《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 GPS組成和應(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

2、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(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，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）

3、1概念： 是人們?cè)诤娇掌?（如飛機(jī)、高空氣球 ）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 14）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(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)

4、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，利用飛機(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

5、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。區(qū)域地理環(huán)境研究的前提從是面獲上取的地區(qū)理域信分息析。研例如，將多就遙可反感映城技市的擴(kuò)張、海究岸入的手侵蝕、湖泊的消長(zhǎng)，等等。資源凋查、環(huán)境監(jiān)測(cè)、自然災(zāi)害防御監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。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)用閱讀通過(guò)這個(gè)材料，使學(xué)生了解如下問(wèn)題：圖疊加， 泛應(yīng)用術(shù)于在進(jìn)區(qū)行, 遙感

6、廣遙感在農(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)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。 思考1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：范圍更廣、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?點(diǎn)撥：同意?？梢詮倪b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

7、上游水土侵蝕遙感調(diào)查” ; “氣象衛(wèi)星的旱情監(jiān)測(cè)” ; “河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)； 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)

8、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)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。板書設(shè)計(jì)§1.2 地理信息技術(shù)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用一、地理信息技術(shù)1概念：2應(yīng)用廣泛二、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)家遙感中心遙感信息、遙感快訊” ，查看有關(guān)內(nèi)容。GPS。三 、全球定位系統(tǒng) (GPS) 1概念：

9、 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)，稱為全球定位系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱 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(shè)備部分 GPS信號(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)用為各類用戶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。如：野外調(diào)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(diǎn)的地理位置 （經(jīng)度和緯度 ）、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 GPS導(dǎo)航無(wú)論是在何時(shí)何地，只要擁有 GPS信號(hào)接收機(jī)，就能

10、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)也成為種新興的行業(yè) （圖 18） 。GPS 汽車導(dǎo)航（圖 18）汽車導(dǎo)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(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)顯示該車的位置 L 還通過(guò)語(yǔ)音提示引導(dǎo)駕駛員把車開(kāi)到目的地。5GPS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。思考在 GPS汽車導(dǎo)航中，信息在汽車、衛(wèi)星和服務(wù)中心之間是怎樣傳遞的?點(diǎn)撥：汽車中的 GPS用戶設(shè)備接收了 GPS衛(wèi)星信息，解

11、算出本車的位置、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)汽車所在的位置、及時(shí)通過(guò)語(yǔ)言提示為 汽車導(dǎo)航。閱讀 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） 1概念專門處理地理空間數(shù)據(jù)的汁算機(jī)系統(tǒng)，稱為“地理信息系統(tǒng)” ，簡(jiǎn)稱“ GIS”。 閱讀通過(guò)這個(gè)材料，使學(xué)生了解如下問(wèn)題： 2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。3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

12、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)所提供的查詢檢索、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， 專業(yè)分類信息，

13、 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。思考 1與地圖相比，地理信息系統(tǒng)具有哪些優(yōu)點(diǎn)?點(diǎn)撥：優(yōu)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?點(diǎn)撥：從地理信息系統(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??； 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)又對(duì)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、

14、查詢、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)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。 活動(dòng)1圖 15 和田 16 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：在圖 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

15、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)指揮警車到達(dá)出事地點(diǎn)。為 提高出警效率，許多城市配備了巡誓車。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：可以利用地理信息系統(tǒng)（3）110 指揮中心要判定最近的警車至出事地點(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

16、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（需要綜合運(yùn)用上述技術(shù)） 。（4）假如你是 110 指揮中心的調(diào)度員，描述在接到報(bào)警電話到指揮警車前往出事地點(diǎn)的工 作程序。點(diǎn)撥：接警確認(rèn)出事地點(diǎn)的位置（在顯示各巡警車的地理信息系統(tǒng)中）了解其周 圍巡警車的位置分析確定最近（或能最快到達(dá)）的巡警車通知該巡警車。（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中 ? 點(diǎn)撥：城市交通組織和管理、商業(yè)組織和管理、城市規(guī)劃、衛(wèi)生救護(hù)、物流等部門， 都可利用地理信息技術(shù)?！菊n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