第28讲 地理信息技术在区域地理研究中的应用.docx

1、第28讲 地理信息技术在区域地理研究中的应用第一章 地理环境与区域发展第28讲 地理信息技术在区域地理研究中的应用 名师备课 教学目标1.知识与技能：了解遥感、全球定位系统、地理信息系统的一般原理，以及数字地球的含义。举例说出遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境研究中的应用。2.过程与方法：运用网络技术，查询相关的城镇、交通、旅游等信息。让学生自主对案例(如：台风的监测预报、台风影响、情况)进行相关数据的收集、分析、总结，培养学生有效获得和处理地理信息的意识和能力。3.情感态度与价值观： 使学生深刻地体会现代地理信息技术的应用价值。激发探究生活中地理问题的兴趣，培养精确、严谨、实事求

2、是的科学精神和态度。初步形成对环境、资源的保护意识和法治意识，初步具有对社会和自然环境的责任感，逐步养成关心、爱护人类环境的行为规范。二、教学重点、难点及突破策略教学重点(1) 遥感突破策略对于遥感这部分内容可通过下面的框图和相应练习加深理解和运用。例释下列说法中，不正确的是( )A遥感感知事物时不直接接触地物B遥感技术是遥感信息接收与应用的过程C遥感获取的信息是电磁波信息D遥感对地面不反射和辐射电磁波的物体无法感知【答案】D【点拨】本题考查遥感的概念、工作原理、技术环节等内容。遥感是利用传感器等技术装备，在航空器或航天器上通过接受和处理地面目标物辐射或反射的电磁波而对地物进行感知的技术系统。

3、由此可知A、B、C三项都正确。地面上所有物体都反射和发射电磁波，没有不反射和发射电磁波的物体，所以遥感技术的应用范围很广，应用价值很大，因此D项不正确。本讲教学重点、难点(1) 全球定位系统突破策略全球定位系统的教学重点是其在定位导航中的应用。因此学习本部分内容时，最好给学生展示GPS接收机，或领学生参观有GPS导航系统的交通工具，以加强学生对GPS特点及应用的了解。 尝试在野外、社区或者校园里组织运用手持GPS接收机进行定点、寻宝等活动。例释下列有关GPS应用领域的叙述，不正确的是（ ）A.GPS航海自主导航系统主要用于近海和内河船舶导航和管理B.应用GPS可以对农业进行监控C.应用GPS有

4、助于实施紧急求援D.应用GPS可以精确的测量某山的海拔高度【答案】A【点拨】民用GPS，主要用于交通车辆导航管理、航空器的定位及导航，以及大地测量、野外勘测、紧急求援、旅游探险、农业监控、生态研究等方面；GPS航海自主导航系统，向用户提供位置、航速、航向和时间信息，以及海图航迹显示等；由于近海和内河船舶导航和管理复杂，自动化程度低，不能完全利用GPS航海自主导航系统，而主要用“航路交通管理系统”。（2）地理信息系统突破策略本部分内容考查的重点是地理信息系统的应用，可运用理论联系实际，从生产、生活实际中找一些运用到地理信息系统的例子，如电子地图光盘等，与学生一起活动，使学生通过自身的体验加深对本

5、部分内容的理解。例释下面两幅图中，甲图（图 ）为一幅具有林木、河流和住房的景观图，乙图（图 ）是根据上图而建立的空间数据模型。由此比较地图与地理信息系统对地物的表示有何差异？【答案】(1)储存信息的形式不同。地理信息系统通过建立数据模型，以数据库的形式储存地理空间数据，而地图以图纸的形式保存地理信息。(2)查询的方式不同。地理信息系统通过计算机进行查询和数据更新，而地图则通过肉眼进行判读，获得地理信息。GIS获取的信息更有针对性，速度也更快。(3)地理信息系统可以将不同来源、不同比例尺、不同投影的地图数据进行综合，并进行空间分析，而地图有许多方面做不到。【点拨】该题的命题目的是让学生知道地理信

6、息系统是如何建立的，如何将地面地理信息转变为地理信息系统中的数据。从题中我们可以看出地理信息系统简要的工作程序，是将区域内地物的有关信息(林木、河流和住房)转变为计算机可以识别的数据结构，建立起区域地物信息数据模型和空间模型。首先建立区域的栅格结构图，根据区域大小，将乙图空间按规则分成一个个小块，地物所在位置用它们所占据的栅格的行、列号来定义，地物属性通过赋予栅格属性值来表示，如林木用s表示，河流用r表示，住房用h表示。这样，地图就转变成了空间数据，将其储入计算机，就可建立这个区域的地理信息系统数据库。从中可以看出地理信息技术与地图在许多方面有相同，也有不同的地方。三、教学建议（1）本节教材主

7、要涉及现代地理信息技术手段，重点是地理信息技术在区域地理研究中的实际应用，而难点也是在实际应用上。按照新课标的要求，有条件的学校可以利用电脑平台实时上网进行教学这是本节课最大的特色与创新。既可以充分调动学生学习的积极性，又可以使学生直观、充分、即时地掌握现代地理信息技术，并探索、运用以解决实际问题。（2）讲述遥感这一部分内容时，可以在学生理解遥感的概念和工作原理的基础上，适当搜集一些处理后的典型的遥感图像，以加深学生对遥感的印象，并了解主要地物，如植被、城市、水体等在遥感图像中呈现的色彩。但是，不要求对遥感图像进行判读。（3）内容讲述要注重图文结合，特别要特别注意两种图像。一种是地理信息系统应

8、用的专题图，对待这类地图，要明确GIS数据的存储采用的是“分层”技术，因此在读图时，根据需要，从不同的“层”中获取相应信息。另一种图像是遥感反射波谱图像，这类图通常是将几种不同的地物的反射波谱图像放在同一坐标系中进行比较，读这类地图，主要抓住波谱图线差异大的地方，整体把握图像特征。 .考点过关【考题1-2延伸与拓展】遥感技术已被应用于国民经济的各个领域，包括资源评估、环境监测、灾害预警及其他地物变化的分析等。随着遥感技术应用的广度和深度发展，遥感技术的用途将大大扩展。应用领域具体内容资源普查矿产资源、水资源、土地资源、森林草场资源、野生动物资源等灾害监测旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫

9、害、森林失火等环境监测荒漠化、土壤盐渍化、环境污染、海洋生态、全球气候变化及其影响、植被变化、海洋冰山漂流等工程建设及规划大型水利工程、港口工程、核电站、路网、城市规划等其他军事侦察、海上交通、海洋渔业等以资源普查为例：勘探矿产资源，调查生物资源、水资源等是遥感技术在资源普查中的重要应用领域。应用领域具体内容备注矿产资源蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或环形构造带，较容易借助遥感技术“发现”矿产人们只需要分析遥感图像就可以划定蕴藏矿产的大致区域生物资源通过遥感图像解译或图像处理技术，提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等数据为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门服务【触类旁通】对长江流域洪

10、灾进行监测理想的技术手段是( )A应用遥感技术 B人工监测 C水上快艇监测 D航空目测【答案】A 【点拨】遥感技术应用于灾情监测有助于防灾减灾。旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾的监测都可以应用遥感技术。对于长江这样的大区域进行灾情监测，最理想的途径就是应用遥感技术，因其能在很短的时间内获得全面而准确的资料，这是其他手段不能做到的。 【考题2-3延伸与拓展】全球定位系统在旅游探险中的应用主要是提供时间和定位。旅游者可以利用手持GPs定位仪显示所在点的经度、纬度、海拔高度及时间等信息。现在某些先进的GPS接收机还具有自动报告位置的功能。当旅游者迷路或发生危险时，手持的GPS接收

11、机会自动将旅游者所在的位置报告给旅游公司等相关部门，这些部门可以及时对旅游者提供帮助或救援。 【触类旁通】2005年暑假里，山东省到中学组织了有一野外探险队，沂蒙山区去考察天然植被保存情况。全心全意在丛林中行进，目的地是沂山主峰。下午3点，大队人马到达了一处休息的地方，可有女队员掉队了。队长让你带人去搜救。如果给这位女队员手里有移动电话和一台GPS手持机，你能用你手中的GPS手持机测量出到跟她的位置并进行营救吗？ 答案及【点拨】首先通过电话告诉女队员要保持镇静，用手中的GPS手持机测定自己的位置，并通过电话告诉“我”她的位置。然后，“我”打开GPS手持机，开机后等待搜索卫星，几分钟后数据出来了

12、，按数据查讯显示休息地的地理坐标，然后按 导航 （go to），在点位表中找到“目的地”点，“目的地”就是女队员现在的位置，按确认，这时屏幕显示 “距离 目标点” “目的地” XXXXm”。其中的XXXXm就是到目的地的距离。不过，这个距离是直线距离，在山中行走时，实际距离可能要远的多。这样我们根据“目的地”的位置和距离就可以找到女队员了。【考题3-1、3-3延伸与拓展】地理信息系统能对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达，其简要程序和每个程序含义表示如下：【触类旁通】可为分析灾害影响范围，确定救灾物资调配的最佳期路径是利用了GIS的 ( )功能 A .GIS的信息管理、查询和分析功能 B

13、.数据采集、检验功能C.数据的编辑、存储功能 D.灾情报告功能【答案】 A【点拨】 GIS的主要功能有数据采集、检验与编辑、存储与组织、处理与分析、显示等。GIS的信息管理、查询和分析功能，可为分析灾害影响范围，确定救灾物资调配的最佳期路径，以及受灾人员、财产的安全有效转移等提供决策依据，同时还可以进行灾情的统计与评估，为灾后重建提供决策支持。【考题3-4延伸与拓展】图层是GIS数据组织和管理的基本单位,对空间数据进行分层是GIS对数据管理的重要内容,分层管理便于数据处理和分析,在GIS图层支持下,地图编辑、制图综合、专题制图会更加方便、准确、迅速,利用不同图层可完成查询检索、叠加分析等空间分

14、析任务。【触类旁通】图A为某区域的地理信息空间数据地图，每个小方格表示实际长宽各10米，图中r表示河流，s表示林木，h表示住房，f表示耕地，图B中数据表示相应区域内各方格的平均海拔高度(单位：米)。读目回答题。 图A中河流的流向是( )A自南向北流 B自北向南 C自西南向东北流 D自东北向西南流若将两图层叠加，可以直接( )A估算出该区域内河流的流域面积 B计算出该区域内林木的蓄积量C计算出该区域内耕地比重和平均海拔 D预测洪涝灾害发生的频率【答案】D C【点拨】要判断河流的流向应分两步：一是从A图中找出河流的位置；二是结合B图找出河流流经地区的海拔，便可根据地势判断出河流的流向。 由图中信息

15、可直接计算出该区域内耕地比重和平均海拔。流域面积的确定，应根据地形图勾出流域分水线，然后求出分水线所包围的面积。河流的流域面积可以计算到河流的任一河段，如水文站控制断面，水库坝址或任一支流的汇合口处。林木的蓄积量指一定森林面积上存在着的林木树干部分的总材积。它是反映一个国家或地区森林资源总规模和水平的基本指标之一，也是反映森林资源的丰富程度、衡量森林生态环境优劣的重要依据。【考题4-1延伸与拓展】“数字地球”是地图测绘、航空卫星遥感、探空和深钻技术的深化，是对地图测绘系统(EOS)、全球定位系统(GPS)与地理信息系统(GIS)的综合，实现地球图层间物质流、能量流与信息流数据的集成，便于对全球

16、化问题进行广泛研究。【触类旁通】“数字地球”的出现是科技创新的又一典范。这意味着( )A科技创新日益全球化 B科学技术是先进生产力的集中体现C科技的发展离不开雄厚的经济实力 D任何科技必然为政治服务【答案】B【点拨】社会的发展是随着生产力的发展而发展的，而科学技术是生产力的集中体现。数字地球是建立高度发达的科学技术基础上的。数字地球的建立再次证明科学技术是第一生产力。【考题4-3延伸与拓展】面对各国发展信息高速公路的热潮，我国政府有关部门制定了信息化的重大战略举措，“三金工程”便是其中之一。“三金”为“金桥”、“金关”、“金卡”工程。“金桥”工程又称经济信息通信网工程，它是建设国家公用经济信息

17、通信网、实现国民经济信息化的基础设施。这项工程的建设，对于提高我国宏观经济调控和决策水平以及信息资源共享、推动信息服务业的发展，都具有十分重要的意义。“金关”工程又称为海关联网工程，其目标是推广电子数据交换（EDI）技术，以实现货物通关自动化、国际贸易无纸化。“金卡”工程又称电子货币工程，它是借以实现金融电子化和商业流通现代化的必要手段。【触类旁通】今天，一个全球性企业可以把它的研究开发部、加工基地、销售总部分设在世界各地，而这些部门之间的信息交流就像在同一座办公楼一样方便，这依赖于( )A.交通运输网 B.邮政网络C电信网络 D.“金桥”工程【答案】C【点拨】一个全球性企业分设在世界各地的部

18、门机构之间的信息交流，主要是通过电子通信、互联网交流。电子通信属电信通信的范畴，它以计算机为核心，利用计算机、通过数字网，快速实现声音、图像、文字和数字的传输，使计算机系统与用户之间、用户与用户之间可以方便、快捷地进行对话。尤其是国际互联网的发展，使社会发展的步伐越来越快，人与社会、人与人之间的联系越来越密切。本题创新之处就在于给出案例，让学生思考分析。【考题6-1、6-2延伸与拓展】遥感在地表资源环境监测、农作物估产、灾害监测、全球变化等等许多方面具有显而易见的优势，遥感应用范围：陆地水资源调查、土地资源调查、植被资源调查、地质调查、城市遥感调查、海洋资源调查、测绘、考古调查、环境监测和规划

19、管理等。【触类旁通】读图，回答有关问题。可见光的波段范围为微米。从图中可以看出，不同的地物在同一波段其反射率不同。同一地物在不同的波段其反射率也不同，这是在照片上判读各种地物的基础。例如，利用0405微米波段的照片，可以把与其他地物区分开；利用0506微米波段的照片可以把沙漠与小麦、湿地区分开；利用07一09微米波段的照片可以把与区分开。【答案】(1)04076(2)雪地小麦湿地【点拨】本题中的第(1)问是高中物理教材中的基础知识。第(2)问可以通过读图来解答，雪的反射性能很强，其反射光谱与太阳辐射光谱很相似，在0405微米波段，看一个强反射峰值，反射率几乎是100，随着波长的增长，反射率逐渐

20、降低，在近红外波段变成了选择性吸收体，这种特性是所有地物中独一无二的。在0709微米波段，小麦的反射率是几类地物中最大的，这是绿色植物共同的特征。而湿地反射率很低，由此可以把小麦与湿地区分开来。考点过关测试教师备用题：A层次1.（测试考点1）关于遥感技术的作用，不正确的说法是（） A.利用卫星遥感资料对世界小麦产量进行估算 B.监测洪水动向，调查洪水泛滥范围以及受涝面积和受灾程度C.利用遥感技术可以清查森林资源，监测森林火灾和病虫害 D.只能提供局部地区的信息，不能提供全球的信息【答案】 D【点拨】遥感技术作为地理学研究现代化手段之一，不仅能迅速获得大量丰富的第一手地理信息，而且能科学、准确、

21、及时地提供分析成果；不仅能提供局部地区的信息，而且能获得全球的信息。这就为地理学从定性到定量、从静态到动态、从局部到整体、从过程到模式的深入研究提供了条件。遥感资料是地理信息系统的重要资料来源。2.（测试考点2）有关全球定位系统的叙述，正确的是( )A其作用是能为各类用户提供精密的三维坐标、速度、时间等BGPS信号接收机属于其地面控制部分C其用户设备部分是GPS卫星星座D具有全能性、全球性、全天候、连续性、实时性特点，但仍受天气变化的影响【答案】 A【点拨】 GPS信号接收机属于其用户设备部分，地面控制部分是控制站、注入站、监控站等，GPS系统不受天气的影响。3.（测试考点3）香港电子地图是地

22、理信息系统(GIS)的典型反映，比较普通地图。据此完成题。GIS技术与普通地图共同的特点是 ( )A.信息量一样大 B.都便于查询各种信息C.都进行空间分析 D.都利于数据化处理各种信息与地图相比，GIS技术的优越性不表现在 ( )A.空间数据以数字形式储存，比纸绘地图更精确 B.GIS更有利于信息更新C.GIS较地图直观性强 D.GIS可以快速进行各种空间分析有关香港电子地图的内容，叙述错误的是 ( )A.可以方便地查询香港的三维地形或地图信息 B.可以分类或局部查询相关地理信息C.可以直接及时准确监控香港所发生的任何事件 D.可以随时切换、缩放、更新、修改新的图层【答案】C D C【点拨】

23、 GIS技术是地图的延伸，二者都能进行空间分析。与地图相比，G1S技术在空间分析方面并不比普通地图更快捷，更直观。香港电子地图不可以直接及时准确监控香港所发生的任何事件。B层次4.（测试考点3）“GIS”的英文全名是Geographical information system，也叫地理信息系统，具有地图处理、数据库和空间分析这三项功能。GIS可以像传统地图一样，解决与“地点”“状况”有关的查询。但GIS还能进行趋势分析，复杂的“模式分析”和用“虚拟模拟”进行预测性分析等。据此完成题。如果将GIS用来监测森林火灾，可以( )A用来分析、判断引起火灾的原因B预测森林火灾的发生地点C预测森林火灾后

24、所造成的后果D及时知道火灾地点、范围、分析火势蔓延方向，制定灭火方案有的渔民已经利用GIS技术来寻找鱼群。如果普遍引用这一技术( )A可以使渔获量持续增长B可能导致过度捕捞，使渔业资源枯竭C绝对会增加渔业的生产成本D会促进渔业生产，加大对渔业资源的开发利用，提高渔民的生活水平【答案】D B【点拨】GIS技术已经广泛应用到日常生产和生活的众多领域。在监测森林火灾方面，不能用来分析、判断引起火灾的原因，也不能预测预测森林火灾的发生地点，预测森林火灾后所造成的后果，只能就目前火灾知道火灾地点、范围、分析火势蔓延方向，制定灭火方案。 GIS可以用来寻找鱼群，暂时增加捕捞量，随着产量增加，生产成本会逐渐

25、降低，但由于过度捕捞会导致渔业资源枯竭，最终会降低渔民的生活水平。5.（测试考点4）阅读下列材料，回答问题。这是某公司的一项信息化服务演示。在一个漆黑的夜晚，一位独居的老太太突发心脏病，在倒地的一刹那，她手臂上的手表式GPS发出红色急救信号。医护人员从“医疗急救GIS”中的地图上迅速找到了她的住址，立即调度装有车载定位系统的救护车按照电子地图上的路径提示，在最短的时间内抵达老人的房间，为她量血压、测心跳、输氧气等进行一系列的抢救活动。(1)“数字地球”有什么特点?(2)材料中的案例应用了哪些“数字地球”的技术?【答案】 (1)数字地球的特点有：具有空间性、数字性和整体性，三者的融合统一是与其他

26、系统区别的根本标志；可迅速充实和联网；是一种开放式的数据平台；提供信息服务是最主要的任务；服务对象覆盖整个社会层面。 (2)GPS(全球定位系统)、GIS(地理信息系统)和车载电子系统、电子地图等数字地球技术。【点拨】该题主要考查解读材料和从中获取信息的能力 。“数字地球”涉及很多学科，特别是信息科学技术的支撑，并与遥感、地理信息系统、全球定位系统相融合。案例中事件的发生过程比较充分体现了数字地球是一种开放式的数据平台。6.（测试考点3）2003年我国出现“非典”（SARS）疫情。国家有关部门成功研制了“非典”疫情地理信息系统。可以图、文方式详尽展示“非典”疫情每日在各地区的发展分布状况，可对

27、“非典”患者生活区域以及出现疫情地区进行详细地统计分析，为战胜“非典”提供了重要的决策依据。下图分别是“中国内地连续无新增报告病例天数图”（截止到7月24日20时）与“职业构成累计柱状图”问题：你能从图中找出SARS地区分布和发病职业构成有分成什么规律吗？【答案】从地区分布上看，人口稠密，人口流动大的地区是SARS高发区；从发病职业构成看，医务人员发病率最高，其次是流动性强的民工、干部职员、待业人员等。【点拨】从地图和统计图表中提取有用信息，是地理学科学习所必备的基本技能和重要能力，同时也是解决实际问题的基本能力。地理事物和现象（如SARS）发生、发展以及分布是有规律可循的，及早地发现其规律可

28、以更好地解决和控制。这里研究的SARS疫情是在人类身上从未发生过的疾病，若能及早地发现疫情的发生原因、发生地点、传播方式等，对人类早日的预防和战胜SARS有着非常重要的意义。如果没有地理信息系统（GIS）的帮助，人们对SARS的研究速度将大大放慢，SARS疫情给人类带来的痛苦和灾难也将大大加剧。地理信息系统（GIS）能够迅速地把有关SARS的信息（包括病人发生的地点、时间、数量等）汇集起来，如以上图表，依据以上资料人们可以迅速找出SARS疫情有关规律，为有关部门迅速制定控制措施提供最可靠的根据。C层次7. （测试考点1）根据下面的材料，回答下列问题。据报道，全国农业区划办公室对黑龙江的三江平原

29、、内蒙古和甘肃的河西走廊、新疆的哈密地区共53个县级单位从1986年到1996年的卫星遥感图像进行了判读比较，发现上述四省区10年中被开垦的草地和荒地总面积近200万公顷(其中开垦草地约为120万公顷，开垦荒地约80万公顷)，而实际新增的耕地总面积仅为100万公顷。当地群众看到开垦后被撂荒的土地，心疼地说：“一年开草场，二年打点粮，三年五年变沙梁。”(1)我国在土地资源利用现状调查时采用了先进的 技术手段，该技术除用于资源调查外，还广泛用于 、 等领域。该技术把获得遥感图像作为重要的 ，为区域地理环境研究从定性到 、从 到动态、从过程到 的转化和发展提供了条件。通过 技术，发现上述地区10年间

30、被撂荒的土地竞达开垦总面积的 。(2)从气候干湿状况分析，上述地区除三江平原属 区外，其他地区大部分属于区与区，土地被撂荒的主要原因在于。(3)从区域可持续发展战略考虑，上述土地撂荒地区应采取的合理的针对性措施主要有( )A禁止刨草毁林，杜绝滥垦 B精耕细作，提高粮食产量 C筑沟开渠，进行合理灌溉 D引进耐碱作物，改良盐碱土 E植树种草，营造防护林 F采用机械化耕作，禁止使用化肥、农药G退耕还牧，进行合理放牧【答案】(1)遥感 环境监测 自然灾害防御监测 信息源 定量 静态 模式 遥感 50(2)湿润 干旱 半干旱 滥垦草场造成土地沙化 (3)AEG【点拨】 本题是一道材料分析题。仔细阅读所给

31、材料，从中获取如下信息：“卫星遥感”开垦总面积近200万公顷”“实际新增的耕地总面积仅为100万公顷”“黑龙江的三江平原、内蒙古和甘肃的河西走廊、新疆的哈密地区”，通过对这些信息进行分析处理可知道运用遥感技术对土地资源进行调查，体现了地理信息技术在区域地理研究中的应用。结合初中所学的知识从列举地区位置看，除三江平原外，其余都属于干旱、半干旱地区，由于这些地区干旱，降水少，再加上人为破坏植被，导致沙化严重，治理的主要措施是恢复地表植被，提高植被覆盖率。8.（测试考点1、5）右图是大豆和玉米在不同时间、空间反射光谱曲线变化的情况。从该图分析，在播种后经过一段时间，两者光谱曲线接近，而在播种30日前后，绿色覆盖尚不完全时，光谱曲线的差异比75日、100日和140日要显著得多。据此回答问题。(1)分析可知，选择 天前后的图像资料，可以较准确地把种