1、. .PAGE7 / NUMPAGES71.2 地理信息技術(shù)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)1.識(shí)記：RS、GPS、GIS和數(shù)字地球的概念。 2.理解：RS、GPS、GIS在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用。 3.應(yīng)用：根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的地理信息技術(shù)并分析其作用和特點(diǎn)。 4.拓展：能夠根據(jù)地理信息的原理判讀具有地理信息系統(tǒng)邏輯表達(dá)的圖表。教材分析1.知識(shí)清單：一是RS技術(shù)的含義、工作原理、優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用；二是GIS概念、功能、工作原理與應(yīng)用；三是GPS的概念、組成、功能、特點(diǎn)與應(yīng)用。2.方法體系：本節(jié)方法體系上就是要學(xué)會(huì)用現(xiàn)代信息技術(shù)手段表達(dá)事物，并能通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)獲取研究人地關(guān)系的基本信息。學(xué)科

2、技能上，會(huì)用“3S”技術(shù)獲取地理信息。3.觀念體系：利用現(xiàn)代技術(shù)促進(jìn)人地協(xié)調(diào)更好地實(shí)現(xiàn)。學(xué)情分析1.已知與未知：已知：“3S”技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值學(xué)生是已知的。未知：但其工作原理和表達(dá)方式學(xué)生是未知的。2.想知與難知：想知：“3S”技術(shù)的特點(diǎn)、功能、應(yīng)用是學(xué)生想知的。難知：同時(shí)，對(duì)“3S”技術(shù)的應(yīng)用是難知的。教學(xué)重點(diǎn)1遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)的原理，以與數(shù)字地球的含義；2遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)對(duì)“3S”技術(shù)的應(yīng)用課程資源1.教材：教材除原理性文本外，還設(shè)計(jì)了兩則“思考”，一項(xiàng)“活動(dòng)”、三篇“閱讀”等材料，為學(xué)習(xí)思維訓(xùn)練準(zhǔn)備了素材。2.課件：系統(tǒng)性地

3、設(shè)計(jì)了學(xué)習(xí)路徑與方法提練的思路。3.動(dòng)畫(huà)：遙感的主要環(huán)節(jié)遙感技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例全球定位系統(tǒng)工作原理全球定位系統(tǒng)實(shí)例4.練習(xí)：拓展應(yīng)用，達(dá)成應(yīng)用目標(biāo)。5.學(xué)生：學(xué)生已有知識(shí)基礎(chǔ)和學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)，在知識(shí)同化中完善學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)。教學(xué)方法 講授法 讀圖分析法 教學(xué)過(guò)程 (教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)具體容見(jiàn)課件)新課導(dǎo)入：今年是我國(guó)航天工程成果豐碩的一年，神舟十一號(hào)與天宮二號(hào)成功對(duì)接、長(zhǎng)征五號(hào)大型火箭的成功發(fā)射等一系列振奮人心的航天成就，無(wú)不彰顯著我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入航天強(qiáng)國(guó)的行列，這些航天成就的基礎(chǔ)工程就有“北斗”定位導(dǎo)航系統(tǒng)，神舟與天宮的對(duì)接就標(biāo)志著我國(guó)北斗定位導(dǎo)航系統(tǒng)的精度，而對(duì)這些航天器準(zhǔn)確入軌、在軌運(yùn)行、回收等的精確控

4、制就離不開(kāi)另一基礎(chǔ)工程地理信息系統(tǒng)了，今天，我們就來(lái)學(xué)習(xí)有關(guān)這些地理信息技術(shù)的基本功能與應(yīng)用。1.2 地理信息技術(shù)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用一、地理信息技術(shù)1概念：指獲取、管理、分析和應(yīng)用地理空間信息的現(xiàn)代技術(shù)的總稱(chēng)，主要包括遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)等。2應(yīng)用廣泛應(yīng)用于區(qū)域地理環(huán)境研究，在資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測(cè)、自然災(zāi)害防御監(jiān)測(cè)、國(guó)土資源管理、國(guó)土開(kāi)發(fā)規(guī)劃等許多領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。如：可以模擬特定區(qū)域的自然過(guò)程，預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)區(qū)域可能發(fā)生的災(zāi)害或環(huán)境變化。3組成：GPS汽車(chē)導(dǎo)航、空間信息、城市多媒體地理信息系統(tǒng)等。二、遙感(RS)1概念：是人們?cè)诤娇掌?如飛機(jī)、高

5、空氣球)或航天器(如人造衛(wèi)星)上利用一定的技術(shù)裝備，對(duì)地表物體進(jìn)行遠(yuǎn)距離的感知。2遙感的裝置(1)傳感器遙感的關(guān)鍵裝置作用：傳感器在航空或航天器上接受地面物體反射或輻射的電磁波信息，并以圖像膠片或數(shù)據(jù)磁帶記錄下來(lái)，傳送到地面接收站(圖14)(2)組成（了解）：感平臺(tái)、傳感器、地面接收站、信息處理系統(tǒng)等3遙感技術(shù)的主要環(huán)節(jié)和功能遙感技術(shù)主要環(huán)節(jié)目標(biāo)物傳感器遙感地面系統(tǒng)成果遙感功能接受物體和環(huán)境的電磁波輻射收集、傳輸信息接收信息，處理、分析信息專(zhuān)業(yè)圖件或統(tǒng)計(jì)數(shù)字4遙感的優(yōu)越性（此部分可以請(qǐng)學(xué)生思考討論總結(jié)完成。）提高研究工作的精度和質(zhì)量，節(jié)省人力、財(cái)力，提高效率。遙感信息作為重要的信息源，為區(qū)域地

6、理環(huán)境研究從定性到定量、從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)、從過(guò)程到模式的轉(zhuǎn)化和發(fā)展，提供了條件。區(qū)域地理環(huán)境研究的前提是獲取地理信息。例如，將多次或逐月、逐年的遙感影像圖疊加，就可反映城市的擴(kuò)、海岸的侵蝕、湖泊的消長(zhǎng)，等等。在區(qū)域地理環(huán)境研究中,遙感廣泛應(yīng)用于資源凋查、環(huán)境監(jiān)測(cè)、自然災(zāi)害防御監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。遙感技術(shù)的應(yīng)用圍很廣。除了以上介紹的森林火災(zāi)、洪水監(jiān)測(cè)外，還廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、海洋研究、環(huán)境監(jiān)測(cè)等許多方面。而且我國(guó)的遙感技術(shù)也已經(jīng)在世界上具領(lǐng)先地位。5遙感技術(shù)的應(yīng)用遙感在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用主要包括上地資源調(diào)查、土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、病蟲(chóng)害和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境調(diào)查與監(jiān)測(cè)，以與農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)和估產(chǎn)等方面。遙感在土地資源與土壤

7、調(diào)查中應(yīng)用廣泛。作物估產(chǎn)是體現(xiàn)遙感在農(nóng)業(yè)方面綜合應(yīng)用的最好例證。思考1從監(jiān)測(cè)的圍、速度，人力和財(cái)力的投入等方面看，遙感具有哪些特點(diǎn)?點(diǎn)撥： 圍更廣、速度更快、需要人力更少、財(cái)力投入少。思考2有人說(shuō)：遙感是人的視力的延伸。你同意這種看法嗎?點(diǎn)撥：同意?？梢詮倪b感的定義分析。從某種意義上說(shuō)，人們“看”的過(guò)程就是在遙感，眼睛相當(dāng)于傳感器。三、全球定位系統(tǒng)(GPS)1概念：利用衛(wèi)星，在全球圍適時(shí)進(jìn)行導(dǎo)航、定位的系統(tǒng)，稱(chēng)為全球定位系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)GPS。2組成：空間部分GPS衛(wèi)星星座(圖)7)；地面控制部分一地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶(hù)設(shè)備部分GPS信號(hào)接收機(jī)。3特點(diǎn)：全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、

8、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性4應(yīng)用(1)為各類(lèi)用戶(hù)提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。(2)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用。如：野外調(diào)查是區(qū)域地理環(huán)境研究常用的方法之一，全球定位系統(tǒng)可以幫助野外考察人員確定考察點(diǎn)的地理位置(經(jīng)度和緯度)、高程(海拔)，從而可在野外調(diào)查中獲得更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。(3)在日常生活中應(yīng)用GPS導(dǎo)航無(wú)論是在何時(shí)何地，只要擁有GPS信號(hào)接收機(jī)，就能知道自己前進(jìn)的方向和所處的地理坐標(biāo)。利用GPS為導(dǎo)航服務(wù)也成為種新興的行業(yè)。GPS汽車(chē)導(dǎo)航汽車(chē)導(dǎo)航裝置可顯示城市道路圖和該車(chē)的位置。駕駛員輔入出發(fā)點(diǎn)和目的地的地名然后從系統(tǒng)顯示的可行路線中選擇其中的一條。系統(tǒng)除動(dòng)態(tài)顯示該車(chē)的位置外，還通過(guò)語(yǔ)音提示引導(dǎo)駕

9、駛員行駛。5GPS衛(wèi)星星座GPS衛(wèi)星星座由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成。它們均勻分布在六個(gè)軌道平面。全球任何地點(diǎn)在任何時(shí)刻地平面上空至少有四顆GPS衛(wèi)星。思考：在GPS汽車(chē)導(dǎo)航中，信息在汽車(chē)、衛(wèi)星和服務(wù)中心之間是怎樣傳遞的?點(diǎn)撥：汽車(chē)中的GPS用戶(hù)設(shè)備接收了GPS衛(wèi)星信息，解算出本車(chē)的位置、速度等信息，并通過(guò)無(wú)線電信號(hào)傳送至服務(wù)中心。服務(wù)中心再根據(jù)汽車(chē)所在的位置、與時(shí)通過(guò)語(yǔ)言提示為汽車(chē)導(dǎo)航。四、地理信息系統(tǒng)(GIS)1概念：專(zhuān)門(mén)處理地理空間數(shù)據(jù)的汁算機(jī)系統(tǒng)，稱(chēng)為“地理信息系統(tǒng)”，簡(jiǎn)稱(chēng)“GIS”。2地理信息系統(tǒng)的簡(jiǎn)要程序教師指圖講解，使學(xué)生對(duì)地理信息系統(tǒng)的過(guò)程有一般性了解。3應(yīng)用應(yīng)用的領(lǐng)

10、域相當(dāng)廣泛，凡是用到地圖或需要處理地理空間數(shù)據(jù)的領(lǐng)域都可用到。(1)在區(qū)域地理環(huán)境研究中，地理信息系統(tǒng)可提供反映區(qū)域狀況的各種空間信息。通過(guò)對(duì)有關(guān)信息進(jìn)行分析、加工，建立能反映區(qū)域各種因素相互關(guān)系，揭示區(qū)域結(jié)構(gòu)、特征和發(fā)展規(guī)律的模型。(2)利用地理信息系統(tǒng)所提供的查詢(xún)檢索、空間分析等功能，還可對(duì)區(qū)域自然資源和條件、區(qū)位和交通條件、人口和勞動(dòng)力條件，以與經(jīng)濟(jì)和社會(huì)條件進(jìn)行更精確的分析、評(píng)價(jià)。 (3)在利用遙感、全球定位系統(tǒng)等提供的地理信息的基礎(chǔ)上，運(yùn)用地理信息系統(tǒng)，可以對(duì)環(huán)境和自然災(zāi)害進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)估預(yù)測(cè)。(4)地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應(yīng)用已得到推廣。思考1與地圖相比，地理信息系統(tǒng)具有哪些優(yōu)

11、點(diǎn)?點(diǎn)撥：優(yōu)點(diǎn)很多，如地理信息系統(tǒng)的信息具有多維的特征；地理信息的時(shí)序性十分明顯；時(shí)效性好；更新快等等。思考2有人說(shuō)：地理信息系統(tǒng)是地圖的延伸。你怎樣理解?點(diǎn)撥：從地理信息系統(tǒng)是一個(gè)多維的地圖等方面思考。五、地理信息技術(shù)與數(shù)字地球1“3S”的關(guān)系(1)聯(lián)系：既互為獨(dú)立發(fā)展又相互促進(jìn)。(2)區(qū)別：遙感主要用于地理信息數(shù)據(jù)的獲取；全球定位系統(tǒng)主要用于地理信息的空間定位；地理信息系統(tǒng)主要用來(lái)又對(duì)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、查詢(xún)、更新、空間分析和應(yīng)用評(píng)價(jià)。2數(shù)字地球（1）概念：指數(shù)字化的地球，即把整個(gè)地球信息進(jìn)行數(shù)字化后，由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)管理的技術(shù)系統(tǒng)。（2）原理和應(yīng)用數(shù)字地球是將不同空間、時(shí)間的自然、人文的

12、大量信息，按地理坐標(biāo)，從區(qū)域到全球進(jìn)行整合，并進(jìn)行立體的，動(dòng)態(tài)的顯示，能為復(fù)雜的生產(chǎn)、研究活動(dòng)提供實(shí)驗(yàn)條件和試驗(yàn)基地。活動(dòng)1：圖15和田16顯示的對(duì)洪水災(zāi)害的監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)除運(yùn)用了遙感技術(shù)外，還運(yùn)用了哪種地理信息技術(shù)?這兩種地理信息技術(shù)在這次洪災(zāi)監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)中具有怎樣的相互關(guān)系?點(diǎn)撥：在圖1.5和圖1.6所示的洪水監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)中,除運(yùn)用了遙感技術(shù)外,還運(yùn)用了地理信息系統(tǒng),遙感提供了信息源(信息搜集),地理信息系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行加工(分析、統(tǒng)計(jì))?；顒?dòng)2：城市110指揮中心在接到報(bào)警后，能在最短的時(shí)間指揮警車(chē)到達(dá)出事地點(diǎn)。為提高出警效率，許多城市配備了巡誓車(chē)。應(yīng)用地理信息技術(shù)可大大提高出誓效率(圖111)。

13、(1)110指揮中心要隨時(shí)掌握每輛巡警車(chē)在城市中的位置，可以利用哪一種地理信息技術(shù)?點(diǎn)撥：可以利用全球定位系統(tǒng)(2)110指揮中心要確定哪一輛巡警車(chē)離出事地點(diǎn)最近，可以利用哪一種地理信息技術(shù)?點(diǎn)撥：可以利用地理信息系統(tǒng)(3)110指揮中心要判定最近的警車(chē)至出事地點(diǎn)的道路是否暢通，還需要利用哪些技術(shù)?如果存在嚴(yán)重交通堵塞，110指揮中心又該怎么辦?點(diǎn)撥：還要用到攝像和視頻傳輸技術(shù)。如果存在嚴(yán)重交通堵塞，需要另外找較近的且有條件較快趕到出事地點(diǎn)的巡警車(chē)（需要綜合運(yùn)用上述技術(shù)）。(4)假如你是110指揮中心的調(diào)度員，描述在接到報(bào)警到指揮警車(chē)前往出事地點(diǎn)的工作程序。點(diǎn)撥：接警確認(rèn)出事地點(diǎn)的位置（在顯示

14、各巡警車(chē)的地理信息系統(tǒng)中）了解其周?chē)簿?chē)的位置分析確定最近（或能最快到達(dá)）的巡警車(chē)通知該巡警車(chē)。(5)由此例推想，地理信息技術(shù)還可以應(yīng)用于城市管理的哪些部門(mén)中?點(diǎn)撥：城市交通組織和管理、商業(yè)組織和管理、城市規(guī)劃、衛(wèi)生救護(hù)、物流等部門(mén)，都可利用地理信息技術(shù)。課堂小結(jié)現(xiàn)代地理學(xué)中，3S技術(shù)學(xué)科的發(fā)展與應(yīng)用，日益成為地理學(xué)前沿科學(xué)研究的重要領(lǐng)域，并成為地理學(xué)服務(wù)于社會(huì)生產(chǎn)的主要途徑，現(xiàn)在3S技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。它們?nèi)呒扔蟹止び钟新?lián)系。遙感技術(shù)主要用于地理信息數(shù)據(jù)的獲取，全球定位系統(tǒng)主要用于地理信息的空間定位，地理信息系統(tǒng)主要用來(lái)對(duì)地理信息數(shù)據(jù)的管理、更新、分析等。其中，遙感技術(shù)為地理信息系統(tǒng)提供信息數(shù)據(jù)，加快了地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的更新，保證了地理信息系統(tǒng)的時(shí)效性，全球定位系統(tǒng)為遙感信息數(shù)據(jù)地面定位目標(biāo)選擇、野