2024-2025學(xué)年高中地理第三章地理信息技術(shù)應(yīng)用第一節(jié)地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用學(xué)案湘教版必修3

PAGE9-第一節(jié)地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解地理信息系統(tǒng)(GIS)的基本構(gòu)成。2.了解GIS的主要功能，理解GIS在城市管理中的應(yīng)用。3.學(xué)會運(yùn)用常見的GIS產(chǎn)品，能應(yīng)用電子地圖查詢所需信息。一、地理信息系統(tǒng)(GIS)1．概念：采集、存儲、管理、分析和描述地球表面與地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。2．功能：除一般信息系統(tǒng)的功能外，還能顯示數(shù)據(jù)的空間分布，并具有強(qiáng)大的空間查詢、分析、模擬、統(tǒng)計(jì)和預(yù)料等功能。3．發(fā)展4．系統(tǒng)組成包括地理數(shù)據(jù)、GIS軟件、硬件、GIS人員、應(yīng)用模型五部分。5．工作過程二、地理信息系統(tǒng)與城市管理1．應(yīng)用領(lǐng)域資源調(diào)查、環(huán)境評估、災(zāi)難預(yù)料、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通信、交通運(yùn)輸、公安、水利、公共設(shè)施、商業(yè)金融等。2．GIS與城市建設(shè)和管理(1)城市規(guī)劃和管理：城市規(guī)劃的設(shè)計(jì)、工程選址、城市管理和協(xié)助決策等。(2)基礎(chǔ)設(shè)施管理：工程設(shè)計(jì)、應(yīng)急搶修、日常維護(hù)管理等。(3)土地利用與管理：土地利用狀況的監(jiān)控和管理。(4)生態(tài)環(huán)境管理：城市生態(tài)規(guī)劃、環(huán)境評價(jià)、環(huán)境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的決策分析、環(huán)保設(shè)施的管理等。3．GIS的新進(jìn)展主要包括網(wǎng)絡(luò)GIS、三維GIS與虛擬GIS、多媒體GIS等。教材P80圖3－10用來存儲不同信息的GIS圖層閱讀時(shí)須要關(guān)注下面幾點(diǎn)：(1)此圖反映GIS的信息存儲方式，分圖層存儲不同的信息。(2)通過圖層的疊加，可以形成地理信息的綜合反映。(3)該圖可以查詢哪些地理信息及須要查詢的圖層。教材P81圖3－12地圖計(jì)算機(jī)顯示教材P81圖3－13地圖輸出此兩幅圖用于說明GIS信息的顯示、輸出方式及輸出內(nèi)容的類型。GIS的輸出是指將編輯好的GIS信息在計(jì)算機(jī)顯示器的屏幕上顯示(如圖3－12)，或通過繪圖儀、打印機(jī)等輸出(如圖3－13)的過程。在GIS中，地理要素可以放大或縮小，以查看地圖的局部或整體。GIS一般可輸出地形圖、專題圖和剖面圖等，也可以輸出三維地圖。主題一地理信息系統(tǒng)2018年11月24日晚，某市消防指揮中心接到報(bào)警，稱市區(qū)某地發(fā)生一起火災(zāi)。119電話響起的同時(shí)，指揮中心警用地理信息系統(tǒng)也隨即自動定位，顯示報(bào)警詳細(xì)位置、起火建筑日常人流及旁邊道路車流量等信息，為快速出警供應(yīng)協(xié)助決策。(1)材料中反映了地理信息系統(tǒng)的什么功能？試答：信息的采集、存儲、管理、分析和描述等。(2)GIS獲得數(shù)據(jù)采集的過程有哪些？試答：地圖、遙感圖像、野外考察等。1．GIS的組成及功能2.GIS的工作過程GIS圖層疊加示意圖的判讀技巧(1)首先要明確GIS圖層疊加示意圖是由哪些專題圖層組成的，由于這些專題圖層是由很多的具有空間屬性的數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中生成的，所以它們分別反映了某種專題地理事物的空間分布特征。(2)其次要明確不同的專題圖層反映的地理事物之間的空間聯(lián)系。例如從水系圖層中可以找到河流的上游地帶，而河流的上游從地形上看往往是山地，其在地形圖層中則反映為等高線較為密集，有肯定的坡度等特征；在水系圖層中也可以找到河流的下游，而河流的下游在地形圖層上常表現(xiàn)為等高線稀疏且數(shù)值較小，該地區(qū)在土壤分布圖層上則常表現(xiàn)為土層深厚、肥沃，在區(qū)域城市分布圖層上則常表現(xiàn)為聚落或城市密集的特點(diǎn)。(3)最終要明確圖層疊加之后會形成一個(gè)可以反映多個(gè)地理要素分布特征的新圖層，在新圖層中的某個(gè)位置上，我們就可以綜合考慮各個(gè)要素，進(jìn)行人類生產(chǎn)、生活活動場所的選擇或評價(jià)。1．思索領(lǐng)悟地理信息系統(tǒng)與地圖有何區(qū)分？提示：一般地圖是利用比例尺、方向、圖例、注記以及等值線等來表示地理事物的有關(guān)內(nèi)容。而地理信息系統(tǒng)則是地圖的延長，它通過采集、處理數(shù)據(jù)、建立模型來表示地理事物的有關(guān)內(nèi)容。建立數(shù)據(jù)模型，即通過肯定的方式將所要表示的內(nèi)容轉(zhuǎn)變成數(shù)值，是地理信息系統(tǒng)與地圖最基本的差異。2．題組實(shí)踐地理信息系統(tǒng)是地理信息技術(shù)的重要組成部分，據(jù)此回答(1)～(2)題。(1)下列屬于地理信息系統(tǒng)硬件的是(C)①計(jì)算機(jī)②程序③掃描儀④工人A．①② B．③④C．①③ D．②④解析：地理信息系統(tǒng)的硬件設(shè)備有數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、計(jì)算機(jī)主機(jī)、數(shù)據(jù)輸入設(shè)備、數(shù)據(jù)輸出設(shè)備、存儲設(shè)備。(2)地理信息系統(tǒng)的簡要程序是(A)A．信息源→數(shù)據(jù)處理→數(shù)據(jù)庫→空間分析→表達(dá)B．信息源→空間分析→數(shù)據(jù)處理→數(shù)據(jù)庫→表達(dá)C．信息源→空間分析→數(shù)據(jù)庫→數(shù)據(jù)處理→表達(dá)D．信息源→數(shù)據(jù)庫→數(shù)據(jù)處理→空間分析→表達(dá)解析：地理信息系統(tǒng)，首先依據(jù)地圖、遙感圖像、野外考察等信息源獲得數(shù)據(jù)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，進(jìn)入數(shù)據(jù)庫，然后進(jìn)行空間分析和表達(dá)。主題二地理信息系統(tǒng)與城市管理城市110指揮中心在接到報(bào)警電話后，能在最短的時(shí)間內(nèi)指揮警車到達(dá)出事地點(diǎn)。為提高出警效率，很多城市配備了巡警車。(1)110指揮中心要駕馭城市交通道路狀況，可以利用哪一種地理信息技術(shù)？試答：地理信息系統(tǒng)。(2)假如你是110系統(tǒng)中心的工作人員，當(dāng)接到報(bào)警電話后，你會如何調(diào)度警力進(jìn)行應(yīng)急處置？試答：接到報(bào)警后，馬上從GIS電子地圖上確定突發(fā)事務(wù)的發(fā)生地，同時(shí)搜尋最近的巡邏警車，通知旁邊路口交警保證道路暢通；啟動最佳路徑功能，給警車指引道路，確保以最快的速度到達(dá)事務(wù)發(fā)生地，組織警力處理并將處理結(jié)果反饋至指揮中心。1．地理信息系統(tǒng)在城市管理中的功能2．地理信息系統(tǒng)在災(zāi)難監(jiān)測中的應(yīng)用應(yīng)用地理信息系統(tǒng)，并借助于遙感技術(shù)，可有效地監(jiān)測和預(yù)報(bào)洪澇災(zāi)難、森林火災(zāi)等。3．地理信息系統(tǒng)在醫(yī)療救援方面的應(yīng)用圖示法理解GIS在城市管理中的應(yīng)用1．思索領(lǐng)悟(1)在城市管理中僅僅依靠地理信息系統(tǒng)就可以減災(zāi)救災(zāi)嗎？提示：不能。地理信息系統(tǒng)可以對災(zāi)難進(jìn)行跟蹤、分析、評價(jià)和模擬，它可以指導(dǎo)人們實(shí)行有效措施應(yīng)對災(zāi)難，以及災(zāi)后復(fù)原工作。但卻不能僅僅依靠它來減災(zāi)救災(zāi)。(2)GIS在病人急救過程中可供應(yīng)哪些服務(wù)？提示：GIS在病人急救過程中，可供應(yīng)如下服務(wù)：①快速鎖定病人的位置；②搜尋距離病人最近的醫(yī)院和救援車；③供應(yīng)救援車最佳行車路途，以贏得搶救時(shí)間等。2．題組實(shí)踐GIS中，不同類型的地理空間信息儲存在不同的圖層上。疊加不同的圖層可以分析不同要素間的相互關(guān)系。據(jù)此完成(1)～(2)題。(1)城市交通圖層與城市人口分布圖層的疊加，可以(A)A．為商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)選址供應(yīng)依據(jù)B．分析建筑設(shè)計(jì)的合理性C．計(jì)算城市水域面積D．估算工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值解析：從選項(xiàng)內(nèi)容可以看出，建筑設(shè)計(jì)的合理性、城市水域面積、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值三個(gè)方面都與城市交通圖和城市人口分布圖層的疊加所形成的專題地圖沒有必定的、干脆的聯(lián)系，只有商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)選址必需考慮人口分布與交通。(2)對2010年與2024年城市土地利用圖層進(jìn)行分析，能夠(C)A．計(jì)算交通流量的改變 B．預(yù)料洪澇災(zāi)難的發(fā)生C．了解城市地域結(jié)構(gòu)改變 D．預(yù)料城市降水改變趨勢解析：不同年份城市土地利用的狀況會影響到城市地域結(jié)構(gòu)的改變，而計(jì)算交通流量、預(yù)料洪澇災(zāi)難、預(yù)料城市降水與城市土地利用之間并沒有必定的聯(lián)系。1．地理信息系統(tǒng)能解決的主要問題包括(C)①數(shù)據(jù)采集②地物空間分布及位置分析③決策應(yīng)用④趨勢分析A．①② B．②③C．②④ D．①③解析：要正確區(qū)分地理信息系統(tǒng)的功能和能解決的問題。數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和決策應(yīng)用屬于地理信息系統(tǒng)的功能；而地物空間分布及位置分析、趨勢分析、模式分析，以及模擬結(jié)果等則是地理信息系統(tǒng)主要能解決的問題。2．下列屬于地理信息系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的是(B)①防洪減災(zāi)②交通管理③城市規(guī)劃④醫(yī)療服務(wù)⑤學(xué)生管理A．①②③④⑤ B．①②③④C．②③④⑤ D．①②④⑤解析：地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域有多個(gè)方面，它涉及國民經(jīng)濟(jì)的方方面面，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于金融、電信、交通、國土資源、電力、水利、農(nóng)林、環(huán)境愛護(hù)、地礦等領(lǐng)域。但學(xué)生管理主要在學(xué)校內(nèi)部完成，與GIS關(guān)系不大。疊加分析就是將同一地區(qū)的兩層或多層地圖要素重疊在一起進(jìn)行圖層和屬性運(yùn)算，產(chǎn)生新的圖層和屬性的過程。下圖中甲、乙分別為同一地區(qū)兩種要素分布圖。讀圖完成3～4題。3．若將甲、乙兩圖層進(jìn)行疊加，得到的新圖層是(A)解析：甲、乙兩圖層進(jìn)行疊加也就是兩種要素的組合，形成的新圖層如A圖所示。4．若甲、乙分別為城市交通網(wǎng)和地租等值線圖層，疊加后生成新圖層的圖形信息是(B)A．城市道路網(wǎng)類型 B．交通線與地租等值線分布C．城市功能分區(qū)結(jié)構(gòu) D．污染工業(yè)布局規(guī)劃解析：城市交通網(wǎng)和地租等值線圖層疊加應(yīng)當(dāng)形成交通線與地租等值線分布圖形。5．讀圖，回答下列問題。eq\x(A)→eq\x(數(shù)據(jù)處理)→eq\x(B)→eq\x(C)→eq\x(表達(dá))(1)填出圖中字母所表示的GIS的簡要工作過程名稱。A信息輸入，B數(shù)據(jù)庫管理，C空間分析。(2)建設(shè)GIS的首要工作是建立地理數(shù)據(jù)庫。對于圖形數(shù)據(jù)的輸入，常用的方法是掃描紙質(zhì)地圖后進(jìn)行數(shù)字化處理。(3)GIS的數(shù)據(jù)存儲采納“分層”技術(shù)，即將地圖中的不同要素，存儲在不同的“圖層”中。如要規(guī)劃城市商業(yè)發(fā)展，則應(yīng)調(diào)出水系、土地利用、地形、居民區(qū)、土壤、交通六個(gè)圖層中的居民區(qū)、交通圖層的資料。(4)GIS在城市建設(shè)和管理中的典型應(yīng)用有城市規(guī)劃和管理、基礎(chǔ)設(shè)施管理、土地利用與管理、生態(tài)環(huán)境管理。解析：第(1)題，GIS的簡要工作過程為：信息輸入→數(shù)據(jù)處理→數(shù)據(jù)庫管理→空間分析→表達(dá)。