第一节 地理信息系统及其应用教学实录与评析

第三章

地理信息技术应用

第一节

地理信息系统及其应用

1．地理信息系统的基本构成及其基本的功能。

2．地理信息系统的工作原理及其在城市管理中的具体应用。

3．学会使用常见的地理信息系统产品，并能充分利用其主要功能解决相关问题。

一、地理信息系统

1．概念

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。

2．功能

除一般信息系统的存储、管理数据外，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．发展

从20世纪60年代至今，GIS发展经历了四个阶段，如下图：

4．系统组成

由地理数据、GIS 软件、GIS人员、GIS硬件、应用模型五部分组成。

5．工作过程

地理数据地理数据地理数据的地理信

的输入的存储操作和分析息输出二、地理信息系统与城市管理

1．应用领域

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。

2．GIS与城市管理

(1)城市规划和管理：城市规划的设计、工程选址、城市管理、辅助决策。

(2)基础设施管理：工程设计、应急抢修、日常维护管理等。

(3)土地利用与管理：土地利用状况的监控和管理。

(4)生态环境管理：城市生态规划、环境评价、环境与区域可持续发展的决策分析、环保设施的管理等。

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知识点一

地理信息系统的组成及其作用

[问题探究] 读教材P77图3－5，和P81图3－14，探究下列问题。

探究1 在GIS五个组成部分中，最重要的是哪一部分？为什么？

提示：最重要的是人员。人是GIS系统的能动部分，人员的技术水平和组织管理能力是决定系统建设成败的重要因素。

探究2 在GIS五个组成部分中，GIS系统运行的基础是什么？

提示：GIS软件是系统运行的基础。

探究3 在级别符号图中，某地理事物的数量特征是如何表现出来的？

提示：通过符号的大小来反映地理事物的数量特征。

探究4 在点密度图中，地理事物的分布密度是由什么来反映的？

提示：是由一定大小的形状相同的点的分布密度反映的。

[总结深化] 1．地理信息系统的组成及作用

组成

硬件

用途

计算机和网络设备，存储设备，数据输入、显示和输出的外围设备

主要包括以下几类：操作系统软软件

件、数据库管理软件、系统开发软件、GIS软件等

基础数据

数据

专题数据

地质、地貌、地形数据等

规划、房地产、交通、环保、公用事业数据等

解决不同的问题，要使用不同的模应用模型

型，如人口扩散模型、商业选址模型、路径分析模型等

人员

从事GIS系统开发的专业人员

GIS 基本设备

GIS 软件提供存储、分析、显示地理数据的功能

GIS 建立在地理数据的基础上，数据组织和处理是GIS应用系统建设中的关键环节

解决各种实际问题的数学模型

组织、协调、管理、应用

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使用GIS完成工作的用户

2．地理信息系统的工作流程

[拓展延伸] 正确区分GIS与电子地图

电子地图是GIS的一种应用产品；GIS是可以随时修改和更新的计算机软件系统，而电子地图只是把GIS的阶段性成果做成供人们查询的产品。

[对点演练] 中新网2013年1月5日电

澳大利亚日前迎来极端酷暑天气。干燥酷热的天气已在澳大利亚东南部塔斯马尼亚州造成严重火灾，当地至少80栋房屋被烧毁，数千居民撤离。当地政府发布“灾难性”警报，组织人员全力抗灾。据此完成1～2题。

1．灭火飞机在选择飞行路线时，可以利用一种以采集、存储、管理、分析和描述________有关数据的空间信息系统(

) ①地球表面

②地理分布

③大气状况

④宇宙环境

A．①② B．③④ C．①④ D．②③

2．灭火飞机在飞行过程中，主管人员可以通过地理信息系统(

) ①查询设备的位置

②选择最佳转移线路

③模拟设备状态

④输入天气信息

A．②③④ B．①③④ C．①②④ D．①②③

解析：1.A 2.D 3.C 第1题，地理信息系统采集、存储、管理、分析和描述的数据是关于地球表面和地理分布的，与大气状况和宇宙环境无关。第2题，输入信息的是地理信息系统行业人员，主管人员属于地理信息系统的用户人员。

知识点二

1.在城市管理中的应用

地理信息系统的应用

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2．在灾害监测中的应用

应用地理信息系统，并借助于遥感技术，可有效地监测和预报洪涝灾害、森林火灾等。

3．地理信息系统在经济活动中的应用

地理信息系统与遥感技术、全球定位系统技术及网络技术相结合，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：

4．在医疗救护方面的应用

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[对点演练] 下图为某工程应用地理信息系统(GIS)选址工作流程图。

读图回答1～2题。

1．最有可能采用图示流程进行选址的工程是(

) A．汽车加油站

B．地下水天然下渗补给区

C．大型游乐园 D．放射性废弃物储存场

2．图示GIS处理与分析流程中，a环节所示功能为(

) A．趋势分析 B．叠图分析

C．风险分析 D．模式分式

解析：1.D 2.B 该题主要考查地理信息系统在选址工作流程中的应用。要找到最终选址位置，需要依据选址条件依次做好各个图层分析，图中箭头说明了叠图的整个过程。第1题，由最终选址的条件：适宜的地质、低人口密度区、不接近主要道路、非生态保护区，可以判断应选D项；而汽车加油站和大型游乐园都应接近主要道路，地下水天然下渗补给区应该有较好的生态环境。第2题，由图可知，a为多个图层信息的重合，即应用的是GIS的叠图分析功能。

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中新网2013年9月25日电

“天兔”是今年登陆我国大陆地区强度最强的台风，受其影响，湖南省常德、永州、湘西等5市州22个县(区、市)74.2万人受灾，2.2万人紧急转移。据此完成1～2题。

1．如果让你利用GIS制定撤离预案，你需要输入的基础数据包括(

) ①地质

②地貌

③地形

④交通

A．①②③ B．②③④

C．①②④ D．①③④

2．制定撤离预案，属于GIS的 ________ 功能(

) A．存储 B．管理

C．分析 D．模拟

解析：1.A 2.D 利用GIS制定撤离预案时，应参照多项数据，但交通数据属于GIS中的专题数据。“撤离预案”是利用GIS根据输入信息模拟结果的功能。

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间的相互关系。据此完成3～5题。

3．城市交通图层与城市人口分布图层的叠加，可以(

) A．为商业网点选址提供依据

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

4．对2008年与2010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

5．利用地理信息系统还可以(

) ①了解土地利用现状

②及时查找电力故障的位置

③科学部署警力

④预报日食发生时间

A．②③④ B．①③④

C．①②③ D．①②④

解析：3.A 4.C 5.C 第3题，GIS中将城市交通图层与城市人口分布图层叠加，可以根据城市交通布局和城市人口的分布来分析与之有密切关系的人类活动的空间布局，四个选项中，商业网点选址受城市交通布局和城市人口分布的影响最大。第4题，对2008年与2010年城市土地利用图层进行分析，可以了解城市土地利用的变化，进而了解城市地域结构的变化。第5题，日食的发生属于空间地理范畴，与地理信息系统无关。

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6．阅读材料，回答下列问题。

在某网络公司推出的一种健康地图上，可以添加实时的消息警告、医疗信息和其他的数据。

(1)“健康地图”中的交通数据属于________数据；图中的数据采取________技术存储。

(2)在“健康地图”的制作过程中，需要用________法将纸质地图转化为数字地图。

(3)某人利用健康地图查询甲型H1N1病例的分布状况，属于GIS系统工作过程中的________环节。

(4)与纸质地图相比，“健康地图”具有哪些不同？

解析：根据材料可知“健康地图”是GIS的一种应用，GIS数据可分为基础数据和专题数据两种，确定GIS工作环节时需要关注应用的“过程”。第(1)题，基础数据指地质、地貌、地形数据等；规划、交通等属于专题数据；“健康地图”包含多个图层，这些数据采取“分层”技术存储。第(2)题，将纸质地图转化为数字地图的过程需要利用扫描法。第(3)题，“查询”属于操作与分析过程。第(4)题，也就是纸质地图与GIS系统的不同，可根据教材的相关内容归纳。

答案：(1)专题

分层

(2)扫描

(3)操作与分析

(4)①储存信息的形式不同；②查询的方式不同；③地理信息系统将不同来源、不同比例尺、不同投影的地图进行数据综合，并进行空间分析。而地图没有这些功能。

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