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1.2地理信息技术在区域地理环境研究中的应用


1.2 地理信息技术在区域地理环境研究中的应用 . 课时安排: 课时安排:2 课时 教学目的: 教学目的: 1.了解遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理,以及数字地球的含义。 2.举例说明遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境研究中的应用 教学重难点: 教学重难点: 1.遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理,以及数字地球的含义 2.遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境研究中的应用 教具准备: 教具准备:有关挂图等、自制图表等 教学方法: 教学方法:比较法、图示分析法、图示法等 教学过程: 教学过程: 第一课时 一、地理信息技术 1.概念 .概念: 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—— ——广泛 .应用—— 广泛应用于区域地理环境研究,在资源调查、环境监测、自然灾害防御监测、国土资源 管理、国土开发规划等许多领域中发挥着重要作用。 如:可以模拟特定区域的自然过程,预测、预报区域内可能发生的灾害或环境变化。 GPS 汽车导航、空间信息网站、城市多媒体地理信息系统等。 遥感(RS) 二、遥感 1.概念: .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.遥感的装置 . 传感器—— ——遥感的关键装置 ⑴传感器——遥感的关键装置 作用: 传感器在航空或航天器上接受地面物体反射或辐射的电磁波信息, 并以图像胶片 或数据磁带记录下来,传送到地面接收站(图 1.4) 组成(了解) ⑵组成(了解) 遥感平台、传感器、地面接收站、信息处理系统等 3.遥感技术的主要环节和功能 . 遥感技术主要环 目标物 传感器 遥感地面系统 成果 节 接受物体和环境 接收信息,处理、 专 业 图 件 或 遥感功能 收集、 传输信息 的电磁波辐射 分析信息 统计数字 案例介绍: 1998 年洞庭湖及荆江地区飞机、卫星遥感影像对洪水监测 1998 年夏秋,长江流域发生了罕见的大洪水,中科院遥感所等科研部门,利用飞机遥 感监测和卫星遥感监测技术, 对洞庭湖及荆江地区洪灾情况进行监测, 在很短的时间内获得 了较全面的资料,给抗洪决策提供了科学依据,为夺取抗洪斗争立了大功。 课本图 1.5(左图)是飞机遥感影像,在阴雨天气的情况下,通过微波遥感,透过层层云雨 阴隔而得到的图像,地物仍具很高的分辨率,经过计算机处理后,课本图 1.6(左图)更是 清楚地显示了洪水的淹没情况。课本图 1.5(右图)是卫星遥感影像,同样经过计算机处理 后,课本图 1.6(右图)能清楚地显示当时该地区淹没地区的分布。通过不同时间,不同遥
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感平台得到的影像, 再经过计算机处理技术, 我们就能快捷、 准确地统计出洪水的淹没情况。 可见,遥感技术具有很多的优点。 4.遥感的优越性 ) .遥感的优越性(此部分可以请学生思考讨论总结完成。 ①提高研究工作的精度和质量,节省人力、财力,提高效率。 传统的工作方法 从点、线实地观测 面上的分析研究

遥感技术

从面上的区域分析研 究入手

有重点地选择若干点、线 进行野外验证和检查

②遥感信息作为重要的信息源,为区域地理环境研究从定性到定量、从静态到动态、从 过程到模式的转化和发展,提供了条件。 区域地理环境研究的前提是获取地理信息。例如,将多次或逐月、逐年的遥感影像图叠 加,就可反映城市的扩张、海岸的侵蚀、湖泊的消长,等等。在区域地理环境研究中,遥感 广泛应用于资源凋查、环境监测、自然灾害防御监测等领域。 遥感技术的应用范围很广。 除了以上介绍的森林火灾、 洪水监测外, 还广泛应用于农业、 地质、海洋研究、环境监测等许多方面。而且我国的遥感技术也已经在世界上具领先地位。 5.遥感技术的应用 . 阅读 通过这个材料,使学生了解如下问题: 遥感在农业方面的应用 1.遥感在农业方面的应用主要包括上地资源调查、土地利用现状调查、病虫害和农业 生态环境调查及监测,以及农作物长势监测和估产等方面。 2.遥感在土地资源与土壤调查中应用广泛。 3.作物估产是体现遥感在农业方面综合应用的最好例证。 思考 1.从监测的范围、速度,人力和财力的投入等方面看,遥感具有哪些特点? 点拨: 范围更广、速度更快、需要人力更少、财力投入少。 2.有人说:遥感是人的视力的延伸。你同意这种看法吗? 点拨:同意。可以从遥感的定义分析。从某种意义上说,人们“看”的过程就是在 遥感,眼睛相当于传感器。 课堂小结: 课堂小结: 遥感技术是国土整治和区域发展研究中应用较广的技术手段之一, 我国在这个领域已经 走在了世界的前列。 我国的大部分土地已经获得了大比例尺的航空影像资料, 成功发射了回 收式国土资源卫星,自行研制发射了“风云”卫星。遥感技术为我国自然资源开发与利用提 供了大量的有用的资料,在我国农业估产、灾害监测、矿产勘察、土地利用、环境管理与城 乡规划中起到了非常重要的作用。 全球定位系统(GPS) 三、全球定位系统 1.概念: .概念: 利用卫星,在全球范围内适时进行导航、定位的系统,称为全球定位系统,简称 GPS。 2.组成: .组成: 空间部分——GPS 卫星星座(图).7); 地面控制部分—一地面监控系统;
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用户设备部分——GPS 信号接收机。 3.特点 . 全能性(陆地 海洋、航空和航天)、全球性、全天候、 陆地、 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 4.应用 . 为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。 ⑴为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。 在区域地理环境研究中的应用。 ⑵在区域地理环境研究中的应用。 如: 野外调查是区域地理环境研究常用的方法之一, 全球定位系统可以帮助野外考察人员确 定考察点的地理位置(经度和纬度)、高程(海拔),从而可在野外调查中获得更为精准的数据。 在日常生活中应用—— ——GPS 导航 ⑶ 在日常生活中应用—— 无论是在何时何地,只要拥有 GPS 信号接收机,就能知道自己前进的方向和所处的地理坐 标。利用 GPS 为导航服务也成为—种新兴的行业(图 1.8)。 GPS 汽车导航(图 1.8)汽车导航装置可显示城市道路图和该车的位置。驾驶员辅入出发 点和目的地的地名然后从系统显示的可行路线中选择其中的一条。 系统除动态显示该车的位 置》L 还通过语音提示 引导驾驶员把车开到目的地。 5.GPS 卫星星座 . GPS 卫星星座由 21 颗工作卫星和 3 颗在轨备用卫星 颗在轨备用卫星组成。它们均匀分布在六个轨道平 面内。全球任何地点在任何时刻地平面上空至少有四颗 GPS 卫星。 思考 在 GPS 汽车导航中,信息在汽车、卫星和服务中心之间是怎样传递的? 点拨:汽车中的 GPS 用户设备接收了 GPS 卫星信息,解算出本车的位置、速度等信 息,并通过无线电信号传送至服务中心。服务中心再根据汽车所在的位置、及时通过语言提 示为汽车导航。 阅读 通过该材料大致了解我国的卫星导航定位系统 地理信息系统(GIS) 四、地理信息系统 1.概念 . 专门处理地理空间数据的汁算机系统,称为“地理信息系统” ,简称“GIS” 。 阅读 通过这个材料,使学生了解如下问题: 2.地理信息系统的简要程序 . 教师指图讲解,使学生对地理信息系统的过程有一般性了解。

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3.应用 . 应用的领域相当广泛,凡是用到地图或需要处理地理空间数据的领域都可用到。 ⑴在区域地理环境研究中, 地理信息系统可提供反映区域状况的各种空间信息。 通过对 有关信息进行分析、加工,建立能反映区域内各种因素相互关系,揭示区域结构、特征和发 展规律的模型。 ⑵利用地理信息系统所提供的查询检索、 空间分析等功能, 还可对区域内自然资源和条 件、区位和交通条件、人口和劳动力条件,以及经济和社会条件进行更精确的分析、评价。 ⑶在利用遥感、全球定位系统等提供的地理信息的基础上,运用地理信息系统,可以对 环境和自然灾害进行动态监测及评估预测。 ⑷地理信息系统在城市管理中的应用已得到推广。 案例介绍点击以下网址: http:// www.hkmaponline.com(香港网上地图网页) 或者 http://www.afmap.com.cn/New Web/china/(中国网上地图) 指导学生了解地理信息系统的功能: (1)界面组成:功能区,索引,图层内容等 (2)信息系统的功能:地图信息,全部或局部地区信息,专业分类信息,有关内容的文 字、图像信息,缩放、补充、测算等,信息输出等。 有关 GIS 在国土整治中的其他一些功能作用,教师可以参照后面备课资料,适当补充 讲解。 思考 1.与地图相比,地理信息系统具有哪些优点? 点拨:优点很多,如地理信息系统的信息具有多维的特征;地理信息的时序性十分明显; 时效性好;更新快等等。 2.有人说:地理信息系统是地图的延伸。你怎样理解? 点拨:从地理信息系统是一个多维的地图等方面思考。 五、地理信息技术与数字地球 地理信息技术与数字地球 1. 3S”的关系 . “ ” ⑴联系: 既互为独立发展又相互促进。 ⑵区别 ①遥感主要用于地理信息数据的获取; ②全球定位系统主要用于地理信息的空间定位; ③地理信息系统主要用来对地理信息数据进行管理、 查询、 更新、 空间分析和应用评价。 2.数字地球 . (1)概念 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。 (2)原理和应用 数字地球是将不同空间、时间的自然、人文的大量信息,按地理坐标,从区域到全球进 行整合, 并进行立体的, 动态的显示, 能为复杂的生产、 研究活动提供实验条件和试验基地。 活动 1.图 1.5 和田 1.6 显示的对洪水灾害的监测和统计除运用了遥感技术外,还运用了 哪种地理信息技术?这两种地理信息技术在这次洪灾监测和统计中具有怎样的相互关系? 点拨:在图 1.5 和图 1.6 所示的洪水监测和统计中,除运用了遥感技术外,还运用了地理信息 系统,遥感提供了信息源(信息搜集),地理信息系统对信息进行加工(分析、统计)。
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2.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, 许多城市配备了巡誓车。 应用地理信息技术可大大提高出誓效率(图 1. 11)。 (1)110 指挥中心要随时掌握每辆巡警车在城市中的位置, 可以利用哪一种地理信息技术? 点拨:可以利用全球定位系统 (2)110 指挥中心要确定哪一辆巡警车离出事地点最近,可以利用哪一种地理信息技术? 点拨:可以利用地理信息系统 (3)110 指挥中心要判定最近的警车至出事地点的道路是否畅通,还需要利用哪些技术? 如果存在严重交通堵塞,110 指挥中心又该怎么办? 点拨:还要用到摄像和视频传输技术。如果存在严重交通堵塞,需要另外找较近的 且有条件较快赶到出事地点的巡警车(需要综合运用上述技术) 。 (4)假如你是 110 指挥中心的调度员,描述在接到报警电话到指挥警车前往出事地点的 工作程序。 点拨:接警→确认出事地点的位置→(在显示各巡警车的地理信息系统中)了解其 周围巡警车的位置→分析确定最近(或能最快到达)的巡警车→通知该巡警车。 (5)由此例推想,地理信息技术还可以应用于城市管理的哪些部门中? 点拨:城市交通组织和管理、商业组织和管理、城市规划、卫生救护、物流等部门, 都可利用地理信息技术。 【课堂小结】 现代地理学中,3S 技术学科的发展与应用,日益成为地理学前沿科学研 究的重要领域,并成为地理学服务于社会生产的主要途径,现在 3S 技术已经广泛应用于社 会的各个领域。它们三者既有分工又有联系。遥感技术主要用于地理信息数据的获取,全球 定位系统主要用于地理信息的空间定位, 地理信息系统主要用来对地理信息数据的管理、 更 新、分析等。其中,遥感技术为地理信息系统提供信息数据,加快了地理信息数据库系统的 更新,保证了地理信息系统的时效性,全球定位系统为遥感信息数据地面定位目标选择、野 外验证、 图像分类等提供了必要的数据信息, 为更好地利用遥感技术解决实际问题提供支持。 三者的关系可用以下简图表示:

板书设计 一、地理信息技术 1.概念: 2.应用——广泛 遥感(RS)技术极其应用 二、遥感 技术极其应用 1.概念: 2.遥感的装置 ⑴传感器——遥感的关键装置
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⑵组成(了解) 遥感平台、传感器、地面接收站、信息处理系统等 3.遥感技术的主要环节和功能 4.遥感的优越性 提高研究工作的精度和质量,节省人力、财力,提高效率。 5.遥感技术的应用 全球定位系统(GPS) 三、全球定位系统 1.概念: 2.组成: 3.特点 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 4.应用 ⑴为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。 ⑵在日常生活中应用——GPS 导航 5.GPS 卫星星座 地理信息系统(GIS) 四、地理信息系统 1.概念 2.地理信息系统的简要程序 3.应用 五、地理信息技术与数字地球 1. “3S”的关系 2.数字地球 课后作业: 课后作业: 点击以下网址:http://www.nrscc.gov.cn/ 进入“国家遥感中心——遥感信息、遥感快讯” ,查看有关内容。 (以下内容根据教学需要可以选择进行) 指导学生阅读网上资料 ※点击以下网址:http://www.chinawater.net.cn/wsc/exbition/yg/4.htm 了解遥感技术的其他应用: ①“嘉陵江上游水土侵蚀遥感调查”; ②“气象卫星的旱情监测”; ③“河南省有效灌溉面积遥感调查” ; ④“山东省可发展灌溉面积遥感调查” ; ⑤“黄河小浪底水库下闸蓄水后下游河道的遥感图像” 。 ※点击以下网址:http://www.irsa.ac.cn/index.asp 进入“中国科学院遥感应用研究所”网站,查看有关信息及知识。 ※点击以下网址:http://www.nrscc.gov.cn/ 进入“国家遥感中心——遥感信息、遥感快讯” ,查看有关内容,一是复习巩固本节知识; 二是为下一节学习地理信息系统、全球定位技术知识作准备。

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