高中地理 第三章 地理信息技術的應用 第三節(jié) 地理信息系統(tǒng)的應用同步備課案 中圖3

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE1學必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE第三節(jié)地理信息系統(tǒng)的應用[學習目標]1。了解GIS的系統(tǒng)組成、系統(tǒng)分工和基本工作原理。2.結合實例，學會分析地理信息系統(tǒng)可以解決的四類基本問題。3。會使用常見的GIS產(chǎn)品，能分別說明地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應用.一、地理信息系統(tǒng)及其可以解決的四類基本問題（一）地理信息系統(tǒng)1．概念：依靠計算機實現(xiàn)地理信息的收集、處理、存儲、分析和應用的系統(tǒng),簡稱GIS。2．功能3．工作流程eq\x(信息輸入）→eq\x（數(shù)據(jù)處理）→eq\x（數(shù)據(jù)庫管理)→eq\x(空間分析)→eq\x(可視化表達)4．構成：硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員。(二)地理信息系統(tǒng)可以解決的四類基本問題1．與分布、位置有關的基本問題（1)查詢“地點"和“狀況".（2)查詢符合一定條件的地物的分布、位置。2．趨勢分析eq\x（某地物隨時間變化的過程）eq\o（→,\s\up7(分析）)eq\x（該地物的發(fā)展趨勢）3．模式問題eq\x（通過地物分布及其組合規(guī)律的模式分析)→eq\x（揭示地物之間的空間關系）4．模擬問題eq\x（利用已掌握的規(guī)律建立起一定的模型)eq\o（→,\s\up7(模擬））eq\x(具備某種條件時將出現(xiàn)的結果）思考GIS就是電子地圖嗎?答案不是。電子地圖是GIS的一種應用產(chǎn)品，GIS是可以隨時修改和更新的計算機軟件系統(tǒng),而電子地圖只是把GIS的階段性成果做成供人們查詢的產(chǎn)品。閱讀以下材料，完成1～3題。材料地理信息系統(tǒng)(GIS)所采集的信息是按地理空間分布特征來反映地理實體結構及其動態(tài)變化規(guī)律的。1．互聯(lián)網(wǎng)上的電子地圖與紙質地圖相比，其優(yōu)點是（)①成本低、效益高②信息容量大③信息更新快④描述地物詳細、準確A．①②④ B．①②③④C．②③④ D．①③④2．下列課題中，主要是應用GIS進行研究的有(多選)（）A．近50年來，世界糧食總量與人均產(chǎn)量變化趨勢分析B．近10年來，上海市區(qū)人口分布變化特征與城市建設相關性分析C．浙江省西部地區(qū)土地利用狀況與農(nóng)業(yè)結構變化特征分析D．上海市浦東新區(qū)內環(huán)線的主要道路交叉點交通流量狀況通報及優(yōu)化公交線網(wǎng)、站點分布的方案設計3．應用GIS技術的最終目的是(）A．處理信息 B．記錄信息C．便于信息查詢 D．為地理決策提供依據(jù)答案1.B2。BCD3。D解析第1題，電子地圖是GIS的一種集成表現(xiàn),其特點是制作成本低，信息容量大且更新快，描述地物詳細、準確，不像傳統(tǒng)紙質地圖那樣制作需要耗費大量的人力和物力，數(shù)據(jù)更新周期長。第2題，注意GIS所采集的信息是按地理空間分布特征,來反映地理實體結構及動態(tài)變化規(guī)律的。A項中世界糧食總量與人均產(chǎn)量變化不是地理空間分布特征，因此不能用GIS進行研究。第3題，GIS技術能對信息進行存儲處理，便于信息查詢，但最終目的是為決策提供依據(jù)。二、地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應用1．城市信息管理與服務:向城市居民提供日常工作與生活所需的各種信息。2．城市規(guī)劃：是城市規(guī)劃管理的重要工具,主要用于分析現(xiàn)狀、有效管理。3．城市道路交通管理eq\b\lc\｛\rc\（\a\vs4\al\co1(顯示道路的路況、交通流量、沿線環(huán)境等空,間和屬性信息，提供多種類型的查詢，及時發(fā)布交通信息））4。城市救災防災eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1（跟蹤災害發(fā)生、發(fā)展過程，對災害進行快速分析、評價和模擬,輔助開展災后的應急和恢復工作））5．城市環(huán)境管理：主要包括環(huán)境規(guī)劃與決策、監(jiān)測、評價、預測與模擬等.閱讀材料,完成下列問題。材料地理信息系統(tǒng)作為地理信息的自動處理與分析系統(tǒng)，其應用領域已非常廣泛，涉及生產(chǎn)生活的各個領域。地理信息系統(tǒng)是城市規(guī)劃的重要工具.GIS數(shù)據(jù)存儲采用“分層”技術，即將地圖中的不同要素，存儲在不同的“層”中。將不同的“層"要素進行重疊,就形成不同主題的地圖。GIS中，不同類型的地理空間信息儲存在不同的圖層上，疊加不同的圖層可以分析不同要素間的相互關系。（1）上圖反映了我國目前大多數(shù)城市存在的交通擁堵現(xiàn)象。若應用GIS解決城市交通擁堵問題，其發(fā)揮的積極作用主要有________________________________________________。(2)未來五年上海將計劃形成“海、陸、空、鐵、水五路并舉的格局”，城市土地利用狀況將發(fā)生一定的變化。如果你想了解上海市近五年以來土地使用性質、地塊輪廓的變化，在GIS系統(tǒng)中，你可直接進行對比分析的圖層是______________________;若將上海的城市人口分布圖層與城市交通圖層疊加，即可為城市的__________________選址提供參考.(3）如果你想利用假期去上海復旦大學參觀學習，但你對上海市又不熟悉，你將如何利用GIS進行路徑查詢？(4)地理信息系統(tǒng)能否對城市環(huán)境問題進行治理？答案(1)快速查詢道路通行狀況，迅速定位擁堵地點，提出交通疏散方案；為道路規(guī)劃提供最佳路徑分析；查詢路況信息，為道路養(yǎng)護和應急搶修服務等（2）近五年以來上海市每年的土地利用圖層商業(yè)網(wǎng)點(3)利用網(wǎng)絡GIS調出復旦大學所在地區(qū)的地圖，查找車站到復旦大學最合理的公交路線。（4)不能。地理信息系統(tǒng)可以為我們進行生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的決策提供依據(jù)，但是環(huán)境問題的治理還需要人們的實際行動。拓展提升GIS在道路交通中的應用GIS能夠查詢道路的通行狀況，迅速定位事故地點,提供交通疏散的方案。在道路設計中,GIS能夠將多種數(shù)據(jù)疊加,為道路規(guī)劃提供直接的分析依據(jù)，如最佳路徑分析、最小造價分析等；在道路建設中，GIS能夠幫助掌握工程進度，控制工程質量。在道路及交通管理中，查詢路況信息，為道路養(yǎng)護服務。教材P90探索提示地理信息系統(tǒng)首先采集數(shù)據(jù)，標定過去幾年的犯罪地點，然后進行數(shù)據(jù)處理、空間分析，獲得分析犯罪頻率和犯罪模式,根據(jù)分析結果,重新分配警力，使警力資源合理利用，從而減少了青少年的持槍犯罪行為。通過這個例子我們可以看出：地理信息系統(tǒng)是在收集信息的基礎上，處理、存儲、分析和應用，最大限度地合理解決問題。從這個事例可以看出GIS具有以下三種功能：地圖的功能(例如標定過去幾年的犯罪地點)、數(shù)據(jù)庫的功能(例如總結利用過去的犯罪信息)、空間分析的功能(例如分析犯罪頻率的空間規(guī)律及對犯罪行為空間建模)。教材P96思考提示GIS可以對區(qū)域內自然資源條件、區(qū)位和交通、人口和勞動力條件以及社會經(jīng)濟條件等進行更精確的分析、評價。地理信息系統(tǒng)在公眾生活服務方面應用廣泛。隨著個人電腦與互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及，地理數(shù)據(jù)的應用已深入社會公眾生活的方方面面，為居民生產(chǎn)、生活和出行提供方便快捷的地理數(shù)據(jù)服務。例如，人們外出旅游，可以通過旅游網(wǎng)站查詢到旅游費用、時刻表、旅游線路、目標地的景點分布和服務項目等存儲在GIS數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。教材P96復習題提示1.常規(guī)的地圖一般繪制在紙張等介質上,這種地圖稱為模擬地圖。模擬地圖制圖工藝過程復雜,成圖周期長，不易保存和及時更新。而利用地理信息系統(tǒng)可以制作電子地圖.電子地圖與紙質地圖相比,具有很多優(yōu)勢：首先,電子地圖以計算機屏幕為顯示設備，以存儲器為存儲設備，易于保存和更新；其次,電子地圖動態(tài)生成，表達方法多種多樣;再次，電子地圖縮放自如,便于瀏覽地理信息；最后，電子地圖與數(shù)據(jù)庫相連接，具有查詢、計算和統(tǒng)計、分析功能。2．RS是三種技術的基礎，是信息源的主要渠道；GPS是在RS基礎上實現(xiàn)的，其主要功能是定位與導航；GIS是在前二者基礎上實現(xiàn)的，空間信息查詢定位只是GIS最基本的功能之一，除此之外還有其他的基本功能。具體而言，RS、GPS、GIS三者既有分工又有聯(lián)系。RS主要用于地理信息數(shù)據(jù)的獲取，GPS主要用于地理信息的空間定位，GIS主要用來對地理信息數(shù)據(jù)進行管理、更新、分析等.RS為GIS提供地理信息數(shù)據(jù),可加快GIS數(shù)據(jù)庫的更新，保證地理信息系統(tǒng)的時效性;GPS為RS信息數(shù)據(jù)的目標選擇、野外驗證、圖像分類等提供地面定位坐標信息，為更好地利用RS解決實際問題提供支持.“3S”技術之間的關系如下圖所示：知識小結下圖是某地山體滑坡后堵塞河道形成堰塞湖的影像。讀圖，完成1~2題。1．圖中堰塞體垮塌后可能會淹沒下游沿岸居民點，可快速確定需要轉移人口區(qū)域的技術是（)A．遙感（RS) B．地理信息系統(tǒng)(GIS）C．全球定位系統(tǒng)（GPS) D．北斗導航系統(tǒng)(BDS)2．圖中甲、乙、丙、丁四處海拔由高到低的排序是(）A．甲>乙>丙>丁 B．甲〉丙>丁>乙C．乙>丁〉丙〉甲 D．乙>丙>甲〉丁答案1。B2.D解析第1題，地理信息系統(tǒng)（GIS）可以利用數(shù)據(jù)模擬預測自然災害影響的區(qū)域范圍、危害程度，給受災人員、財產(chǎn)的安全有效轉移提供依據(jù)，故選B項.第2題，從圖中可以看出，乙接近于山上的雪線，海拔最高，丙高于堰塞湖湖面,甲位置與堰塞湖湖面高度相當，丁位于堰塞湖下游，海拔最低，所以海拔高度乙>丙〉甲〉丁。地理信息系統(tǒng)能夠建立數(shù)據(jù)模型，即通過一定的方式將所要表示的內容轉變?yōu)閿?shù)據(jù)，這是GIS與地圖最基本的差異。據(jù)此回答3～4題。3．GIS與普通地圖共同的特點是（)A．信息量一樣大B．都便于查詢各種信息C．都能夠進行空間分析D．都利于數(shù)據(jù)化處理各種信息4．與傳統(tǒng)地圖相比,GIS有優(yōu)越性,不表現(xiàn)在()A．紙繪地圖更精確B．GIS更有利于信息更新C．GIS較地圖直觀性強D．GIS可以快速進行各種空間分析答案3。C4.A解析第3題，信息量大、便于查詢信息和有利于數(shù)據(jù)化處理的是GIS的特點。進行空間分析則是兩種地圖共有的特點。第4題，GIS是以數(shù)據(jù)形式存儲信息，比紙繪地圖要精確。A項說法錯誤。5．應用地理信息系統(tǒng)進行城市地鐵規(guī)劃時，應優(yōu)先參考的圖層是（)①城市道路分布圖②城市地下排水管網(wǎng)分布圖③城市商業(yè)網(wǎng)點分布圖④城市綠地分布圖A．①② B．③④C．②④ D．①③答案D解析地鐵的主要功能是和地面交通相互配合，緩解城市交通壓力.進行城市地鐵規(guī)劃時要考慮的因素有人口、公共設施、商業(yè)、技術、地形等。地鐵軌道離地面一般在15～18米，對城市地下排水管網(wǎng)(在地下0。7～5米之間）影響不大.專項提能11對GIS數(shù)據(jù)庫組成圖層的認識圖表特征：GIS即地理信息系統(tǒng)，在國民經(jīng)濟各部門得到了廣泛的應用.GIS數(shù)據(jù)庫由若干圖層組成。疊加不同的圖層可以構成某一主題的圖層。若要研究郵電通信點的布局問題，你認為還應增加哪些圖層？(1)找主題。根據(jù)材料信息或圖示信息，找到GIS圖層要求的主題。(2）找圖層。在圖中找到主題地圖包含的主要圖層，并分出其中的自然圖層和人文圖層。(1）析圖層。分析圖中各個圖層，通過層層疊加，可分析出需要的GIS數(shù)據(jù)庫的主題圖.（2)析構成。分析影響某一主題地圖的要素構成，選用準確的圖層疊加.郵電通信點的布局需要考慮到居民點分布集中和交通便捷兩方面，所以還要用到交通線分布圖和居民點分布密度圖。交通線路圖和居民點分布密度圖.地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲采用“分層"技術，廣泛應用于地理學研究。下圖提供了我國某區(qū)域的地理位置、河流水系、地形等圖層的疊加信息，據(jù)此完成（1)～（2)題。（1）據(jù)現(xiàn)有的圖層信息大致可以規(guī)劃該地區(qū)(）A．農(nóng)業(yè)種植區(qū)的分布 B．工礦區(qū)的分布C．商業(yè)網(wǎng)點的分布 D．風力發(fā)電站的分布(2)在現(xiàn)有圖層信息基礎上進行農(nóng)業(yè)用地分類與評價，則還應增加（）①土地利用圖層②地質構造圖層③土壤圖層④人口密度圖層A．①② B．①③C．②③ D．②④答案(1）A(2）B解析第（1)題，圖中提供的圖層有地理位置、河流水系、地形等，所以可以規(guī)劃種植區(qū)的分布，地形平坦、水源充足、熱量豐富的地區(qū)適合布局種植業(yè),A選項正確；工礦區(qū)的分布需要交通圖層和資源圖層等,B選項錯誤；商業(yè)網(wǎng)點的分布需要交通和人口分布圖層等，C選項錯誤;風力發(fā)電站的分布需要風力資源分布圖層等，D選項錯誤。第（2）題，農(nóng)業(yè)用地分為耕地、林地、草地等,對農(nóng)業(yè)用地分類與評價需要結合土地利用圖層和土壤圖層。根據(jù)土地利用圖層確定土地利用類型，根據(jù)土壤圖層對農(nóng)業(yè)用地進行評價等.40分鐘課時作業(yè)下圖為“近30年來我國沿海地區(qū)海平面總體上升幅度示意圖"。讀圖回答1～2題。1．我國沿海地區(qū)海平面上升信息的獲取，主要采用了（)A．RS B．GPSC．GIS D．PPT2．對我國沿海海平面上升幅度的分析，主要采用了（）A．GPS B．GISC．RS D．PPT答案1.A2。B解析第1題，海平面上升的信息主要通過RS技術來獲取。第2題,GIS的主要功能是對地理數(shù)據(jù)進行分析。下圖是利用地理信息技術制作的“某城市中心城區(qū)月交通事故次數(shù)示意圖”。讀圖，完成3～4題。3．該圖的制作與應用借助于（）A．遙感技術獲取道路網(wǎng)信息，測定監(jiān)測點分布B．全球定位系統(tǒng)確定事故的位置，預測交通流量C．地理信息系統(tǒng)查詢事故頻次，分析出警最優(yōu)路徑D．數(shù)字地球技術，實現(xiàn)道路與監(jiān)測點的互換4．根據(jù)圖中交通網(wǎng)絡，可以推斷該城區(qū)(）A．甲地是城市中心商務區(qū)所在地B．乙地適宜建大型地面停車場C．對外聯(lián)系主要通道在西北方向D．商業(yè)網(wǎng)點密度東部大于西部答案3。C4。D解析第3題，遙感技術只能顯示瞬時交通狀況，全球定位系統(tǒng)只能做到對事故地點的準確定位，二者屬于數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng).根據(jù)題干可知，該圖為“某城市中心城區(qū)月交通事故次數(shù)示意圖"，事故次數(shù)的統(tǒng)計只能是地理信息系統(tǒng)工作的范疇。第4題，甲地位于環(huán)線，非市中心,也非中心商務區(qū)，排除A項；乙地為市中心，地價昂貴,不適宜建大型停車場,排除B項；對外聯(lián)系的通道呈放射狀，東、西較密集，而不是單獨集中于西北，排除C項;根據(jù)監(jiān)測點的分布，東部較密集，說明車流量大，商業(yè)較發(fā)達，商業(yè)網(wǎng)點密度應該是東部大于西部。我國GIS從20世紀80年代初期開始起步，90年代進入快速發(fā)展階段。目前,GIS已經(jīng)成為分析重大社會經(jīng)濟問題的強有力的工具。據(jù)此回答5～6題。5．地理信息系統(tǒng)所采集的信息，與一般數(shù)據(jù)的區(qū)別主要在于()A．強調空間位置 B．強調色彩搭配C．強調時間因素 D．強調地區(qū)輪廓6．一套完整的地理信息系統(tǒng)，其查詢、分析、模擬等操作主要基于（）A．海量的數(shù)據(jù) B．優(yōu)越的硬件支持C．熟練的操作人員 D．良好的顯示設備答案5。A6.A解析第5題，地理信息系統(tǒng)所采集的信息,與一般數(shù)據(jù)的區(qū)別在于它強調空間位置.第6題,GIS是建立在海量地理數(shù)據(jù)的基礎之上的。GIS是依靠計算機實現(xiàn)地理信息的收集、處理、存儲、分析和應用的系統(tǒng)，某中學地理小組將它用于課題研究.據(jù)此回答7～8題。7．下列四圖是同學們?yōu)榧亦l(xiāng)所作的自然、社會經(jīng)濟方面的資料分析圖，其中只適宜用GIS數(shù)據(jù)庫軟件制作的是（）8．同學們擬分析家鄉(xiāng)人口分布與自然條件的關系，在GIS數(shù)據(jù)庫中，需調用的專題圖層有（）①地形圖層②土壤圖層③氣候圖層④人口圖層⑤商業(yè)網(wǎng)點圖層⑥農(nóng)業(yè)圖層⑦工業(yè)圖層⑧城市圖層⑨交通圖層A．①②③④ B．③④⑤⑥C．⑥⑦⑧⑨ D．⑤⑥⑦⑧答案7。C8.A解析第7題，根據(jù)GIS的特點可知，在該題所列的自然、社會經(jīng)濟資料分析圖中，只有貧困人口分布屬于地理空間信息，因此，只有貧困人口分布圖適宜用GIS數(shù)據(jù)庫軟件制作。第8題，要想分析人口分布與自然條件的關系，首先必須要有人口圖層，此外，還需要有反映各自然條件要素的地形圖層、土壤圖層、氣候圖層等。讀“經(jīng)過數(shù)字化處理的某城市部分地區(qū)功能分區(qū)圖層和地價圖層示意圖”,回答9~10題.9．代表該城市商業(yè)區(qū)的是（)A．甲功能區(qū) B．乙功能區(qū)C．丙功能區(qū) D．丁功能區(qū)10．該圖像系統(tǒng)的制作主要使用的地理信息技術是（)A．RS B．GPSC．GIS D．數(shù)字地球答案9.A10.C解析第9題,甲功能區(qū)(數(shù)字1)位于城市功能區(qū)中心和沿街處，地價高，只有商業(yè)區(qū)布局于此是合理的.第10題,凡是用到地圖和地理空間數(shù)據(jù)的，選用GIS技術。下面甲圖是“林木、河流和房屋的景觀圖”,乙圖是根據(jù)甲圖建立的數(shù)據(jù)模型。讀圖完成11～12題。11．乙圖中的r表示（）A．林木 B．河流C．房屋 D．農(nóng)田12．圖中區(qū)域的林木覆蓋率為()A．90％ B．20％C．10％ D．30％答案11。B12.C解析第11題,從數(shù)據(jù)模型各字母對應的地理事物看,r表示小河,s表示林木，h表示房屋.第12題，此數(shù)據(jù)模型將該區(qū)域分為100個單元，其中s（林木)占10個單元,即此區(qū)域林木覆蓋率為10％.13．下圖為“最新埃博拉疫情暴發(fā)高風險區(qū)分布圖（圖中黑色陰影所示)"，繪制該分布圖最佳的地理信息技術是（）A．GPS B．RSC．GPRS D．GIS答案D解析繪制疫情分布圖需要將收集的疫情信息進行綜合處理、分析，屬于GIS的功能，因此D項正確。GPS主要功能是定位、導航；RS主要是拍攝遙感影像，不能處理信息；GPRS是通用分組無線服務技術，沒有預測、分析功能.14．閱讀材料,完成下列問題。4年一次的世界杯足球賽在德國開幕后，眾多球迷充分領略到了德國先進的交通技術.開賽前德國12個比賽城市，相繼建成了世界上最先進的交通控制系統(tǒng)，這種被稱為“魯爾示范項目”的智能交通控制系統(tǒng)，能同時指揮多特蒙德和蓋爾森基興兩個城市的交通.“魯爾示范項目"首次將所有高速公路、聯(lián)邦公路和鄉(xiāng)村公路的交通信息聯(lián)網(wǎng)，并提供多種服務信息，系統(tǒng)的信息采集來自于該地區(qū)的4500多個測量點,大部分是預埋在公路上的感應帶.此外還有約200個電子眼，可以利用由太陽能驅動的激光探頭測量交通流量和密度。全部信息采集點每小時能采集10萬個信息,這些信息通過光纜被輸送到埃森的示范項目調度中心，那里的50臺中央計算機對這些數(shù)據(jù)進行及時處理,提出最佳的交通管理建議。如果通往多特蒙德賽場的公路交通流量太大，交通管制中心便可用按紐改變交通信號，更改紅綠燈控制，讓球迷們改道。(1）材料中所提到的“預埋在公路上的感應帶"“電子眼"是此智能交通控制系統(tǒng)中的()A．數(shù)據(jù)輸入設備 B．數(shù)據(jù)輸出設備C．數(shù)據(jù)傳輸設備 D．存儲設備(2)寫出此智能交通控制系統(tǒng)運行的工作流程。(3)材料充分顯示的GIS的優(yōu)點是什么？(4)如果你是一個球迷，正在此區(qū)域奔向賽場的路上,你可以借助此系統(tǒng)得到哪些服務信息？答案(1）A(2）信息采集→信息傳輸→