第一节 地理信息系统及其应用教学设计第二课时

第一节

地理信息系统及其应用

1．了解地理信息系统的概念、发展，掌握地理信息系统的组成及工作过程。(难点) 2．了解地理信息系统在城市建设和管理中的应用。(重点) 3．培养学生热爱科学的情感，感受科技发展对生产、生活带来的巨大影响。

[基础·初探] 教材整理1

地理信息系统

阅读教材P74～P81图文资料，完成下列问题：

1．概念

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

1

除了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——经历了四个阶段

4．系统组成

包括地理数据、GIS软件、硬件、GIS人员、应用模型五部分。

5．工作过程

地理数据地理数据地理数据的地理信息→→→

的输入的存储操作和分析输出

正误判断：

(1)地理信息系统主要是记录地理事物的计算机系统。(

) (2)地理信息系统区别于其他信息系统的最本质特征在于它是空间数据。(

) (3)GIS技术是地图的延伸。(

) 【提示】

(1)×

地理信息系统借助计算机系统，不仅能输入、管理、输出地理信息，还能进行空间分析和动态预测，完成人类难以完成的任务，与简单的绘图系统有本质的区别。

(2)√

地理信息系统是由庞大而复杂的空间资料组成的，与其他信息系统相比，具有空间性。

(3)√

RS技术是人的视力的延伸，GIS技术是地图的延伸，可分别处理RS和GPS技术提供的图像和数据，GPS技术可以精确测定经纬度和高程，建立三维坐标。

教材整理2

地理信息系统与城市管理

2

阅读教材P82～P83图文资料，完成下列问题：

1．GIS的应用领域

包括资源调查、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、商业金融等人们生产生活的各个领域。

2．GIS在城市建设和管理中的典型应用

应用领域

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

应用

城市规划的设计、工程选址、城市管理和辅助决策

工程设计、应急抢修、日常维护管理等工作

土地利用状况的监控和管理

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

正误判断：

(1)如果将GIS技术用来监测森林火灾，可以预测、判断引起火灾的原因。(

) (2)要想动态显示北极冰川面积近30年的变化状况，并预测其变化趋势，需要应用的技术手段为地理信息系统。(

) (3)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、描述地球表面、地理分布、大气状况、宇宙环境有关数据的空间信息系统。(

) 【提示】

(1)×

GIS技术在自然灾害监测中可以通过现有的火势情况，结合风向、森林面积等预测分析火势的蔓延方向，并制定出详细的灭火方案。做不到预测、判断引起火灾的原因。

(2)√

要显示北极冰川面积的动态变化状况，并预测其变化趋势，要利用地理信息系统。

(3)×

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。

[质疑·手记] 预习完成后，请将你的疑问记录，并与“小伙伴们”探讨交流：

疑问1：

解惑：

3

疑问2：

解惑：

疑问3：

解

惑：

地理信息系统

[合作探讨]

万安县地处赣中偏南，是著名的优质早稻和脐橙产区。该县根据气候、地形和土地利用等因素，采用地理信息系统和气候区划方法，对早稻和脐橙种植区进行综合气候区划，使农业走上了可持续发展道路。

探讨1：

万安县脐橙种植区划运用了地理信息系统的哪些功能？

【提示】

分析、模拟与统计功能。

探讨2：

除气候要素外，你认为该农业区划数据库的建立还需要哪些地理图层？

【提示】

地形图层、水文图层、土地利用图层和土壤图层。

[核心点击]

1.

地理信息系统的组成、功能

组成

硬件

设备

地理

数据

是GIS系统建立的基础

包括基础数据和专题数据

功能

用作数据和信息的采集、处理、加工、分析和输出等

包括内容

计算机主机、数据输入设备、数据输出设备、数据传输设备、存储设备

4

GIS 软件

提供存储、显示、分析地理包括数据输入与编辑、数据管理、数据数据的功能

进行系统的组织、管理、维操作以及数据显示和输出等

GIS 人员

护和数据更新、系统扩充完善以及应用程序开发，并采用空间分析模型提取多种信息

包括从事GIS系统开发的专业人员和使用GIS完成工作的用户

应用

模型

解决各专业领域的实际问题

包括人口扩散模型、商业选址模型、路径分析模型等

2.地理信息系统的工作过程

[体验评价]

1．关于地理信息系统的叙述，正确的是(

) A．地理信息系统的实现，依赖于计算机系统，因此该系统只由计算机软、硬件构成

B．地理信息系统的功能主要是操作与分析地理空间数据

C．地理信息系统专门化程度高，所以应用的领域十分狭窄

D．地理信息系统的功能与地图是一样的

【解析】

地理信息系统由硬件、软件、数据、人员、应用模型构成，主要功能是处理地理空间数据，其不但能随时制作电子地图，还有详细的属性资料可供查询，并能进行多种空间分析，以此来模拟区域内的空间规律和发展趋势。

【答案】

B 2．地理信息系统比地图优越的功能有(

)

5

①不提供平面信息，但有三维立体的信息

②有很便捷的检索功能和大容量的信息库

③可以随时进行信息的切换、缩放、补充、测算等，获得更新后的信息

④不仅有空间数据信息，还有景观照片和动态的影像信息

A．①②③

C．②③④

B．①②④

D．①③④

【解析】

地理信息系统是利用计算机软硬件技术采集、存储、处理、分析、管理、显示、输出地理信息的系统，具有图形化、可视化等优点，并可及时更新信息，与传统纸质地图相比，所表达的内容更加丰富、灵活。

【答案】

C 3．老师要利用学校建成的GIS了解全班同学居住点的空间分布状况，主要用到的GIS功能是(

) 【导学号：12720058】

A．输入

C．分析

B．管理

D．输出

【解析】

GIS是在一定的数据源基础上进行分析、计算、对比等的地理信息技术，其功能侧重于分析、计算，老师要利用学校建成的GIS了解全班同学居住点的空间分布状况，主要利用到的GIS功能是分析。

【答案】

C

地理信息系统与城市管理

[合作探讨]

城市110指挥中心在接到报警电话后，能在最短的时间内指挥警车到达出事地点。为提高出警效率，许多城市配备了巡警车。

探讨1：110指挥中心要掌握城市交通道路状况，可以利用哪一种地理信息技术？

【提示】

地理信息系统。

探讨2：110指挥中心要判定最近的巡警车至出事地点的道路是否畅通，还需要利用哪些技术？

【提示】

还要用到摄像技术和视频传输技术。

[核心点击]

6

1．地理信息系统在城市管理中的功能

2．地理信息系统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．地理信息系统在医疗救护方面的应用

7

[体验评价]

4．下列属于地理信息系统应用领域的是(

) ①区域自然资源和条件的分析、评价

②区域内区位和交通条件的分析、评价

③人口和劳动力技术优势的分析、评价

④城市中出租车的定位导航

⑤经济、社会条件的分析、评价

⑥环境的动态监测及评估预测

A．①②③④⑤

C．②③④⑤⑥

B．①②③④⑥

D．①②③⑤⑥

【解析】

地理信息系统应用广泛，凡是用到地图或需要处理地理空间数据的领域，都可以借助GIS。城市车辆的定位导航利用GPS，不属于地理信息系统应用领域。

【答案】

D 5．在城市管理中运用地理信息系统可以(

) ①帮助公交公司确定公交车的位置

②对电力、电信、交通道路等城市基础设施实行有效管理，并大大提高突发事件的应急处理效率

③获得城市最新土地利用影像

④在城市治安管理、医疗救护、车辆导航等方面发挥重要作用

A．①②

C．②③

B．①③0.

D．②④

【解析】

GIS可以有效地管理城市基础设施，提高效率，在治安管理、医疗救护等方面发挥重要作用。

【答案】

D 6．下图是利用地理信息技术制作的某城市中心城区月交通事故次数示意图。读图，回答(1)～(2)题。

8

(1)该图的制作与应用借助于(

) A．遥感技术获取道路网信息，测定监测点分布

B．全球定位系统确定事故的位置，预测交通流量

C．地理信息系统查询事故频次，分析出警最优路径

D．数字地球技术，实现道路与监测点的互换

(2)根据图中交通网络，可以推断该城区(

) A．甲地是城市中心商务区所在地

B．乙地适宜建大型地面停车场

C．对外联系主要通道在西北方向

D．商业网点密度东部大于西部

【解析】

第(1)题：

第(2)题：

【答案】

(1)C

(2)D

用来存储不同信息的GIS图层

9

探讨1：图示的“图层”按自然和人文两个方面分类，属于自然地理方面的有哪些？属于人文地理方面的有哪些？

【提示】

自然地理方面：水系、地形和地块。人文地理方面：土地利用和居民点。

探讨2：若要研究邮电通信点的布局问题，你认为还应增加哪些图层？请简单说明一下原因。

【提示】

交通线路图和居民分布密度图。邮电通信点的布局要具备两个条件：一是分布在居民点内或居民分布集中的地区；二是要布局在交通便利的地方，即位于交通干线上。

[读图指导]

阅读时需要关注下列几点：

1．此图反映GIS的信息存储方式，分图层存储不同的信息。

2．通过图层的叠加，可以形成地理信息的综合反映。

3．该图可以查询哪些地理信息及需要查询的图层。

[体验评价]

7．下图示意某地理专题研究建立的地理信息系统图层。读图，回答(1)～(2)题。

(1)叠加丙与丁图层可以研究(

) 【导学号：12720059】

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A．河流分布

C．商店布局

B．地形特征

D．客货流量

(2)为了较合理地得出丙图，需要叠加的图层有(

) A．甲与乙

C．乙与丁

B．甲与丁

D．甲、乙、丁

【解析】

第(1)题，丙图层是交通图，丁图层是居住区分布图，两图层叠加可用于研究商店布局，商店布局在交通便利、人口集中的区位。第(2)题，得出丙图即考虑交通运输线的布局，需考虑的因素：地形、河流、聚落等，故需叠加甲、乙、丁图。

【答案】

(1)C

(2)D [课堂·小结]

对点训练1

地理信息系统

1．建立GIS数据库，使用的一种常见方法是(

) A．文字表格化

C．地图数字化

B．地图最小化

D．地图扩大化

【解析】

常见的纸质地图、文字以及非数字形式的资料，都必须转换为数字形式，才能为计算机存储、识别和处理。实现图形到数字的转换过程，称为数字化。利用GIS软件进行地图数字化是建立GIS数据库的一种常用方法。

【答案】

C

11

2．在地理信息系统的组成中，属于GIS核心的是(

) 【导学号：12720060】

A．计算机系统

C．应用人员

B．地理数据

D．应用模型

【解析】

计算机系统是GIS的核心，它包括硬件系统和软件系统。地理数据是GIS的操作对象，也是GIS数据库的主要内容。地理数据是GIS系统建立的基础，包括基础数据和专题数据。GIS人员包括GIS系统开发的专业人员，也包括采用GIS完成工作的用户，是GIS最活跃的因素。应用模型是解决各种实际问题的专业程式，解决不同问题，要使用相应的模型。

【答案】

A 对点训练2

地理信息系统与城市管理

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3～4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2010年与2015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

【解析】

第3题，从选项内容可以看出，建筑设计的合理性、城市水域面积、工农业生产总值三个方面都与城市交通图和城市人口分布图层的叠加所形成的专题地图没有必然的、直接的联系，只有商业网点选址必须考虑人口分布与交通。第4题，不同年份城市土地利用的状况会影响到城市地域结构的变化，而计算交通流量、预测洪涝灾害、预测城市降水与城市土地利用之间并没有必然的联系。

【答案】

3.A

4.C

12

我还有这些不足：

(1)

(2)

我的课下提升方案：

(1)

(2)

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