地理信息技術(shù)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用[理論實(shí)操]

1、1行業(yè)進(jìn)步 地理信息技術(shù)地理信息技術(shù) 1 1、概念：、概念： 是指獲取、管理、分析和應(yīng)用地理是指獲取、管理、分析和應(yīng)用地理 空間信息的現(xiàn)代技術(shù)的總稱。空間信息的現(xiàn)代技術(shù)的總稱。 2 2、應(yīng)用領(lǐng)域：、應(yīng)用領(lǐng)域：廣泛廣泛 如：在資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測、自然災(zāi)害防御監(jiān)測、如：在資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測、自然災(zāi)害防御監(jiān)測、 國土資源管理、國土開發(fā)規(guī)劃等許多領(lǐng)域中發(fā)揮國土資源管理、國土開發(fā)規(guī)劃等許多領(lǐng)域中發(fā)揮 著重要作用。著重要作用。 遙感遙感(RS) (RS) 全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)(GPS)(GPS) 地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)(GIS)(GIS) 2行業(yè)進(jìn)步 一一、遙感、遙感(RS)(RS) 閱讀教材閱讀教

2、材6 6頁第四段，思考：什么是遙感？頁第四段，思考：什么是遙感？ 遙感是人們在航空遙感是人們在航空 器器( (如飛機(jī)、高空氣如飛機(jī)、高空氣 球球) )或航天器或航天器( (如人如人 造衛(wèi)星造衛(wèi)星) )上利用一定上利用一定 的技術(shù)裝備，對地的技術(shù)裝備，對地 表物體進(jìn)行遠(yuǎn)距離表物體進(jìn)行遠(yuǎn)距離 的感知。的感知。 1 1概念概念: : 3行業(yè)進(jìn)步 2. 關(guān)鍵裝置：關(guān)鍵裝置：傳感器傳感器 傳感器傳感器在航空或航天器上在航空或航天器上接收接收地面地面 物體物體反射或輻射的電磁波信息反射或輻射的電磁波信息，并，并 以圖像膠片或數(shù)據(jù)磁帶以圖像膠片或數(shù)據(jù)磁帶記錄記錄下來，下來， 傳送傳送到地面接收站。到地面接收

3、站。 4行業(yè)進(jìn)步 遙感平臺遙感平臺搭載傳感器的工具搭載傳感器的工具 遙感平臺遙感平臺 航天平臺航天平臺 航空平臺航空平臺 地面平臺地面平臺 高度高度 300km-36000km300km-36000km 高度高度 100m-10km100m-10km 高度高度 0m-50m0m-50m 5行業(yè)進(jìn)步 航空器航空器 6行業(yè)進(jìn)步 航天器航天器 7行業(yè)進(jìn)步 地物在不斷地吸收、發(fā)射（輻射）和反射地物在不斷地吸收、發(fā)射（輻射）和反射 電磁波，并且不同物體的電磁波特性不同。電磁波，并且不同物體的電磁波特性不同。 遙感就是根據(jù)這個原理，利用一定的技術(shù)遙感就是根據(jù)這個原理，利用一定的技術(shù) 設(shè)備和裝置，來探測地表

4、物體對電磁波的反射設(shè)備和裝置，來探測地表物體對電磁波的反射 和地物發(fā)射的電磁波，從而提取這些物體的信和地物發(fā)射的電磁波，從而提取這些物體的信 息，完成遠(yuǎn)距離識別物體。息，完成遠(yuǎn)距離識別物體。 傳感器傳感器 樹木樹木水體水體草叢草叢 裸露的裸露的 地表地表路面路面建筑物建筑物 不同物體反射和輻射電磁波不同；同一種物質(zhì)在不同物體反射和輻射電磁波不同；同一種物質(zhì)在 不同的環(huán)境條件下不同的環(huán)境條件下反射和輻射電磁波反射和輻射電磁波特性不同特性不同 3.3.遙感技術(shù)的原理遙感技術(shù)的原理 8行業(yè)進(jìn)步 目目 標(biāo)標(biāo) 物物 傳傳 感感 器器 遙感遙感 地面地面 系統(tǒng)系統(tǒng) 專業(yè)圖件專業(yè)圖件 統(tǒng)計數(shù)字統(tǒng)計數(shù)字 物體

5、輻射和物體輻射和 反射電磁波反射電磁波 收集收集 傳輸傳輸 信息處理信息處理 信息分析信息分析 4.4.遙感的主要遙感的主要環(huán)節(jié)環(huán)節(jié) 9行業(yè)進(jìn)步 5.遙感技術(shù)的遙感技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 人工實(shí)地調(diào)查人工實(shí)地調(diào)查利用遙感技術(shù)調(diào)查利用遙感技術(shù)調(diào)查 花費(fèi)時間花費(fèi)時間 時效性時效性 連續(xù)性連續(xù)性 調(diào)查人員調(diào)查人員 調(diào)查成本調(diào)查成本 調(diào)查范圍調(diào)查范圍 多多少少 差（慢）差（慢）好（快）好（快） 多多少少 高高低低 小，有些地方不小，有些地方不 能人工調(diào)查能人工調(diào)查 廣，能獲得人眼看不到廣，能獲得人眼看不到 的信息的信息 差，不能全天候差，不能全天候 觀測觀測 好，能全天侯觀測好，能全天侯觀測 精度和質(zhì)量高

6、，節(jié)省人力、財力，提高效率精度和質(zhì)量高，節(jié)省人力、財力，提高效率 10行業(yè)進(jìn)步 6 6遙感在區(qū)域地理環(huán)境研究中的遙感在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用應(yīng)用 (1)(1) 資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測、自然災(zāi)害防御監(jiān)測資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測、自然災(zāi)害防御監(jiān)測 11行業(yè)進(jìn)步 飛機(jī)遙感圖片：飛機(jī)遙感圖片：b b圖綠色表示淹沒的農(nóng)田；黑圖綠色表示淹沒的農(nóng)田；黑 色表示河岸受淹灘地。（色表示河岸受淹灘地。（1998.7.27-311998.7.27-31） 12行業(yè)進(jìn)步 衛(wèi)星遙感圖片：衛(wèi)星遙感圖片：b b圖紅色表示淹沒范圍圖紅色表示淹沒范圍 (1998.8.28) 13行業(yè)進(jìn)步 （1 1）資源調(diào)查）資源調(diào)查 6 6. .遙感

7、的應(yīng)用遙感的應(yīng)用 14行業(yè)進(jìn)步 （2 2）環(huán)境監(jiān)測）環(huán)境監(jiān)測 15行業(yè)進(jìn)步 印印 尼尼 亞亞 齊齊 海海 嘯嘯 前前 后后 衛(wèi)衛(wèi) 星星 圖圖 16行業(yè)進(jìn)步 17行業(yè)進(jìn)步 海拔海拔58955895米，米，永永 久性久性積雪的融化積雪的融化 減少減少，反映，反映了氣了氣 候的變暖候的變暖趨勢趨勢 -赤道赤道上的上的雪峰雪峰 18行業(yè)進(jìn)步 19行業(yè)進(jìn)步 20行業(yè)進(jìn)步 (2)(2)遙感在遙感在農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用方面的應(yīng)用 21行業(yè)進(jìn)步 二、全球定位系統(tǒng)二、全球定位系統(tǒng)(GPS) 1.概念：概念：利用衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)適時利用衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)適時 進(jìn)行進(jìn)行導(dǎo)航、定位導(dǎo)航、定位的系統(tǒng)。的系統(tǒng)。 2.2.

8、組成：組成： 空間部分空間部分GPSGPS衛(wèi)星星座衛(wèi)星星座 地面控制部分地面監(jiān)控系統(tǒng)地面控制部分地面監(jiān)控系統(tǒng) 用戶設(shè)備部分用戶設(shè)備部分GPSGPS信號接收機(jī)信號接收機(jī) 22行業(yè)進(jìn)步 GPSGPS衛(wèi)星星座衛(wèi)星星座 由由2121顆顆工作衛(wèi)工作衛(wèi) 星和星和3 3顆顆在軌在軌 備用衛(wèi)星組成備用衛(wèi)星組成 它們均勻地分它們均勻地分 布在布在6 6個個軌道軌道 平面內(nèi)。全球平面內(nèi)。全球 任何地點(diǎn)在任任何地點(diǎn)在任 何時刻，地平何時刻，地平 面上空至少有面上空至少有 四顆四顆GPSGPS衛(wèi)星衛(wèi)星 23行業(yè)進(jìn)步 GPSGPS衛(wèi)星星座衛(wèi)星星座 GPSGPS信號接收機(jī)信號接收機(jī)地面監(jiān)控系統(tǒng)地面監(jiān)控系統(tǒng) 監(jiān)測控制監(jiān)測控

9、制 發(fā)出定位發(fā)出定位 導(dǎo)航信號導(dǎo)航信號 GPSGPS系統(tǒng)組成和工作過程系統(tǒng)組成和工作過程 24行業(yè)進(jìn)步 手持式手持式GPS定位儀定位儀 25行業(yè)進(jìn)步 26行業(yè)進(jìn)步 27行業(yè)進(jìn)步 28行業(yè)進(jìn)步 閱讀閱讀 由由2121顆工作衛(wèi)星和三顆在顆工作衛(wèi)星和三顆在 軌備用衛(wèi)星組成軌備用衛(wèi)星組成, ,它們均它們均 勻分布在六個軌道平面內(nèi)勻分布在六個軌道平面內(nèi) 全球全球 由兩顆地球靜止軌道由兩顆地球靜止軌道 衛(wèi)星和一顆備用衛(wèi)星衛(wèi)星和一顆備用衛(wèi)星 組合組合 大范圍大范圍,區(qū)區(qū) 域性域性 29行業(yè)進(jìn)步 三、地理信息系統(tǒng)（三、地理信息系統(tǒng)（GISGIS） （Geographical Information Syste

10、mGeographical Information System） 1.1.概念：概念： 專門專門處理處理地理空間數(shù)據(jù)的地理空間數(shù)據(jù)的計算計算 機(jī)系統(tǒng)機(jī)系統(tǒng)，稱為地理信息系統(tǒng)，稱為地理信息系統(tǒng)， 簡稱為簡稱為“GISGIS” 30行業(yè)進(jìn)步 數(shù)據(jù)源（地圖、遙感圖像、實(shí)驗數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)源（地圖、遙感圖像、實(shí)驗數(shù)據(jù)、GPSGPS數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)） 采集采集 數(shù)據(jù)處理（即建立空間模型和數(shù)據(jù)模型）數(shù)據(jù)處理（即建立空間模型和數(shù)據(jù)模型） 存儲存儲 數(shù)據(jù)庫（關(guān)于某一研究區(qū)域的若干圖層的總和）數(shù)據(jù)庫（關(guān)于某一研究區(qū)域的若干圖層的總和） 分析分析 數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析 輸出輸出 表達(dá)（將系統(tǒng)分析的結(jié)果形成地圖、圖像、圖表、數(shù)字

11、等）表達(dá)（將系統(tǒng)分析的結(jié)果形成地圖、圖像、圖表、數(shù)字等） 2.2.簡要程序簡要程序 31行業(yè)進(jìn)步 由不同圖層構(gòu)成的地理信息由不同圖層構(gòu)成的地理信息 32行業(yè)進(jìn)步 3 3應(yīng)用應(yīng)用 凡是凡是用到地圖或需要處理地理空用到地圖或需要處理地理空 間數(shù)據(jù)的領(lǐng)域都可用間數(shù)據(jù)的領(lǐng)域都可用到到地圖技術(shù)地圖技術(shù)的的 延伸延伸 u在在城市管理城市管理中的應(yīng)用中的應(yīng)用 33行業(yè)進(jìn)步 地理信息系統(tǒng)在城市管理中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用地理信息系統(tǒng)在城市管理中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用 圖圖1.11是從某城區(qū)公共衛(wèi)生地理信息系統(tǒng)中截取的三是從某城區(qū)公共衛(wèi)生地理信息系統(tǒng)中截取的三 個界面。個界面。 圖圖1.11 某城區(qū)公共衛(wèi)生地理信息系統(tǒng)

12、部分顯示某城區(qū)公共衛(wèi)生地理信息系統(tǒng)部分顯示 20-6 34行業(yè)進(jìn)步 四、地理信息技術(shù)和數(shù)字地球四、地理信息技術(shù)和數(shù)字地球 1.3S1.3S技術(shù)的聯(lián)系技術(shù)的聯(lián)系 35行業(yè)進(jìn)步 2.2.數(shù)字地球數(shù)字地球 （1 1）概念：把整個地球信息進(jìn)行數(shù)字化）概念：把整個地球信息進(jìn)行數(shù)字化 后后, ,用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來管理的技術(shù)系統(tǒng)用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來管理的技術(shù)系統(tǒng) （2 2）數(shù)字地球與人們的日常生活）數(shù)字地球與人們的日常生活 可視電話、網(wǎng)絡(luò)購物、無紙交易、可視電話、網(wǎng)絡(luò)購物、無紙交易、 電視會議、視頻點(diǎn)播、居家辦公電視會議、視頻點(diǎn)播、居家辦公 遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)游戲遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)游戲 知識點(diǎn)播知識點(diǎn)播

13、36行業(yè)進(jìn)步 3“3S”技術(shù)技術(shù)與數(shù)字地球的關(guān)系與數(shù)字地球的關(guān)系 37行業(yè)進(jìn)步 數(shù)數(shù) 字字 地地 球球 地地 理理 信信 息息 技技 術(shù)術(shù) 全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng) 遙 感 技 術(shù)遙 感 技 術(shù) 地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng) 地理信息空間定位地理信息空間定位 地理信息數(shù)據(jù)獲取地理信息數(shù)據(jù)獲取 地理信息管理、分析等地理信息管理、分析等 為遙感信息提供三維坐標(biāo)為遙感信息提供三維坐標(biāo) 地理信息、數(shù)據(jù)來源地理信息、數(shù)據(jù)來源 38行業(yè)進(jìn)步 39行業(yè)進(jìn)步 40行業(yè)進(jìn)步 讀東北地區(qū)河流封凍等日數(shù)線分布圖，讀東北地區(qū)河流封凍等日數(shù)線分布圖，回答回答 4 45 5 題。題。 4造成造成 M、P 兩地河兩地河 流封凍

14、日數(shù)差異的主流封凍日數(shù)差異的主 要因素是要因素是( ) 海拔高低海拔高低 冬季風(fēng)的影響強(qiáng)度冬季風(fēng)的影響強(qiáng)度 水流速度水流速度 緯度緯度位置位置 A A B B C C D D B 41行業(yè)進(jìn)步 4造成造成 M、P 兩地河流封凍日數(shù)差異的主要因素是兩地河流封凍日數(shù)差異的主要因素是( ) 海拔高低海拔高低冬季風(fēng)的影響強(qiáng)度冬季風(fēng)的影響強(qiáng)度水流速度水流速度緯度緯度位置位置 A C B D 【答案答案】B 點(diǎn)撥：判讀等值線可知，點(diǎn)撥：判讀等值線可知，M M 地封凍日數(shù)比地封凍日數(shù)比 P P 地少，地少， 結(jié)合東北地區(qū)的地形分布可知，結(jié)合東北地區(qū)的地形分布可知，M M 地位于大興安嶺的地位于大興安嶺的 東

15、側(cè)，受西北季風(fēng)的影響較弱，并且該處地勢落差大，東側(cè)，受西北季風(fēng)的影響較弱，并且該處地勢落差大， 河流流速快，不易凍結(jié)。河流流速快，不易凍結(jié)。 42行業(yè)進(jìn)步 5 5松花江防汛部門，密切注意松花江防汛部門，密切注意 P P 河段冰情，河段冰情， 采取的合理手段是采取的合理手段是( ( ) ) A A利用利用 GPS GPS 技術(shù)，分析河流未來封凍情況技術(shù)，分析河流未來封凍情況 B B利用利用 GIS GIS 技術(shù)，定位冰塊的流淌速度技術(shù)，定位冰塊的流淌速度 C C利用利用 RS RS 技術(shù)，確定封凍河段技術(shù)，確定封凍河段 D D利用數(shù)字地球，虛擬河流封凍利用數(shù)字地球，虛擬河流封凍 【答案答案】C

16、C 43行業(yè)進(jìn)步 在遙感技術(shù)中，可以根據(jù)植物的反射波譜特征在遙感技術(shù)中，可以根據(jù)植物的反射波譜特征 判斷植物的判斷植物的生長狀況生長狀況，讀下圖回答讀下圖回答(1)(2)題。題。 44行業(yè)進(jìn)步 (1)下列選項中，重度病害植物反射率低于健康植物反射率下列選項中，重度病害植物反射率低于健康植物反射率 的波段主要集中在的波段主要集中在( ) A紅外線紅外線 BX 光光C可見光可見光D紫外線紫外線 橫坐標(biāo)表示植物的反射波率；豎坐標(biāo)表示不橫坐標(biāo)表示植物的反射波率；豎坐標(biāo)表示不 同病害程度植物對不同波長的反射率；箭頭表示數(shù)值遞增的同病害程度植物對不同波長的反射率；箭頭表示數(shù)值遞增的 方向；不同波長對應(yīng)不同

17、的光線。方向；不同波長對應(yīng)不同的光線。 重度病害植物反射率低于健康植物反射率的波重度病害植物反射率低于健康植物反射率的波 段段對比圖中重度病害植物和健康植物的反射曲線對比圖中重度病害植物和健康植物的反射曲線該波段波該波段波 長大于長大于 0.80 0.80 微米微米為紅外線。為紅外線。 【答案答案】A A 45行業(yè)進(jìn)步 (2)根據(jù)圖的原理，可用遙感技術(shù)直接根據(jù)圖的原理，可用遙感技術(shù)直接( ) 遙感技術(shù)原理：地面物體的種類、性質(zhì)、環(huán)境遙感技術(shù)原理：地面物體的種類、性質(zhì)、環(huán)境 條件的不同，其反射和輻射的電磁波也各不相同。條件的不同，其反射和輻射的電磁波也各不相同。 根據(jù)根據(jù)“重度病害植物重度病害植

18、物”和和“健康植物健康植物”反射率反射率 的不同的不同查看植物的健康狀況查看植物的健康狀況預(yù)測植物豐收預(yù)測植物豐收 ( (或減產(chǎn)或減產(chǎn))估計糧食作物產(chǎn)量。估計糧食作物產(chǎn)量。 【答案答案】D D A劃分植物的種類劃分植物的種類 B判讀植物生長的土壤類型判讀植物生長的土壤類型 C判斷城市人口分布判斷城市人口分布 D估計糧食作物的產(chǎn)量估計糧食作物的產(chǎn)量 46行業(yè)進(jìn)步 1關(guān)于遙感的說法關(guān)于遙感的說法，正確的是，正確的是( ) A傳感器是進(jìn)行信息處理和信息分析的儀器傳感器是進(jìn)行信息處理和信息分析的儀器 B物體的各類性質(zhì)、環(huán)境條件不同，但其反射和輻射的電物體的各類性質(zhì)、環(huán)境條件不同，但其反射和輻射的電 磁波相同磁波相同 C一幅陸地