第一节 地理信息系统及其应用教学设计(第二课时)

地理信息技术在区域地理环境研究中的应用

考纲

1．遥感(RS)在资源普查、环境和灾害监测中的应用。

2．全球定位系统(GPS)在定位导航中的应用。

3．地理信息系统(GIS)在城市管理中的功能。

4．数字地球的含义。

考点

1.遥感技术的特点及其应用。(重点) 2．全球定位系统的应用。(重点) 3．地理信息系统的主要应用领域。(难点) 4．“3S”技术的区分及选取。(难点)

考法

高考对本讲内容的考查多以现实生活实例为载体，考查“3S”技术的应用。多以选择题形式呈现。

遥感技术的应用

1．地理信息技术

(1)概念：是指获取、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术的总称，主要包括遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)等。

(2)应用

①在区域地理环境研究中的应用：资源调查、环境监测、自然灾害防御监测、国土资源管理、国土开发规划等。

②大众化应用：GPS汽车导航、空间信息网站、城市多媒体地理信息系统等。

2．遥感(RS) (1)概念：是人们在航空器(如飞机、高空气球)或航天器(如人造卫星)上利用一定的技术装备，对地表物体进行远距离的感知。

(2)主要环节：目标物→传感器→遥感地面系统→专业图件、统计数字。

(3)特点：精度高、质量高、效率高，且节省人力、财力。

(4)应用

目前遥感技术在资源调查、环境和自然灾害防御监测等方面应用广泛。

遥感技术的应用

1．遥感在环境监测、自然灾害防御监测和资源调查中的应用

应用领域

环境监测

自然灾害防御监测

资源调查

具体内容

应用价值

监测荒漠化、土壤盐碱化、海上冰山漂有利于人们了解环境变化，使环境流、海洋生态、全球气候变化及其影响、得到保护和改善

植被变化、水体污染、大气污染等

监测旱情、洪灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等

有利于防灾减灾

人们只需要分析遥感图像就可以划定蕴藏矿产的大致区域

有许多蕴藏矿产的地方是地质断裂或矿产环形构造带，较容易借助遥感技术“发资源

现”矿产

生物通过遥感图像解译，用图像处理技术，为农业、林业、城市绿化、环境保

资源

提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等数据

2.遥感在农业方面的应用

护等部门服务

遥感技术的应用

(高考安徽卷)在农业方面，运用遥感技术能够(

) ①监测耕地变化

②调查作物分布

③估测粮食产量

④跟踪产品流向

A．①②③

C．①②④

量，但无法跟踪产品流向，故A项正确。

全球定位系统的应用

全球定位系统(GPS)

(1)概念：利用卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统。

空间部分——GPS卫星星座(2)组成地面控制部分——地面监控系统

用户设备部分——GPS信号接收机(3)功能：提供精密的三维坐标(经度、纬度、高度)、速度、时间。

(4)特点：具有全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性的特点。

(5)应用：确定考察点的地理位置(经度和纬度)、高程(海拔)。

全球定位系统的应用

全球定位系统的应用

B．②③④

D．①③④

解析：选A。在农业方面，运用遥感技术能够监测耕地变化、调查作物分布、估测粮食产应用领域

民用

具体应用

空中导航：空域划分与管理；交通流量管理；飞行路线管理；提高机场利用率

航海：自主导航；提供位置、航速、航向和时间信息；海图航迹显示；港口、码头的船舶调度；近海和内河船舶导航和管理

交通

旅游探险

其他领域

军用

定位；选择最优行进方式和线路；寻找合适的道路和宿营点；报警；选择最佳记录摄影地点、时间

大地测量；野外勘测；紧急救援；生态研究；农业资源调查；农作物生产等

定位和导航

全球定位系统的应用

(高考山东卷)下图为我国某区域冬季某日8时至次日8时的降雪量和积雪深度分布图，该时段该区域风向主要为偏东风，云量分布差异不明显。道路积雪会影响交通，应用GPS技术可以(

)

A．获取道路积雪影像数据

B．解译积雪遥感影像

C．分析道路积雪空间分布

D．确定待救援车辆位置

解析：选D。GPS具有导航、定位功能，而“获取”是RS的主要功能，“解译”“分析”是GIS的主要功能，所以选D。

地理信息系统的应用(5年1考)

1．地理信息系统(GIS) (1)概念：专门处理地理空间数据的计算机系统。

(2)功能：对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达。

(3)简要程序：信息源→数据处理→数据库→空间分析→表达。

(4)应用领域：区域地理环境研究，城市管理。

2．地理信息技术与数字地球

(1)地理信息技术：为构建数字地球奠定了基础。

(2)数字地球：是指数字化的地球，即把整个地球信息进行数字化后，由计算机网络来管理的技术系统。

(3)二者关系

地理信息系统的应用和“3S”技术手段的选取

1．地理信息系统的应用

(1)在区域地理环境研究中的应用

(2)在城市建设和管理中的应用

应用领域

信息管理与服务

规划和管理

基础设施管理

主要功能

主要向城市居民提供日常工作与生活所需的各种信息

主要是进行城市规划设计、工程选址等，也可以进行城市管理和辅助决策

利用GIS能够完成工程设计、应急抢修、日常维护等工作，可大幅度提高工作效率

土地利用涉及土地利用性质变化、地块轮廓变化、土地权属关系变更等内容。GIS技术可以有效完成对土地利用状况的监控和管理，提高工作质量与效率

应用GIS技术，可以实现城市生态规划、环境评价、环境与区域可持续发展的决策分析、环保设施的管理等

土地利用与管理

生态环境管理

(3)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。

2．“四角度”归纳地理信息系统的应用

(1)与分布、位置有关的基本问题

①查询“地点”和“状况”。

②查询符合一定条件的地物的分布、位置。

(2)趋势分析

(3)模式分析

(4)模拟问题

3．“3S”技术手段选取的方法

(1)“点”与“面”判断GPS GPS的主要功能是定位和导航。它的最大特点是工作对象是一个“点”或“多个点”，明显区别于RS和GIS技术的工作对象——“面”。在“3S”技术中选取适当手段时，要看其工作对象是“点”还是“面”，如果是“点”则选用GPS，如果是“面”则选用RS或GIS。

(2)“想”与“看”区分RS、GIS GIS是地图的延伸，主要功能是进行空间数据的分析和处理。对“事象”的发展变化进行预测、评估，需要计算、思考，即“想”，凡是需要“想”的选GIS。RS是人的视力的延伸，主要功能是收集信息，尤其对于大范围、大面积、人不易观测的地物信息的获取，即“看”，只“看”不用“想”的选用RS。

(3)关键词判断“3S”技术

①RS：“获取”空间信息。

②GPS：“定位”“导航”“精确”“精密”“精准”等。

③GIS：“分析”“处理”“查询”“输入”等。

地理信息系统的应用

(2016·高考江苏卷)下图为某地区地理信息系统数据库示意图。读图回答1～2题。

1．以下图层组合最适合用遥感(RS)技术获取信息的是(

) A．①②④

C．③④⑥

A．①②④⑤

C．②③④⑥

B．①③⑤

D．②③⑥

B．②③④⑤

D．①③⑤⑥

2．进行农业适宜性评价可以利用的图层组合是(

) 解析：第1题，遥感一般指运用传感器对物体电磁波的辐射、反射特性进行探测。居民

点、水系和地形等主要分布在地表，因而其信息容易通过遥感技术获取；土壤、岩层和地下水一般位于地下，其电磁波的辐射、反射特性较弱，靠电磁波从远处不易获取。第2题，农业生产主要考虑的是水系、土壤、地形、地下水等自然因素，所以进行农业适宜性评价可以利用的图层组合是②③④⑥。一般不考虑居民点和岩层。

答案：1.A

2.C 3．(高考福建卷)下图示意新一代信息技术支撑下的智慧城市。读图，地理信息系统为智慧城市建设提供(

) A．分析、管理空间信息

C．整合、集成网络信息

B．跟踪动态定位信息

D．获取实时通讯信息

解析：选A。地理信息系统的作用主要是对信息进行分析、加工和管理；跟踪动态定位是全球定位系统的功能；网络信息不属于地理空间信息，其整合、集成不属于地理信息系统的作用；获取实时通讯信息是通讯工具的作用。

GIS图层叠加示意图的判读

GIS是高考中的考点之一，在命题中多以图层叠加的形式呈现，考查GIS在地理环境研究中的应用。GIS是专门处理地理空间数据的计算机系统，主要功能是对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达。

1．明确GIS图层是由哪些专题图层叠加而成的

不同的专题图层反映不同地理事物的空间分布特征，如上图中的叠加图层分别有水系分布图、土地利用类型分布图、居民点分布图、地形图和土壤分布图。

2．分析不同的专题图层反映的地理事物之间的空间联系

如从水系图中可以找到河流的上游地带，而河流的上游往往是山地，在地形图中则常反映为等高线较为密集，有一定的坡度等特征。

3．判断不同图层叠加以后反映的地理要素特征

不同图层叠加之后会形成一个可以反映多个地理要素空间分布特征的新地图，在这幅新地图中的某个位置上，我们可以综合考虑各个要素，对人类生产、生活活动场所进行选择评价。

叠加图层

人口密度与交通线路及规划

河流分布、坡度分布、土石分布

水系、土地利用、居民点、地形、土壤

水系、土地利用、居民点、地形、土壤、水文地质、区域规划

人口密度图、行政区划图、行政区人口基数

坡向分布、岩石倾斜

新生(应用)主体

新建商业中心选址

泥石流易发区

耕地的分类和评价

深埋垃圾场选址

各行政区人口增长状况

滑坡易发区

(2015·高考江苏卷)图1为某冰川所在区域遥感影像，图2为根据1973、2009年遥感影像提取的该冰川分布图层(局部)，图中每个方格面积表示900平方米。读图，回答(1)～(2)题。

①

图1

图2 甲点所处的地形(1)图1中是(

) ②A．山谷

C．冲积扇

区域冰川面积变化(2)图2所示的情况是(

) ③B．山脊

D．盆地

A．减少了1 800平方米

C．增加了2 700平方米

表示900平方米。．．．．．．①图中每个方格面积②甲点的地形。

．．③区域冰川面积的变化。．．B．增加了1 800平方米

D．减少了2 700平方米

[标准答案]

(1)A

(2)D

GIS的数据存储采用分层技术，即将地图中的不同地理要素，存储在不同的图层中。图1和图2示意存储同一区域不同信息的两组GIS图层。读图，完成(1)～(2)题。

(1)将不同要素的图层进行重叠，就形成不同的专题地图。若要获得地形对聚落及交通线分布影响的专题地图，需要从图1、图2中调用的图层数分别是(

) A．2个、2个

C．1个、3个

①大气污染图层

②区域规划图层

③水系分布图层

④矿产分布图层

A．①②

C．②③

B．①③

D．②④

B．2个、3个

D．1个、2个

(2)若利用上面的两组GIS图层进行造纸厂的选址，还应增加(

) 解析：(1)将地形图层与聚落分布图层、交通线分布图层重叠可形成地形对聚落及交通线分布影响的专题地图。(2)造纸厂会产生水污染，应布局在城市河流的下游，需要考虑水系分布，

同时，也会对城市功能区的布局产生影响，选址要考虑区域规划。

答案：(1)D

(2)C