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)設(shè)計

1、僅供個人參考For personal use only in study and research; not forcommercial use1.2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)目標(biāo)】1 .識記：RS GPS GIS和數(shù)字地球的概念。2 .理解：RS GPS GIS在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用。3 .應(yīng)用：根據(jù)實際情況選擇合適的地理信息技術(shù)并分析其作用和特點。4 .拓展：能夠根據(jù)地理信息的原理判讀具有地理信息系統(tǒng)邏輯表達(dá)的圖表?！窘滩姆治觥? .知識清單：一是RS技術(shù)的含義、工作原理、優(yōu)勢及應(yīng)用；二是 GIS概念、 功能、工作原理及應(yīng)用；三是 GPS勺概念、組成、功能、特點及應(yīng)用

2、。2 .方法體系：本節(jié)方法體系上就是要學(xué)會用現(xiàn)代信息技術(shù)手段表達(dá)事物，并 能通過現(xiàn)代信息技術(shù)獲取研究人地關(guān)系的基本信息。學(xué)科技能上，會用"3S'技術(shù)獲取地理信息。3 .觀念體系：利用現(xiàn)代技術(shù)促進(jìn)人地協(xié)調(diào)更好地實現(xiàn)?！緦W(xué)情分析】1 .已知與未知：已知：“3S'技術(shù)的應(yīng)用價值學(xué)生是已知的。未知：但 其工作原理和表達(dá)方式學(xué)生是未知的。2 .想知與難知：想知：“3S技術(shù)的特點、功能、應(yīng)用是學(xué)生想知的。 難知：同時，對“ 3S'技術(shù)的應(yīng)用是難知的?！窘虒W(xué)重點】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 .遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)在區(qū)域地

3、理環(huán)境研究中的應(yīng)用【教學(xué)難點】對“3S'技術(shù)的應(yīng)用【課程資源】1. 教材：教材除原理性文本外，還設(shè)計了兩則“思考”，一項“活動”、三篇“閱讀”等材料，為學(xué)習(xí)思維訓(xùn)練準(zhǔn)備了素材。2. 課件：系統(tǒng)性地設(shè)計了學(xué)習(xí)路徑及方法提練的思路。3. 動畫： 遙感的主要環(huán)節(jié)遙感技術(shù)的應(yīng)用實例全球定位系統(tǒng)工作原理 全球定位系統(tǒng)實例4. 練習(xí)：拓展應(yīng)用，達(dá)成應(yīng)用目標(biāo)。5. 學(xué)生： 學(xué)生已有知識基礎(chǔ)和學(xué)生生活經(jīng)驗，在知識同化中完善學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)?！?教學(xué)方法 】 講授法 讀圖分析法【 教學(xué)過程 】 （ 教學(xué)過程設(shè)計具體內(nèi)容見課件）新課導(dǎo)入：今年是我國航天工程成果豐碩的一年，神舟十一號與天宮二號成功對接、長征五

4、號大型火箭的成功發(fā)射等一系列振奮人心的航天成就，無不彰顯著我國已經(jīng)進(jìn)入航天強(qiáng)國的行列，這些航天成就的基礎(chǔ)工程就有“北斗”定位導(dǎo)航系統(tǒng)，神舟與天宮的對接就標(biāo)志著我國北斗定位導(dǎo)航系統(tǒng)的精度，而對這些航天器準(zhǔn)確入軌、 在軌運(yùn)行、回收等的精確控制就離不開另一基礎(chǔ)工程地理信息系統(tǒng)了，今天，我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)這些地理信息技術(shù)的基本功能及應(yīng)用。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：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開口地理信息系統(tǒng)（GIS）等。2應(yīng)用廣泛應(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、自然災(zāi)害防御監(jiān)測、

5、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。如： 可以模擬特定區(qū)域的自然過程，預(yù)測、預(yù)報區(qū)域內(nèi)可能發(fā)生的災(zāi)害或環(huán)境變化。3.組成：GPS氣車導(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）1概念：是人們在航空器（ 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，對地表物體進(jìn)行遠(yuǎn)距離的感知。2 .遙感的裝置（1）傳感器一一遙感的關(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，傳送到地面接收站（圖1. 4）（2）組成（了解）：感平臺、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

6、能遙感技術(shù)主要壞下目標(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) 計數(shù)字4 .遙感的優(yōu)越性（此部分可以請學(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、財力，提高效率。遙感信息作為重要的信息源，為區(qū)域地理環(huán)境研究從定性到定量、從靜態(tài) 到動態(tài)、從過程到模式的轉(zhuǎn)化和發(fā)展，提供了條件。區(qū)域地理環(huán)境研究的前提是獲取地理信息。 例如，將多次或逐月、逐年的遙 感影像圖疊加，就可反映城市的擴(kuò)張、海岸的侵蝕、湖泊的消長，等等。在區(qū)域 地理環(huán)境研究中，遙感廣泛應(yīng)用于資源凋查、環(huán)境監(jiān)測、自然災(zāi)害防御監(jiān)測等領(lǐng) 域。遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍

7、很廣。除了以上介紹的森林火災(zāi)、洪水監(jiān)測外，還廣泛 應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、海洋研究、環(huán)境監(jiān)測等許多方面。而且我國的遙感技術(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、病蟲害和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境調(diào)查及監(jiān)測，以及農(nóng)作物長勢監(jiān)測和估產(chǎn)等方面。遙感在土地資源與土壤調(diào)查中應(yīng)用廣泛。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。思考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?？梢詮倪b感的定義分析。從某種意義

8、上說，人們“看”的過程就是在遙感，眼睛相當(dāng)于傳感器。三、全球定位系統(tǒng)(GPS)1概念：利用衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)適時進(jìn)行導(dǎo)航、定位的系統(tǒng)，稱為全球定位系統(tǒng)，簡稱GPS。2組成：空間部分一一GPSfi星星座(圖).7);地面控制部分一一地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶設(shè)備部分一一GPSJ號接收機(jī)。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(yīng)用(1) 為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時間。(2) 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

9、獲得更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。(3)在日常生活中應(yīng)用一一GPSt航無論是在何時何地，只要擁有GPS言號接收機(jī)，就能知道自己前進(jìn)的方向和所處的地理坐標(biāo)。利用 GPS»導(dǎo)航服務(wù)也成為一種新興的行業(yè)。GPS氣車導(dǎo)航汽車導(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)顯示該車的位置外，還通過語音提示引導(dǎo)駕駛員行駛。5. GPSfi星星座GPSfi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(nèi)。全球任何地點在任何時刻地平面上空至少有四顆GPSE星。思考：在GPS氣車導(dǎo)航中，信息在汽車、衛(wèi)星和服務(wù)中心之間是

10、怎樣傳遞的？點撥：汽車中的GPS8戶設(shè)備接收了 GPSfi星信息，解算出本車的位置、速度等信息，并通過無線電信號傳送至服務(wù)中心。服務(wù)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(dǎo)航。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)”，簡不得用于商業(yè)用途僅供個人參考稱“GIS”。2地理信息系統(tǒng)的簡要程序教師指圖講解，使學(xué)生對地理信息系統(tǒng)的過程有一般性了解。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。(1) 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(guān)信息進(jìn)行分析、加工，建立能反映區(qū)域內(nèi)各種

11、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。(2) 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(nèi)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(jì)和社會條件進(jìn)行更精確的分析、評價。(3) 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)，可以對環(huán)境和自然災(zāi)害進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測及評估預(yù)測。(4) 地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應(yīng)用已得到推廣。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。思考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

12、統(tǒng)是一個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(2) 聯(lián)系：既互為獨(dú)立發(fā)展又相互促進(jìn)。(3) 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(jìn)行管理、查詢、 更新、 空間分析和應(yīng)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(jìn)行數(shù)字化后，由計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來管理的技術(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，動態(tài)的顯示，能為復(fù)雜的生產(chǎn)、研究活動提供實驗條件和試驗基地?；顒?1：圖 1 5 和田1

13、6 顯示的對洪水災(zāi)害的監(jiān)測和統(tǒng)計除運(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)測和統(tǒng)計中具有怎樣的相互關(guān)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(yùn)用了遙感技術(shù)外,還運(yùn)用了地理信息系統(tǒng), 遙感提供了信息源（ 信息搜集 ）, 地理信息系統(tǒng)對信息進(jìn)行加工 （ 分析、統(tǒng)計） ?；顒?2：城市 110 指揮中心在接到報警電話后，能在最短的時間內(nèi)指揮警車到達(dá)出事地點。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)?點撥：可

14、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(shù)?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(shù)?如果存在嚴(yán)重交通堵塞，110指揮中心又該怎么辦?點撥： 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(rèn)出事地點的位置f（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

15、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)用于社會的各個領(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)主要用來對地理信息數(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)庫系統(tǒng)的更新，保證

16、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)地面定位目標(biāo)選擇、野外驗證、圖像分類等提供了必要的數(shù)據(jù)信息，為更好地利用遙感技術(shù)解決實際問題提供支持。三者的關(guān)系可用以下簡圖表示：【 課后作業(yè) 】1、訓(xùn)練目的：以近年高考題為例，重視學(xué)生利用原理解決實際問題能力的訓(xùn)練。2、 訓(xùn)練要求：一是學(xué)生必須在40 分鐘內(nèi)定時定量完成。二是對完成中有困難的地方由學(xué)習(xí)小組內(nèi)先解決，解決不了的問題再問老師。三是書寫要規(guī)范，主觀題術(shù)語準(zhǔn)確、語言精練、邏輯合理、層次清楚。四是本次作業(yè)由第4 學(xué)習(xí)小組負(fù)責(zé)講評。3、作業(yè)內(nèi)容：第一章第 2 節(jié)課后作業(yè)提升【 教學(xué)反思 】不得用于商業(yè)用途僅供個人參考僅供個人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwe