地理信息技术在区域地理环境研究中的应用.docx

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地理信息技术在区域地理环境研究中的应用

第二节地理信息技术在区域地理环境研究中的应用

[课标要求]：

1.结合实例，了解遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用

2．举例说出全球定位系统在定位导航中的应用

3．运用有关资料，了解地理信息系统在城市管理中的功能

4．了解数字地球的含义。

[教学重点]：

地理信息（3S）技术的应用

[教学难点]：

地理信息系统的工作程序和数字地球的含义

[教学方法]：

比较法、案例分析法

[教学过程]

一、地理信息技术

1．概念：

指获取、管理、分析和应用的现代技术的总称，

主要包括（）、（）和（）等。

2．应用——广泛

广泛应用于区域地理环境研究，在、环境监测、监测、国土资源管理、国土开发规划等许多领域中发挥着重要作用。

此外，地理信息技术的大众化应用有：

、、。

二、遥感：

（）

1．概念：

是人们在（如飞机、高空气球）或（如人造卫星）上利用一定

的，对物体进行远距离的感知。

2．遥感的装置

⑴遥感的关键装置——

作用：

在航空或航天器上接受电磁波信息，并以或记录下来，传送到地面接收站（图1．4）

⑵组成（了解）

、、、信息处理系统等

3．遥感技术的主要环节和功能

遥感技术主要环节

目标物

传感器

遥感地面系统

成果

遥感功能

专业图件或统计数字

4．遥感的优越性（此部分可以请学生思考讨论总结完成。

）

①提高研究工作的，节省，提高。

②遥感信息作为重要的信息源，为区域地理环境研究从到、

从到、从到的转化和发展，提供了条件。

例如，将多次或逐月、逐年的遥感影像图叠加，就可反映的扩张、的侵蚀、的消长，等等。

在区域地理环境研究中,遥感广泛应用于资源凋查、环境监测、自然灾害防御监测等领域。

遥感技术的应用范围很广。

如森林火灾、洪水监测、，及农业、地质、海洋研究、环境监测等许多方面。

而且我国的遥感技术也已经在世界上具领先地位。

我国的大部分土地已经获得了大比例尺的航空影像资料，成功发射了回收式国土资源卫星，自行研制发射了“风云”卫星。

（阅读P8）

※点击以下网址：

了解遥感技术的其他应用：

①“嘉陵江上游水土侵蚀遥感调查”;

②“气象卫星的旱情监测”;

③“河南省有效灌溉面积遥感调查”；

④“山东省可发展灌溉面积遥感调查”；

⑤“黄河小浪底水库下闸蓄水后下游河道的遥感图像”。

※点击以下网址：

进入“国家遥感中心——遥感信息、遥感快讯”，查看有关内容，一是复习巩固本节知识；二是为下一节学习地理信息系统、全球定位技术知识作准备。

三、全球定位系统（）

1．概念：

利用，在范围内适时进行、的系统，称为全球定位系统，

简称。

2．组成：

空间部分——；

地面控制部分—一；

用户设备部分——。

3．特点：

全（陆地、海洋、航空和航天）、全、全、性和性

4．应用：

⑴为各类用户提供、和。

⑵在区域地理环境研究中的应用。

如：

野外调查中的应用

⑶在日常生活中应用——GPS导航

GPS汽车导航（图1．8）汽车导航装置可显示城市道路图和该车的位置。

驾驶员输入出发点和目的地的地名然后从系统显示的可行路线中选择其中的一条。

系统除动态显示该车的位置还通过语音提示引导驾驶员把车开到目的地。

5．GPS卫星星座

见P8图

完成P9思考

在GPS汽车导航中，信息在汽车、卫星和服务中心之间是怎样传递的?

阅读

通过该材料大致了解我国的卫星导航定位系统

四、地理信息系统（）

1．概念

专门处理的计算机系统，称为“地理信息系统”。

阅读

通过这个材料，使学生了解如下问题：

2．地理信息系统的简要程序

见P10程序图

 3．应用

应用的领域相当广泛，凡是用到地图或需要处理地理空间数据的领域都可用到。

⑴在区域地理环境研究中，地理信息系统可提供反映区域状况的各种空间信息。

通过对有关信息进行分析、加工，建立能反映区域内各种因素相互关系，揭示区域结构、特征和发展规律的模型。

⑵利用地理信息系统所提供的查询检索、空间分析等功能，还可对区域内自然资源和条件、区位和交通条件、人口和劳动力条件，以及经济和社会条件进行更精确的分析、评价。

⑶在利用遥感、全球定位系统等提供的地理信息的基础上，运用地理信息系统，可以对环境和自然灾害进行动态监测及评估预测。

⑷地理信息系统在城市管理中的应用已得到推广。

地理信息系统的功能：

（1）界面组成：

功能区，索引，图层内容等

（2）信息系统的功能：

地图信息，全部或局部地区信息，专业分类信息，有关内容的文字、图像信息，缩放、补充、测算等，信息输出等。

思考

1．与地图相比，地理信息系统具有哪些优点?

点拨：

优点很多，如地理信息系统的信息具有多维的特征；地理信息的时序性十分明显；时效性好；更新快等等。

2．有人说：

地理信息系统是地图的延伸。

你怎样理解?

点拨：

从地理信息系统是一个多维的地图等方面思考。

五、地理信息技术与数字地球

1．“3S”的关系

⑴联系：

既互为独立发展又相互促进。

⑵区别

①遥感主要用于地理信息的获取；

②全球定位系统主要用于地理信息的；

③地理信息系统主要用来又对地理信息数据进行和应用评价。

2．数字地球

（1）概念

指数字化的地球，即把整个信息进行数字化后，由来管理的技术系统。

（2）原理和应用

数字地球是将不同空间、时间的自然、人文的大量信息，按地理坐标，从区域到全球进行整合，并进行立体的，动态的显示，能为复杂的生产、研究活动提供实验条件和试验基地。

二、基础训练

（一）选择题

1.遥感的关键装置是[　]

A.航空器　B.传感器　C.胶片质量　D.磁带质量

2.遥感的优点有[　]

①探测范围大　②获得信息快　③不受地面条件限制　④成本低，效益高

A.①②　B.①②③　C.①②④　D.①②③④

3.遥感探测范围由大到小依次是[　]

A.飞机、陆地卫星、宇宙飞船　　

B.宇宙飞船、陆地卫星、飞机

　　C.飞机、宇宙飞船、陆地卫星　　

D.陆地卫星、宇宙飞船、飞机

4.为获取所需的不同信息，完成不同的目的和任务，遥感可用[　]

A.不同的传感器　　　　　　　　　B.不同的运载工具

　　C.不同的波段和不同的遥感仪器　　D.不同的电磁波

5.在黑白遥感图片中，湖、河显示水域的颜色是[　]

A.白色　B.黑色　C.浅灰色　D.灰白色

6.关于遥感技术的叙述，正确的是

A.遥感是人们利用肉眼在地面事物进行感知

　　B.遥感是人们利用一定技术装备，对遥远的宇宙事物进行感知

　　C.遥感的关键装置是航空器或卫星

　　D.遥感技术能监测洪涝灾害的发展变化，便于人们及时安排防灾、救灾工作

7.阴雨天气中，对地物分辨率较高的是[　]

A.飞机可见光遥感　　B.卫星可见光遥感

　　C.飞机微波遥感　　　D.卫星微波遥感

8.对农作物进行估产属于遥感应用的哪一领域[]

A.资源普查B.灾害监测C.环境监测D.工程建设及规划

9.下列属于地理信息系统硬件的是[　]

①计算机　②程序　③扫描仪　④工人

A.①②　　B.①③　　C.②④　　D.②③

10.地理信息系统[　]

A.主要是记录地理事物的计算机系统

　　B.具有空间分析的能力，没有动态预测能力

　　C.是专门处理地理空间数据的计算机系统

　　D.是地图绘制系统

（二）综合分析题

一、读GPS卫星定位图，回答1～8题

1.GPS卫星定位的基本原理是，地面上任何一点，在任何一时刻，地面上空GPS卫星至少有[]

A.3颗　B.4颗　C.24颗　D.21颗

2.属于全球定位系统空间部分的是[]

A.GPS卫星星座　B.地面监控系统　C.GPS信号接收机　D.雷达

3.GPS卫星星座的工作卫星和在轨备用卫星分别是[]

A.21颗和3颗　B.22颗和2颗　C.21颗和4颗　D.24颗和4颗

4.要想随时知道自己所处的地理坐标，需要拥有

A.全球定位技术　B.GPS信号接收机  C.地理信息技术　D.遥感技术

5.GPS技术对交通的重要作用有[ ]

A.增加能源消费 B.降低行车速度 C.导航 D.加快行车速度

6.全球定位系统的空间部分由分布在距离地面20200千米的6个轨道面上的多少颗卫星组成[]

A.3颗 B.4颗 C.24颗 D.21颗

7.与传统的手工测量手段相比，GPS技术具有的特点是[ ]

A.测量精度高，操作复杂    B.中间处理环节较多且复杂

   C.仪器体积大，不便于携带  D.全天候操作，信息自动接收、存储

8.GPS逐渐走进了人们的日常生活，成为人们出行、旅游、探险的帮手，其原因正确的是[ ]

A.GPS接收机的小型化以及价格的降低  B.GPS可以帮助人们降低旅游成本

   C.GPS可使旅游者更具有安全感        D.GPS可以增加人们的旅游距离

二、RS技术、GIS技术、GPS技术等现代化是国土整治和区域发展研究中应用比较广泛的技术手段。

据此回答9～14题

9.能在很短的时间内获得全面资料的技术[ ]

A.遥感技术 B.地理信息技术 C.全球定位技术 D.电子通信技术

10.通过地图、遥感图像、野外考察等获得数据的GIS技术程序是[　]

A.数据处理　B.信息源　C.数据库　D.表达

11.地理信息技术的重要功能[　]

A.对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达

　　B.能对遥感信息进行处理和判断分析

　　C.能在全球范围内适时进行导航和定位

　　D.能在很短时间内获得较全面的资料

12.地理信息系统的简要技术程序是[　]

A.信息源→数据处理→数据库→空间分析→表达

　　B.信息源→空间分析→数据处理→数据库→表达

　　C.信息源→空间分析→数据库→数据处理→表达

　　D.信息源→数据库→数据处理→空间分析→表达

13.比传统地图高明的是，地理信息系统能通过了解某地物随时间变化的过程，分析该地物的[　]

A.发展趋势　B.地理位置的变化　C.区位特征　D.历史意义

14.寻求两点之间最短、最快或景点最多的路径等可借助于[　]

A.遥感系统　　B.地理信息系统　　C.全球定位系统　　D.地球卫星系统

[答案提示]

【选择题】

1.B2　.C　3.B　4.C　5.B　6.D　7.C　8.A　9.B　10.C

【综合分析题】

1.B　2.A　3.A　4.B　5.A　6.C　7.D　8.A　9.A　10.B　11.A　12.A　13.A　14.B

1、地理信息技术的重要功能A

A.对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达

　　B.能对遥感信息进行处理和判断分析

　　C.能在全球范围内适时进行导航和定位

　　D.能在很短时间内获得较全面的资料

2、下列选项中，可以应用3S技术的有（多项选择）：

ABD

A导弹发射的精确制导B珠穆朗玛峰高程的精确测量

C人口出生率、死亡率的统计D人口密度与商业网点布局的相关分析

巩固练习题

一、单项选择题

1、遥感的关键装置是B　

A.航空器　B.传感器　C.胶片质量　D.磁带质量

2、遥感的优点有C　

①探测范围大　②获得信息快　③不受地面条件限制　④成本低，效益高

A.①②　B.①②③　C.①②④　D.①②③④

3、遥感探测范围由大到小依次是　B

A.飞机、陆地卫星、宇宙飞船　　B.宇宙飞船、陆地卫星、飞机

C.飞机、宇宙飞船、陆地卫星　　D.陆地卫星、宇宙飞船、飞机

4、为获取所需的不同信息，完成不同的目的和任务，遥感可用　C

A.不同的传感器　　　　　　　　　B.不同的运载工具

C.不同的波段和不同的遥感仪器　　D.不同的电磁波

5、与传统的手工测量手段相比，GPS技术具有的特点是D

A.测量精度高，操作复杂B.中间处理环节较多且复杂

C.仪器体积大，不便于携带D.全天候操作，信息自动接收、存储

6、GPS逐渐走进了人们的日常生活，成为人们出行旅游、探险的帮手，其原因正确的是A

A.GPS接收机的小型化以及价格的降低B.GPS可以帮助人们降低旅游成本

C.GPS可使旅游者更具有安全感D.GPS可以增加人们的旅游距离

7、比传统地图高明的是，地理信息系统能通过了解某地物随时间变化的过程，分析该地物的A　

A.发展趋势　B.地理位置的变化　C.区位特征　D.历史意义

8、寻求两点之间最短、最快或景点最多的路径等可借助于[B　]

A.遥感系统　　B.地理信息系统　　C.全球定位系统　　D.地球卫星系统

9、通常确定地球上任何一点的地理位置应该具备以下三个数据B

A.经度、距离、海拔B.经度、纬度、海拔

C.纬度、相对高度、距离D.到两极、赤道的距离和等高线

10、通过地图、遥感图像、野外考察等获得数据的GIS技术程序是B

A.数据处理　B.信息源　C.数据库　D.表达

11、读“不同地物的反射光谱图”，下列地理现象或过程，符合图示原理的有AC

A．南极成为地球的“寒极”　　

B．撒哈拉沙漠成为七月的“热极”

C．撒上碳粉可加速积雪融化　　

D．沿海气温日较差小于内陆

在遥感技术中，可以根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状况。

读下图回答43—44题。

12、图7中，重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波段是AC

A．红外线B．X光C．可见光D．紫外线

13、根据图7的原理，可用遥感技术直接AC

A．划分植物类型B．判读植物生长的土壤类型

C．监测树木的生长状况D．估计粮食作物的产量

在神舟六号飞船返回舱座椅的边上，放置着两个白色的包，这就是在飞船紧急情况着陆时保护航天员生命安全的救生包。

其中在救生包中包括有GPS定位仪等。

根据以上资料，分析回答以下问题：

1.救生包中GPS定位仪的作用（　）

A.随时知道自己所处的地理坐标　　B.随时知道自己所在地的气候

C.随时知道自己所处的季节　　　　D.随时知道自己所在地的天气

2.目前GPS的主要功能是[　]

A.定位和导航　B.定位和找矿　C.天气预报　D.地质测量

3.全球定位系统具有的特点有[　]

①全天候　②高精度　③自动测量　④全球性　⑤受地形影响　⑥受天气影响

A.①②③④　B.①②③⑥　C.②③⑤⑥　D.③④⑤⑥

4.GPS卫星星座的工作卫星和在轨备用卫星分别是[　]

A.21颗和3颗　B.22颗和2颗　C.21颗和4颗　D.24颗和4颗

5.下列关于我国GPS发展的叙述，你认为不合理的是[　]

A.我国作为航天大国，积极有效地发展GPS是非常必要和必需的

B.至目前为止，我们为了GPS事业，相继发射了3颗全球定位卫星

C.我国的卫星定位导航系统是独立自主开发、研制和建立

D.我国的卫星定位导航系统在精确程度上已经超越了美国，在军事和民用领域分别取得了可喜的成绩

[答案提示]1.A　2.A　3.A　4.A　5.D

4.思考向导

课本P9思考1：

通过与传统的区域地理环境研究方法相比较，我们可以知道遥感的特点

（1）“站得高，看得远”，感知的视野宽，范围大；

（2）无论航空器还是航天器运行的速度都较快，能在短时间内收集大量的信息，并能运用现代技术进行传输和信息处理，具有获得资料速度快、周期短的特点；（3）从总的方面看，遥感的运用比传统的方法节省大量的人力财力。

课本P9思考2：

遥感是人的视力的延伸，在一定意义上说有一定的道理，但不全面。

人眼在可见光范围内有很高的光谱分辨率，但在可见光之外则是“睁眼瞎”。

由于技术的进步和应用领域的不断开拓，传感器的功能比人眼有了很大提高，例如感应的波谱范围更宽，从紫外线到可见光、红外线，并延伸到微波，提高光谱分辨率和空间分辨率；在夜晚或恶劣天气情况下也能使用；并有一定的穿透能力等。

微波遥感，对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有一定的穿透能力，又能夜以继日的全天侯工作。

可见遥感不仅仅是人的视力的延伸。

课本P11思考：

在GPS汽车导航中，信息在汽车、卫星和服务中心之间的传递过程：

第一步GPS卫星不断发射GPS信号，接受机收到信号后解算出汽车所在的地理位置；第二步驾驶员输入出发地和目的地并通过电台传送给服务中心；第三步服务中心为其确定可行路线，并通过卫星传输给汽车。

第四步汽车在GPS卫星信号引导下到达目的地。

课本P13思考1：

地理信息系统能够建立数据模型，即通过一定的方式将要表示的内容转变成数据，这是GIS与地图最基本的差异。

与地图相比主要具备以下优点；

（1）信息大，使用方便。

（2）功能强大完备。

（3）能够进行动态监测和评估预测。

课本P13思考2：

地理信息系统是地图的延伸，我们可以理解为地图是地理信息系统的重要信息源，是地理信息系统的基础，而地理信息系统是地图的发展和完善，除了具备地图的基本功能外，还有更多的地图所没有的功能。

5.活动参与

课本第14页

1.在图1.5和图1.6所示的洪水监测和统计中，除运用了遥感技术外，还运用了地理信息系统。

遥感提供了信息源，地理信息系统则对信息进行加工（分析、统计）

2.

（1）可以利用全球定位系统

（2）可以利用地理信息系统

（3）还要用到摄像和视频传输技术。

如果存在严重交通堵塞，需要另外找较近的且有条件较快赶到出事地点的巡警车（需要综合运用上述技术）

（4）接警→确认出事地点的位置→（在显示各巡警车的城市地理信息系统中）了解其周围巡警车的位置→分析确定最近（或能最快到达）的巡警车→通知该巡警

（5）城市交通组织和管理、商业组织和管理、城市规划、卫生救护、物流等部门，都可利用地理信息技术。