江蘇專用2024-2025學(xué)年高中地理第14課時地理信息技術(shù)在交通和城市管理中的應(yīng)用講義魯教版必修2

PAGE1-第十四課時地理信息技術(shù)在交通和城市管理中的應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.說出地理信息系統(tǒng)的工作流程和主要功能。2.舉例說明地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域。(重點(diǎn))3.通過實(shí)例分析說明地理信息系統(tǒng)在城市基礎(chǔ)設(shè)施管理以及在醫(yī)療救援中的作用。(重點(diǎn))4.了解全球定位系統(tǒng)的基本構(gòu)成。5.初步學(xué)會運(yùn)用GPS接收機(jī)進(jìn)行定位和導(dǎo)航，駕馭地理信息技術(shù)在交通中的應(yīng)用。(重點(diǎn))一、地理信息系統(tǒng)1．地理信息系統(tǒng)及其功能(1)概念：在計算機(jī)軟件和硬件支持下，對地理信息進(jìn)行采集、管理、分析和表達(dá)的空間信息管理系統(tǒng)。(2)優(yōu)點(diǎn)：圖形化、可視化，可剛好更新信息。(3)存儲和處理的數(shù)據(jù)類型①空間數(shù)據(jù)：反映事物地理空間位置的信息。②屬性數(shù)據(jù)：與地理位置有關(guān)的反映事物其他特征的信息。(4)系統(tǒng)構(gòu)成：包括系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)、應(yīng)用人員和應(yīng)用模型五個部分。(5)主要功能：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、決策應(yīng)用等。(6)解決的主要問題：地物空間分布及位置分析、趨勢分析、模式分析及模擬結(jié)果等。2．地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用(1)在災(zāi)難監(jiān)測中的應(yīng)用①借助于遙感技術(shù)，可有效地監(jiān)測和預(yù)報災(zāi)難。②可分析災(zāi)難影響范圍，確定救災(zāi)物資調(diào)配的最佳路徑。③為受災(zāi)人員、財產(chǎn)的平安有效轉(zhuǎn)移供應(yīng)決策依據(jù)。④進(jìn)行災(zāi)情統(tǒng)計與評估。⑤為災(zāi)后重建供應(yīng)決策支持。(2)在經(jīng)濟(jì)活動中的應(yīng)用①通過對各種相關(guān)信息的收集、管理與分析，有助于做出正確的推斷和決策。②結(jié)合地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)活動供應(yīng)全新的數(shù)據(jù)地圖決策信息。[特殊提示]地理信息系統(tǒng)所采集的信息是按地理空間分布特征來反映地理事物改變規(guī)律的，因此不是反映地理空間分布特征的有關(guān)課題，一般不用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行探討。3．城市管理中的地理信息系統(tǒng)(1)概況：應(yīng)用最早、最有成效，已成為城市管理的重要應(yīng)用手段。(2)主要應(yīng)用領(lǐng)域：城市的信息管理與服務(wù)、交通道路管理、環(huán)境管理以及城市規(guī)劃、防災(zāi)減災(zāi)等方面。二、全球定位系統(tǒng)1．全球定位系統(tǒng)的構(gòu)成(1)概念：是利用衛(wèi)星群來獲得地面經(jīng)緯度坐標(biāo)及其高程并用于定位和導(dǎo)航的系統(tǒng)。(2)組成①空間衛(wèi)星系統(tǒng)：由24顆衛(wèi)星組成，保證地面上任何地點(diǎn)、任何時間都可觀測到4顆以上衛(wèi)星。②地面監(jiān)控系統(tǒng)：由主控站、監(jiān)控站和信息注入站組成。③用戶設(shè)備系統(tǒng)：主要由GPS衛(wèi)星接收機(jī)和GPS數(shù)據(jù)處理軟件等組成。(3)工作原理eq\x(\a\al(工作衛(wèi)星不間,斷地發(fā)送自身,的星歷參數(shù)和,時間信息))→eq\x(\a\al(GPS用,戶接收,信息))→eq\x(\a\al(經(jīng)過計算求出自,身所在地點(diǎn)的,三維位置、三維方,向以及運(yùn)動速度,和時間信息等))(4)特點(diǎn)：海、陸、空全方位、全天候、高精度、自動化、高效益等。2．GPS的應(yīng)用(1)軍事：不僅海、陸、空三軍，而且很多高科技武器等，也都起先采納GPS技術(shù)進(jìn)行定位導(dǎo)航。(2)交通①民用GPS主要用于交通車輛導(dǎo)航管理、航空器的定位及導(dǎo)航。②航海是GPS的最大用戶，有GPS航海自主導(dǎo)航系統(tǒng)、港口管理和進(jìn)港引導(dǎo)系統(tǒng)、航路交通管理系統(tǒng)、跟蹤監(jiān)視系統(tǒng)等。③GPS空中導(dǎo)航：實(shí)現(xiàn)了最佳空域劃分與管理、空中交通流量管理以及飛行路途管理。(3)旅游探險：利用GPS，旅游者可以在生疏的城市里快速找到自己所在位置，確定前往目的地的最優(yōu)行進(jìn)方式和路途。(4)其他應(yīng)用：包括大地測量、野外勘測、緊急救援、農(nóng)業(yè)監(jiān)控、生態(tài)探討等方面。3．學(xué)用GPS手持機(jī)(1)熟識GPS功能鍵(2)定位①首先應(yīng)選擇室外無障礙物的地點(diǎn)，以確保能夠同時接收到的衛(wèi)星數(shù)量不低于4顆，而且衛(wèi)星信號良好。②按[開機(jī)鍵]，顯示[收星]界面，切換至[數(shù)據(jù)查詢]界面，屏幕中即顯示緯度、經(jīng)度、海拔高度(三維位置)。(3)導(dǎo)航①建立航點(diǎn)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(按[定位鍵]，記錄下各航點(diǎn)位置,干脆輸入經(jīng)、緯度等數(shù)據(jù)信息))②依據(jù)航點(diǎn)導(dǎo)航。(1)通過地理信息系統(tǒng)中的圖形數(shù)據(jù)可以查詢到北京市的空間位置。()(2)對城市中大型商場進(jìn)行選址時，地理信息系統(tǒng)須要分析人口和交通的相關(guān)數(shù)據(jù)。()(3)野外探險時我們可借助GPS探知周邊的環(huán)境特征。()(4)目前，GPS技術(shù)主要應(yīng)用于軍事及交通管理兩大領(lǐng)域。()(5)關(guān)于全球定位系統(tǒng)的說法，不正確的是()A．只能獲得地面某點(diǎn)的經(jīng)緯度，不能確定其高程B．全球性、全天候、連續(xù)性、實(shí)時性工作C．定位精度高D．功能多，應(yīng)用范圍廣提示：(1)√地理信息系統(tǒng)中存儲和處理的空間數(shù)據(jù)又稱地圖數(shù)據(jù)或圖形數(shù)據(jù)，可以反映事物地理空間位置的信息。(2)√商場選址須要考慮交通條件和市場條件，須要地理信息系統(tǒng)從其數(shù)據(jù)庫中調(diào)取相關(guān)的人口分布和交通分布等相關(guān)數(shù)據(jù)，為正確的決策供應(yīng)依據(jù)。(3)×野外探險時我們可利用GPS進(jìn)行定位、導(dǎo)航，但不能借此探知四周的環(huán)境特征。(4)×GPS技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，不只限于軍事、交通管理兩個領(lǐng)域。(5)A[全球定位系統(tǒng)能夠供應(yīng)三維坐標(biāo)(經(jīng)度、緯度和高程)、速度和時間。]地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用2024年4月，南開區(qū)已正式啟用天津統(tǒng)計地理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于本市地理空間的展示、分析及服務(wù)，系統(tǒng)整合了新型統(tǒng)計體系、第三次經(jīng)濟(jì)普查、基本單位名錄庫，以及各類年定報數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了政府部門數(shù)據(jù)與地理信息系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合。該系統(tǒng)主要以地圖形式呈現(xiàn)，每家企業(yè)都對應(yīng)營業(yè)地址定位到地圖里，點(diǎn)擊查看就可以直觀的了解整個南開區(qū)域內(nèi)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況，還可以選擇特定的局部區(qū)域查看數(shù)據(jù)分析，包括總體經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)(GDP等)、企業(yè)的行業(yè)分布及活躍度等。問題1(綜合思維)地理信息系統(tǒng)存儲的數(shù)據(jù)有幾類？提示：地理信息系統(tǒng)中存儲和處理的數(shù)據(jù)可分為兩大類：一類是反映事物地理空間位置的信息，稱為空間數(shù)據(jù)；另一類是與地理位置有關(guān)的反映事物其他特征的信息，稱為屬性數(shù)據(jù)。問題2(綜合思維)利用天津統(tǒng)計地理信息系統(tǒng)能了解哪些經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況？提示：可查詢相關(guān)的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、企業(yè)的位置、行業(yè)的分類信息，也可對經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)行相關(guān)的分析、預(yù)料等。eq\a\vs4\al([歸納總結(jié)])1．在災(zāi)難監(jiān)測中的應(yīng)用應(yīng)用地理信息系統(tǒng)，并借助遙感技術(shù)，可有效地監(jiān)測和預(yù)報洪澇災(zāi)難、森林火災(zāi)等，其詳細(xì)操作過程如下：2．在經(jīng)濟(jì)活動中的應(yīng)用地理信息系統(tǒng)與遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，可為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)活動供應(yīng)全新的數(shù)據(jù)地圖決策信息。下圖是地理信息系統(tǒng)在商業(yè)活動中的應(yīng)用：3．在城市管理中的應(yīng)用應(yīng)用主要功能舉例說明城市信息管理與服務(wù)主要向城市居民供應(yīng)日常工作與生活所需的各種信息供應(yīng)旅游景點(diǎn)分布與詳情，商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的布局及各自特色，城市道路與建筑物的空間分布城市規(guī)劃進(jìn)行城市與區(qū)域多目標(biāo)的開發(fā)和規(guī)劃規(guī)劃部門可以把有用的資料記錄到數(shù)據(jù)庫里，隨時查詢和統(tǒng)計，并用三維影像顯示城市；還可以把城市地下管網(wǎng)的分布輸入系統(tǒng)中，進(jìn)行有效管理城市道路交通管理顯示有關(guān)道路的路況、交通流量、沿線環(huán)境等空間和屬性信息，可以供應(yīng)多類型的查詢查詢空間信息：某個加油站、立交橋的坐標(biāo)位置；查詢時間信息：某輛車某一時間處于什么位置及其某時某地的車流量等；查詢路面質(zhì)量、沿路環(huán)境、居民分布狀況等；發(fā)布交通信息：剛好把交通擁擠狀況、車流量、交通事故、交通環(huán)境狀況發(fā)給駕駛員，顯示在車內(nèi)顯示屏幕上，幫助駕駛員找出最佳行車路途城市抗災(zāi)減災(zāi)實(shí)時跟蹤災(zāi)難發(fā)生、發(fā)展過程；對災(zāi)難進(jìn)行快速分析、評價和模擬，并協(xié)助開展災(zāi)后的應(yīng)急和復(fù)原工作為提高火災(zāi)防救工作的針對性，可以建立各防火區(qū)的火災(zāi)信息系統(tǒng)，并建立相應(yīng)的救援路途模型和災(zāi)后損失評估模型城市環(huán)境管理環(huán)境規(guī)劃與決策、監(jiān)測、評價、預(yù)料與模擬對城市多種信息如大氣、水、土地、噪聲等進(jìn)行管理和處理圖示法理解地理信息系統(tǒng)及應(yīng)用1．GIS中，不同類型的地理空間信息存儲在不同的圖層上，疊加不同的圖層可以分析不同要素的相互關(guān)系。據(jù)此回答(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．為商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)選址B．分析建筑設(shè)計的合理性C．計算城市水域面積D．估算工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值(2)對2000年與2024年城市土地利用圖層進(jìn)行分析，能夠()A．計算交通流量的改變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(1)A(2)C[第(1)題，城市交通圖層和城市人口分布圖層的疊加，反映了該地區(qū)的交通通達(dá)度和消費(fèi)人口的多少，因此可以為商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)選址。第(2)題，構(gòu)成城市土地利用圖層的信息主要有住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)等因素，對其進(jìn)行分析，可以了解城市地域結(jié)構(gòu)的改變。]全球定位系統(tǒng)的特點(diǎn)和應(yīng)用閱讀下列材料，探討下列問題。材料一上海世博會期間，GPS導(dǎo)航服務(wù)被廣泛應(yīng)用于出租車等其他社會車輛中。材料二我國旅游業(yè)在發(fā)展過程中，出現(xiàn)了兩種現(xiàn)象：一是隨著私家車的增多，“自駕游”越來越多，盡管人們對某地道路一點(diǎn)也不熟，但只要有車載導(dǎo)航系統(tǒng)，一切都迎刃而解；二是將目光投向人跡罕至的地區(qū)，過去人們在這些地區(qū)極易迷失方向，遭受危急，現(xiàn)在只要配有GPS接收機(jī)，平安便得到了保障。問題1(綜合思維)GPS具有哪些特點(diǎn)？提示：具有海、陸、空，全方位、全天候、高精度、自動化、高效益等的特點(diǎn)。問題2(綜合思維)依據(jù)材料可以看出，GPS應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？除了這些，GPS還應(yīng)用于哪些領(lǐng)域？提示：交通管理、旅游、消遣等。軍事、測量、救援等。問題3(綜合思維)上海世博會期間，GPS對開車出行有什么作用？提示：規(guī)劃出最佳路徑；引導(dǎo)駕駛；隨時駕馭前方路況等。eq\a\vs4\al([歸納總結(jié)])1．全球定位系統(tǒng)的特點(diǎn)特點(diǎn)含義覆蓋全球表面，可全天候作業(yè)GPS具有全球性、全天候、連續(xù)實(shí)時定位和導(dǎo)航的須要，且不受云、霧、雨、雪等天氣的影響功能多，應(yīng)用廣GPS不僅可用于定位、導(dǎo)航，還可用于測繪、測量、測速、測時，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大觀測時間短，定位精度高目前，GPS接收機(jī)的一次定位和測速工作可在1秒鐘甚至更短的時間內(nèi)完成。隨著GPS的不斷完善，GPS定位技術(shù)已能使靜態(tài)定位精度提高到厘米級甚至毫米級操作簡潔，便于攜帶GPS的操作已基本實(shí)現(xiàn)了自動化，且GPS接收機(jī)的體積越來越小，重量越來越輕，便于攜帶和野外觀測抗干擾，保密性強(qiáng)GPS衛(wèi)星所發(fā)送的信號具有良好的抗干擾性和保密性2．全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用2．中國地震臺網(wǎng)正式測定，2019年2月2日(1)精確定位地震震中(北緯46.73度，東經(jīng)83.34度)主要用到的技術(shù)是()A．RSB．GPSC．GISD．飛機(jī)拍攝(2)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶供應(yīng)高精度、高牢靠定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)，并具短報文通信實(shí)力。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在抗震救災(zāi)中發(fā)揮的主要作用有()①供應(yīng)災(zāi)區(qū)的影像②統(tǒng)計災(zāi)區(qū)的經(jīng)濟(jì)損失③確定救災(zāi)人員的位置④進(jìn)行短報文通信A．①②B．①③C．②③D．③④(1)B(2)D[第(1)題，GPS主要用于精確定位；GIS用于分析、處理數(shù)據(jù)，為決策者供應(yīng)依據(jù)；RS可用于對某一地物進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。第(2)題，由北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，具有導(dǎo)航和短報文通信實(shí)力可知，③④正確。]疊加圖層的判讀某專題探討建立的GIS圖層探討1上圖中地理信息圖層包括哪些？提示：水系、土地利用、居民點(diǎn)、地形和土壤等。探討2上圖各圖層疊加可用于哪些領(lǐng)域？提示：土地的分類與評價、自然災(zāi)難風(fēng)險評估、水土流失探討等領(lǐng)域。(1)看圖名，明確圖層組成。上圖為水系、土地利用、居民點(diǎn)、地形和土壤五大圖層。(2)析圖層，分析空間聯(lián)系。同一地區(qū)不同圖層表示該地區(qū)不同地理事物或現(xiàn)象的分布狀況，不同的圖層相互疊加就會形成各種地理事物或現(xiàn)象綜合分布圖，用于分析疊加事物或現(xiàn)象相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域。常見的疊加圖層及延長應(yīng)用如下表所示：疊加圖層延長應(yīng)用人口密度與交通線路及規(guī)劃圖新建商業(yè)中心選址河流分布、坡度分布、土石分布圖泥石流易發(fā)區(qū)水系、土地利用、居民點(diǎn)、地形、土壤圖土地的分類和評價水系、土地利用、居民點(diǎn)、地形、土壤、水文地質(zhì)、區(qū)域規(guī)劃圖深埋垃圾場選址坡向分布、巖石傾斜圖滑坡易發(fā)區(qū)下圖為某地區(qū)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫示意圖。讀圖，回答(1)～(2)題。(1)以下圖層組合最適合用遙感(RS)技術(shù)獲得信息的是()A．①②④ B．①③⑤C．③④⑥ D．②③⑥(2)進(jìn)行農(nóng)業(yè)相宜性評價可以利用的圖層組合是()A．①②④⑤ B．②③④⑤C．②③④⑥ D．①③⑤⑥(1)A(2)C[第(1)題，遙感一般指運(yùn)用傳感器對物體電磁波的輻射、反射特性進(jìn)行探測。居民點(diǎn)、水系和地形等主要分布在地表，因而其信息簡潔通過遙感技術(shù)獲得；土壤、巖層和地下水一般位于地下，其電磁波的輻射、反射特性較弱。第(2)題，進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的自然區(qū)位因素多與地形、氣候、土壤、水源等相聯(lián)系，與居民點(diǎn)和巖層聯(lián)系不大。]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)報洪澇災(zāi)難、森林火災(zāi)等。據(jù)此完成1～2題。1．分析災(zāi)難影響范圍、確定救災(zāi)物資調(diào)配的最佳路徑，主要是利用GIS的()A．信息管理、查詢和分析功能B．?dāng)?shù)據(jù)采集、檢驗(yàn)功能C．?dāng)?shù)據(jù)的編輯、存儲功能D．災(zāi)情報告功能2．假如將GIS用來監(jiān)測森林火災(zāi)，可以()A．用來分析、推斷引起火災(zāi)的緣由B．預(yù)料森林火災(zāi)的發(fā)生地點(diǎn)C．預(yù)料森林火災(zāi)所造成的后果D．剛好知道火災(zāi)地點(diǎn)、范圍，以便于剛好分析火勢擴(kuò)散方向，制定滅火方案1．A2.D[GIS的主要功能有數(shù)據(jù)采集、檢驗(yàn)與編輯、存儲與組織、處理與分析、顯示等。GIS的信息管理、查詢和分析功能，可為分析災(zāi)難影響范圍、確定救災(zāi)物資調(diào)配的最佳路徑，以及受災(zāi)人員、財產(chǎn)的平安有效轉(zhuǎn)移等供應(yīng)決策依據(jù)，同時還可以進(jìn)行災(zāi)情的統(tǒng)計與評估，為災(zāi)后重建供應(yīng)決策支持。]3．香港城市旅游