《地理信息技術在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應用》教案

1、1.2 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：知識要點知識與技能過程與方法情感、態(tài)度與價值觀地理信息技 術了解地理信息技術的概 念、組成、應用和趨勢分析說明地理信息技 術的應用領域體驗和感受科技進步對社會生活的影響遙感（ RS）了解 RS的概念、裝備、工作領域和應用領域理解遙感技術在防災減災中的應用過程全球定位系 統(tǒng)（ GPS）了解 GPS組成和應用理解定位和導航的原理了解我國衛(wèi)星導航定 位系統(tǒng)，增強民族自 豪感地理信息系 統(tǒng)（ GIS）了解 GIS 的概念和應用初步城市地理信息系統(tǒng)的操作使用方法增強實踐能力教學重難點：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

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）

3、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 14）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

4、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(jīng)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(jīng)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(jīng)過計算機處理技術，我

5、們就能快捷、準確地統(tǒng)計出洪水的淹沒情況?？梢?，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。） 提高研究工作的精度和質量，節(jié)省人力、財力，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張、海究岸入的手侵蝕、湖泊的消長，等等。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(nóng)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(jīng)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：圖疊加， 泛應用術于在進區(qū)行, 遙感

6、廣遙感在農(nóng)業(yè)方面的應用1遙感在農(nóng)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(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境調查及監(jiān)測，以及農(nóng)作物長勢監(jiān)測和估產(chǎn)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(chǎn)是體現(xiàn)遙感在農(nóng)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。 (以下內容根據(jù)教學需要可以選擇進行) 指導學生閱讀網(wǎng)上資料了解遙感技術的其他應用： “嘉陵江

7、上游水土侵蝕遙感調查” ; “氣象衛(wèi)星的旱情監(jiān)測” ; “河南省有效灌溉面積遙感調查” ； “山東省可發(fā)展灌溉面積遙感調查” ； “黃河小浪底水庫下閘蓄水后下游河道的遙感圖像” 。 進入“中國科學院遙感應用研究所”網(wǎng)站，查看有關信息及知識。 進入“國家遙感中心遙感信息、遙感快訊” ，查看有關內容，一是復習鞏固本節(jié)知識； 是為下一節(jié)學習地理信息系統(tǒng)、全球定位技術知識作準備。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(jīng) 走在了世界的前列。我國的大部分土地已經(jīng)獲得了大比例尺的航空影像資料，成功發(fā)射了回 收式國土資源衛(wèi)星，自行研制發(fā)射了“風云”衛(wèi)星。遙感技術

8、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(nóng)業(yè)估產(chǎn)、災害監(jiān)測、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。板書設計§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：2應用廣泛二、遙感 (RS) 技術極其應用1概念： 2遙感的裝置 傳感器遙感的關鍵裝置組成(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4遙感的優(yōu)越性 提高研究工作的精度和質量，節(jié)省人力、財力，提高效率。5遙感技術的應用課后作業(yè)： 進入“國家遙感中心遙感信息、遙感快訊” ，查看有關內容。GPS。三 、全球定位系統(tǒng) (GPS) 1概念：

9、 利用衛(wèi)星，在全球范圍內適時進行導航、定位的系統(tǒng)，稱為全球定位系統(tǒng)，簡稱 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應用為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。 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(jīng)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)。 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

10、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 18） 。GPS 汽車導航（圖 18）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。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

11、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。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

12、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。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(jīng)濟和社會條件進行更精確的分析、評價。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。地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應用已得到推廣。 案例介紹點擊以下網(wǎng)址：香港網(wǎng)上地圖網(wǎng)頁 ）或者 Web/china/（ 中國網(wǎng)上地圖 ） 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，

13、 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”的關系聯(lián)系： 既互為獨立發(fā)展又相互促進。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)主要用來又對地理信息數(shù)據(jù)進行管理、

14、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(chǎn)、研究活動提供實驗條件和試驗基地。 活動1圖 15 和田 16 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

15、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） 。（1）110 指揮中心要隨時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 點撥：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最近，可以利用哪一種地理信息技術 ? 點撥：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的道路是否暢通，還需要利用哪些技術 如果存在嚴重交通堵塞， 110 指揮中心又該

16、怎么辦 ?點撥：還要用到攝像和視頻傳輸技術。如果存在嚴重交通堵塞，需要另外找較近的且 有條件較快趕到出事地點的巡警車（需要綜合運用上述技術） 。（4）假如你是 110 指揮中心的調度員，描述在接到報警電話到指揮警車前往出事地點的工 作程序。點撥：接警確認出事地點的位置（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）的巡警車通知該巡警車。（5）由此例推想，地理信息技術還可以應用于城市管理的哪些部門中 ? 點撥：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、物流等部門， 都可利用地理信息技術?！菊n堂小結】現(xiàn)代地理學中， 3S 技術學科的發(fā)展與應用，日益成為地理學前沿科學研究的重要領域， 并成為地理學服務于社會生產(chǎn)的主要途徑，現(xiàn)在 3S 技術已經(jīng)廣泛應用于社會的各個領域。它 們三者既有分工又有聯(lián)系。遙感技術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)主要用來對地理信息數(shù)據(jù)的管理、更新、分析等。其中， 遙感技術為地理信息系統(tǒng)提供信息數(shù)據(jù)，加快了地理信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的更新，保證了地理信 息系統(tǒng)的時效性，全球定位系統(tǒng)為遙感信息數(shù)據(jù)地面定位