媒體的展示平臺，把眾多資源素材有效集成到虛擬地球上。本文設(shè)計了基于Google Earth地理多媒體教學(xué)平臺的框架，并以實例給出了其實現(xiàn)過程。研究結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的地理教學(xué)多媒體平臺相比，Google Earth具有顯著的地理特色，有利于學(xué)生建立地理空間概念，培養(yǎng)地理思維。

關(guān)鍵詞：Google Earth；地理教學(xué)；多媒體；KML

中圖分類號：G434 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-8454（2009）08-0079-04

隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，專業(yè)遙感（RS）與地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)逐漸走進人們的日常生活。Google Earth 就是這一變化的典型代表，它除了包含覆蓋全球的影像數(shù)據(jù)外，還包括了道路網(wǎng)、三維建筑等大量其它專題地理信息。[1]通過簡易的操作界面，用戶可以足不出戶游覽全球范圍的風(fēng)光。這些信息也為地理教學(xué)提供了豐富的教學(xué)素材，用于地理多媒體教學(xué)平臺的設(shè)計開發(fā)。這顯然對增加地理課堂教學(xué)的趣味性，豐富輔助地理教學(xué)的手段有著重要的意義與應(yīng)用價值。

一、Google Earth簡介

2005年6月著名的搜索引擎公司Google推出了Google Earth，它是一款虛擬地球的軟件，以三維地球的形式把大量的衛(wèi)星照片、航拍照片和3D圖像組織在一起,實現(xiàn)從全新的角度來瀏覽地球，就像一個立體的地球儀，通過鼠標(biāo)轉(zhuǎn)動地球縮放視野，大到海陸山川的分布，小到城市街道上的汽車都可以盡收眼底。Google Earth提供的衛(wèi)星影像分辨率是有區(qū)別的, 農(nóng)村地區(qū)的分辨率是幾十米，世界知名城市如北京、東京的影像分辨率則達到了2米,美國主要城市和英國、加拿大部分城市的分辨率更高達0.5米。目前提供高清晰度影像的城市集中在北美和歐洲,不過幾乎所有的中國省會城市和地級市都提供了清晰的衛(wèi)星照片。[2]

Google Earth的功能非常豐富，例如，與地理教學(xué)相關(guān)的功能有：①強大的地點搜索功能，能夠檢索并在3D視窗中切換到要查詢的位置；②顯示三維地形，可以瀏覽許多重要山脈的3D模擬地形，如美國大峽谷、珠穆朗瑪峰等；③可以顯示全球的經(jīng)緯網(wǎng)，從而使得經(jīng)緯網(wǎng)的概念變得淺顯易懂, 有利于中學(xué)生掌握經(jīng)緯網(wǎng)的本質(zhì)與規(guī)律；[4] ④顯示陽光功能，可以用它觀看晝夜交替、極晝極夜現(xiàn)象以及虛擬的日出日落現(xiàn)象；⑤提供了星際模式，可以瀏覽星空圖，觀看月相變化以及各個星座；⑥分層顯示，地理信息被分為各個層次，如國界、河流、道路等與地理教學(xué)密切相關(guān)的內(nèi)容，以及賓館、學(xué)校、機場等與日常生活相關(guān)的信息，只要選中這一層，相關(guān)的信息便會呈現(xiàn)在顯示區(qū)。[5]

二、基于Google Earth的地理多媒體教學(xué)平臺的開發(fā)

中學(xué)地理知識包羅萬象,如果單靠教師傳統(tǒng)的三板教學(xué)，一方面展現(xiàn)的地理信息有限，不能滿足學(xué)生的知識需求；另一方面，難以將一些理論性較強的知識闡述清楚。這就需要利用現(xiàn)在的科技手段，大膽地將多媒體技術(shù)引入中學(xué)地理教學(xué)。傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)平臺，如PPT、Authorware、Flash等，雖然也可以把多媒體教學(xué)素材集成在一起，但它們都難以展現(xiàn)地理學(xué)科自己的特色。與此相比，Google Earth最大的特點在于它是基于位置服務(wù)的平臺，具有顯著的地理特色，利于學(xué)生建立地理空間概念，培養(yǎng)地理思維。Google Earth 具有開放性，其提供的Google Earth API 適用于不同水平的開發(fā)者，基本上不需要專業(yè)的地圖知識與計算機軟件技術(shù)，采用的標(biāo)準(zhǔn)是已公布的GIS標(biāo)準(zhǔn)。既可直接在影像上加載點位注記與影像標(biāo)記等，也可以讀檔的方式加載這些數(shù)據(jù)。因而，可自行編寫或修改文件，把自定義的數(shù)據(jù)加載到 Google Earth 中，與衛(wèi)星影像疊加進行三維數(shù)據(jù)展示。[6]

1.在Google Earth環(huán)境中創(chuàng)建KML文件

KML(Keyhole Markup Language) 是一種XML語法格式的語言，用于保存諸如點、線、圖像、多邊形或3D 模型等特定的地理信息，可被Google Earth、Google Maps 或微軟的Virtual Earth 打開。用戶可以使用KML文件與其他使用者一起分享Google Earth 或Google Maps 創(chuàng)建的對象。KML2.0 版本提供了豐富的用戶自定義的功能。[7] Google Earth客戶端就是一個很好的撰寫KML文件的工具，用戶按照自己的要求組織需要的數(shù)據(jù)，并保存成一個獨立的文件即可?？蛻舳四軇?chuàng)建和保存幾乎所有的標(biāo)簽，而不需要了解具體的KML語言標(biāo)簽及KML語法。

右擊地標(biāo)面板（Places）中的地標(biāo)文件夾，“Add”選項下有的選項如圖1所示。通過Add做好各種地物標(biāo)記后，就可以用KML格式保存單個標(biāo)記或整個文件夾，一個簡單的KML文件就這樣生成了。下面主要介紹Folder（文件夾）、Placemark（地標(biāo)或點）、Path（路徑或線）、Polygon（區(qū)域或面）、Photo（照片）和Image Overlay（覆蓋圖）元素等幾個常用地物注記的創(chuàng)建。

（1）制作文件夾（Folder）

同一類別的素材放在一個文件夾中，多級文件夾相當(dāng)于多級目錄，能夠有序合理地把各類素材組織在一起，形成地理多媒體教學(xué)平臺的內(nèi)容框架。選擇“Add”→ “Folder”即可添加文件夾。文件夾屬性標(biāo)簽設(shè)置與地標(biāo)的大同小異，可以參考地標(biāo)的屬性標(biāo)簽。

（2）制作地標(biāo)（Placemark）

地標(biāo)在地理多媒體教學(xué)平臺中發(fā)揮著重要的作用，所有關(guān)于地點的地理信息都以地標(biāo)的形式呈現(xiàn)。將視圖定位到要標(biāo)注的地方，并將視圖縮放到合適的大小，有兩種方式標(biāo)注地標(biāo)：選擇菜單“Add”—>“Placemark”； 單擊工具欄中“圖釘”樣的圖標(biāo) 。在“Places”面板中，右擊某個地標(biāo)或目錄，然后在菜單中選Properties，便會彈出地標(biāo)的編輯框，可以對地標(biāo)的各個屬性標(biāo)簽進行設(shè)置或修改。地標(biāo)屬性內(nèi)容與具體含義是：①Latitude ，Longitude：地標(biāo)的經(jīng)緯度；②Name：地標(biāo)的名稱；③Description：地標(biāo)描述，支持使用HTML書寫；④Style, Color：地標(biāo)圖標(biāo)的顏色、大小和透明度；⑤View：地標(biāo)位置；⑥Altitude：在視圖里查看地形時，可以將地標(biāo)圖標(biāo)顯示在空中，該選項就是用來設(shè)置顯示的高度，勾選“Extend to ground”則會顯示一條與地面垂直的線。[3]

（3）創(chuàng)建線（Path）和面

（Polygon）

線和面用于表現(xiàn)地理多媒體教學(xué)平臺中與路徑和區(qū)域分布有關(guān)的信息，例如，在講洋流時可以把洋流作為線元素添加到地球上，并為不同的洋流添加描述。同樣，在講自然地理分區(qū)時，可以將每個區(qū)域做成一個面標(biāo)記，并添加相應(yīng)的描述信息。

在Google Earth 的3D 視窗里可以繪制各種形狀的曲線和多邊形，然后保存在“Places”面板里，其圖形的屬性與地標(biāo)相同，曲線創(chuàng)建后還可以“漫游”，也可以在創(chuàng)建后像編輯地標(biāo)或目錄一樣再進行編輯。創(chuàng)建曲線或多邊形的步驟如下：首先在3D 視窗中選定圖形的位置，然后選擇菜單“Add”→“Path”或者“Add”→“Polygon”。之后，創(chuàng)建曲線或多邊形的對話框便會出現(xiàn)，鼠標(biāo)指針會變成一個白色的十字方框。這時可拖動鼠標(biāo)在地球上畫出圖形，再在編輯框中填入屬性。

（4）添加照片（Photo）和覆蓋圖（Image Overlay）

在Google Earth 里，添加照片和覆蓋圖是地理多媒體教學(xué)平臺利用外部圖像資源的兩種方式。添加覆蓋圖的具體方法是：使用自定義的圖像或Google SketchUp 3D 模型來覆蓋地球視圖，這些圖像往往可提供一些額外的信息。例如，用一張氣象衛(wèi)星圖來持續(xù)更新并反映當(dāng)?shù)氐臍庀鬆顩r，也可以繪制一張詳細(xì)的旅行路線圖貼在地球上。添加照片跟添加覆蓋圖有點相似，二者的最大區(qū)別是覆蓋圖添加進去后要經(jīng)過投影變形覆蓋在地球表面，比添加照片要復(fù)雜。[8]

添加覆蓋圖的操作如下：首先在3D 視圖上找到創(chuàng)建覆蓋圖的位置，并縮放至適當(dāng)?shù)母叨?。選擇菜單“Add”→“Image Overlay”，會彈出覆蓋圖的編輯框，它有幾個新標(biāo)簽：① Link：覆蓋圖的存儲路徑或URL；② Transparency：圖片透明度；③ Refresh：覆蓋圖的刷新類型和頻率；④ Location：覆蓋圖位置。 添加照片與添加覆蓋圖類似，選擇“Add”→“Photo”即可，它的屬性標(biāo)簽與覆蓋圖相比，沒有Altitude、Refresh和Location標(biāo)簽，但有一個獨特的Photo標(biāo)簽。

2.多媒體資源的集成

制作一個關(guān)于某主題的基于Google Earth的地理多媒體教學(xué)平臺，實際上就是開發(fā)一個關(guān)于該主題的KML文件，把各種地理多媒體資源有序地組織在一起，通過Google Earth基于空間位置的3D顯示界面展示出來。地理多媒體資源主要包括文字、圖片、表格、視頻音頻等，這些多媒體資源的導(dǎo)入及組織結(jié)構(gòu)如圖2所示。

（1）文本及表格信息的導(dǎo)入

Google Earth標(biāo)記的“描述”（Description）標(biāo)簽支持絕大部分的HTML語言，因此可以把文字及表格信息轉(zhuǎn)化成HTML代碼放在標(biāo)記的“描述”（Description）框中。獲取HTML代碼的方法主要有3種：①熟悉HTML語言的使用者可以直接在“描述”（Description）框中編寫簡單的HTML代碼。②在Word中編輯好文字和表格，另存為HTML格式的文件，然后用記事本打開該文件，把代碼復(fù)制到“描述”（Description）框中。③用Dreamweaver或Frontpage等軟件編輯好文字表格，然后把HTML代碼復(fù)制到“描述”（Description）框中。

（2）圖像信息的導(dǎo)入

圖像信息根據(jù)用途選用不同的導(dǎo)入方法。高清照片可以用添加照片（Photo）標(biāo)記導(dǎo)入；對于需要通過投影變形貼在地球上的地圖等圖像信息可以用添加覆蓋圖（Image Overlay）導(dǎo)入；起到描述地物性質(zhì)的圖像信息可以選擇把它放在各種標(biāo)記的“描述”框中。第三種方法又可具體分為嵌入式和超級鏈接兩種方式。嵌入式的導(dǎo)入圖像使用語句。最重要的屬性是src，用于指向圖像的URL，可以是本地電腦上的也可以是遠程服務(wù)器上的圖像文件。用超級鏈接瀏覽圖像文件需要使用“…”語句，其中用href屬性指向圖像文件的URL。

（3）Flash格式的視頻音頻素材的集成

新版Google Earth4.3可以把Flash格式的動畫或視頻嵌入到Google Earth的標(biāo)注的描述中。嵌入的方法是主要使用HTML語言的“embed”標(biāo)簽，例如語句 “

2.創(chuàng)建地標(biāo)文件

教學(xué)平臺中的重要的位置信息以地標(biāo)的形式表現(xiàn)，例如本節(jié)目錄中的“著名的城市”、“著名自然景觀”及“著名人文景觀”幾個文件夾，如圖4所示。實際教學(xué)中，直接在目錄中雙擊某個地標(biāo)虛擬地球就會旋轉(zhuǎn)到該地，并顯示相應(yīng)的文字描述。

3.創(chuàng)建線（Path）和面（Polygon）文件

實例中美國的主要山脈及河流用創(chuàng)建的線（Path）標(biāo)記表現(xiàn)，效果如圖5所示?？梢钥s放地球觀察山脈河流的整體走勢和具體細(xì)節(jié)，還可以對這些山脈及河流加上文字描述。實例中美國的工業(yè)和農(nóng)業(yè)的分區(qū)用創(chuàng)建面（Polygon）標(biāo)記表現(xiàn)，也可以相應(yīng)地加上文字描述，效果如圖6所示。

4.添加照片（Photo）和覆蓋圖（Image Overlay）

實例中美國的自然資源分布圖和地形圖分布分別用添加照片和覆蓋圖的方法導(dǎo)入Google Earth中，可以用Google Earth的瀏覽工具對這些圖像信息進行瀏覽。

5.添加 Flash 格式素材

首先從網(wǎng)上獲取一個關(guān)于美國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的視頻，用格式轉(zhuǎn)換工具轉(zhuǎn)化為“.swf”格式放在本地電腦的D盤中。新建一個地標(biāo)，命名為“美國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)”并在描述框中輸入嵌入視頻的代碼。點擊確定按鈕完成設(shè)置，點擊地標(biāo)看到的效果如圖7所示，點擊視頻的播放按鈕即可觀看此視頻。

四、 結(jié)語

地理課常常不受學(xué)生喜歡，許多文科生普遍覺得地理知識偏難。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的根源一方面與中國的教育體制本身有關(guān)，另一方面也與地理知識抽象性較強，不易被感性思維較活躍的文科生所接受有關(guān)。多媒體技術(shù)可以將一些抽象的理論知識感性化，為學(xué)生提供視聽的多感官刺激，極大提高學(xué)生接受知識的效率。

因此，促進中學(xué)地理教育事業(yè)的發(fā)展，采用各種新型有效的輔助地理多媒體教學(xué)的手段是非常有必要的。Google Earth操作簡便、地理信息豐富，與傳統(tǒng)的輔助地理教學(xué)的多媒體平臺相比，其最大的特點在于它是基于位置服務(wù)的平臺,具有顯著的地理特色，利于學(xué)生建立地理空間概念，培養(yǎng)地理思維。隨著Google Earth本身的進一步完善，以及人們對它的了解進一步的深入，Google Earth必將成為輔助中學(xué)地理教學(xué)的一件利器。

參考文獻：

[1]Nourbakhsh Illah,Sargent Randy,Wright Anne,Cramer Kathryn,McClendon Brian,Jones Michael. Mapping disaster zones. Nature,2006,439:787-788.

[2]孔鴻濱.把世界放在我的桌面上—Google Earth及其應(yīng)用[J].電腦視窗,2007,（11）:42-43.

[3]Google Earth英文官方網(wǎng)站.Google Earth User Guide [EB/OL].http://earth.google.com/intl/en/userguide/v4/, 2008-04-27.

[4]榮先海,雷體南.Google Earth在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國教育信息化,2007,（9）:10-11.

[5]呂勝松.淺談Google Earth軟件在地理教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 中國現(xiàn)代教育裝備,2007,（7）:93-94.

[6]金永福,郭偉其. Google Earth 在海域使用現(xiàn)狀調(diào)查中的應(yīng)用初探[J].海洋信息,2007,（1）:10-12.

[7]Chia Hung Chen,Jun Sing Jwoand ,Chih Chi Wang. Proposal for KML Designer with Web-Based Environment. Heidelberg：Springer Berlin，2004.

[8] Rubenking Janet. Journey to the Center Of Google Earth. PC Magazine. 2005,24(21):74-76.

（編輯：隗爽）