地理课件：3.1《地理信息系统及其应用》（湘教版必修3）

欢迎进入地理课堂 第一节地理信息系统及其应用 预习新起点 知能新整合 学点一 典例分析 对应训练 学点二 典例分析 对应训练 合作讨论 地理信息系统及其应用 一 地理信息系统 地理信息系统 概念 地理信息系统是一种以 存储 分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间 系统 采集 管理 信息 发展 地理信息系统发展简史 20世纪60年代 开拓期20世纪70年代 巩固发展期20世纪80年代 大发展期20世纪90年代后 用户时代 我国GIS的发展 20世纪80年代初期 开始起步20世纪90年代 快速发展阶段21世纪 重大发展阶段 基础数据专题数据 地理信息系统 组成 硬件设备 计算机主机数据 设备数据 设备数据 设备存储设备 输入 输出 传输 GIS软件 功能 显示 分析地理数据内容 数据输入与编辑 数据操作以及数据显示和 存储 数据管理 输出 GIS地理数据 地理数据的输入 存储地理数据的操作和分析地理信息的输出 GIS人员 开发人员用户 应用模型 人口扩散模型 商业选址模型等 工作过程 城市规划和管理 城市规划的设计 工程选址 城市管理 辅助决策基础设施管理 工程设计 应急抢修 日常维护土地利用与管理 土地利用状况的 和 生态环境管理 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 二 地理信息系统与城市管理 地理信息系统与城市管理 应用 资源调查 环境评估 预测 国土管理 城市规划 通信 交通运输 公安 水利 公共设施 金融 灾害 邮电 商业 GIS在城市建设和管理中的典型应用 监控 管理 返回目录 学点一地理信息系统 1 地理信息系统的概念对地理信息系统概念的理解要把握两个方面 首先 GIS是一种计算机系统 它具备一般计算机系统所具有的功能 如采集 管理 分析和表达数据等功能 其次 GIS处理的数据都和地理信息有着直接或间接的关系 这样 可以简单地定义地理信息系统为用于采集 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 地理信息系统是有关空间数据管理和空间信息分析的计算机系统 2 地理信息系统的发展从历史发展看 地理信息系统脱胎于地图 并成为地图信息的又一种新的载体形式 到目前 GIS发展已经历了四个阶段 如图所示 3 地理信息系统的组成组成及主要功能如下表 用作数据和信息的采集 处理 加工 分析和输出等 包括计算机主机 数据输入设备 数据输出设备 数据传输设备 存储设备 提供存储 显示 分析地理数据的功能 包括数据输入与编辑 数据管理 数据操作以及数据显示和输出等 是GIS系统建立的基础 包括基础数据和专题数据 GIS是一个动态的地理模型 需要人员进行系统组织 管理 维护和数据更新 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采用GIS完成工作的用户 4 地理信息系统的工作过程GIS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 以及地理信息输出等环节 其简要程序如下图所示 应用模型是在对专业领域的具体对象与过程进行大量研究的基础上总结出的规律的表示 GIS应用就是利用这些模型对大量空间数据进行综合分析来解决实际问题的 包括人口扩散模型 商业选址模型 路径分析模型等 1 第一步 建设GIS的首要工作是建立地理数据库 GIS的数据是多种多样的 将收集好的各种数据资料 经过分类和标准化处理后 就可以输入到计算机中 其中 对于图形数据的输入 常用的方法是扫描纸质地图后进行数字处理 此外 遥感数据已经成为GIS的重要数据来源 2 第二步 GIS数据的存储 GIS的数据存储采用 分层 技术 即将地图中的不同要素 存储在不同的 图层 中 将不同的 图层 要素进行重叠 就形成不同主题的地图 3 第三步 GIS数据的操作与分析 对GIS数据的操作与分析 是GIS应用的基础 通过对GIS数据的操作 可以使各类数据之间的关系以直观的形式表现出来 4 第四步 GIS输出 GIS的输出 是指将编辑好的GIS信息在计算机显示器的屏幕上显示 或通过绘图仪 打印机等输出的过程 其实 GIS工作过程还有最重要的第五步 GIS应用 以各种图形 地图或表格等形式输出的数据 用户和决策者对数据进行判断分析后 就可以应用 返回目录 典例分析 例1 甲图为一幅具有林木 河流和住房的景观图 乙图是根据该图而建立的空间数据模型 由此比较地图与地理信息系统对地物的表示有何差异 答案 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 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 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 解析 该题的命题目的是让学生知道地理信息系统是如何建立的 如何将地面地理信息转变为地理信息系统中的数据 从题中我们可以看出 地理信息系统简要的工作程序 是将区域内地物的有关信息 林木 河流和住房 转变为计算机可以识别的数据结构 建立起区域地物信息数据模型和空间模型 首先建立区域的栅格结构图 根据区域大小 将乙图空间按规则分成一个个小块 地物所在位置用它们所占据的栅格的行 列号来定义 地物属性通过赋予栅格属性值来表示 如林木用s表示 河流用r表示 住房用h表示 这样 地图就转变成了空间数据 将其储入计算机 就可建立这个区域的地理信息系统数据库 从分析中可以看出 地理信息技术与地图在许多方面相同 但也有不同的地方 返回目录 对应训练 如果将GIS用来监测森林火灾 可以 A 用来分析 判断引起火灾的原因B 预测森林火灾的发生地点C 预测森林火灾所造成的后果D 及时知道火灾地点 范围 以便于及时分析火势蔓延方向 制订灭火方案 D 返回目录 学点二地理信息系统与城市管理 1 应用领域资源调查 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 2 GIS与城市管理 城市规划与管理 城市规划的设计 工程选址 城市管理和辅助决策 基础设施管理 道路交通 电力 电信 燃气 自来水 排污等 工程设计 应急抢修 日常维护 3 GIS在道路交通中的应用 土地利用与管理 土地使用性质变化 地块轮廓变化 土地权属关系变更 土地利用状况的监控和管理 生态环境管理 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 查询路况信息 为道路养护服务 道路交通管理 道路的通行状况 迅速定位事故点 提供交通疏散线路 道路设计 最佳路径 最小造价分析 道路建设 掌握工程进度 控制工程质量 道路管理 返回目录 典例分析 例2 图3 1 2示意为某专题研究建立的地理信息系统 GIS 图层 据此回答 1 2 题 1 该专题研究可能是 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 学校布局 A 第 1 题 根据题中提供的图层 有水系 土地利用 居民点 地形和土壤 特别是有土壤图层 说明该专题研究的可能是耕地分类和评价 2 若利用该地理信息系统进行深埋垃圾场选址 在下列图层中应增加 大气污染 区域规划 造纸厂 印刷厂分布 水文地质A B C D D 第 2 题 如果对深埋垃圾场选址 首先应考虑该地的水文地质条件 因为是深埋 处理不好很容易造成地下水污染 另外 深埋垃圾场附近地表比较疏松 并且有可能产生沼气等气体 故选址时一定参考当地的区域规划 决不能建在居民区 商业区等附近 返回目录 对应训练 结合下面一段材料 回答问题 应用GIS解决公交塞车问题广州市为了解决公交车 出租车的违章行为 市交警部门开展了公交车行车秩序的专项整治 严格规定了公交车和出租车在不同情况下停车与下客等的行驶路线和停靠方式 对于公交车 出租车驾驶员违规 交警部门制定了严格的处罚措施 因为整治 司机们都规规矩矩地排队进站 但没有预料到的是在天河城 黄浦大道 岗顶等公交线路密集路段一度出现了大塞车 问题最突出的路段 在下班高峰时 公交长龙一直从体育中心站排到了天河立交桥 后来发现 公交车按规矩进站反而出现了塞车的怪现象 原因是广州市一些道路站点和线网设置不合理 如在广州市一些主干道上 有些公交站有十几条 二十几条线路 大量公交车挤在同一个站上下客 为了解决这个问题 广州市交通部门一方面制定了市区公交线路密集段的站点调整方案 另一方面又推出了 公交地理信息系统 该系统建立在电子地图的基础上 使公交车重叠率 换乘系数等运行状况一目了然 交通管理部门根据该系统提供的数据 进行综合分析 采用了将有些站点易位 增设公交站点以及在一些主干道上设置公交专用道 公交快车走廊 等措施 有效地扭转了该市公交塞车的局面 1 目前 GIS在城市建设和管理中的典型应用有哪些方法 主要有城市规划和管理 基础设施管理如道路交通 电力 电信 燃气 自来水 排污等 土地利用与管理 生态环境管理等方面 2 你所在的城市管理中是否有可以运用GIS帮助改善管理状况的情况 你能否借鉴材料中的经验谈一下改进意见 提示 该题的设计主要要求学生要关心社会 要善于把所学知识与实际生活 生产相联系 关于改进意见 只要符合当地实际情况 有道理即可 返回目录 1 地理信息系统的主要功能和地图一样 这种认识正确吗 为什么 这种认识是错误的 地理信息系统与地图是两个完全不同的概念 一般地图是利用比例尺 方向 图例 注记以及等值线等来表示地理事物的有关内容 而地理信息系统则是地图的延伸 它通过采集 处理数据 建立模型来表示地理事物的有关内容 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值 是地理信息系统与地图最基本的差异 2 地理信息系统比传统纸质地图有哪些优越性 地理信息系统比传统纸质地图优越性明显 网上的电子地图采用图层管理的方法 用户可以选择需要的图层进行显示 查询 放大 缩小 漫游 全图 刷新 创建 修改 保存 播放 打印等 3 是否涉及人类生产 生活的课题都可以用GIS进行研究 地理信息系统与一般信息系统的区别是GIS所采集的信息是按地理空间分布特征来反映地理实体结构和动态变化规律的 因此 不反映地理空间分布特征的有关课题 一般不用GIS进行研究 4 GIS在进行病人急救过程中可提供哪些服务 GIS在病人急救过程中 可提供如下服务 1 快速锁定病人的位置 2 搜寻距离病人最近的医院和救护车 3 提供救护车最佳行车路线 以赢得抢救时间等 返回目录 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全