(公開課)地理信息技術(shù)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用

導(dǎo)入新課不識廬山真面目，只緣身在此山中?！K軾的《題西林壁》2021/5/91欲窮千里目,更上一屋樓。

——王之渙《登鸛雀樓》2021/5/92足不出戶，可知天下事。2021/5/93情景1：小明從我?？既×饲迦A大學(xué)，明天要求報(bào)到，請為他規(guī)劃一條路線。情景2：你暑假到廣州親戚家，他們上班，你獨(dú)自一人想品嘗當(dāng)?shù)靥厣朗臣案浇瓮?，怎么辦？2021/5/94第二節(jié)地理信息技術(shù)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用2021/5/95教學(xué)重點(diǎn)：

1、遙感在資源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用；2、全球定位系統(tǒng)在定位導(dǎo)航中的應(yīng)用；3、地理信息系統(tǒng)的原理；4、數(shù)字地球的基本內(nèi)容。教學(xué)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。教學(xué)重難點(diǎn)2021/5/96自學(xué)思考一：地理信息技術(shù)的概念？地理信息技術(shù)主要類型？地理信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于哪些方面？2021/5/97地理信息技術(shù)概況地理信息技術(shù)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。地理信息技術(shù)科學(xué)體系的核心技術(shù)包括3S。

遙感（RS）全球定位系統(tǒng)（GPS）地理信息系統(tǒng)（GIS）地理信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于區(qū)域地理環(huán)境研究（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……）；大眾化應(yīng)用也成為趨勢……2021/5/98自學(xué)思考二：什么是遙感？遙感的主要環(huán)節(jié)有？遙感技術(shù)的原理是什么？遙感具有哪些特點(diǎn)？遙感技術(shù)有什么作用？廣泛應(yīng)用于哪些領(lǐng)域？2021/5/99一.遙感（RS）1.概念：（遙遠(yuǎn)感知）

人們在航空器或航天器上利用一定的技術(shù)裝備，對地表物體進(jìn)行遠(yuǎn)距離的感知。2021/5/910按遙感平臺(tái)的高度分類大體上可分為：2、遙感的分類地面遙感：高塔、車、船為遙感平臺(tái)航空遙感：飛機(jī)、氣球、飛艇等航天遙感：衛(wèi)星、飛船、空間站等遙感平臺(tái)2021/5/9112021/5/9123.主要環(huán)節(jié)：物體輻射和反射電磁波收集傳輸信息處理信息分析專業(yè)圖件統(tǒng)計(jì)數(shù)字（目標(biāo)物）（傳感器）（遙感地面系統(tǒng)）（成果）2021/5/9134.遙感技術(shù)的原理

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。遙感就是根據(jù)這個(gè)原理，利用一定的技術(shù)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息，完成遠(yuǎn)距離識別物體。傳感器樹木水體草叢裸露的地表路面建筑物地球上的物體都在不停地發(fā)射、反射和吸收電磁波，并且不同物體的電磁波特性是不同的。人們可以根據(jù)電磁波的差異來辨析物體的不同。不同地物反射的電磁波不同，這是遙感影像能夠被判讀的基礎(chǔ)。2021/5/9145．遙感的優(yōu)越性

思考1：從監(jiān)測的范圍、速度，人力和財(cái)力的投入等方面看，遙感具有哪些特點(diǎn)？人工實(shí)地調(diào)查利用遙感技術(shù)調(diào)查花費(fèi)時(shí)間時(shí)效性連續(xù)性調(diào)查人員調(diào)查成本調(diào)查范圍多少差（慢）好（快）多少高低小，有些地方不能人工調(diào)查廣，能獲得人眼看不到的信息差，不能全天候觀測好，能全天侯觀測2021/5/915遙感的特點(diǎn)：(1)感知的視野寬，范圍大；(2)獲得資料快、周期短的特點(diǎn)；(3)精度高、質(zhì)量高、效率高；(4)遙感的運(yùn)用比傳統(tǒng)的方法節(jié)省大量的人力、財(cái)力。思考答案2021/5/916有人說：遙感是人的視力的延伸。你同意這種看法嗎?

從某種意義上說有一定的道理

,但不全面。人眼“看”的過程就是在遙感,眼睛相當(dāng)于傳感器.人眼在可見光范圍內(nèi)有很高的光譜分辨率，但在可見光之外則是“睜眼瞎子”

.由于技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷開拓,傳感器的功能比人眼有了很大提高,例如感應(yīng)的波譜范圍更寬，從紫外線到可見光、紅外線，并延伸到微波，提高光譜分辨率和空間分辨率；在夜晚或惡劣天氣情況下也能使用；并有一定的穿透能力等。微波遙感，對云層、地表植被、松散沙層和干燥冰雪具有一定的穿透能力，又能夜以繼日的全天侯工作。可見遙感不僅僅是人的視力的延伸,遙感比人眼的監(jiān)測距離更遠(yuǎn),范圍更大,性能更強(qiáng)。思考2：2021/5/917

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(dòng)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。5．遙感的應(yīng)用2021/5/918（1）資源調(diào)查—生物資源

遙感的應(yīng)用

2021/5/919

農(nóng)業(yè)方面，利用遙感技術(shù)可以識別各類農(nóng)作物，計(jì)算種植面積，并根據(jù)作物生長情況估計(jì)產(chǎn)量；例：1972年美國不清楚蘇聯(lián)國內(nèi)谷物收成情況，導(dǎo)致蘇聯(lián)從美國市場搶購幾百億千克谷物，導(dǎo)致美國國內(nèi)糧價(jià)飛漲，1977年，美國遙測蘇聯(lián)小麥產(chǎn)量，同蘇聯(lián)官方公布的實(shí)際數(shù)字只差1%，美國從此能在國際市場上占有銷售優(yōu)勢。（1）資源調(diào)查-生物資源2021/5/920（1）資源調(diào)查-礦產(chǎn)資源通過分析遙感圖像可以劃定蘊(yùn)藏礦產(chǎn)的大致區(qū)域2021/5/921衛(wèi)星遙感圖片：b圖紅色表示淹沒范圍(1998.8.28)（2）災(zāi)害監(jiān)測2021/5/922

（2）災(zāi)害監(jiān)測汶川5.12地震前后RS影響對比2021/5/923印尼海嘯前后衛(wèi)星圖2021/5/924

（3）環(huán)境監(jiān)測2021/5/925——為天氣預(yù)報(bào)提供準(zhǔn)確不同時(shí)段的衛(wèi)星云圖

（4）遙感與天氣預(yù)報(bào)2021/5/926(04年廣東）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生長狀況。讀圖回答1-2題。1、圖中重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波段是（）①紅外線②X光③可見光④紫外線A①④B③④C①②D①③2、根據(jù)上圖的原理，可用遙感技術(shù)直接（）①劃分植物類型②判斷植物生長的土壤類型③監(jiān)測樹木的生長狀況④估測糧食作物的產(chǎn)量A、①④B②③C③④D①③CD2021/5/927自學(xué)思考三：全球地位系統(tǒng)的概念？GPS的組成部分？GPS的功能及特點(diǎn)？GPS廣泛應(yīng)用于哪些方面？2021/5/9281概念：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)。2組成：空間部分—GPS衛(wèi)星星座用戶設(shè)備部分—GPS信號接收機(jī)地面控制部分—地面監(jiān)控系統(tǒng)二、全球定位系統(tǒng)（GPS）2021/5/929

1.在一個(gè)平面直角坐標(biāo)系上，確定點(diǎn)的位置，需要知道幾個(gè)值？2.在一個(gè)空間三維坐標(biāo)系上，確定點(diǎn)的位置，需要知道幾個(gè)值？3.要精確知道一個(gè)人在地球上的位置，必須知道幾個(gè)值？至少需要幾顆衛(wèi)星？2個(gè)3個(gè)3個(gè)3個(gè)2021/5/930衛(wèi)星定位的基本原理

GPS系統(tǒng)采用“時(shí)間同步、單程測距”的原理來實(shí)現(xiàn)定位。簡單地說就是用戶同時(shí)向已知其位置的3個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星分別進(jìn)行距離測量，然后再以該衛(wèi)星為球心，以所測得的距離為半徑，在空間畫出3個(gè)球面，則該3個(gè)球面的相交點(diǎn)，就是用戶的所在位置了。2021/5/931GPS定位示意圖2021/5/932名詞鏈接：“時(shí)間同步”，是指衛(wèi)星上的時(shí)鐘與用戶設(shè)備內(nèi)的時(shí)鐘是精確同步的（譬如說校準(zhǔn)到兩者之間幾萬年才差1秒鐘）?！皢纬虦y距”，是指從導(dǎo)航衛(wèi)星上發(fā)出的無線電測距信號在傳播到用戶設(shè)備的這一單向行程中，就可以把它們之間的距離測量出來。

通常應(yīng)用三顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行定位，但要保證對目標(biāo)實(shí)時(shí)觀測（諸如提供目標(biāo)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)等），則需要至少四顆衛(wèi)星的信號。2021/5/933空間部分－－GPS衛(wèi)星星座2021/5/934用戶系統(tǒng)－－GPS接收機(jī)經(jīng)緯度位置三維坐標(biāo)（經(jīng)度、緯度、高度）2021/5/935用戶系統(tǒng)－－GPS接收機(jī)2021/5/936地面監(jiān)控部分2021/5/9373功能：

提供精密的三維坐標(biāo)（經(jīng)度、緯度、高度）、速度、時(shí)間。4特點(diǎn)（三全兩性）(1)全球，全天候工作。

(2)能為用戶提供連續(xù)、實(shí)時(shí)的三維位置、三維速度和精密時(shí)間，不受天氣的影響。另外：

(3)定位精度高：單機(jī)定位精度優(yōu)于10米，采用差分定位，精度可達(dá)厘米級和毫米級。

(4)功能多，應(yīng)用廣：隨著人們對GPS認(rèn)識的加深，GPS不僅在測量、導(dǎo)航、測速、測時(shí)等方面取得更廣泛的應(yīng)用．而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。2021/5/9385GPS的應(yīng)用——定位、導(dǎo)航（1）軍事定位、導(dǎo)航

軍事是GPS技術(shù)最早的應(yīng)用領(lǐng)域,主要是為各種軍事活動(dòng)提供定位導(dǎo)航.在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，不僅陸、海、空三軍，而且許多高科技武器彈藥等，也都開始采用GPS技術(shù)進(jìn)行定位導(dǎo)航。目前精確制導(dǎo)武器復(fù)合制導(dǎo)的重要技術(shù)手段。裝備GPS制導(dǎo)系統(tǒng)之前,美軍BGM-10C“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈誤差約為9米；在其“慣性和地形匹配”制導(dǎo)系統(tǒng)中加入GPS后，誤差降至3米，制導(dǎo)精度大大提高。2021/5/939

車輛跟蹤緊急援助交通指揮提供出行路線規(guī)劃和導(dǎo)航（2）交通2021/5/9402021/5/941（3）救援2021/5/942（4）野外測量

珠穆朗瑪峰變矮了？課本P9：1975年8848.132005年8844.432021/5/943（5）旅游與娛樂2021/5/9443、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，是中國自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（CNSS），是除美國的GPS、俄羅斯的GLONASS之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。全球的導(dǎo)航定位系統(tǒng)：2、俄羅斯全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GLONASS）1、美國全球定位系統(tǒng)（GPS）2021/5/945教材P9思考：（1）GPS衛(wèi)星不斷發(fā)射信號；（2）汽車中的GPS用戶設(shè)備接收了GPS衛(wèi)星信息：位置、速度等，駕駛員輸入出發(fā)地和目的地，并通過無線電信號傳送至服務(wù)中心；（3）服務(wù)中心為其確定可行路線，并通過衛(wèi)星傳輸給汽車。（4）服務(wù)中心及時(shí)通過語言提示，汽車在GPS衛(wèi)星信號的引導(dǎo)下到達(dá)目的地。2021/5/946B1999年3月27日，北約部隊(duì)一架F一117A隱形戰(zhàn)斗機(jī)被南聯(lián)盟防空部隊(duì)擊落。飛行員跳傘后在腳觸地的一剎那，通過手持型信號發(fā)射器發(fā)出緊急呼救信號，當(dāng)間諜衛(wèi)星把呼救信號傳送到北約空襲南聯(lián)盟指揮所后，美軍立即安排了救援行動(dòng)。6小時(shí)后，當(dāng)一架EA一6B電子干擾機(jī)發(fā)現(xiàn)飛行員的準(zhǔn)確位置時(shí)，一架MH一6oG搜索與救援直升機(jī)降落在飛行員面前，把飛行員接上直升機(jī)并安全返回基地。（1）飛行員發(fā)出的呼救信號是（）A.GIS系統(tǒng)信號B.GPS系統(tǒng)信號C.RS系統(tǒng)信號D．以上都不對

2021/5/9471概念：專門處理地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

——地圖的延伸數(shù)據(jù)處理信息源數(shù)據(jù)庫空間分析信息輸出表達(dá)三、地理信息系統(tǒng)（GIS）2GIS的強(qiáng)大功能數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能強(qiáng)大的查詢、分析功能空間模擬與分析的輔助決策功能2021/5/948社會(huì)因素植物分布工程地質(zhì)土地利用現(xiàn)狀基本情況……構(gòu)成全部狀況的研究由不同圖層構(gòu)成的地理信息2021/5/949強(qiáng)大的查詢功能2021/5/950空間模擬+查詢功能2021/5/951模擬問題三維水災(zāi)模擬2021/5/952數(shù)字地球：即信息化、數(shù)字化的地球。

四、地理信息技術(shù)與數(shù)字地球

地理信息技術(shù)：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。

2021/5/953

數(shù)字地球:使普通百姓能夠通過一定方式方便地獲得他們所想了解的有關(guān)地球的信息，其特點(diǎn)是嵌入海量地理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多分辨率、三維對地球的描述，即“虛擬地球”。通俗地講，就是用數(shù)字的方法將地球、地球上的活動(dòng)及整個(gè)地球環(huán)境的時(shí)空變化裝入電腦中，實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上的流通，并使之最大限度地為人類的生存、可持續(xù)發(fā)展和日常的工作、學(xué)習(xí)、生活、娛樂服務(wù)。

2021/5/954網(wǎng)絡(luò)技術(shù)RSGPSGIS廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、國土資源、軍事、測繪、交通、郵電、環(huán)境、城市管理、土地管理、金融、公安等行業(yè)。數(shù)字地球應(yīng)用地理信息數(shù)據(jù)空間定位應(yīng)用應(yīng)用3S技術(shù)與數(shù)