14.2地理信息技术在区域地理环境研究中的作用

第十四单元地理环境与区域发展,必修三,第二节地理信息技术在区域地理 环境,研究中的应用,知识数据库,技能数据库,预测数据库,重点难点突破,一、地理信息技术,地理信息技术是指获取、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),、地理信息系统,(GIS),等,二、遥感全球定位系统、地理信息系统、地理信息技术与“数学地球”,重点难点突破,重点难点突破,【,答案,】,航空器航天器传感器范围大速度快限制少精度环境监测地面监控系统,用户设备部分全天候实时性空间数据获取空间定位数字地球计算机网络地理坐标,重点难点突破,一、,3S,技术的区别,重点难点突破,续表,重点难点突破,典例,1,(2007,年上海地理,),当今，,3S(RS,、,GPS,、,GIS),技术在生产、生活和科研中的作用越来越突出。运用有关,3S,知识回答下列问题。,(1)GIS,具有强大的查询功能，根据图甲显示的查询半径，图中以北京为查询中心的地图比例尺为,。根据图中显示的经纬度可知，地图中代表呼和浩特、济南、太原、天津的字母分别是,。,重点难点突破,(2),城市道路建设速度越来越快，地图测绘部门为了及时更新城市道路变化信息，需要利用,技术。图乙所示的交通监控与救援管理系统，根据交通事故发生地点，利用,技术，快速设计出警车、救护车赶往出事地的最佳行车路线，而交通事故发生地与警车、救护车的精确位置是利用,技术获取的。为了能对运动中的汽车精确定位，至少需要,接收颗卫星的信息。,重点难点突破,(3),图,中箭头指向线分别表示,3S,技术的不同应用功能，其中表示“提供影像信息功能”的是和,，表示“提供定位信息功能”的是和,，表示“反馈影像信息处理结果”的是,。,(4),图,中各个圆的重叠部分分别代表,RS,、,GPS,、,GIS,不同组合综合应用，其中重叠部分,b,代表,GIS,与,RS,技术的组合，丙代表,技术的组合。在图丙所示的各个综合应用中任选一种组合，并写出应用实例。,重点难点突破,【,思路解析,】,第,(1),题，从图甲中可知，北京与图中城市,A,的距离的等于,GIS,的查询半径，在此基础上，根据已知的图上距离和查询半径计算出该图的比例尺。再根据图中显示的城市的经纬度，得到各城市与北京的方位关系，即可得到代表呼和浩特、济南、太原、天津的字母。第,(3),题，图中表示,RS,对,GIS,和,GPS,的影响，表示,GIS,对,RS,、,GPS,的影响，表示,GPS,对,GIS,和,RS,的影响，在此基础上即可得到第,(3),题的答案。第,(4),题，可从重叠部分乙代表,GIS,与,RS,的组合，得到丙表示,GIS,与,CPS,的组合。再根据甲、乙、丙、丁表示的地理意义，选择自己最有把握的一个方面举例说明即可。,重点难点突破,【,答案,】,(1)150000000,A,、,D,、,B,、,C,(2)RS,GIS,GPS,四,(3),(4)GIS,与,GPS,甲：,RS,获取矿床露头信息，,GIS,分析矿产种类，,GPS,确定矿床露头位置；,乙：,RS,获取水灾淹没区的动态信息，,GIS,分析水灾损失；,丙：装载,GPS,接收器的运钞车发送位置信息到监测中心，,GIS,监测运钞车是否偏离预定线路；,丁：,RS,获取森林火场遥感信息，并可判断火势蔓延方向，,GPS,获取火场精确位置，引导消防队员及时、准确到达灭火地点。,重点难点突破,绿色通道,地理信息系统能够建立数据模型，即通过一定的方式将所要表示的内容转变成数据，这是,GIS,与地图最基本的差异。与地图相比，,GIS,主要具备以下优点：信息量大，使用方便；功能强大、完备；能够进行动态监测和评估预测。,即,景,活,用,联系遥感,(RS),、全球定位系统,(GPS),和地理信息系统,(GIS),有关知识，回答下列问题。,(1),上海某出租车公司在中心调度系统中快速查询本公司出租车的位置信息，所采用的技术是,。,(2),在分析,20,世纪,90,年代以来上海市彩红外遥感图像时，发现外环线周边地区的红色块状区域面积越来越小，而蓝灰色区域面积越来越大。可以判断，该地区,用地面积在缩小，而,用地面积在扩大。,重点难点突破,(3),根据,3,颗卫星提供的资料，运用数学原理就可以计算出地面静止物体的位置。如上图所示，有,4,颗卫星提供资料，除可进一步提高定位的精准度外，还可迅速计算出,物体的空间位置。,(4),下列选项中，可以应用“,3S”,技术的有,(,),A,导弹发射的精确制导,B,珠穆朗玛峰高程的精确测量,C,人口出生率、死亡率的统计,D,人口密度与商业网点布局的相关分析,重点难点突破,【,解析,】,第,(1),题，查询出租车的位置信息，首先要利用,GPS,进行定位，在此基础上才可能利用地理信息系统快速查询该公司出租车的位置信息。第,(2),题，,20,世纪,80,年代以来，上海市经济发展很快，外环线周围交通便利，地价较低，第二、三产业发展快，而且根据上海市彩红外遥感图像中红色块状区域面积越来矗小，而蓝灰色区域面积越来越大；可知农业用地在缩小，非农业用地在扩大。第,(3),题应明确地面上任何地点至少可以看到,4,颗,GPS,卫星，但只要能接收到,3,颗卫星的信号即可确定静止物体的位置，但对运动物体特别是高速运动的物体而言，用,4,颗卫星可迅速获得其所在的位置，并且还可以提高,GPS,定位的精确度。第,(4),题，导弹发射的精确制导和珠穆朗玛峰高程的精确测量需要使用全球定位系统，人口密度与商业网点布局的相关分析涉及地理事物分布的空间数据，需要借助地理信息系统进行分析，而人口出生率和死亡率的统计不涉及地理事物的定位与空间分布，不涉及,3S,技术。,【,答案,】,(1)GIS,和,GPS,(2),农业建筑,(,非农业,),(3),运动,(4)ABD,重点难点突破,二、遥感技术的应用领域,领域,内容,案例,农业,利用遥感技术可以识别各类农作物，计算其种植面积，并根据作物生长情况估计产量,美国利用卫星遥感资料对世界小麦产量进行估算，精度达,90%,。这种大面积的估产对于国际贸易、储运、加工等都有重要意义,林业,利用遥感技术可以清查森林资源，监测森林火灾和病虫害。利用航空虹外遥感技术，不仅能发现已燃烧起来的烈火，而且可以探测到面积在,0.1,0.3,平方米的小火情，还能及时预报隐伏火情,遥感技术曾在我国扑灭大兴安岭特大林火中起了很大的作用,重点难点突破,领域,内容,案例,矿产,调查,主要是根据矿床成因类型，结合地球物理特征，寻找成矿线索或缩小找矿范围。通过成矿条件的分析，提出矿产普查勘探的方向，指出矿区的发展前景,通过对甘肃省陆地卫星图像的分析，发现了金矿的分布，后经勘探人虽多年的实地调查，发现了亚洲最大的金矿,阳山金矿,环境,监测,利用遥感技术可以快速、大面积地监测水污染、大气污染和土地污染等,利用航空遥感对沈阳、大连、青岛、天津等城市的环境质量和污染程度进行监测，都取得了重要成果,气象,预报,气象卫星云图能分辨出造成暴雨、冰雹、雷雨大风等灾害性天气的中尺度天气系统；通过每三小时和每一小时或每半小时一次的观测则可以追踪这类天气系统的活动和演变，为预测这些灾害性天气提供依据,常利用卫星云图来分析台风的强度和移动方向，并预测大风、暴雨天气,续表,重点难点突破,典例,2,(2009,年安徽文综,),及时掌握土地利用现状是实现区域可持续发展的重要前提。安徽省土地总面积中，各类土地比重约为：平原,49.6%,，山地,15.3%,，丘陵,27.0%,，水面,8.1%,。完成,(1),(2),题。,(1),调查全省土地利用现状快捷、高效的手段是,(,),A,遥感,B,地理信息系统,C,全球定位系统,D,数字地球,(2),表中、项符合安徽省土地利用现状的是,(,),土地利用类型结构,(%),A,B,C,D,耕地,林地,草地,建设用地,其他用地,57.80,37.32,0.76,3.59,0.53,40.96,25.68,0.16,11.60,21.60,30.71,31.15,0.37,31.86,5.91,20.16,50.95,0.56,7.61,20.72,重点难点突破,【,思路解析,】,快捷高效获取地理信息的手段的选取，要把握好各种地理信息技术的应用领域与特点：遥感,信息采集；,GPS,定位导航；,GIS,分析、管理。判读表格，分析各类用地在四项中的比重关系，对比安徽省各类土地比重，明确：平原宜耕，山地丘陵宜林宜草，估算、推理。,【,答案,】,(1)A,(2)B,重点难点突破,绿色通道,解答在,3S,技术中如何选取适当手段之类的题目时，首先看其工作对象是“点”还是“面”，是“点”则选用,GPS,，如导航、珠峰高度测量等；如果是“面”则需看突出监测方面还是需处理计算才能得出结果，如要监测森林火灾则应选用,RS,技术，要在某城市选取大型商业中心区位应选用,GIS,技术。,同一项工作往往可能在某次使用的是一种技术，而另一次则使用了另一种技术，甚至是同时使用了多种技术，因此，要认真审题，提炼题目中提供的信息，如“某山区森林火灾发生后，扑救工作动用了卫星监测定位，并运用计算机软件对火势情况进行了分析和预报”这一事件中，使用卫星监测是,RS,技术的应用，卫星定位则是,GPS,技术的应用，计算机处理预报信息则是,GIS,技术的应用。,重点难点突破,即景活用,读水分含量对玉米叶子反射率的影响图，回答下列问题。,(1),据图可知，玉米叶子水分含量与反射率的关系是,(,正或负,),相关。要监测玉米缺水状况。首要采用的现代化技术是,(,),A,全球定位系统,(GPS),B,地理信息系统,(GIS),C,遥感,(RS),D,决策支持系统,(DSS),(2),监测玉米含水量变化。主要是通过监测玉米的,_,来判断玉米的生长状况。,(,),A.,电磁波特征,B.,种植密度,C.,种植面积,D,形状特征,重点难点突破,(3),玉米反射率较高的波段为,(,),A,红外线,B,可见光,C,紫外线,D,X,线,(4),依据上述原理。举例说明遥感在现代农业中的应用。,【,解析,】,第,(1),题，由图中可知，玉米叶子含水量越高，反射率越低，利用遥感技术可以接收地物反射电磁波，再根据反射率差异判断玉米缺水状况。第,(2),题，通过监测玉米叶子波谱特征来判断玉米缺水状况，进而判断玉米生长状况。第,(3),题，由图中可知，玉米反射率较高的波段波长处于,0.76,1.3,之间，应是红外线部分。第,(4),题可以根据农作物叶子含水量判断旱涝情况，进而估计农作物的产量。,【,答案,】,(1),负,C,(2)A,(3)A,(4),通过监测农作物叶子含水量及时监测农作物旱涝情况，为科学用水提供信息，提高水资源利用率：分析农作物的生长状况，估计农作物产量。,重点难点突破,三、,GPS,的组成和工作原理,重点难点突破,典例,3,读材料，回答下列问题。,随着,2009,年,4,月,15,日第二颗北斗导航卫星的发射成功，中国自主研制的北斗卫星导航系统从今年起进入了组网高峰期，预计在,2020,年左右形成覆盖全球的卫星导航定位系统。“北斗”是中国独立自主设计、建设的卫星导航系统，也是联合国有关机构认定的全球卫星导航定位四大核心供应商之一。,按照“先区域，后全球”的总体建设规划，中国在,2003,年正式开通的北斗卫星导航试验系统即北斗一代，成为继,GPS,、,GLONASS,之后，能够独立提供服务的三大卫星导航系统之一。,北斗一代开通应用五年多来，系统运行稳定，状态良好，及时提供了导航定位、数字短信及精确授时服务。在去年四川抗震救灾中建立奇功至今仍记忆犹新。目前入网注册用户四万多，近一二年内规划新增用户数超过十万，应用覆盖了水利电力、海洋渔业、交通运输、国土测绘、气象预报、减灾救灾和公共安全等领域，牵引促进了电子、通信、机械制造、地理信息等相关产业和信息服务业的发展，产生了显著的经济和社会效益。,重点难点突破,(1),我国北斗导航系统主要属于,(,),A,GPS,B,RS,C,GIS,D,3S,(2),北斗导航系统可能用于,(,),交通运输搜索营救 森林防火导弹发射,A,B,C,D,(3),试谈谈我国组建北斗卫星导航系统的意义。,【,思路解析,】,第,(1),题，由材料中信息“目前世界上只有少数几个国家能够自主研制生产卫星导航系统，正在运行的有美国的,GPS,系统”可知，我国北斗导航系统主要属于,GPS,。第,(2),题，由材料中信息主要用于国家经济建设，为中国的交通运输、气象、石油、海洋、森林防火、灾害预报、通信、公安以及其他特殊行业提供高效的导航定位服务可知，北斗导航系统可能用于交通运输、搜索营救和森林防火，当然军事上的导弹发射也能起到重要作用。第,(3),题，根据材料提示，目前世界上只有少数几个国家能够自主研制生产卫星导航系统，正在运行的有美国的,GPS,系统和俄罗斯的,GLONASS,系统，我国组建北斗卫星导航系统将打破少数国家的垄断，对我国的政治、经济和国防将产生重大意义。,重点难点突破,【,答案,】,(1)A,(2)B,(3),目前中国主要依靠美国的,GPS,系统来进行导航定位服务。而随着中国北斗系统的建成，北斗导航定位系统除具有强大的政治和国防意义，还可以广泛应用于海陆空交通运输，有线、无线通信等领域，将使中国在卫星应用方面摆脱对国外卫星导航系统的依赖，并带动一大批高技术产业，形成新的经济增长点。,重点难点突破,黑色陷阱,第,(2),题易错选,C,项，主要是因为不能正确理解遥感技术和全球定位系统的区别，把北斗导航系统的作用当作了一般的卫星遥感。,即景活用,2009,年,1,月,14,日，青岛警方仅用,5,个小时便找到了被盗汽车，市民王先生感激不尽。警方破案利用了,(,),A,GIS,技术,B,GPS,技术,C,RS,技术,D,数字地球,【,解析,】,汽车上普遍安装,GPS,定位系统，警方依据,GPS,系统，能准确知道汽车的位置。,【,答案,】,B,重点难点突破,四、地理信息技术与数字地球,“数字地球”的技术基础,“数字地球”的技术基础主要包括：信息高速公路与高速网络技术、高分辨率卫星遥感技术、空间信息技术与空间数据基础设施、大容量数据存储技术、可视化和虚拟现实技术、高性能计算能力。,1,信息高速公路是一个集电话、电脑、电视等功能于一体，能够综合传输和处理图、文、声、像等各种信息的全社会的立体化通信网。而国际互联网是当前信息领域发展最快、作用最大、影响最广、公众关注程度最高的通信网络，它是信息高速公路的具体体现。,2,20,世纪的遥感卫星影像，在卫星遥感问世的二十多年里，分辨率已经有了飞快的提高，这里所说的分辨率是指空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率。空间分辨率指影像上所能看到的地面最小目标尺寸，用像元在地面的大小来表示，它从遥感形成之初的,80,米，已提高到,30,米、,10,米、,5.8,米乃至,2,米，军用的甚至可达到,10,厘米。,重点难点突破,3,空间信息是指与空间和地理分布有关的信息。空间信息用于地球研究，即地理信息系统。当人们在“数字地球”上处理、发布和查询信息时，将会发现大量的信息都与地理空间位置有关。国家空间数据基础设施是“数字地球”的基础。,4,“数字地球”将需要存储,1015,字节的信息。因此，数据存储技术至关重要。,1,米分辨率的影像覆盖广东省大约有,1TB,的数据，而广东面积只有我国的,1/53,。所以要建立起中国的“数字地球”，仅仅影像数据就需,53TB,。,5,可视化是实现“数字地球”与人交互的窗口和工具，没有可视化技术，计算机中的一堆数字是无任何意义的。“数字地球”的一个显著技术特点是虚拟现实技术。建立了“数字地球”以后，用户戴上显示头盔，就可以看见太空中的地球了。,6,地球是一个复杂的庞大系统，地球上发生的许多事件、变化和过程又十分复杂而呈非线性特征，时间和空间的跨度变化大小不等，差别很大，只有利用高速计算机，我们才有能力来模拟一些不能观测到的现象。利用数据挖掘技术，我们将能够更好地认识和分析所观测到的海量数据，从中找出规律和信息。,重点难点突破,典例,4,读“数字江苏”的组成和实例表，回答下列问题。,数字城市建设的热潮正在我国悄然兴起。北京、上海、重庆、深圳、广州等相继提出了数字城市建设规划并开始进行试点建设。“数字江苏”“数字海南”“数字山西”“数字福建”“数字浙江”“数字陕西”等也在规划建设中。各地都把建设数字省、市作为推进本地区信息化的重大战略措施。,重点难点突破,续表,重点难点突破,(1)“,数字江苏”建设包括哪三方面的工作？,(2),建设“数字江苏”主要涉及哪些关键技术？,(3),简述建设“数字江苏”的意义。,【,思路解析,】,数字区域的概念最早来自美国戈尔提出的“数字地球”。据统计，人类生产、生活的信息有,80%,与地理空间位置有关。“数字地球”就是要把地球上的各种信息按地理坐标进行加工，构成完整的“数字地球”模型。从狭义上讲，数字区域主要是指利用地理空间的数字信息构筑一个平台，把一个城节、省区，乃至一个国家的经济、社会信息加载上去，从而为社会各方面提供服务。,【,答案,】,(1)“,数字江苏”建设包括数字化、网络化和智能化三方面。,(2),信息高速公路与高速网络技术；高分辨率卫星遥感技术；空间信息技术与空间数据基础设施；大容量数据存储技术；可视化和虚拟现实技术；高性能计算能力。,(3)“,数字江苏”不仅能够充分、高效、快速地利用信息资源，提高行政管理效率，而且能大幅度提高生产和贸易效益，扩大生产规模，增加财政收入，提高服务质量，促进社会经济又好又快发展。,重点难点突破,绿色通道,准确了解地理信息系统在城市管理中的作用是解答该题的关键。,应用,主要功能,城市信息管理与服务,主要向城市居民提供日常工作与生活所需的各种信息,城市规划,进行城市与区域多目标的开发和规划,城市道路交通管理,显示有关道路的路况、交通流量、沿线环境等空间和属性信息,城市抗灾减灾,实时跟踪灾害发生、发展过程，对灾害进行快速分析、评价和模拟，辅助开展灾后的应急和恢复工作,城市环境管理,环境规划与决策、监测、评价、预测与模拟,重点难点突破,即景活用,中国政府和学术界在“数字地球”的基础上提出“数字中国”的构想。构想中的“数字中国”将建立一个完整的国家公用信息网。它集成了国家经济信息网、国土资源信息网、长江流域监控同等网络的信息，并将促进这些系统的综合利用。回答,(1),(2),题。,(1),下列关于“数字地球”的叙述，正确的是,(,),A,“数字地球”就是指因特网,B,“数字地球”就是指“信息高速公路”,C,“数字地球”将有关地球上每一点的信息按地理坐标加以整理，然后构成一个全球的信息模型,D. “,数字地球”的核心就是用数字化的手段来处理地球上自然方面的问题,(2),下列不属于“数字中国”服务领域的工作是,(,),A.,了解长江流域的水土流失情况,B,了解股票行情,C.,通缉罪犯,D,设计时装,重点难点突破,【,解析,】,第,(1),题，因特网、信息高速公路都与数字地球有关，但它们并不等同于数字地球，数字地球是一个庞大而复杂的系统，涉及诸多关键技术，信息高速公路和高速网络技术是其关键技术。数字地球不仅可以处理自然方面的问题，还可以处理社会问题。第,(2),题，“数字中国”储存有大量的自然信息和社会信息，利用“数字中国”的数据可以掌握各地的治安状况，有利于恰当地部署警力，打击犯罪；可以方便地了解股票行情；利用长江流域监控网可了解长江流域的水土流失情况，而设计时装并不属于“数字中国”的服务领域。,【,答案,】,(1)C,(2)D,重点难点突破,