高二地理教案：第三章 地理信息技術(shù)

高二地理教案：第三章 地理信息技術(shù)

　　 第一節(jié) 地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用

　　 引言：假如寒假你去北京參觀奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館，北京這么大，你怎么才能夠找到你想?yún)⒂^的場(chǎng)館呢？

　　假設(shè)你乘火車到達(dá)北京西站，我們下面利用某網(wǎng)站提供的地圖功能，來試一下如何查詢從北京西站到鳥巢的路線？

　　 一、地理信息系統(tǒng)的概況

　　1、概念

　　GIS是一種以采集、存儲(chǔ)、管理、分析和描述地球表面與地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。

　　練習(xí)：

　　1、GIS與地圖最基本的差異是（ D ）

　　A. GIS用點(diǎn)、線、面來表示地物的空間特征和屬性

　　B. GIS用符號(hào)表示地物的屬性

　　C. GIS用色彩表示地物的差異

　　D. GIS用數(shù)值表示地物的空間數(shù)據(jù)

　　2、地理信息系統(tǒng)比地圖優(yōu)越的功能有（ D）

　�、俨粌H有平面信息，還有三維立體的信息②有很便捷的檢索功能和大容量的信息庫③可以隨時(shí)進(jìn)行信息的切換、縮放、補(bǔ)充測(cè)算等，獲得更新的信息④不僅有空間數(shù)據(jù)信息，還有景觀照片和動(dòng)態(tài)的影像信息

　　A. ①② B. ②③ C. ②③④ D. ①②③④

　　思考：

　　1、地理信息系統(tǒng)與一般信息系統(tǒng)的區(qū)別？空間信息

　　2、我們利用GIS，除了像上面所列舉的尋找道路以外，我們還能利用它做些什么呢？（閱讀：P74~75頁的閱讀部分）

　　 解讀：P75頁的圖

　　網(wǎng)絡(luò)GIS路經(jīng)查詢——用來查詢兩點(diǎn)間的交通路線

　　◆位置。即在某個(gè)地方有什么。位置可以是地名、郵政編碼或地理坐標(biāo)等。如在一個(gè)陌生城市，我們可以利用它調(diào)出所在位置附近的地圖，查詢目標(biāo)地點(diǎn)。

　　◆條件。即符合某些條件的實(shí)體在哪里。如在某個(gè)地區(qū)尋找面積不小于l000平方米的不被植被覆蓋的、且地質(zhì)條件適合建大型建筑的區(qū)域。

　　◆趨勢(shì)。即在某個(gè)地方發(fā)生的某個(gè)事件及其隨時(shí)間的變化過程。

　　◆模式。即在某個(gè)地方的空間實(shí)體的分布模式。模式分析揭示了地理實(shí)體之間的空間關(guān)系。

　　◆模擬。即某個(gè)地方如果具備某種條件會(huì)發(fā)生什么。通過模擬的，分析現(xiàn)實(shí)的。

　　總結(jié)歸納：GIS可以解決的五類問題

　　與位置有關(guān)的問題、與分布有關(guān)的問題。GIS可以方便地查詢地物的位置、地物的相關(guān)屬性。也可以用地物屬性來查詢地物位置。

　　解決趨勢(shì)分析的問題。能夠了解地物隨時(shí)間變化的過程，和分析該地物發(fā)展的趨勢(shì)。

　　模式問題。通過GIS建立地物分布及其組合的空間模式，進(jìn)而分析模式各要素間的空間關(guān)系。

　　模擬問題。

　　練習(xí)：下列課題中，主要是應(yīng)用GIS進(jìn)行研究的有（ BCD ）

　　A. 近50年來，世界糧食總產(chǎn)量與人均產(chǎn)量變化趨勢(shì)分析

　　B. 近10年來，上海市區(qū)人口分布變化特征與城市建設(shè)相關(guān)性分析

　　C. 浙江省西部地區(qū)土地利用狀況與農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)變化特征分析

　　D. 上海市浦東新區(qū)內(nèi)環(huán)線主要道路交叉點(diǎn)交通流量狀況通報(bào)及優(yōu)化公交線網(wǎng)、站點(diǎn)分布的方案設(shè)計(jì)

　　解析：題要注意“GIS所采集的信息是按地理空間分布特征，來反映地理實(shí)體結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)變化規(guī)律的”，而A選項(xiàng)中世界糧食總產(chǎn)量與人均產(chǎn)量變化不是地理空間分布特征。因此不能應(yīng)用GIS進(jìn)行研究。

　　2、發(fā)展

　　請(qǐng)同學(xué)們閱讀P75~76頁的“地理信息系統(tǒng)簡(jiǎn)史”、“我國GIS的發(fā)展”

　　總結(jié)歸納：

　　1、地理信息系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史；

　　20世紀(jì)60年代（開拓期） → 70年代（鞏固發(fā)展期） → 80年代（大發(fā)展期） →90年代（用戶時(shí)代）

　　2、我國GIS的發(fā)展；

　　20世紀(jì)80年代初（開始起步） → 90年代（快速發(fā)展） → 21世紀(jì)（重大進(jìn)展）

　　3、我國GIS的發(fā)展的特點(diǎn)：起步晚；速度快

　　練習(xí)：在GIS所經(jīng)歷的發(fā)展階段中，20世紀(jì)80年代屬于（ C ）

　　A. 開拓期 B. 鞏固發(fā)展期 C. 大發(fā)展期 D. 用戶時(shí)代

　　3、組成

　�。�1）硬件：計(jì)算機(jī)主機(jī)、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、傳輸設(shè)備、儲(chǔ)存設(shè)備

　�。�2）軟件：包括數(shù)據(jù)輸入與編輯、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)操作、數(shù)據(jù)顯示與輸出；其功能是存儲(chǔ)、分析、顯示地理數(shù)據(jù)。

　　（3）數(shù)據(jù)：包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（如地形、地貌、地質(zhì)數(shù)據(jù)等）和專題數(shù)據(jù)（如規(guī)劃、房地產(chǎn)、交通、環(huán)保、公用事業(yè)數(shù)據(jù)等）。

　　（4）人員：包括專業(yè)人員和用戶。

　�。�5）模型：是解決各種實(shí)際問題的專業(yè)程式。

　　4、工作過程

　　地理數(shù)據(jù)的輸入和存儲(chǔ) → 地理數(shù)據(jù)的操作和分析 → 地理信息輸出

　　請(qǐng)同學(xué)們閱讀P79頁的“數(shù)字化與GIS數(shù)據(jù)源”

　　了解：1、什么叫數(shù)字化？2、GIS數(shù)據(jù)來源有哪些？ （1）地理數(shù)據(jù)的輸入：圖形數(shù)據(jù)的輸入過程

　　（2）地理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)：采用“分層”技術(shù)，即將地圖中的不同要素，存儲(chǔ)在不同的“層”中。將不同的“層”要素進(jìn)行重疊，就形成不同主題的地圖。

　　（3）對(duì)數(shù)據(jù)的操作與分析：對(duì)GIS的操作，可以使各類數(shù)據(jù)之間的關(guān)系以直觀的形式表現(xiàn)出來，這種形式可以是圖形、地圖或表格。用戶和決策者對(duì)操作結(jié)果進(jìn)行判斷分析后，就可以應(yīng)用了。

　　請(qǐng)同學(xué)們閱讀P80頁的“GIS的查詢與分析”

　�。�4）GIS的輸出：將編輯好的GIS信息在計(jì)算機(jī)顯示器的屏幕上顯示，或通過繪圖儀、打印機(jī)等輸出。

　　請(qǐng)同學(xué)們閱讀P81~82頁的“GIS軟件”

　　 二、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

　　1、城市管理中的應(yīng)用

　　GIS在城市建設(shè)和管理中的典型應(yīng)用：（1）城市規(guī)劃和管理；（2）基礎(chǔ)設(shè)施管理；（3）土地利用與管理；（4）生態(tài)環(huán)境管理。

　　請(qǐng)同學(xué)們閱讀P83頁的“GIS在道路交通中的應(yīng)用”，填表： 應(yīng)用領(lǐng)域 應(yīng)用 道路交通管理 道路的通行狀況，定位事故點(diǎn)，提供交通疏散的方案 道路設(shè)計(jì) 最佳路徑分析、最小造價(jià)分析 道路建設(shè) 工程進(jìn)度、工程質(zhì)量 道路管理 路況信息、道路養(yǎng)護(hù) 城市生態(tài)環(huán)境管理：用于生態(tài)環(huán)境規(guī)劃與決策、監(jiān)測(cè)（包括重點(diǎn)污染源管理）、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)與模擬等。

　　GIS技術(shù)應(yīng)用的新領(lǐng)域

　　1、模擬與決策支持：地理信息模擬系統(tǒng)GIMS將得到發(fā)展，并在決策支持分析中應(yīng)用。如解決交通預(yù)測(cè)、交通分析等常見問題。

　　2、科學(xué)和數(shù)學(xué)：如地質(zhì)、地球物理、水文等需要三維分析功能的領(lǐng)域；景觀生態(tài)中GIS模擬的三維分析；圖像處理等。

　　3、全球問題：如分析熱帶森林退化、酸雨、溫室效應(yīng)、受威脅和瀕臨滅絕的物種及其他類似的問題。

　　4、全球氣候監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)的GIS網(wǎng)絡(luò)。

　　5、全球環(huán)境管理：如確定全球最敏感的植物產(chǎn)地，讓所在國家同意保護(hù)并作為國際債務(wù)償還。

　　P83~84頁的閱讀材料“GIS的新進(jìn)展”

　　網(wǎng)絡(luò)GIS、三維GIS與虛擬GIS、多媒體GIS

　　練習(xí)：

　　1、如果將GIS用來監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)，可以（ D ）

　　A. 用來分析、判斷引起火災(zāi)的原因

　　B. 預(yù)測(cè)森林火災(zāi)的發(fā)生地點(diǎn)

　　C. 預(yù)測(cè)森林火災(zāi)后所造成的后果

　　D. 及時(shí)知道火災(zāi)地點(diǎn)、范圍、分析火勢(shì)蔓延方向，制定滅火方案

　　2、有的漁民已經(jīng)利用GIS技術(shù)來尋找魚群，如果普遍引用這技術(shù)（ B ）

　　A. 可以使?jié)O獲量持續(xù)增長(zhǎng)

　　B. 可能導(dǎo)致過度捕撈，使?jié)O業(yè)資源枯竭

　　C. 絕對(duì)會(huì)增加漁業(yè)的生產(chǎn)成本

　　D. 會(huì)促進(jìn)漁業(yè)生產(chǎn)，加大對(duì)漁業(yè)資源的開發(fā)利用，提高漁民的生活水平

　　解析：GIS技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到日常生產(chǎn)和生活的眾多領(lǐng)域。GIS可以用來尋找魚群，暫時(shí)增加捕撈量，隨著產(chǎn)量增加，生產(chǎn)成本會(huì)逐漸降低，但由于過度捕撈會(huì)導(dǎo)致漁業(yè)資源枯竭，最終會(huì)降低漁民的生活水平。

　　課后探究：試設(shè)計(jì)一項(xiàng)應(yīng)用GIS的課題研究項(xiàng)目。

　　設(shè)計(jì)項(xiàng)目：如“江漢平原某年水稻長(zhǎng)勢(shì)的監(jiān)測(cè)分析”；“中等城市垃圾填埋場(chǎng)選址模式及其與交通、環(huán)境關(guān)系的分析”；“油輪在某海域發(fā)生大量漏油事故時(shí)，預(yù)測(cè)其污染范圍及對(duì)海洋生物的影響”等。

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