地理同步教案nbsp地理信息技術在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應用

1．1地理環(huán)境對區(qū)域發(fā)展的影響一、區(qū)域1．區(qū)域是地球表面的空間單位，它是人們在地理差異的基礎上，按一定的指標和方法劃分出來的。2．特征： （1）區(qū)域具有一定的區(qū)位特征： （2）具有一定的面積、形狀和邊界。 ①有的區(qū)域的邊界是明確的，如行政區(qū)； ②有的區(qū)域的邊界具有過渡性質，如干濕地區(qū) （3）既是上一級區(qū)域的組成部分，又可進一步劃分為下一級區(qū)域。二、地理環(huán)境差異對區(qū)域發(fā)展的影響不同區(qū)域地理環(huán)境的差異，不同區(qū)域地理環(huán)境的差異，人們生產、生活特點差異區(qū)域的發(fā)展水平、發(fā)展方向等差異長江三角洲松嫩平原共性①都是平原地區(qū)，②都位于我國東部季風區(qū)，雨熱同期地理環(huán)境差異地理位置位于北緯30°附近，我國東部沿海地區(qū)中部，長江入?？诒本?3°～48°，地處我國東北地區(qū)的中部。氣候條件亞熱帶季風氣候區(qū)夏季高溫多雨溫帶季風氣候區(qū)，大陸性稍強；東面有長白山的阻擋，降水較少；溫暖季節(jié)及生長期都較短。土地條件①水稻土為主②耕地多為水田③土地較為分散④人均耕地少①黑土分布廣泛②多為旱地③集中連片④人均耕地面積多。礦產資源條件礦產資源貧乏有較豐富的石油等礦產人類活動差異農業(yè)耕作方式水田耕作業(yè)旱地耕作業(yè)主要糧食作物主要種植水稻，此外還有油菜、棉花等作物主要種植玉米、春小麥、大豆等作物，作物熟制一年兩熟至三熟一年一熟備注水產業(yè)較為發(fā)達松嫩平原的西部適宜發(fā)展畜牧業(yè)其他生產活動工業(yè)我國重要的綜合性工業(yè)基地①輕工業(yè)：依托當?shù)匕l(fā)達農業(yè)基礎發(fā)展②重工業(yè)：從國內外運入礦產資源發(fā)展利用當?shù)刎S富的石油資源和周圍地區(qū)的煤、鐵等資源發(fā)展重化工業(yè)，成為我國的重化工業(yè)基地。商業(yè)我國沿海航線的中樞，長江入海門戶，對內外聯(lián)系方便，商業(yè)貿易發(fā)達三、區(qū)域不同發(fā)展階段地理環(huán)境的影響1．區(qū)域地理環(huán)境對人類活動的影響的一般特點： 不是固定不變的，而是隨著社會、經濟、技術等因素的改變而改變。2．典型事例——長江中下游平原地區(qū) ⑴該區(qū)地理環(huán)境： ①由長江中下游沿岸若干平原組成 ②平原上河流、湖泊和沼澤分布較廣 ③地勢平坦，土質黏重。 ⑵不同時期對農業(yè)生產活動的影響 ①一些原來制約區(qū)域發(fā)展的地理因素得到克服，甚至成為促進區(qū)域發(fā)展的有利因素。（因為隨著科學技術的進步，人們利用和改造自然的能力增強。）開發(fā)時期地理環(huán)境對農業(yè)生產活動的影響原因分析早期稠密的水系成為人們交通的阻隔；黏重的土壤使人們開墾困難。耕作農業(yè)發(fā)展緩慢人們利用和改造自然的能力低下中后期①稠密的水系為擴大交通聯(lián)系提供了天然水道；②多水而質地黏重的土壤不再成為耕作業(yè)的限制條件，農業(yè)生產得到較快的發(fā)展①船作為交通工具被廣泛使用②農業(yè)生產工具的改進和生產技術的改良 ⑵長江中下游平原糧食生產地位的變化總體地位發(fā)展區(qū)位條件分析農業(yè)社會我國糧食的主要產地和主要的桑蠶和棉花生產基地。①水稻具有單位面積產量較高的優(yōu)勢；②人口稠密，豐富的勞動力資源使長江中下游平原的水稻種植業(yè)可以精耕細作工業(yè)社會全國“糧倉”的地位和全國棉花生產中的地位下降①人均耕地面積遠低于全國平均水平；②稠密的水網(wǎng)，耕地被分割不利于機械化的推廣，糧食商品率較低。1．2地理信息技術在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應用一、地理信息技術1．概念： 指獲取、管理、分析和應用地理空間信息的現(xiàn)代技術的總稱，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．應用——廣泛 在資源調查、環(huán)境監(jiān)測、自然災害防御監(jiān)測、國土資源管理、國土開發(fā)規(guī)劃等許多領域中發(fā)揮著重要作用。二、遙感(RS)1．概念： 是人們在航空器(如飛機、高空氣球)或航天器(如人造衛(wèi)星)上利用一定的技術裝備，對地表物體進行遠距離的感知。2．遙感的裝置 ⑴傳感器——遙感的關鍵裝置 ⑵組成（了解） 遙感平臺、傳感器、地面接收站、信息處理系統(tǒng)等3．遙感技術的主要環(huán)節(jié)和功能遙感技術主要環(huán)節(jié)目標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、分析信息專業(yè)圖件或統(tǒng)計數(shù)字4．遙感的優(yōu)越性 ①提高研究工作的精度和質量，節(jié)省人力、財力，提高效率。從點、線實地觀測從點、線實地觀測傳統(tǒng)的工作方法面上的分析研究遙感技術從面上的區(qū)域分析研究入手有重點地選擇若干點、線進行野外驗證和檢查 ②遙感信息作為重要的信息源，為區(qū)域地理環(huán)境研究從定性到定量、從靜態(tài)到動態(tài)、從過程到模式的轉化和發(fā)展，提供了條件。5．遙感技術的應用三、全球定位系統(tǒng)(GPS)1．概念： 利用衛(wèi)星，在全球范圍內適時進行導航、定位的系統(tǒng)，稱為全球定位系統(tǒng)，簡稱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)； 用戶設備部分——GPS信號接收機。3．特點 全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性4．應用 ⑴為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。 ⑵在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應用。 ⑶在日常生活中應用——GPS導航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軌道平面內。全球任何地點在任何時刻地平面上空至少有四顆GPS衛(wèi)星。四、地理信息系統(tǒng)(GIS)1．概念 專門處理地理空間數(shù)據(jù)的汁算機系統(tǒng)，稱為“地理信息系統(tǒng)”，簡稱“GIS”。2．地理信息系統(tǒng)的簡要程序3．應用 ⑴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。通過對有關信息進行分析、加工，建立能反映區(qū)域內各種因素相互關系，揭示區(qū)域結構、特征和發(fā)展規(guī)律的模型。 ⑵利用地理信息系統(tǒng)所提供的查詢檢索、空間分析等功能，還可對區(qū)域內自然資源和條件、區(qū)位和交通條件、人口和勞動力條件，以及經濟和社會條件進行更精確的分析、評價。 ⑶在利用遙感、全球定位系統(tǒng)等提供的地理信息的基礎上，運用地理信息系統(tǒng)，可以對環(huán)境和自然災害進行動態(tài)監(jiān)測及評估預測。五、地理信息技術與數(shù)字地球1．“3S”的關系⑴聯(lián)系： 既互為獨立發(fā)展又相互促進。⑵區(qū)別 ①遙感主要用于地理信息數(shù)據(jù)的獲??； ②全球定位系統(tǒng)主要用于地理信息的空間定位； ③地理信息系統(tǒng)主要用來又對地理信息數(shù)據(jù)進行管理、查詢、更新、空間分析和應用評價。2．數(shù)字地球（1）概念 指數(shù)字化的地球，即把整個地球信息進行數(shù)字化后，由計算機網(wǎng)絡來管理的技術系統(tǒng)。 （2）原理和應用 數(shù)字地球是將不同空間、時間的自然、人文的大量信息，按地理坐標，從區(qū)域到全球進行整合，并進行立體的，動態(tài)的顯示，能為復雜的生產、研究活動提供實驗條件和試驗基地。地理信息技術在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應用教學目的： 1．了解遙感、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．舉例說明遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應用教學重難點： 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)、地理信息系統(tǒng)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應用教具準備：有關掛圖等、自制圖表等教學方法：比較法、圖示分析法、圖示法等教學過程：第一課時 一、地理信息技術 1．概念： 指獲取、管理、分析和應用地理空間信息的現(xiàn)代技術的總稱，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．應用——廣泛廣泛應用于區(qū)域地理環(huán)境研究，在資源調查、環(huán)境監(jiān)測、自然災害防御監(jiān)測、國土資源管理、國土開發(fā)規(guī)劃等許多領域中發(fā)揮著重要作用。如：可以模擬特定區(qū)域的自然過程，預測、預報區(qū)域內可能發(fā)生的災害或環(huán)境變化。GPS汽車導航、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： 是人們在航空器(如飛機、高空氣球)或航天器(如人造衛(wèi)星)上利用一定的技術裝備，對地表物體進行遠距離的感知。 2．遙感的裝置 ⑴傳感器——遙感的關鍵裝置 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，傳送到地面接收站(圖1．4) ⑵組成（了解） 遙感平臺、傳感器、地面接收站、信息處理系統(tǒng)等 3．遙感技術的主要環(huán)節(jié)和功能遙感技術主要環(huán)節(jié)目標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、分析信息專業(yè)圖件或統(tǒng)計數(shù)字案例介紹： 1998年洞庭湖及荊江地區(qū)飛機、衛(wèi)星遙感影像對洪水監(jiān)測 1998年夏秋，長江流域發(fā)生了罕見的大洪水，中科院遙感所等科研部門，利用飛機遙感監(jiān)測和衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術，對洞庭湖及荊江地區(qū)洪災情況進行監(jiān)測，在很短的時間內獲得了較全面的資料，給抗洪決策提供了科學依據(jù)，為奪取抗洪斗爭立了大功。課本圖1.5（左圖）是飛機遙感影像，在陰雨天氣的情況下，通過微波遙感，透過層層云雨陰隔而得到的圖像，地物仍具很高的分辨率，經過計算機處理后，課本圖1.6（左圖）更是清楚地顯示了洪水的淹沒情況。課本圖1.5（右圖）是衛(wèi)星遙感影像，同樣經過計算機處理后，課本圖1.6（右圖）能清楚地顯示當時該地區(qū)淹沒地區(qū)的分布。通過不同時間，不同遙感平臺得到的影像，再經過計算機處理技術，我們就能快捷、準確地統(tǒng)計出洪水的淹沒情況。 可見，遙感技術具有很多的優(yōu)點。 4．遙感的優(yōu)越性（此部分可以請學生思考討論總結完成。） ①提高研究工作的精度和質量，節(jié)省人力、財力，提高效率。從點、線實地觀測從點、線實地觀測傳統(tǒng)的工作方法面上的分析研究遙感技術從面上的區(qū)域分析研究入手有重點地選擇若干點、線進行野外驗證和檢查②遙感信息作為重要的信息源，為區(qū)域地理環(huán)境研究從定性到定量、從靜態(tài)到動態(tài)、從過程到模式的轉化和發(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，就可反映城市的擴張、海岸的侵蝕、湖泊的消長，等等。在區(qū)域地理環(huán)境研究中,遙感廣泛應用于資源凋查、環(huán)境監(jiān)測、自然災害防御監(jiān)測等領域。 遙感技術的應用范圍很廣。除了以上介紹的森林火災、洪水監(jiān)測外，還廣泛應用于農業(yè)、地質、海洋研究、環(huán)境監(jiān)測等許多方面。而且我國的遙感技術也已經在世界上具領先地位。 5．遙感技術的應用閱讀通過這個材料，使學生了解如下問題： 遙感在農業(yè)方面的應用 1．遙感在農業(yè)方面的應用主要包括上地資源調查、土地利用現(xiàn)狀調查、病蟲害和農業(yè)生態(tài)環(huán)境調查及監(jiān)測，以及農作物長勢監(jiān)測和估產等方面。 2．遙感在土地資源與土壤調查中應用廣泛。 3．作物估產是體現(xiàn)遙感在農業(yè)方面綜合應用的最好例證。思考 1．從監(jiān)測的范圍、速度，人力和財力的投入等方面看，遙感具有哪些特點?點撥：范圍更廣、速度更快、需要人力更少、財力投入少。 2．有人說：遙感是人的視力的延伸。你同意這種看法嗎?點撥：同意。可以從遙感的定義分析。從某種意義上說，人們“看”的過程就是在遙感，眼睛相當于傳感器。 了解遙感技術的其他應用：①“嘉陵江上游水土侵蝕遙感調查”;②“氣象衛(wèi)星的旱情監(jiān)測”;③“河南省有效灌溉面積遙感調查”；④“山東省可發(fā)展灌溉面積遙感調查”；⑤“黃河小浪底水庫下閘蓄水后下游河道的遙感圖像”。課堂小結： 遙感技術是國土整治和區(qū)域發(fā)展研究中應用較廣的技術手段之一，我國在這個領域已經走在了世界的前列。我國的大部分土地已經獲得了大比例尺的航空影像資料，成功發(fā)射了回收式國土資源衛(wèi)星，自行研制發(fā)射了“風云”衛(wèi)星。遙感技術為我國自然資源開發(fā)與利用提供了大量的有用的資料，在我國農業(yè)估產、災害監(jiān)測、礦產勘察、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。第二課時 三、全球定位系統(tǒng)(GPS) 1．概念： 利用衛(wèi)星，在全球范圍內適時進行導航、定位的系統(tǒng)，稱為全球定位系統(tǒng)，簡稱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)； 用戶設備部分——GPS信號接收機。 3．特點 全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性 4．應用 ⑴為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。⑵在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應用。如：野外調查是區(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的地理位置(經度和緯度)、高程(海拔)，從而可在野外調查中獲得更為精準的數(shù)據(jù)。⑶在日常生活中應用——GPS導航無論是在何時何地，只要擁有GPS信號接收機，就能知道自己前進的方向和所處的地理坐標。利用GPS為導航服務也成為—種新興的行業(yè)(圖1．8)。GPS汽車導航（圖1．8）汽車導航裝置可顯示城市道路圖和該車的位置。駕駛員輔入出發(fā)點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)除動態(tài)顯示該車的位置》L還通過語音提示引導駕駛員把車開到目的地。 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軌道平面內。全球任何地點在任何時刻地平面上空至少有四顆GPS衛(wèi)星。思考 在GPS汽車導航中，信息在汽車、衛(wèi)星和服務中心之間是怎樣傳遞的?點撥：汽車中的GPS用戶設備接收了GPS衛(wèi)星信息，解算出本車的位置、速度等信息，并通過無線電信號傳送至服務中心。服務中心再根據(jù)汽車所在的位置、及時通過語言提示為汽車導航。閱讀通過該材料大致了解我國的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng) 四、地理信息系統(tǒng)(GIS) 1．概念 專門處理地理空間數(shù)據(jù)的汁算機系統(tǒng)，稱為“地理信息系統(tǒng)”，簡稱“GIS”。閱讀 通過這個材料，使學生了解如下問題： 2．地理信息系統(tǒng)的簡要程序 教師指圖講解，使學生對地理信息系統(tǒng)的過程有一般性了解。 3．應用 應用的領域相當廣泛，凡是用到地圖或需要處理地理空間數(shù)據(jù)的領域都可用到。⑴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。通過對有關信息進行分析、加工，建立能反映區(qū)域內各種因素相互關系，揭示區(qū)域結構、特征和發(fā)展規(guī)律的模型。 ⑵利用地理信息系統(tǒng)所提供的查詢檢索、空間分析等功能，還可對區(qū)域內自然資源和條件、區(qū)位和交通條件、人口和勞動力條件，以及經濟和社會條件進行更精確的分析、評價。 ⑶在利用遙感、全球定位系統(tǒng)等提供的地理信息的基礎上，運用地理信息系統(tǒng)，可以對環(huán)境和自然災害進行動態(tài)監(jiān)測及評估預測。⑷地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應用已得到推廣。 指導學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，專業(yè)分類信息，有關內容的文字、圖像信息，縮放、補充、測算等，信息輸出等。 有關GIS在國土整治中的其他一些功能作用，教師可以參照后面?zhèn)湔n資料，適當補充講解。思考 1．與地圖相比，地理信息系統(tǒng)具有哪些優(yōu)點?點撥：優(yōu)點很多，如地理信息系統(tǒng)的信息具有多維的特征；地理信息的時序性十分明顯；時效性好；更新快等等。 2．有人說：地理信息系統(tǒng)是地圖的延伸。你怎樣理解?點撥：從地理信息系統(tǒng)是一個多維的地圖等方面思考。 五、地理信息技術與數(shù)字地球 1．“3S”的關系 ⑴聯(lián)系： 既互為獨立發(fā)展又相互促進。 ⑵區(qū)別 ①遙感主要用于地理信息數(shù)據(jù)的獲?。? ②全球定位系統(tǒng)主要用于地理信息的空間定位； ③地理信息系統(tǒng)主要用來又對地理信息數(shù)據(jù)進行管理、查詢、更新、空間分析和應用評價。 2．數(shù)字地球 （1）概念 指數(shù)字化的地球，即把整個地球信息進行數(shù)字化后，由計算機網(wǎng)絡來管理的技術系統(tǒng)。 （2）原理和應用 數(shù)字地球是將不同空間、時間的自然、人文的大量信息，按地理坐標，從區(qū)域到全球進行整合，并進行立體的，動態(tài)的顯示，能為復雜的生產、研究活動提供實驗條件和試驗基地?；顒? 1．圖1．5和田1．6顯示的對洪水災害的監(jiān)測和統(tǒng)計除運用了遙感技術外，還運用了哪種地理信息技術?這兩種地理信息技術在這次洪災監(jiān)測和統(tǒng)計中具有怎樣的相互關系?點撥：在圖1.5和圖1.6所示的洪水監(jiān)測和統(tǒng)計中,除運用了遙感技術外,還運用了地理信息系統(tǒng),遙感提供了信息源(信息搜集),地理信息系統(tǒng)對信息進行加工(分析、統(tǒng)計)。 2．城市110指揮中心在接到報警電話后，能在最短的時間內指揮警車到達出事地點。為提高出警效率，許多城市配備了巡誓車。應用地理信息技術可大大提高出誓效率(圖1．11)。