浅谈谷歌地球在大学海洋相关专业教学中的应用

李高聪 李志强 夏琼

[摘 要] 对谷歌地球在大学海洋相关专业教学中的应用潜力进行了探讨。以“全球典型河流三角洲的目视识别”和“近30年珠江口海岸线动态变化分析”为案例，展示了谷歌地球在海洋类相关专业教学中的应用。结果表明，利用谷歌地球平台进行教学，可以提升大学海洋相关专业学生的区域认知能力的培养效率，从而为学生全面认识海洋打好基础。

[关键词] 谷歌地球;海洋相关专业;大学教学

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）41-0208-03    [收稿日期] 2020-03-30

随着人类对海洋战略地位、海洋资源开发和海洋科学价值认识的不断深化，世界各国对海洋的关注提高到前所未有的战略高度。习近平同志在党的十九大报告中指出：“坚持陆海统筹，加快建设海洋强国。”大学生群体作为国家未来建设和海洋强国战略实施的骨干力量，接受全面的海洋教育，树立正确的海洋观和海洋意识尤为重要[1，2]。培养大量的与海洋相关专业的高层次人才，是认识海洋，进行海洋资源开发与利用，监测和保护海洋环境，维护海洋权益的重要支撑和保障[3]。

近年来，谷歌地球（Google Earth）因其高精度、数据量大、获取免费等特点，被广泛运用于地理类相关专业的教学领域。比如，谷歌地球不仅可用于渗透地理实践力的培育[4]，还可以用于可再生能源选址[5]、开展三维GIS教学辅助系统的研发[6]和进行探究式教学研究[7]等方面。由于地理与海洋密切相关，由此引发的联想是谷歌地球能否给海洋类的专业教学带来帮助。本文试图从谷歌地球的由来和基本特征、与大学海洋类专业教学的关联以及应用案例分析来探讨这一问题的答案。

一、谷歌地球的由来和基本特征

谷歌地球起源于数字地球概念的具体实践。1998年，美国前副总统戈尔在加利福尼亚科学中心发表题为“数字地球：认识21世纪我们的星球”的主题演讲，指出我们需要一个数字地球，即一种可以嵌入海量地理数据、多分辨率和三维的地球，并且可以在其上添加许多与我们所处的星球有关的数据。2005年，谷歌公司推出了谷歌地球，将全球遥感卫星影像、航空影像以及大量的人工制成的图层数据相互融合。其卫星影像融合了来自SPOT5、IKONOS和QuickBird卫星的高精度影像，是全球商用的最高水平。其全球影像的有效空间分辨率至少为100m，通常为30m，视角海拔高度为15km左右。当针对特定城市、著名风景区或建筑物集聚区域时，能提供分辨率为1m和0.5m左右的高精度影像，视角高度分别约为500m和350m。同时，谷歌地球提供了1984年至今的遥感或航空影像资料，据此可以分析特定对象随时间变化的特征和规律。用户可以下载一个客户端，在自己电脑上免费浏览全球各地高清晰度卫星图片。通过谷歌地球的客户端平台，用户也可以对数据进行查询、定位、加载、可视化、导入导出等操作，并支持立体图形、三维模型、照片叠加等功能。因此，谷歌地球是一款将遥感技术、地理信息系统、全球卫星导航系统、高速计算机网络系统、仿真和虚拟现实技术高度融合的虚拟三维地球软件。

二、谷歌地球与海洋类专业教学的关联

大学海洋相关专业的教学内容涉及与海洋有关的最基本的現象、过程、概念、理论以及观测手段、研究方法、研究成果及应用的最新进展。教学目标是使学生通过课程的学习，较全面地认识海洋，逐步形成海洋相关专业研究的思维习惯，建立海洋国土、环保和防灾减灾意识，并产生对海洋研究的兴趣和热情，从而为将来实际工作打下良好基础。为了实现这一教学目标，培养大学生关于海洋的区域认知能力是全面认识海洋的重要基础和关键环节。一般而言，区域认知的主题主要包括海陆分布特点、海的分类和世界大洋的划分、各大洋的形态特征、海岸带和海底的地貌形态及其分布特征（如大陆架、大陆边缘、洋中脊、洋盆等海底地形特征）等内容。通过常规的参考书和教学课件相结合的教学方法，大学老师可以给同学们梳理和讲解这些基本概念和知识点。而通过借助谷歌地球平台的空间缩放功能，可以让同学们对这些概念和知识点有更加直观的感受，从而有效地提高学生的学习效率。

由于谷歌地球不仅提供了不同空间分辨率的虚拟三维地球场景，还具有直观立体、操作简单、交互性良好、图层资源丰富等优点，能够为大学海洋相关专业教学工作带来很大帮助。在全球尺度上，通过浏览谷歌地球平台，学生不仅可以直观地了解太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋的相对位置、形态和空间尺度等特征，还可以对各大洋的大陆边缘、大洋盆地和大洋中脊的地形特征进行分析。在区域尺度上，借助谷歌地球，学生可以快速了解区域海洋的地理特征和差异，如中国的渤海、黄海、东海和南海的主要入海河流的分布和大陆架地形特征差异等。在局部尺度上，谷歌地球可以带领学生通过目视解译的方式快速熟悉指定区域，如海南岛的海岸带类型，包括砂质海岸、淤泥质海岸、基岩海岸、珊瑚礁海岸、红树林海岸和人工海岸等的空间分布特征。

三、谷歌地球在大学海洋相关专业教学中的应用案例

（一）全球典型河流三角洲的目视识别

河流三角洲是河流入海沉积物在河口及其邻近区域堆积形成的产物。它们曾经是人类文明起源的主要农业生产中心，典型的是尼罗河平原和美索不达米亚平原。自古以来，它们就受到亚里士多德、希罗多德和荷马等学者的关注。现在，大型的河流三角洲往往成为大型城市的所在地，如上海和广州等。因此，河流三角洲已成为大学海洋学相关专业课程讲授中的重要内容。按照主要成因机制的分类方法，可将河流三角洲分为河控、浪控和潮控三角洲三种类型，且在河道特征、海岸线和地貌特征上具有一定的空间识别特征。通常而言，河控三角洲的河道比较顺直，海岸线连续，且向海突出呈锯齿状或半圆形突起;浪控三角洲河道弯曲、分支较少，海岸线呈鸟嘴状，可见障壁沙坝、潟湖和沙脊平原等地貌;潮控三角洲的河道弯曲、分支较多，其海岸线破碎，通常还具有河口湾、河口沙坝和潮滩等地貌。基于上述识别标志，可以通过谷歌地球平台，顺着海岸线在河流入海的地方，就可以快速查找和识别全球典型河流三角洲所在的位置、大小及其成因类型归属（图1）。

（二）近30年珠江口海岸线动态变化分析

改革开放以来，珠江三角洲地区经济迅猛发展，已成为广东省乃至全国人口最密集、经济最发达的区域之一。在经济快速发展的同时，珠江口海岸线的围填海活动逐年增多，导致珠江口海岸线不断地向海推进。传统上，实地勘测是测量海岸线位置的主要手段，但其相对费时、费财和费工，且存在难以对长时间序列大空间对象进行监测的缺陷。随着3S技术的快速发展，利用遥感和GIS技术相结合的方法已成为监测海岸线变迁的主要技术手段。谷歌地球是3S技术的集大成者，对于海岸线变迁监测具有时间跨度大、空间范围广的特点。因此，为了让学生快速了解珠江口海岸线的变迁历史，老师可充分利用谷歌地球平台的集成功能。谷歌地球平台提供的历史影像选项可以浏览和回顾多个时间段的遥感影像。图2展示了珠江口区域海岸线1989年10月、1999年12月、2009年12月和2020年3月三个时间段的遥感影像。利用谷歌地球的图层编辑功能，可以对海岸线的位置进行目视描绘，从而可获得时间序列的海岸线的位置分布图。以此为基础，就可以分析近30年来珠江口海岸线的动态变化特征。因此，利用谷歌地球平台教学，可以使抽象的问题变得直观化，不仅增加学生的学习兴趣，还可以提高学生的学习积极性和主动性。

四、结语

谷歌地球是3S技术的集大成者，提供了丰富的与大学海洋相关专业区域认知有关的教学素材，包括世界大洋的分布和形态特征、海岸带和海底的地貌形态及其分布特征（如大陆架、大陆边缘、洋中脊、洋盆等海底地形特征）等。利用谷歌地球平台上的这些素材，可以有效提高大学海洋相关专业学生对区域认知能力的培养效率。比如，基于谷歌地球平臺，学生们可以对全球范围内典型河流三角洲的位置及其类型进行判别，还可以对近30年来珠江口海岸线的变迁进行分析。利用谷歌地球平台进行教学，不仅可以使具体问题直观化，还可以提升学生的积极性和主动性，从而为学生更加全面地认识海洋打好基础。

参考文献

[1]刘邦华.试论海洋强国战略语境中的大学生海洋教育[J].求实，2013（S1）：268-270.

[2]刘佳英，江静瑜，黄硕琳.大学生海洋意识调查分析[J].湛江海洋大学学报，2005（5）：143-146.

[3]陈大可.回顾中国海洋科技70年[J].海洋学报，2019，41（10）：1-2.

[4]邵靳，施程，李树广，徐晶晶.运用谷歌地球渗透地理实践力的培育——以城市地理教学为例[J].地理教学，2018（15）：47-48.

[5]付萍.谷歌地球教学活动设计与可再生能源选址[J].重庆电力高等专科学校学报，2014，19（05）：33-35.

[6]李晴晴.谷歌地球的三维GIS地理教学辅助系统的研发与关键技术[D].上海：华东师范大学，2012.

[7]黄海波，罗瑛.基于“谷歌地球”深度开发的探究式教学研究——以光照图的制作和应用为例[J].地理教学，2017（13）：59-64.