第一节 地理信息系统及其应用第二课时教学实录

课题16：

地理信息系统（GIS）及其应用

【学习目标】

1．通过阅读，了解GIS的基本概念。

2．运用有关资料，了解地理信息系统（GIS）在城市管理中的功能。

【活动过程】

活动一：阅读课本74页第一段和第二段，探讨下面案例，了解地理信息系统的基本概念。 案例 电子地图（Electronic map），即数字地图，是利用计算机技术，以数字方式存储和查阅的地图。电子地图储存资讯的方法，一般使用向量式图像储存，地图比例可放大、缩小或旋转而不影响显示效果，现代电子地图软件一般利用地理信息系统（ＧＩＳ）来储存和传送地图数据。

通常所看到的地图是以纸张、布或其他可见真实大小的物体为载体的，地图内容是绘制或印制在这些载体上。而电子地图是存储在计算机的硬盘、软盘、光盘或磁带等介质上的，地图内容是通过数字来表示的，需要通过专用的计算机软件对这些数字进行显示、读取、检索、分析。电子地图上可以表示的信息量远远大于普通地图，比如公路等级、名称、路面材料、起止点名称、路宽、长度、交通流量等等信息都可以作为一条道路的属性记录下来，能够比较全面地描述道路的情况，这些是普通地图简单的符号不可能表示出来的。电子地图有如下六个特点：可以快速存取显示；可以实现动画；可以将地图要素分层显示；利用虚拟现实技术将地图立体化、动态化，令用户有身临其境之感；利用数据传输技术可以将电子地图传输到其他地方；可以实现图上的长度、角度、面积等的自动化测量。

电子地图可以非常方便地对普通地图的内容进行任意形式的要素组合、拼接，形成新的地图。可以对电子地图进行任意比例尺、任意范围的绘图输出。非常容易进行修改，缩短成图时间。可以很方便地与卫星影像、航空照片等其他信息源结合，生成新的图种。（下图为“长江三角洲电子地图”）

1．地理信息系统的概念是什么？简称什么？

2．地理信息系统与一般信息系统的功能比较，其优势是什么？

3．地理信息系统与常见的纸质地图比较，地理信息系统的优点在哪里？地理信息系统与传统纸质地图有怎样的联系？

活动二：阅读课本78页至80页以及“存储不同信息的GIS图层”，了解地理信息系统的基本工作原理。

1．GIS的工作过程，主要包括哪些环节？

2．GIS中，不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上。叠加不同的图层可以分析不同要素的相互关系。在某区域规划建设一水电站，除了右图GIS图层中地理要素之外，还需什么地理要素的图层进行重叠帮助分析决策？

3．利用GIS分析某区域商业网点布局的合理性，需要上图GIS图层中哪个地理要素图层？还需要重叠上什么地理要素的图层进行分析？

活动三：阅读课本82页至83页，探讨下面案例，了解地理信息系统的实际应用。

案例 早在日本爱知世博会的时候就已有了将GIS技术引入世博的先例，2010年上海世博会，更是将最新的GIS技术服务于世博建设和运营的各个方面。上海世博会建设了基于GIS技术的世博水上交通指挥系统。该系统将涵盖船舶现场验证功能、指令传递功能、信息通报功能、应急保障及综合查询功能等，相关水域内船舶的报备信息、船舶动态、审核结果、管控要求、安检和现场检查信息等数据均能在该指挥系统上进行显示。实现对世博会

期间抵沪船舶的全方位监控，提高监管效率。上海市消防管理部门通过无线资料监测监控终端与报警点的 GIS 即时定位及时提供火灾报警资讯，为世博会的安保工作提供应急安全保障解决方案。上海市城市化生态过程与生态恢复重点实验室与高校合作作了基于GIS 的上海世博会游人分布和流动预测分析，提前对控制局部地区游人数量和安全有效地疏散游人的场地规划提出了建议。（见下图）

1．目前，GIS广泛应用于人们生产生活的哪些领域？

2．GIS在城市建设和管理中有哪些方面的典型应用？

【课堂反馈】

一、单项选择题

1．GIS的全称是

（ ）

A．地理信息系统B．文字处理系统

C．全球定位系统D．地球卫星系统

2.地理信息系统

（ ）

A.主要是记录地理事物的计算机系统

B.具有空间分析能力，没有动态预测能力

C.是地图绘制系统

D.是专门处理地理空间数据的计算机系统

3．地理信息系统的构成主要包括哪5个部分

（ ）

A．硬件、软件、数据、人员、应用模型

B．电脑、软件、数据、人员、应用模型

C．计算机、数字化仪、扫描仪、绘图机、人员

D．硬件、软件、数据、文字、应用模型、人员

GIS可以像传统地图一样，解决地点、状况的有关查询，但GIS系统还能进行势态分析、复杂的“模式分析”和用“虚拟模式”进行预测性分析。结合上述材料，分析回答4～6题。

4.如果将GIS新技术用来监测森林火灾，可以

（ ）

A.用来分析、判断引起森林火灾的原因

B.用来预测森林火灾的发生地点和灭火所用的大致时间

C.用来预测森林火灾后所造成的后果

D.及时知道火灾地点、范围，预测分析火势蔓延的方向，尽快制订灭火方案

5.有的渔民已经利用GIS新技术来寻找鱼群。如果在渔民中广泛应用这一新的捕鱼技术，可能会出现的后果是 （ ）

A.可能会导致过度捕捞，使渔业资源日趋枯竭

B.可能会使渔民的渔获量日益持续增长，获得长久的高经济效益

C.可能会增加渔业的生产成本，使渔民获利更少

D.可能会促进渔业生产，加大对渔业资源的开发利用，使渔业资源更加丰富

6.在西部科考时，使用地理信息系统（GIS）相对于传统地图，其优缺点叙述正确的是

（ ）

A.可获得信息速度快但不准确

B.可以综合分析比较各种地图数据

C.可以快速绘制各种地图，但不能保存

D.直观但不能进行空间分析

二、判断题

7．地理信息系统主要应用在城市管理。

（ ）

8．地理信息系统可以输出三维地图。

（ ）

9.GIS技术是地图的延伸。 （ ）

三、综合分析题

10.读以下资料，回答下列问题。

地理信息系统（GIS）与一般信息系统的主要差别是，GIS所采集的信息是按地理空间分布特征来反映地理实体结构及其动态变化规律的，如我国采用GIS对各地区各时段“非典型肺炎”临床诊断病例、疑似病例等指标分类汇总，在地图上进行“地点”“状况”的位置标定，每日发布各地疫情通报，供有关部门查询、分析，制定相应的防治策略。

（1）根据我国部分省区“非典型肺炎”累计临床诊断病例通报表中的数据（截至2003年5月22日10时），在我国部分省区图的图例空框内，设计区分各病例数值段的图例符号，并在图中山西、湖南两省范围内画出相应的图例符号。

省区

北京

天津

河北

山西

河南

陕西

重庆

湖南

累计病例（例）

2 456 175 227 447 15 12 3 6

（2）试设计一项应用GIS的课题研究项目。

【巩固提高】

一、单项选择题

GIS是用于空间分析的计算机系统，某中学地理学习小组将它作为课题研究。据此完成1～2题。

1.下列四图，是同学们为家乡所作的“自然和社会经济方面的资料分析图”，其中只适宜用GIS数据库软件制作的是 （ ）

2.同学们拟分析家乡人口分布与自然条件的关系，在GIS数据库中，需调用的专题图层有下列中的

（ ）

①地形图层 ②土壤图层 ③气候图层 ④人口图层 ⑤商业网点图层 ⑥农业图层 ⑦工业图层 ⑧城市图层 ⑨交通图层

A.①②③④

B.③④⑤⑥

C.⑥⑦⑧⑨

D.⑤⑥⑦⑧

3．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

GIS中，不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上。叠加不同的图层可以分析不同要素的相互关系。回答4～6题。

4.城市交通图层与城市人口分布图层的叠加，可以

（ ）

A.为商业网点选址

B.分析建筑设计的合理性

C.计算城市水域面积

D.估算工农业生产总值

5.对1985年与2000年城市土地利用图层进行分析，能够

（ ）

A.计算交通流量的变化

B.预测洪涝灾害的发生

C.了解城市地域结构变化

D.预测城市降水变化趋势

6．地理信息系统在城市建设和管理中的应用领域包括

（ ）

①城市规划与管理

②基础设施管理

③土地利用与管理

④生态环境管理

A.

①②

B.

②③ C.

③④ D.

①②③④

二、判断题

7．电子地图是地理信息系统唯一的产品。

（ ）

8．电子地图上的信息难以及时更改。

（ ）

9．地理信息技术就是指地理信息系统。

（ ）

三、综合分析题

10.阅读材料，回答问题。

材料一 2008年8月8日，第29届奥运会在北京开幕后，使众多海内外游客及参赛人员充分领略了先进交通技术给人们带来的便利。北京市将所有主要交通干线的信息联网并提供多种服务信息，系统的信息采集主要依靠预设在公路干线上的感应带及大量电子眼，可以利用太阳能驱动的激光探头测量交通流量和密度，交通管制中心可据此调整交通信号、调节交通流量。

材料二

（1）材料一中所提到的“预设在公路上的感应带”“电子眼”是此智能交通控制系统中的

（ ）

A.数据输入设备

B.数据输出设备

C.数据传输设备

D.存储设备

（2）由材料二可知地图与地理信息系统对地物的表示有何差异？

（3）材料充分显示的GIS的优点是什么？

（4）如果你是一个在南非去球场观看2010世界杯比赛的球迷，你可以借助此系统得到哪些服务信息？

【参考答案】

课题16：地理信息系统(GIS)及其应用

活动一

1. 地理信息系统是一种以采集、存储、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。简称GIS。

2. 一般的信息系统只能存储、管理数据。GIS除此之外，还能显示数据的空间分布，并具有强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能。

3. GIS存储信息量大，数据更新周期短，具有模拟、预测功能。GIS能把图形、图像、声音和文字合成在一起，而纸质地图则做不到。纸质地图通过数字化可以成为GIS的数据源，GIS可以通过绘图仪、打印机输出各种类型纸质地图。

活动二

1. GIS的工作过程，主要包括地理数据的输入、存储，地理数据的操作和分析，以及地理信息输出等环节。

2. 还需要区域地质构造、气候(降水)等图层。

3. 居民点图层；交通线（网）图层。

活动三

1. 资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通信、交通运输、公安、水利、公共设施、商业金融等领域。

2. 城市规划和管理、基础设施管理、土地利用与管理、生态环境管理。

【课堂反馈】

一、单项选择题

1.A

2.D

3.A

4.D

5.A

6.B 二、判断题

7．√ 8．√ 9．√

三、综合分析题

10.（1）略 （2）如“江汉平原某年水稻长势的监测分析”；“中等城市垃圾填埋场选址模式及与交通、环境关系的分析”；“油轮在某海域发生大量漏油事故时，预测其污染范围及对海洋生物的影响”等。

【巩固提高】

一、单项选择题

答案

1.C

2.A

3．C

4．A

5．C

6．D

二、判断题

7．╳ 8． ╳ 9．╳

三、综合分析题

10．（1）A （2）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地理信息技术可以将不同来源、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。