高中地理中图必修第二册学案第四章 第四节 地理信息技术的应用.docx

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高中地理中图必修第二册学案第四章第四节地理信息技术的应用

第四节　地理信息技术的应用

课程标准

学业质量标准

核心素养

通过探究有关人文地理问题，了解地理信息技术的应用。

水平1：

能够举出地理信息技术在人文地理中的应用实例。

水平2：

能够结合实例说明地理信息技术在人口研究、国土资源监察、交通导航、旅游活动、城市规划等方面的应用方法。

水平3：

能够结合实例，合理运用地理信息技术。

水平4：

能够分析判读地理信息技术图像。

综合思维：

能够分析地理信息技术的应用，判读相关图像。

地理实践力：

运用地理信息技术指导生产、生活实践，学以致用。

01、预习准备区

精心准备夯实基础

一、人口空间分布与发展预测

1．人口空间分布分析

（1）掌握人口空间

分布和迁移的空间特征、空间关联结构等，对社会发展和政府决策具有重要的现实意义。

（2）人口数据与其相应的地理空间位置具有一定的相关性，利用地理信息系统对空间信息独有的

空间分析功能，可以设计开发出人口空间统计系统。

2．人口发展趋势预报

（1）根据现有人口资料对未来人口状况进行预测，以便为各种决策提供

科学依据。

（2）将人口信息与其分布的地理区域进行有机结合，系统能为政府部门制定宏观政策提供依据，还能为医疗卫生、

教育、救援等公共服务机构及企业发展提供帮助。

二、国土资源监察

1．国土资源监察主要包括土地利用现状调查、土地质量调查、

土地评价以及土地监测等。

2．通过地理信息系统，将各种资源信息进行叠加和分析，生成各种国土资源综合电子地图。

可以分析和预测国土资源问题，提高基层国土资源队伍的

快速反应能力，极大地提升监测的准确性。

三、车辆导航调度

在交通方面，租车服务、物流配送等许多行业利用全球导航卫星系统，对车辆进行导航跟踪、调度管理，

合理分配车辆。

四、旅游信息查询

三维数字地球平台可以快速实现旅游资源的

可视化、旅游资源和信息的快速查询与空间定位功能，实现旅游资源的信息化管理，使用户能够

全方位观察旅游景观。

五、城市规划与评价

1．城市的规划与建设是一个长期的过程，与城市的人文、历史、地理环境以及经济建设紧密相关。

2．利用遥感技术对城市的空间布局进行信息分析，可以获得指导城市规划的信息，包括城市交通调查、人口调查、环境调查、城市

用地变化监测等。

1．判断正误。

（1）地理信息技术在国土开发等许多领域应用广泛。

（√）

（2）运用RS可以监测春运期间我国积雪分布情况。

（√）

2．运用地理信息技术得到春节前后人口流向图，其研究过程是（　　）

①实验分析并建立人口流动地理信息数据库　②运用GNSS对手机用户进行空间定位　③运用GIS分析和输出人口流动轨迹地理信息数据

A．①②③B．①③②

C．③②①D．②①③

答案　D

解析　运用GNSS对手机用户进行空间定位是获得地理信息数据的前提，然后把数据存入电脑，实验分析并建立人口流动地理信息数据库，最后运用GIS分析和输出人口流动轨迹地理信息数据，形成人口流向图。

3．地理信息系统在大型工程建设中起着非常重要的作用，请举例说明。

提示　例如工程选址方面，利用地理信息系统，根据区域地理环境的特点，综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素，在区域范围内选择最佳位置。

02、任务探究区

思维探究实践运用

任务探究

　地理信息技术在人文地理研究中的应用

现在为了维持人民群众的人身、财产安全和维持正常的社会秩序，我国大量地在各大中城市合理布局了许多110指挥中心。

110指挥中心在接到报警后，能在最短的时间内指挥警车到达出事地点。

为了提高出警率，许多城市在配备巡逻车的同时大量地应用地理信息技术。

下图为交通管理示意图。

据此探究下列问题：

（1）110指挥中心要随时掌握每一辆巡逻车在城市中的位置，可以利用哪一种地理信息技术？

（2）110指挥中心要确定哪一辆巡警车离出事地点最近，可以利用哪一种地理信息技术？

（3）110指挥中心要判定最近的警车至出事地点的道路是否通畅，还需要利用哪些技术？

如果存在严重交通堵塞，110指挥中心又该怎么办？

（4）假如你是110指挥中心的调度员，描述在接到报警电话到指挥警车前往出事地点的工作程序。

[成果展示]　

（1）可以利用全球导航卫星系统。

（2）可以利用地理信息系统。

（3）还要用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，通知该巡警车。

1．在经济活动中的应用

地理信息系统与

遥感技术、全球导航卫星系统及网络技术相结合，可为现代经济活动提供全新的数据地图决策信息。

下图是地理信息系统在商业活动中的应用：

2．在城市管理中的应用

应用

主要功能

举例说明

城市信

息管理

与服务

主要向城市居民提供日常工作与生活所需的各种信息

提供旅游景点分布与详情，商业网点的布局及各自特色，城市道路与建筑物的

空间分布

城市

规划

进行城市与区域多目标的开发和规划

规划部门可以把有用的资料记录到数据库里，随时

查询和统计，并用三维影像显示城市；还可以把城市地下管网的分布输入系统中，进行有效管理

城市道

路交通

管理　

显示有关道路的

路况、交通流量、沿线环境等空间和属性信息，可以提供多类型的查询

查询空间信息：

某个加油站、立交桥的坐标位置；查询时间信息：

某辆车某一时间处于什么位置及其某时某地的车流量等；查询路面质量、沿路环境、居民分布情况等；发布交通信息：

及时把交通拥挤情况、车流量、交通事故、交通环境情况发给驾驶员，帮助驾驶员找出最佳行车路线

城市抗

灾减灾

实时跟踪灾害发生、发展过程；对灾害进行快速分析、评价和

模拟，并辅助开展灾后的应急和恢复工作

为提高火灾防救工作的针对性，可以建立各防火区的火灾

信息系统，并建立相应的救护路线模型和灾后损失评估模型

续表

应用

主要功能

举例说明

城市环

境管理

环境规划与决策、监测、评价、预测与模拟

对城市多种信息如大气、水、土地、噪声等进行管理和处理

3．全球导航卫星系统的应用领域

依据全球导航卫星系统所具有的特征，其广泛应用于以下领域：

4．遥感技术在农业生产中的应用

5．地理信息技术的比较

特点和功能

简单理解

遥感

地表观察、地理数据收集

是什么？

有什么？

全球导航

卫星系统

空间位置（地理坐标）的确定、导航

在哪里？

地理信息

系统

数据采集、数据分析、决策应用

为什么？

有何联系？

怎么做？

精准农业是由信息技术支持的、根据空间定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，是实现农业低消耗、高效、优质、安全的重要途径。

读精准农业系统工作示意图，完成

（1）～

（2）题。

（1）精准农业决策支持系统所采用的地理信息技术是（　　）

A．全球导航卫星系统B．地理信息系统

C．遥感技术D．网络技术

（2）为了制作农田的产量电子图，需要获取田间作物生长情况信息，所采用的地理信息技术是（　　）

A．全球导航卫星系统B．地理信息系统

C．遥感技术D．互联网技术

科学思维

地理信息技术在农业中的应用

第

（1）题，精准农业是由信息技术支持的、根据空间定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，精准农业决策支持系统所采用的地理信息技术是GIS，主要功能是存储、分析、处理信息。

第

（2）题，为了制作农田的产量电子图，需要获取田间作物生长情况信息，所采用的地理信息技术是RS，不同生长情况的作物放射的电磁波不同，根据RS技术获取的电磁波，确定作物生长情况。

[答案]　

（1）B　

（2）C

　　提升运用能力

读车载导航仪导航监控原理示意图，完成1～2题。

1．图中M表示（　　）

A．制作全球导航卫星系统接收机

B．分析交通状况

C．生成电子地图

D．计算三维坐标

答案　C

解析　将纸质地图信息数字化并录入地名坐标等信息，可表示生成电子地图，将该电子地图输入车载导航仪，则可进行路线规划和导航，故C项正确。

2．车载全球导航卫星系统通过公共电信网络传给交通监控中心的信息是（　　）

A．车载全球导航卫星系统所在道路的拥堵状况

B．车载全球导航卫星系统所在地的地理坐标

C．车载全球导航卫星系统所在车辆的违章信息

D．车载全球导航卫星系统规划的导航路线

答案　B

解析　车载全球导航卫星系统通过公共电信网络传给交通监控中心的信息是车载全球导航卫星系统所在地的地理坐标，B项正确。

任务探究

　“3S”图像的判读

李甲同学在判读我国东部某地区卫星影像后，用透明纸蒙在上面准确地绘出了主要道路、城市、村庄、河流的位置和范围。

读图，探究下列问题。

（1）原卫星影像图上李甲同学区分河流和道路的直接解译标志有：

①____________；②____________________________；③______________________________。

根据直接解译标志，B处为道路还是河流？

（2）在原卫星影像图上村庄为不规则的点状或星状，城市为________状，道路、河流为________状。

（3）A处为一道路，C处为一河流，在原卫星影像图上间接解译标志是________________________________________。

（4）在2017年3月和2017年8月的卫星影像图上D处的色调是否一致？

原因是什么？

[成果展示]　

（1）色调　道路宽度往往不发生变化，河流从上游到下游逐渐变宽　道路比较顺直，河流弯曲　河流。

（2）面　线

（3）A处直线与城市相连，C处直接与河流干流相连

（4）不一致。

D处为一河流，季节不同，水深不同，河流含沙量不同，色调就不同。

1．遥感影像图的判读

（1）遥感影像图中常见地形、地貌的特征

类型

特征

平原

色调

均一，其中常有水系形成的花纹，耕地形成的色斑以及不同色调的城镇

山地

以

山脊为界形成阴阳坡，在影像上阳坡为浅色调，阴坡为深色调；山愈高，色调差异愈大

沙丘

多分布在

干旱地区，江河、湖海岸边也有零星分布，在各波段均呈浅色调，在沙漠地区水系稀少，河流只显示出较大的主干河道，而缺少细小的支流

黄土

在各波段均呈均匀的浅色调，其影像表现为密集型树枝状水系所组成的花纹图案

（2）考试时仍是黑白印刷，遥感影像图在颜色上的判读不便考查。

所以主要是从形状特征上考查，或者借助色调的深浅进行判读。

一般地物，如水体、城市、道路、农业用地、林地等的简易判读标志如下表所示：

类型

形状特征和色调深浅

河流

常为界线明显、自然弯曲、宽窄不一的

带状，上面常有堤坝、桥梁等人工建筑。

河水比较混浊或者水较浅，则色调浅；河水清澈或水较深，则色调较深

湖泊

湖岸呈自然弯曲的闭合曲线，轮廓较为明显。

常为均匀的深色调

城市

钢筋水泥结构的房屋，排列较规则整齐；砖木结构的房屋排列不规则；钢筋水泥结构的房屋色调多为浅灰；砖木结构的房屋色调多为深灰；城市的夜景在周围深色调的背景下，呈现点状或

面状亮区

道路

一般呈

线状延伸，道路间有交叉点。

色调从浅灰到深灰。

简易公路多为砂石路面，色调较浅，沥青路面呈现深灰色

农业

用地

在形态特征上常常是被道路分隔为一块块长方形

林地

往往可以观察到高大树木投下的阴影

2．GIS叠加示意图的判读

首先要明确GIS图层叠加示意图是由哪些专题图层组成的，其次要明确不同的专题图层反映的地理事物之间的空间联系，最后要明确图层叠加之后反映的地理要素特征。

叠加图层

新生（应用）主体

人口密度与交通线路及规划图

新建

商业中心选址

河流分布、坡度分布、土石分布

泥石流易发区

水系、土地利用、居民点、地形、土壤

耕地的分类和评价

水系、土地利用、居民点、地形、土壤、水文、地质、区域规划

深埋垃圾场选址

人口密度图、行政区划图、各行政区人口基数

各行政区人口增长率

坡向分布、岩石倾斜

滑坡易发区

3．全球导航卫星系统图像及综合图的判读

（1）手持机界面图：

主要是判读界面上的

地理坐标和海拔高度。

（2）综合图：

常见的如某城市中心城区月交通事故次数示意图，应借助于全球导航卫星系统和地理信息系统制作。

导航地图，需要运用全球导航卫星系统和地理信息系统。

读某中学的晓伟同学使用GoogleEarth截取的某地独特的农业景观图，完成

（1）～

（2）题。

（1）GoogleEarth能够提供大量该地实际景观图像，主要应用的地理信息技术是（　　）

A．RS和GIS

B．RS和GNSS

C．GIS和GNSS

D．GIS和数字地球

（2）图中甲地密集的纹理表示的农业景观是（　　）

A．平原农田B．山地梯田

C．高山牧场D．山地森林

科学思维

地理信息技术图像的判读方法

第

（1）题，GoogleEarth是一款把卫星照片、航空照相、GIS处理技术集合在一个地球三维模型上的虚拟地球仪软件，因此其主要应用了RS和GIS。

第

（2）题，根据经纬度可以判断，该地区位于我国云贵高原南部，降水较多，地表崎岖，当地农民修筑了独特的梯田，故甲地纹理表示的是山地梯田景观。

[答案]　

（1）A　

（2）B

　　提升运用能力

利用获取的手机数据，定位该区域的用户数据，通过用户数量渲染地图颜色，可制作人口热力图。

下面两图分别为我国某城市8时和20时的人口热力图。

据此完成1～2题。

1．绘制人口热力图需要用到的地理信息技术是（　　）

A．GISB．GNSS和GIS

C．RSD．RS和GIS

答案　B

解析　据材料“定位”可知，首先用全球导航卫星系统（GNSS）获取信息，图形最后的合成叠加则需要用到地理信息系统技术（GIS）。

2．根据人口热力图，可以（　　）

A．统计该市人口数量

B．分析城市人口迁移方向

C．确定城市用地类型

D．预测城市人口增长率

答案　C

解析　人口热力图反映了城市不同区域的人口密度分布情况，根据人口密度可以确定交通、商业区等用地类型的布局及其合理性。

但是不能统计人口数量、人口迁移方向以及预测城市人口增长率。

03、综合活动区

释疑教材拓展视野

图表问题巧点拨

[教材第108页探索]

点拨　根据材料总结分析。

答案　预防犯罪：

通过地理信息系统，标定过去几年的犯罪地点，分析犯罪频率和犯罪模式，重新分配警力资源，使警力资源得到合理利用，对犯罪行为实行精确打击。

功能：

地理信息系统具有强大的空间分析与数据处理功能。

[教材第109页思考]

点拨　根据教材正文回答。

答案　可以掌握人口空间分布和迁移的空间特征、空间关联结构等，利用地理信息系统对空间信息独有的空间分析功能，可以设计开发出人口空间统计系统，对人口空间分布的分析具有重要作用。

[教材第113页思考]

点拨　根据材料总结。

答案　全球导航卫星系统（GNSS）、地理信息系统（GIS）。

[教材第114～115页作业题]

点拨　1.获取老人所在的地理位置需要全球导航卫星系统。

2．军车组成整齐划一的方队准时驶过天安门广场需要精准定位、测速和授时功能。

3．获取地理要素的空间分布、特征及其相互关系需要用到遥感（RS）和全球导航卫星系统（GNSS）；将分散的数据“拼图”在一起，并形成数据库需要用到地理信息系统（GIS）；地理信息技术，大大提高了国情普查的效率与质量，为顺利地完成普查任务提供了有力的技术支持。

答案　1.应用了全球导航卫星系统（GNSS）。

2．定位、测速和授时功能。

3．略。

地理实践深探索

方向与建议

1．调查同学、老师、家长是如何使用地理信息技术的。

2．利用手机设计交通导航路线。

3．利用地理信息技术分析城市土地利用情况，并为城市合理布局提供建议。

4．分析所在城市共享单车应用了哪些地理信息技术，分析其对城市有何作用。

展示与评价

略。