第一节 地理信息系统及其应用教案教学设计导入整理

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.知识与技能：了解地理信息系统的基本概念、发展和组成。通过案例，了解地理信息系统的基本工作过程，理解地理信息系统对城市管理的应用。会使用常见的地理信息系统产品，能使用电子地图查询所需信息。

2.过程与方法：通过多媒体和地理信息系统在生产、生活实践中的应用实例，让学生动手动脑，了解其应用。

3.情感态度与价值观：深刻体会科学技术对人类生产生活的影响，培养学生信息收集、处理与分析的地理素养，形成在网络中获取信息的意识，懂得掌握知识的重要性

4.重点与难点：地理信息系统的应用。

教学过程：

导入新课：

我们今天讲《地理信息系统及其应用》，请看影片。

7.8级后来更正为8.0级的地震使汶川一瞬间变成了人间地狱，地震发生后大家想得最多的是什么？那就是我们的救援人员为什么不能立刻赶到汶川？汶川究竟位于四川省哪里？大家在地图上找找看。我这里有一幅电子地图，请一个同学在图上找到汶川？

如果你想把一批救灾物资从郴州运往汶川，应选择怎样的路线？请一位同学在电子地图上找出来。

自己设计一项内容，并在图上找出来。

崎岖的地形、破坏严重的道路、滑坡泥石流等灾害随时可能发生、通信设施全部被毁，汶川与外界完全隔绝。如何最大限度地减轻地震灾害造成的经济损失？地理信息系统 (GIS)在汶川大地震中发挥了重要作用。那么，什么是地理信息系统(GIS)?

讲授新课：

1、点击《看书思考》

1>、GIS的概念和特点。

2>、世界GIS的发展经历了哪几个阶段？

3>、GIS主要由哪几个部分组成？

4>、GIS的工作过程主要包括哪

几个环节？ 2、点击《地理信息系统的概念》

问: GIS的概念和特点怎样?

学生回答：地理信息系统（简称GIS)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。地理信息系统具有空间性和动态性。

师：地理信息系统反映地理空间分布的规律，具有空间性和动态性。地理信息系统最初为解决地理问题而出现，但现在它已成为信息产业的一个重

《地理信息系统及其应用教学设计》第

1

页

要组成部分。

问: 世界GIS的发展经历了哪几个阶段？

学生回答：开拓期、巩固发展期、大发展期、用户时代四个发展阶段。

师：中国GIS从20世纪80年代起步，但发展快。

3、点击《地理信息系统的组成》

问:地理信息系统主要由哪几个部分组成？

学生回答：硬件、软件、数据、人员、应用模型等五个部分组成。

老师讲解:硬件和软件为GIS建设提供环境；数据是GIS的重要内容；应用模型为GIS建设提供解决方案；人员是系统建设中的关键和能动性因素，直接影响和协调其他几个组成部分。

4、点击《地理信息系统的工作过程》

问:GIS的工作过程主要包括哪

几个环节？

学生回答：地理信息系统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、地理信息输出等环节。

老师:我们对四个环节逐一讲解。

播放：1）、地理数据的输入：将收集好的各种数据资料，经过分类和标准化处理后，就可输入到计算机中。其中对图形数据的输入，常用的方法是扫描纸质地图后进行数字化处理。

老师：强调对图形数据的输入，常用的方法是扫描纸质地图后进行数字化处理。如将景观地图进行栅栏式表示，分成块状；或用矢量表示法，建立坐标。

地图数字化过程如下：

播放：纸质地图 图像扫描 图像处理 图像拼接 图像剪裁 图像配准 矢量化 编辑与修改

老师：地理空间数据以数据库的形式储存，建立地理数据库是建设GIS的首要工作

5、点击《数据存储》

播放：2）、数据存储：采用“分层”技术，即将地图中的不同要素，存储在不同的“图层”中。

实例1、该专题研究可能是（ A ）

A.耕地分类和评价 B.工业分布与交通的关系

C.商业分布和规划 D.学校分布

分析：影响地理事物的主要因素不同。影响耕地的因素有气候、地形、土壤、河流、劳动力等；影响商业的因素有消费者和交通；影响学校的因素是居民区。

实例2、若利用该地理信息系统进行深埋垃圾场的选址，在下列图层中应增加①大气污染 ②区域规划 ③造纸厂、印刷厂分布 ④水文地质 （ D ）

A.①② B.①③ C.②③ D.②④

分析：GIS应选择对地理事物有用的图层。垃圾场应位于郊区和河流下游。

6、点击《数据的操作与分析》

播放：3）、数据的操作与分析：各类数据之间的关系以直观的形式表现出来，这种形式可以是图形、地图或表格。它是GIS的基础。

老师：强调数据的操作与分析是GIS的基础。

播放：4）、GIS的输出：将编辑好的GIS信息在计算机显示器的屏幕上显

《地理信息系统及其应用教学设计》第

2

页

示，或通过绘图仪、打印机等输出。

7、点击《小结》

播放GIS的工作过程。

信息输入 数据处理 数据库管理 空间分析（查询）

可视化表达（地图、三维视图、多媒体等）

8、点击《想一想》。

想一想：地理信息系统能为我们做什么呢？

提示：可以解决位置、条件、趋势、模式、模拟等五大问题。 ①、位置：在某个地方有什么？

②、条件：符合某些条件的实体在哪里？ ③、趋势：在某个地方发生的某件事情随时间的变化过程。

④、模式：在某个地方的空间实体的分布模式。揭示地理实体之间的空间关系。

⑤、模拟：某个地方如果具备某种条件会发生什么？

探讨：在汶川地震中，GIS可以在交通方面发挥哪些作用？

定位破坏路段、提供路况信息、提供交通疏散的方案、选择疏散路线、选择援助路线、了解工程进度等。

9、点击《实例》

实例：左图为一幅具有林木、河流和住房的景观地图，右图是根据左图而建立的空间数据模型。

s

1>．右图中的r表示：（ B ）

A．林木 B．河流 C．房屋 D．农田

分析：根据地物的位置及形状判断。

2>．图中区域的森林覆盖率是：（ C ）

A．30% B．22% C．10% D．5% 分析：根据林木的范围比较。

3>．图中有关地物的叙述正确的是：（ B ）

A．河流由南向北流

B．房屋在河流的西岸 C．三种地物中占面积最大的是林地

D．河流由北向南流

4>．地图与地理信息系统对地物的表示相同的是：（ D ）

A．储存信息的形式相同

《地理信息系统及其应用教学设计》第

3

页

B．查询的方式相同

C．都能将不同来源、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

D．都能反映地物的分布

探讨：根据提示，比较地图与地理信息系统的异同。

分析：（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。（4）GIS是地图的延伸，二者都能反映地物的空间分布。

过渡：电子地图是一种应用GIS的产品。 GIS的应用领域相当广泛，我们以城市管理为例说明。

10、点击《地理信息系统与城市管理》

11、点击《案例情景》

由三个学生表演。

某中学午餐后不久，有几十人相继呕吐肚痛，有的甚至出现了昏迷状态，学校和当地政府十分重视，马上组织人员进行抢救。由于抢救及时，所有患者都脱离了生命危险。医院的结论是：学生蔬菜中毒。当天的蔬菜都是菜农甲提供的。菜农甲百思不得其解，蔬菜一直没有喷药，怎么有毒呢？于是他拜访了专家，下面是两人的谈话：

专家：你的蔬菜确实有毒吗？

甲：是的。

专家：你们村还有没有谁家的蔬菜也有毒？

甲：没有。

专家：你家蔬菜的灌溉水源从哪里来？

甲：附近的河流。

专家：其他人家呢？

甲：他们都用井水。我家穷，没钱打井，只好挑河水。

专家：哦！那我查查看。

专家打开电脑，查到了流经菜农甲家的那条河流，发现该河流的上游新建了一家化工厂，该工厂排出的有毒物质正好为蔬菜的毒素，专家终于为菜农甲找到了中毒的源头。

老师：专家利用GIS查到了毒素的来源，为菜农甲解开了疑惑。我们先了解GIS在区域地理环境研究中的应用模式图。

12、点击《地理信息系统在区域地理环境研究中的应用》

播放：

《地理信息系统及其应用教学设计》第

4

页

地理信息系统

提供反映区域状况的各种空间信息

对信息分析、加工

建立模型

利用查询检索、空间分析等功能

结合RS、GPS等提供的地理信息

分析评价

动态检测及评估预测

研究区域地理环境

GIS广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划等领域。我们了解一下GIS在城市建设和管理中的综合应用。

13、点击《GIS在城市建设和管理中的综合应用》

播放表格，让学生逐一了解。

应用领域

应 用

城市规划与管理

城市规划的设计、工程选址，也可进行城市管理和辅助决策

基础设施管理

完成工程设计、应急抢修、日常维修管理等工作

土地利用与管理

可有效地完成对土地利用状况的监控和管理

生态环境管理

实现城市生态规划、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

14、点击《课堂小结》

播放结构图，让学生了解地理信息系统的工作过程。

概

念

发展

组成

地理信工作过程

息系统

城市管理

应

用

15、点击《探讨》

对比《洞庭湖平原2008年水稻长势的监测分析》、《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泄露油事故时，预测其污染范围及对海洋生物的影响》。请你设计一项应用GIS的课题研究项目。

16、点击《巩固知识》

让学生回答并讲解。

1>、下列课题中，主要是应用GIS进行研究的有 ( BCD ) A．近50年来，世界粮食总产量与人均产量变化趋势分析

B．近10年来，上海市区人口分布变化特征与城市建设相关性分析

C．浙江省西部地区土地利用状况与农业结构变化特征分析

D．上海市浦东新区内环线内主要道路交叉点交通流量状况通报及优化公交线网、站点分布的方案设计

分析：地理信息系统具有空间性和动态性。

2>．下列四图，是同学们为家乡所作的自然、社会经济方面的资料分析图，

《地理信息系统及其应用教学设计》第

5

页

其中适宜用GIS数据库软件制作的是（ B ）

3>．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，须调用的专题图层有下列中的（ A ）

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

17、点击《课后思考》

请你下载一套GIS软件（如TopMap 地理信息系统6.2 学习版），自己设计一个GIS研究课题，通过网络、调查等方式查找资料，建立一个简单的GIS模型。

18、点击《谢谢大家》

、

《地理信息系统及其应用教学设计》第

6

页

学生表演。

某中学午餐后不久，连续有几十人相继呕吐肚痛，有时甚至出现了昏迷状态，学校和当地政府十分重视，马上组织人员进行抢救。由于抢救及时，所有患者都脱离了生命危险。医院的结论是：学生蔬菜中毒。当天的蔬菜都是菜农甲提供的。菜农甲百思不得其解，蔬菜一直没有喷药，怎么有毒呢？于是他拜访了专家，下面是两人的谈话：

专家：你的蔬菜确实有毒吗？

甲：是的。

专家：你们村还有没有谁家的蔬菜也有毒？

甲：没有。

专家：你家蔬菜的灌溉水源从哪里来？

甲：附近的河流。

专家：其他人家呢？

甲：他们都用井水。我家穷，没钱打井，只好挑河水。

专家：哦！那我查查看。

专家打开电脑，查到了流经菜农甲家的那条河流，发现该河流的上游新建了一家化工厂，该工厂排出的有毒物质正好为蔬菜的毒素，专家终于为菜农甲找到了中毒的源头。

学生表演。

某中学午餐后不久，连续有几十人相继呕吐肚痛，有时甚至出现了昏迷状态，学校和当地政府十分重视，马上组织人员进行抢救。由于抢救及时，所有患者都脱离了生命危险。医院的结论是：学生蔬菜中毒。当天的蔬菜都是菜农甲提供的。菜农甲百思不得其解，蔬菜一直没有喷药，怎么有毒呢？于是他拜访了专家，下面是两人的谈话：

专家：你的蔬菜确实有毒吗？

甲：是的。

专家：你们村还有没有谁家的蔬菜也有毒？

甲：没有。

专家：你家蔬菜的灌溉水源从哪里来？

甲：附近的河流。

专家：其他人家呢？

甲：他们都用井水。我家穷，没钱打井，只好挑河水。

专家：哦！那我查查看。

专家打开电脑，查到了流经菜农甲家的那条河流，发现该河流的上游新建了一家化工厂，该工厂排出的有毒物质正好为蔬菜的毒素，专家终于为菜农甲找到了中毒的源头。

《地理信息系统及其应用教学设计》第

7

页