地理信息技術(shù)(3s)

高中地理必修三

地理信息技術(shù)：

地理信息系統(tǒng)（GIS）

遙感（RS）

全球定位系統(tǒng)（GPS）概念：是一種以采集、存儲(chǔ)、管理、分析和描述地球表面與地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。組成：地理數(shù)據(jù)、GIS硬件、GIS軟件、GIS人員、應(yīng)用模型工作過(guò)程：地理數(shù)據(jù)的輸入、存儲(chǔ)，地理數(shù)據(jù)的操作和分析，地理信息輸出等環(huán)節(jié)。地理信息系統(tǒng)GISGIS可以解決的問(wèn)題與位置有關(guān)的問(wèn)題、與分布有關(guān)的問(wèn)題GIS可以方便地查詢地物的位置、地物的相關(guān)屬性。也可以用地物屬性來(lái)查詢地物置。模式問(wèn)題深圳市生態(tài)控制線

通過(guò)GIS建立地物分布及其組合的空間模式，進(jìn)而分析模式各要素間的空間關(guān)系。模擬問(wèn)題二、地理信息系統(tǒng)與城市管理GIS能滿足人們對(duì)空間信息的要求，幫助人們進(jìn)行各種輔助決策。目前，GIS廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評(píng)估、災(zāi)害預(yù)測(cè)、國(guó)土管理、城市規(guī)劃、郵電通信、交通運(yùn)輸、公安、水利、公共設(shè)施、商業(yè)金融等人們生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。對(duì)城市居民日常工作生活所需的各種信息進(jìn)行管理和發(fā)布1.城市規(guī)劃和管理城市規(guī)劃和管理

用于分析城市現(xiàn)狀，進(jìn)行有效管理，實(shí)施未來(lái)規(guī)劃。城市道路交通管理2.城市基礎(chǔ)設(shè)施管理

用于查詢空間信息、時(shí)間信息、車流信息、路面質(zhì)量、沿路環(huán)境、居民分布等。GIS在道路交通中的應(yīng)用

應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用

道路交通管理道路設(shè)計(jì)道路建設(shè)

道路管理道路的通行狀況，定位事故點(diǎn)，提供交通疏散的方案最佳路徑分析、最小造價(jià)分析

工程進(jìn)度、工程質(zhì)量

路況信息、道路養(yǎng)護(hù)

大量數(shù)據(jù)/相關(guān)信息系統(tǒng)的部分功能土地利用現(xiàn)狀調(diào)查土地條件調(diào)查土地利用現(xiàn)狀與更新調(diào)查土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)土地登記土地統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)/管理CMIS徐州市區(qū)徐州市中心城區(qū)城鄉(xiāng)結(jié)合部地形圖

城鄉(xiāng)結(jié)合部疊加土地利用現(xiàn)狀

城鄉(xiāng)結(jié)合部疊加遙感影像

3.城市土地利用與管理4.城市生態(tài)環(huán)境管理

用于生態(tài)環(huán)境規(guī)劃與決策、監(jiān)測(cè)（包括重點(diǎn)污染源管理）、評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)與模擬等。。全節(jié)總結(jié)GIS技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域舉例：1、街道網(wǎng)絡(luò)分析：地址匹配；交通線路和規(guī)劃；區(qū)位分析、地址選擇；撤離規(guī)劃。2、自然資源：野生動(dòng)植物保護(hù)、風(fēng)景河流、休閑資源、洪泛平原、濕地、農(nóng)田蓄水層、森林等管理；環(huán)境作用分析；視域分析；有毒或有害設(shè)施定址；地下水模擬和污染跟蹤；野生動(dòng)物棲息地分析、遷移路線規(guī)劃。3、土地管理：分帶、分區(qū)規(guī)劃與評(píng)價(jià)；土地信息獲??；環(huán)境作用描述；水質(zhì)管理；戶籍維護(hù)。4、設(shè)施管理：地下管道、纜道布設(shè)；電網(wǎng)負(fù)荷平衡；設(shè)施規(guī)劃與維護(hù)；交通設(shè)施的能源利用。GIS技術(shù)應(yīng)用的新領(lǐng)域：1、模擬與決策支持：地理信息模擬系統(tǒng)GIMS將得到發(fā)展，并在決策支持分析中應(yīng)用。如解決交通預(yù)測(cè)、交通分析等常見(jiàn)問(wèn)題。2、科學(xué)和數(shù)學(xué)：如地質(zhì)、地球物理、水文等需要三維分析功能的領(lǐng)域；景觀生態(tài)中GIS模擬的三維分析；圖像處理等。3、全球問(wèn)題：如分析熱帶森林退化、酸雨、溫室效應(yīng)、受威脅和瀕臨滅絕的物種及其他類似的問(wèn)題。4、全球氣候監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)的GIS網(wǎng)絡(luò)。5、全球環(huán)境管理：如確定全球最敏感的植物產(chǎn)地，讓所在國(guó)家同意保護(hù)并作為國(guó)際債務(wù)償還。遙感技術(shù)

RS大家應(yīng)該都聽(tīng)說(shuō)過(guò)遙感，但對(duì)于遙感的基本知識(shí)卻沒(méi)有科學(xué)的認(rèn)識(shí)。因此，對(duì)于本節(jié)課的學(xué)習(xí)借助多媒體的直觀演示和網(wǎng)絡(luò)資源，學(xué)生才能夠深入理解遙感技術(shù)對(duì)我們生產(chǎn)生活的重要意義。學(xué)情分析一、遙感技術(shù)概況1、遙感的概念

借助對(duì)電磁波敏感的儀器，在不與探測(cè)目標(biāo)接觸的情況下，記錄目標(biāo)物對(duì)電磁波的輻射、反射、散射等信息。并通過(guò)分析，揭示目標(biāo)物的特征、性質(zhì)及其變化的綜合探測(cè)技術(shù)?；顒?dòng)地物反射波譜特征—地物判讀的基本依據(jù)

不同地物在同一波段反射率不同，同一地物在不同波段反射率也不同，由此導(dǎo)致其波譜特征不同，根據(jù)地物波譜曲線就可以區(qū)分和識(shí)別地表物體。遙感技術(shù)的基本原理

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征是不同的，人們根據(jù)電磁波的差異來(lái)辨析物體的不同，遙感技術(shù)就是在這個(gè)原理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。2、遙感技術(shù)的發(fā)展遙感技術(shù)的特點(diǎn)

監(jiān)測(cè)范圍大，瞬時(shí)成像、實(shí)時(shí)傳輸、快速處理、迅速獲取信息和實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。3、遙感技術(shù)系統(tǒng)

由遙感平臺(tái)、傳感器、信息傳輸接收裝置、數(shù)字或圖像處理設(shè)備以及相關(guān)技術(shù)等組成。4．遙感類型標(biāo)準(zhǔn)類型按遙感平臺(tái)高度分按電磁波的波譜范圍分按傳感器是否主動(dòng)發(fā)射電磁波分按遙感的應(yīng)用領(lǐng)域分航天遙感、航空遙感、近地遙感

紫外遙感、可見(jiàn)光遙感、紅外遙感、微波遙感、多譜段遙感環(huán)境遙感、大氣遙感、資源遙感、海洋遙感、地質(zhì)遙感主動(dòng)式遙感、被動(dòng)式遙感

二、遙感技術(shù)的應(yīng)用1、遙感與資源普查勘探礦產(chǎn)資源、調(diào)查生物資源、水資源等是遙感技術(shù)在資源普查中的重要應(yīng)用領(lǐng)域。*礦產(chǎn)資源：人們只需要分析遙感圖像就可以劃定蘊(yùn)藏礦產(chǎn)的大致區(qū)域，大大縮短探礦時(shí)間。*生物資源：通過(guò)遙感圖像處理技術(shù)，提取植被的分布、類型、結(jié)構(gòu)、健康狀況、產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市綠化、環(huán)境保護(hù)等部門提供服務(wù)。1989年TM影象合成圖1996年TM影象合成圖

植被資源監(jiān)測(cè)遙感影像彩色合成成年油棕林(594treesin6.47ha92trees/ha)幼年油棕林(1379treesin11.99ha119trees/ha)林業(yè)資源調(diào)查水資源監(jiān)測(cè)2、遙感與環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測(cè)A、環(huán)境監(jiān)測(cè)：包括荒漠化、土壤鹽堿化、海上冰山漂流、海洋生態(tài)、全球氣候變化及其影響、植被變化、水體污染、大氣污染等。

B、災(zāi)害監(jiān)測(cè)：包括旱情、水災(zāi)、滑坡、泥石流、地震、農(nóng)林病蟲(chóng)害、森林火災(zāi)等。2001.9.28監(jiān)測(cè)圖像2001.9.28火點(diǎn)與行政區(qū)域疊加圖黑龍江北部地區(qū)火情監(jiān)測(cè)序列2001.9.30監(jiān)測(cè)圖像2001.9.30火點(diǎn)與行政區(qū)域疊加圖黑龍江北部地區(qū)火情監(jiān)測(cè)序列2001.10.05監(jiān)測(cè)圖像2001.10.05火點(diǎn)與行政區(qū)域疊加圖黑龍江北部地區(qū)火情監(jiān)測(cè)序列2001.10.14監(jiān)測(cè)圖像2001.10.14火點(diǎn)與行政區(qū)域疊加圖黑龍江北部地區(qū)火情監(jiān)測(cè)序列黑龍江省扎龍自然保護(hù)區(qū)火情監(jiān)測(cè)2001.09.01監(jiān)測(cè)圖像2001.09.01火點(diǎn)與行政區(qū)域疊加圖黑龍江省扎龍自然保護(hù)區(qū)火情監(jiān)測(cè)2001.09.03監(jiān)測(cè)圖像四川地震滑坡體及河道監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)整合全球定位系統(tǒng)

GPS

在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中，曾經(jīng)有記者問(wèn)一位飛行員：“你知道去轟炸哪個(gè)城市嗎？”

飛行員回答：“不知道?！薄澳悄阍趺慈マZ炸呢？”“容易，上級(jí)給我一個(gè)坐標(biāo)，我按計(jì)算機(jī)的指引，投下采用GPS導(dǎo)航的炸彈掉頭就走，跟我玩游戲機(jī)沒(méi)哈兩樣?！比蚨ㄎ幌到y(tǒng)及其應(yīng)用//全球定位系統(tǒng)基本概念全球定位系統(tǒng)：（GlobalPositioningSystem簡(jiǎn)稱GPS

）是具有在海、陸、空進(jìn)行全方位、實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位功能的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。知識(shí)點(diǎn)導(dǎo)航通俗地說(shuō)：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)

全球定位系統(tǒng)是美國(guó)從本世紀(jì)70年代開(kāi)始研制，歷時(shí)20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。目前的全球覆蓋率為98%。在美國(guó),GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)與“阿波羅”飛船登月,航天飛機(jī)升空,共同給列為20世紀(jì)“三大航天工程”

它能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量“四度”：經(jīng)度、緯度、高度、速度。

全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用//全球定位系統(tǒng)

在沙漠中迷路時(shí)，可用哪種方式獲知自己所處的具體位置信息（）A.指南針 B.GPS設(shè)備C.遙感圖像 D.地形圖課堂鞏固：

在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美英聯(lián)軍的制導(dǎo)導(dǎo)彈不受濃煙、沙塵的影響，是因?yàn)椴扇×耍ǎ〢、RS技術(shù) B、GPS技術(shù) C、GIS技術(shù) D、空間分析技術(shù)BB全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用//GPS定位原理GPS的定位原理與“三邊測(cè)量術(shù)”原理相似。不同的是3顆衛(wèi)星代替了3個(gè)村子，地圖上平面的圓變成了三維的球面。如圖GPS接收機(jī)接收GPS衛(wèi)星A、B、C傳來(lái)的信號(hào)，計(jì)算出接收機(jī)與它們之間的距離，然后分別以3顆衛(wèi)星為球心，以該衛(wèi)星到接收機(jī)之間的距離為半徑，“繪制”3個(gè)巨大的球體。3個(gè)球體會(huì)交于兩點(diǎn)，其中那個(gè)與地球表面相交的點(diǎn)就是這臺(tái)GPS接收機(jī)所處的位置，然后通過(guò)計(jì)算得到該接收機(jī)所處的經(jīng)緯度。衛(wèi)星D測(cè)量GPS接收機(jī)所在的高程。GPS測(cè)量原理問(wèn)題探討:

按照理論,我們知道要保證地面各點(diǎn)能接收到信息只要3顆衛(wèi)星就可以了,為什么我們要用4顆衛(wèi)星呢?

當(dāng)GPS收到3顆衛(wèi)星的信號(hào)，它只能計(jì)算出2維坐標(biāo)：經(jīng)度和緯度，這時(shí)它可能還會(huì)顯示高度數(shù)據(jù)，但這數(shù)據(jù)是無(wú)效的。當(dāng)GPS能夠收到4顆及以上衛(wèi)星的信號(hào)時(shí)，它能計(jì)算出本地的3維坐標(biāo)：經(jīng)度、緯度、高度。[跨越障礙]

全球定位系統(tǒng)的特點(diǎn)是什么(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。

(3)定位精度高：?jiǎn)螜C(jī)定位精度優(yōu)于10米，采用差分定位，精度可達(dá)厘米級(jí)和毫米級(jí)。

(4)功能多，應(yīng)用廣：隨著人們對(duì)GPS認(rèn)識(shí)的加深，GPS不僅在測(cè)量、導(dǎo)航、測(cè)速、測(cè)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。全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用//GPS定位原理課堂鞏固

導(dǎo)航、授時(shí)和測(cè)距全球定位系統(tǒng)由24顆衛(wèi)星組成，分布在6個(gè)軌道平面上繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，接收并傳遞信息。如果要確定一個(gè)人（或船只、車輛、飛機(jī)等）所處的位置，使用的衛(wèi)星不能少于（）A.一顆 B.兩顆 C.三顆 D.六顆C知識(shí)點(diǎn)導(dǎo)航全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用//GPS定位原理

在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)獲取大規(guī)模轟炸的信息資料主要應(yīng)用了（）①遙感技術(shù)②地理信息系統(tǒng)③全球定位技術(shù)④多媒體合成技術(shù)A.①③ B.②④ C.①② D.③④A全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用//全球定位系統(tǒng)組成空間部分

24顆衛(wèi)星星座用戶設(shè)備地面控制1個(gè)主控站3個(gè)注入站5個(gè)監(jiān)控站知識(shí)點(diǎn)導(dǎo)航全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用//全球定位系統(tǒng)組成車載GPS接收器GPS組成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)空間位置組成和分布全球定位系統(tǒng)空間由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成，24顆衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)軌道平面內(nèi)地面由分布在全球的5個(gè)地面站組成（5個(gè)監(jiān)控站、1個(gè)主控站和3個(gè)注入站）用戶導(dǎo)航接收機(jī)、測(cè)地型接收機(jī)、授時(shí)接收機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算出三維坐標(biāo)\速度以及時(shí)間GPS衛(wèi)星星座地面監(jiān)控系統(tǒng)GPS信號(hào)接收機(jī)它能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量“四度”：經(jīng)度、緯度、高度、速度GPS功能1、定位:2、導(dǎo)航:我現(xiàn)在在哪里？我要去哪里？如何去？3.跟蹤。跟蹤-監(jiān)視人或物體的運(yùn)動(dòng)。4.繪圖。用于繪制世界地圖。5.定時(shí)。提供精確的時(shí)間。1、GPS在軍事上的應(yīng)用軍事是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(zhēng)中，不僅陸、海、空三軍，而且許多高科技武器彈藥等，也都開(kāi)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。

2、民用GPS主要用于交通車輛導(dǎo)航管理、航空器定位及導(dǎo)航，以及大地測(cè)量野外勘測(cè)、緊急求援、旅游探險(xiǎn)、農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)、生態(tài)研究等方面。3、GPS在交通上的應(yīng)用2.GPS的用途GPS最初就是為軍方提供精確定位而建立的，至今它仍然由美國(guó)軍方控