第一节 地理信息系统及其应用教学设计及教案分析

3.1 地理信息系统及其应用

一、地理信息系统（GIS）

1、GIS是一种矢量化地图系统，它与一般信息系统的区别是能够将数据在空间上的分布表现出来。

2、地理信息系统的发展经历了：开拓期（60年代）、巩固发展期（70年代）、大发展期（80年代）、用户时代（90年代）。

3、我国GIS的发展：起步晚，发展快。

4、GIS的组成：硬件设备、地理数据、GIS软件、GIS人员、应用模型等五个方面。

5、地理信息系统的工作过程：地理数据的输入、存储、地理数据的操作和分析、地地理信息输出等环节。

6、遥感数据已经成为GIS的重要数据来源。

7、GIS的数据存储采用“分层”技术。一个GIS系统中可以包含多个图层，不同的图层含有不同的信息。

二、GIS的应用

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、公安、水利、公共设施、商业金融等。其所应用领域的事物具有明显的空间分布特征。

2、GIS在城市建设和管理中的典型应用——①城市规划和管理；②基础设施管理；③土地利用与管理；④生态环境管理。

三、GIS的新进展——网络GIS、三维GIS、虚拟GIS、多媒体GIS。

3.2 遥感技术及其应用

一、遥感技术（RS）的原理与特点

1、原理：不同地物或地物的不同状况对电磁波发射、反射、吸收的特性不同。

2、现代遥感技术的特点：视域广阔，监测范围大；能瞬时成像、实时传输、快速处理、迅速获取信息和实施动态监测。

二、遥感技术的系统组成与类型

1、系统组成：遥感平台、传感器（关键装置）、信息传输装置、数字或图像处理设备及相关技术等组成。

2、类型：

①按遥感平台的高度分：航天遥感、航空遥感、近地遥感；

航天遥感

航空遥感

近地遥感

遥感平台

优点

卫星、航天飞机、宇宙飞船、航天空间站等

监测范围大，不受领空限制，可进行定期、重复观测

飞机

遥感塔等

机动性强

分辨率高

②按传感器是否主动向观测目标发射电磁波分：主动式遥感、被动式遥感；

③按波普范围分：红外遥感、可见光遥感、紫外遥感、微波遥感、多普段遥感；

④按应用领域分：环境遥感、大气遥感、资源遥感、海洋遥感、地质遥感、农业遥感、林业遥感等。

三、遥感技术的应用

矿产资源：一般蕴藏在地质断裂或环形构造带。

生物资源：利用RS技术可以提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等信息。

1、资源普查

农业方面：识别农作物类型、估算产量、病虫害灾情预报。

林业方面：调查森林资源、监测森林火灾（范围及蔓延方向）、病虫害。

环境监测：如土地荒漠化、土壤次生盐碱化、海洋环境污染、水污染、大气污染等。

2、灾害监测

灾害监测：旱灾、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等。

3.3 全球定位系统及其应

一、全球定位系统的概述

1、全球定位系统（GPS）最初主要用于军事领域。

2、GPS具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位的功能。

3、系统组成：①空间星座（21颗工作卫星+3颗备用卫星组成）；②用户系统；③地面监测系统。

4、GPS的作用：①为用户提供三维坐标（经度、纬度、海拔高度）；②速度；③时间。

5、定位至少需要3颗卫星（静态物）；动态物体则需要4颗卫星。准确定位至少需要4颗卫星。授时只要需要1颗卫星。

二、其他卫星导航与定位系统：俄罗斯的格洛纳斯、中国的北斗系统、欧洲的伽利略系统等。

三、GPS接收机的类型：导航型接收机、测地型接收机、授时接收机。

四、GPS的应用——

①为用户提供三维坐标、速度和时间；②交通指挥调度；③航空、航海等导航；④大地控制测量；⑤军事武器精确制导、军事部署；⑥车辆防盗;；⑦帮助预报地震；⑧与GIS、RS结合，为资源调查、精细农业服务等。

五、小结：GIS、RS、GPS三者在应用方面的本质区别在于：GIS系统不能用于信息的获取，它只能够分

析相关信息；RS、GPS则只能够用来获取信息，但不能够分析信息，且RS主要用来获取面状信息，GPS主要用来获取点状信息。