地理信息技術(shù)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用教案

1、1.2地理信息技術(shù)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用教學(xué)目的：知識(shí)要點(diǎn)知識(shí)與技能過(guò)程與方法情感、態(tài)度與價(jià)值觀地理信息技術(shù)了解地理信息技術(shù)的概念、組成、應(yīng)用和趨勢(shì)分析說(shuō)明地理信息技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域體驗(yàn)和感受科技進(jìn)步對(duì)社會(huì)生活的影響遙感（RS）了解RS的概念、裝備、工作領(lǐng)域和應(yīng)用領(lǐng)域理解遙感技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)中的應(yīng)用過(guò)程全球定位系統(tǒng)（GPS了解GPSS成和應(yīng)用理解定位和導(dǎo)航的原理了解我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，增強(qiáng)民族自豪感地理信息系統(tǒng)（GIS）了解GIS的概念和應(yīng)用初步城市地理信息系統(tǒng)的操作使用方法增強(qiáng)實(shí)踐能力教學(xué)重難點(diǎn):1 .遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)的原理，以及數(shù)字地球的含義2 .遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信

2、息系統(tǒng)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用教具準(zhǔn)備：有關(guān)掛圖等、自制圖表等教學(xué)方法：比較法、圖示分析法、圖示法等教學(xué)過(guò)程：第一課時(shí)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)域內(nèi)可能發(fā)生的災(zāi)害或環(huán)境變化。GPS汽車(chē)導(dǎo)航、空間信息網(wǎng)站、城市多媒體地理信息系統(tǒng)等。二、遙感（RS）1 .概念：是人們?cè)诤娇掌鳎ㄈ顼w機(jī)、高空氣球

3、）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 .遙感的裝置傳感器一一遙感的關(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1.4）組成（了解）遙感平臺(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)境收集、傳輸信息接收信息，處理、專(zhuān)業(yè)圖件或精心整理的電磁波輻射分析信息統(tǒng)計(jì)數(shù)字案例介紹：1998年洞庭湖及荊江地區(qū)飛機(jī)、衛(wèi)星遙感影像對(duì)洪水監(jiān)測(cè)1998年夏秋，長(zhǎng)江流域發(fā)生了罕見(jiàn)的大洪水，中科院遙感所等科研部門(mén)，利用

4、飛機(jī)遙感監(jiān)測(cè)和衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)洞庭湖及荊江地區(qū)洪災(zāi)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在很短的時(shí)間內(nèi)獲得了較全面的資料，給抗洪決策提供了科學(xué)依據(jù)，為奪取抗洪斗爭(zhēng)立了大功。課本圖1.5（左圖）是飛機(jī)遙感影像，在陰雨天氣的情況下，通過(guò)微波遙感，透過(guò)層層云雨陰隔而得到的圖像，地物仍具很高的分辨率，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理后，課本圖1.6（左圖）更是清楚地顯示了洪水的淹沒(méi)情況。課本圖1.5（右圖）是衛(wèi)星遙感影像，同樣經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理后，課本圖1.6（右圖）能清楚地顯示當(dāng)時(shí)該地區(qū)淹沒(méi)地區(qū)的分布。通過(guò)不同時(shí)間，不同遙感平臺(tái)得到的影像，再經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，我們就能快捷、準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)出洪水的淹沒(méi)情況?？梢?jiàn)，遙感技術(shù)具有很多的優(yōu)點(diǎn)。4 .遙

5、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。/謙段作媼讖的信息源，峰盜1曬跚b究從定，廊苗叫出忿粗寒從過(guò)程到模式的轉(zhuǎn)化和發(fā)展，提供條件。區(qū)域地理環(huán)境研究的前提|圖疊加，就可反映城市的擴(kuò)張、海岸的稹遍荻禰泊的消長(zhǎng)，等領(lǐng)會(huì)麻4株m晶源凋查、環(huán)境監(jiān)測(cè)、自然災(zāi)害防御監(jiān)測(cè)等遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍很廣。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)用斯賣(mài)通過(guò)這個(gè)材料，使學(xué)生了解如下問(wèn)題：遙感在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用1 .遙感在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用主要包括上地資源調(diào)

6、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)查及監(jiān)測(cè)，以及農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)和估產(chǎn)等方面。2 .遙感在土地資源與土壤調(diào)查中應(yīng)用廣泛。3 .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。，HT1 .從監(jiān)測(cè)的范圍、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：市圍更廣、速度更快、需要人力更少、財(cái)力投入少。2 .有人說(shuō)：遙感是人的視力的延伸。你同意這種看法嗎？砥意。可以從遙感的定義分析。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。（以下內(nèi)容根據(jù)教學(xué)需要可以選擇進(jìn)行）指導(dǎo)學(xué)生閱讀網(wǎng)上資料了解遙感技術(shù)的其他應(yīng)用:“嘉陵江上游水土侵蝕遙感調(diào)查”“氣象衛(wèi)星的旱情監(jiān)測(cè)”；精心整理“河

7、南省有效灌溉面積遙感調(diào)查”；“山東省可發(fā)展灌溉面積遙感調(diào)查”；“黃河小浪底水庫(kù)下閘蓄水后下游河道的遙感圖像”。進(jìn)入“中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所”網(wǎng)站，查看有關(guān)信息及知識(shí)。進(jìn)入“國(guó)家遙感中心一一遙感信息、遙感快訊”，查看有關(guān)內(nèi)容，一是復(fù)習(xí)鞏固本節(jié)知識(shí)；二是為下一節(jié)學(xué)習(xí)地理信息系統(tǒng)、全球定位技術(shù)知識(shí)作準(zhǔn)備。課堂小結(jié)：遙感技術(shù)是國(guó)土整治和區(qū)域發(fā)展研究中應(yīng)用較廣的技術(shù)手段之一，我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)走在了世界的前列。我國(guó)的大部分土地已經(jīng)獲得了大比例尺的航空影像資料，成功發(fā)射了回收式國(guó)土資源衛(wèi)星，自行研制發(fā)射了“風(fēng)云”衛(wèi)星。遙感技術(shù)為我國(guó)自然資源開(kāi)發(fā)與利用提供了大量的有用的資料，在我國(guó)農(nóng)業(yè)估產(chǎn)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、礦產(chǎn)

8、勘察、土地利用、環(huán)境管理與城鄉(xiāng)規(guī)劃中起到了非常重要的作用。板書(shū)設(shè)計(jì)§ 1.2 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：2 .應(yīng)用一一廣泛二、遙感（RS）技術(shù)極其應(yīng)用1 .概念：2 .遙感的裝置傳感器一一遙感的關(guān)鍵裝置組成（了解）遙感平臺(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4 .遙感的優(yōu)越性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。5 .遙感技術(shù)的應(yīng)用課后作業(yè)：進(jìn)入“國(guó)家遙感中心一一遙感信息、遙感快訊”，查看有關(guān)內(nèi)容。三、全球定位系統(tǒng)（GPS）1 .概念：利用衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)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)

9、稱(chēng)GPS2 .組成：空間部分GPS衛(wèi)星星座（圖）.7）;地面控制部分一一地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶(hù)設(shè)備部分一一GPS言號(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、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性4 .應(yīng)用為各類(lèi)用戶(hù)提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用。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)度如：野外調(diào)查是區(qū)域地理環(huán)境研究常用的方法之一,精心整理和緯度）、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)。在日常生活中應(yīng)用一一GPS導(dǎo)航無(wú)論是在何時(shí)何地，只要擁有GPS言號(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)也成為一種新興的行

10、業(yè)（圖1.8）。GPS汽車(chē)導(dǎo)航（圖1.8）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L還通過(guò)語(yǔ)音提示引導(dǎo)駕駛員把車(chē)開(kāi)到目的地。5 .GPS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)軌道平面內(nèi)。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。W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？度二中車(chē)中的GPSffl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、及時(shí)通過(guò)語(yǔ)

11、言提示為汽車(chē)導(dǎo)航。通過(guò)該材料大致了解我國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)四、地理信息系統(tǒng)（GIS）6 .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”。wT通過(guò)這個(gè)材料，使學(xué)生了解如下問(wèn)題：7 .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。8 .應(yīng)用應(yīng)用的領(lǐng)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。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)域內(nèi)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。利用地理信息系統(tǒng)所提供的查詢(xún)檢索、

12、空間分析等功能，還可對(duì)區(qū)域內(nèi)自然資源和條件、區(qū)位和交通條件、人：/：jr/1.|口和勞動(dòng)力條件，以及經(jīng)濟(jì)和社會(huì)條件進(jìn)行更精確的分析、評(píng)價(jià)。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)及評(píng)估預(yù)測(cè)。地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應(yīng)用已得到推廣。案例介紹點(diǎn)擊以下網(wǎng)址:香港網(wǎng)上地圖網(wǎng)頁(yè)）或者Web/china/（中國(guó)網(wǎng)上地圖）指導(dǎo)學(xué)生了解地理信息系統(tǒng)的功能：（1）界面組成：功能區(qū)，索引，圖層內(nèi)容等（2）信息系統(tǒng)的功能：地圖信息，全部或局部地區(qū)信息，專(zhuān)業(yè)分類(lèi)信息，有關(guān)內(nèi)容的文字、圖像信息，縮放、補(bǔ)充、測(cè)算等，信息輸出等。有關(guān)GIS在國(guó)土整治中的其他一些

13、功能作用，教師可以參照后面?zhèn)湔n資料，適當(dāng)補(bǔ)充講解。1 .與地圖相比，地理信息系統(tǒng)具有哪些優(yōu)點(diǎn)精心整理點(diǎn)撥飛點(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。2 .有人說(shuō)：地理信息系統(tǒng)是地圖的延伸。你怎樣理解？跡斗地理信息系統(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)系聯(lián)系：既互為獨(dú)立發(fā)展又相互促進(jìn)。區(qū)別遙感主要用于地理信息數(shù)據(jù)的獲?。蝗蚨ㄎ幌到y(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)

14、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。:舌動(dòng)1 .圖1.5和田1.6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：柞圖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))。2 .城市110指揮中心在接到報(bào)警電話后，能在最短的時(shí)間內(nèi)指揮警車(chē)到達(dá)出

15、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1.11)。(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：，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

16、心的調(diào)度員，描述在接到報(bào)警電話到指揮警車(chē)前往出事地點(diǎn)的工作程序。點(diǎn)撥：妝警-確認(rèn)出事地點(diǎn)的位置f(在顯示各巡警車(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：或市交通組織和管理、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)地理信息精心整理數(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、野外驗(yàn)證、圖像分類(lèi)等