-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

第二節(jié)地理信息技術(shù)在區(qū)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)的一般原理，以及數(shù)字地球的含義。2.結(jié)合實例，掌握遙感在資源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測中的作用。3.掌握全球定位系統(tǒng)在定位導(dǎo)航中的作用。4.運用有關(guān)資料，理解地理信息系統(tǒng)在城市管理中的功能。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)、空間信息網(wǎng)站、城市多媒體地理信息系統(tǒng)等。一、地理信息技術(shù)1、概念：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。2、分類：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?！?S技術(shù)3、應(yīng)用：（1）在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用：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)劃等（2）大眾化應(yīng)用：一般了解二、遙感（RS）是人們在航空器（如飛機(jī)、高空氣球、飛艇）或航天器（如人造衛(wèi)星、飛船、空間站）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。遠(yuǎn)距離的感知1、概念：

（1）負(fù)責(zé)接收來自地面物體反射或者是輻射的電磁波，并以圖像膠片或數(shù)據(jù)磁帶把數(shù)據(jù)記錄下來，傳送到地面接收站。（2）傳感器能夠接收的電磁波波段有紫外線、可見光、紅外線、微波等2、遙感的關(guān)鍵裝置及其作用——傳感器3、主要工作環(huán)節(jié)：目標(biāo)物反射或輻射電磁波傳感器獲取電磁波，并以影像膠片或數(shù)據(jù)磁帶記錄下來傳感器傳輸信息地面站對信息進(jìn)行信息處理和信息分析專業(yè)圖件、統(tǒng)計數(shù)字4.遙感技術(shù)的用途資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測、自然災(zāi)害防御監(jiān)測等。應(yīng)用領(lǐng)域具體內(nèi)容備注礦產(chǎn)資源生物資源環(huán)境監(jiān)測災(zāi)害監(jiān)測蘊(yùn)藏礦產(chǎn)的地方有許多是地質(zhì)斷裂或環(huán)形構(gòu)造帶，借助遙感技術(shù)“發(fā)現(xiàn)”礦產(chǎn)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)域通過遙感圖像解譯，用圖像處理技術(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)等部門服務(wù)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、大氣污染等有利于人們了解環(huán)境變化，使環(huán)境得到保護(hù)和改善旱情、洪災(zāi)、滑坡、泥石流、地震、農(nóng)林病蟲害、森林火災(zāi)、大氣與天氣預(yù)報等有利于防災(zāi)減災(zāi)利用遙感技術(shù)可以識別各類農(nóng)作物，計算種植面積，并根據(jù)作物生長情況估計產(chǎn)量；例如：1972年美國不清楚蘇聯(lián)國內(nèi)谷物收成情況，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）生物資源調(diào)查農(nóng)業(yè)方面特別注意：

（2）可以為天氣預(yù)報提供準(zhǔn)確的、不同時段的衛(wèi)星云圖

a圖飛機(jī)遙感圖片：b圖綠色表示淹沒的農(nóng)田；黑色表示河岸受淹灘地。（1998.7.27--31）案例：1998年長江洪災(zāi)的監(jiān)測A圖為衛(wèi)星遙感圖片：b圖紅色表示淹沒范圍(1998.8.28)案例：1998年長江洪災(zāi)的監(jiān)測思考：

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？范圍更廣、速度更快、精度更高、周期更短，節(jié)省人力、財力。5．遙感的特點人工實地調(diào)查與利用遙感技術(shù)調(diào)查的比較人工實地調(diào)查利用遙感技術(shù)調(diào)查花費時間時效性連續(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，連續(xù)性好，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?？梢娺b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2：三、全球定位系統(tǒng)（GPS）

（1）空間部分——GPS衛(wèi)星星座（2）地面控制部分——地面監(jiān)控系統(tǒng)（3）用戶設(shè)備部分——GPS信號接收機(jī)。無該設(shè)備無法利用。1、概念：利用衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實時進(jìn)行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)。2、系統(tǒng)組成：

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。這24顆衛(wèi)星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GPS衛(wèi)星?？臻g部分——GPS衛(wèi)星星座地面控制部分——地面監(jiān)控系統(tǒng)

主要用于監(jiān)測和控制衛(wèi)星及其各種設(shè)備的運行用戶設(shè)備部分－－GPS接收機(jī)GPS接收機(jī)判讀方法經(jīng)緯度位置三維坐標(biāo)（經(jīng)度、緯度、高度）為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時間三維坐標(biāo)：經(jīng)度、緯度、高程（海拔）3.功能4.特點：全能性（陸地、海洋、航空、航天）全球性全天候連續(xù)性實時性5、用途——定位、確定高程（海拔）、導(dǎo)航

1999年3月27日，北約部隊一架F一117A隱形戰(zhàn)斗機(jī)被南聯(lián)盟防空部隊擊落。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。6小時后，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，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）定位：（2）確定高程（海拔）珠穆朗瑪峰變矮了？課本P9：1975年8848.132005年8844.43（3）導(dǎo)航4、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之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。全球的導(dǎo)航定位系統(tǒng)：3、歐洲伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)計劃

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）

補(bǔ)充：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)備不斷接收GPS衛(wèi)星信息：本車位置、速度等。（3）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；（4）服務(wù)中心為其確定可行路線，并通過衛(wèi)星傳輸給汽車。（5）汽車在GPS衛(wèi)星信號的引導(dǎo)下，在服務(wù)中心及時語音提示下到達(dá)目的地。四、地理信息系統(tǒng)（GIS）專門處理地理空間數(shù)據(jù)的計算機(jī)系統(tǒng)，稱為地理信息系統(tǒng)，簡稱GIS。信息源數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)庫空間分析表達(dá)1、概念：2、工作程序：信息源（地圖、遙感圖象、實驗數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)處理（即建立空間模型和數(shù)據(jù)模型）數(shù)據(jù)庫*（關(guān)于某一研究區(qū)域的若干圖層的總和）空間分析（使各類數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，以直觀的形式表現(xiàn)出來，如圖形、地圖或表格）表達(dá)（將系統(tǒng)分析的結(jié)果形成地圖、圖象、圖表、數(shù)字等產(chǎn)品）采集儲存分析輸出社會因素植物分布工程地質(zhì)土地利用現(xiàn)狀基本情況利用疊加的圖層進(jìn)行全部狀況的研究可以把多個圖層疊加成一個圖層注意：（1）在區(qū)域地理研究中，可提供反映區(qū)域狀況的各種空間信息。（2）可對環(huán)境和自然災(zāi)害進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測及評估預(yù)測、（3）可用于城市管理3、用途（1）可提供反映區(qū)域狀況的各種空間信息。可以建立模型（地圖、數(shù)據(jù)模型）；提供查詢、空間分析、評價功能強(qiáng)大的查詢功能（2）可對環(huán)境和自然災(zāi)害進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測及評估預(yù)測、三維水災(zāi)模擬（3）在城市管理中的應(yīng)用1）城市規(guī)劃與管理2）城市基礎(chǔ)設(shè)施管理3）城市土地利用管理4）城市生態(tài)環(huán)境管理注意：凡是用到地圖或需要處理地理空間數(shù)據(jù)的領(lǐng)域，都要利用GIS.P11“思考”1、在圖1.11所示的地理信息系統(tǒng)中，可能用到的數(shù)據(jù)包括：城區(qū)綜合地圖數(shù)據(jù)、醫(yī)療資源分布數(shù)據(jù)、城市道路交通數(shù)據(jù)、傳染病種數(shù)據(jù)等。2、地理信息系統(tǒng)在城市管理中的優(yōu)勢主要是：地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理有利于城市的各種數(shù)據(jù)信息歸并到統(tǒng)一系統(tǒng)中，最后進(jìn)行城市與區(qū)域多目標(biāo)的開發(fā)的規(guī)劃，包括城鎮(zhèn)總體規(guī)劃、城市建設(shè)用地適宜性評價、環(huán)境質(zhì)量評價、道路交通規(guī)劃、公共設(shè)施配置，以及城市環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測等。這些規(guī)劃功能的實現(xiàn)，是以地理信息系統(tǒng)的空間搜索方法、多種信息的疊加處理和一系列分析軟件的應(yīng)用來加以保證的。（接下一頁）地理信息系統(tǒng)還可以用于城市環(huán)境管理，為城市環(huán)境管理部門提供數(shù)據(jù)和信息存儲方法——基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；提供環(huán)境管理的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、報表和圖形編制方法；建立環(huán)境污染的若干模型，為環(huán)境管理決策提供支持；提供環(huán)保部門辦公軟件；提供信息傳輸?shù)姆椒ê褪侄蔚取４送?，地理信息系統(tǒng)還可應(yīng)用于城市災(zāi)害監(jiān)測、規(guī)劃決策等。小結(jié)：如何區(qū)分“3S”技術(shù)地理信息技術(shù)主要功能主要組成部分RS遠(yuǎn)距離的感知，獲取信息衛(wèi)星（飛機(jī)）、傳感器、地面接收站GPS導(dǎo)航、定位GPS衛(wèi)星星座、地面控制系統(tǒng)、GPS信號接收機(jī)GIS對地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、管理、分析和表達(dá)計算機(jī)系統(tǒng)RS是人的視力的延伸，它側(cè)重于收集信息，經(jīng)過簡單處理后獲得資料，其本質(zhì)是“看的過程”；

GIS是在一定數(shù)據(jù)源的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析、對比、計算，得出有益于人類生產(chǎn)生活的結(jié)論，它側(cè)重于“分析”、“計算”，相當(dāng)于人的“想”、“算”活動；

GPS用途相對單一，即定位并通過多次定位計算速度等。五、地理信息技術(shù)與數(shù)字地球1、“3S”技術(shù)之間的關(guān)系：

RS用來獲取地理信息數(shù)據(jù)，GPS用于給地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行空間定位，而GIS則是用來對地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、查詢、更新、空間分析和應(yīng)用評價

假設(shè)大興安嶺林區(qū)現(xiàn)正發(fā)生著一場嚴(yán)重的森林火災(zāi)，而你則是該森林防火指揮部的指揮員，這時你該做些什么？思考：

首先檢索最新的遙感像片，找到各個火點，分析火情發(fā)展態(tài)勢，然后借助于專門的GIS軟件找出相關(guān)區(qū)域內(nèi)各個消防站的位置，制定到達(dá)各個火點的最佳路徑，然后通知各個消防部門，他們接到通知后，立即派出裝有GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的消防車，迅速準(zhǔn)確地奔赴各個火點，開展救火工作。

數(shù)字地球是指數(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、數(shù)字地球（1）、概念：（2）、作用：將不同空間、時間的自然、人文的大量信息進(jìn)行整合，并進(jìn)行立體、動態(tài)的顯示，為生產(chǎn)、研究活動提供實驗條件和試驗基地。地理信息系統(tǒng)1、

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)。P12“活動”2、（1）可以利用全球定位系統(tǒng)(2)可以利用地理信息系統(tǒng)(3）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（需要綜合運用上述技術(shù)）。(4)接警→確認(rèn)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(dá)）的巡警車→通知該巡警車。(5)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。1、據(jù)有關(guān)報道，伊拉克軍方點燃巴格達(dá)周圍澆灌石油的戰(zhàn)壕來阻礙美軍事行動，但美專家指出煙霧對美軍轟炸使用的衛(wèi)星制導(dǎo)導(dǎo)彈沒有影響。因為這種導(dǎo)彈采用了（）A、IT技術(shù)B、RS技術(shù)C、GIS技術(shù)D、GPS技術(shù)D2、上海某出租車公司在中心調(diào)度系統(tǒng)中快速查詢本公司出租車的位置信息，所采用的技術(shù)是（）A、RSB、GISC、RS和GPSD、GIS和GPS

D

課堂練習(xí)3、遙感技術(shù)可以應(yīng)用的領(lǐng)域有（）①監(jiān)測水體污染②判斷人口分布③農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測④估算工業(yè)產(chǎn)值A(chǔ)．①②B.①③C．②③D.③④4、城市交通圖層與城市人口分布圖層的疊加，可（）A.為商業(yè)網(wǎng)點選址B.分析建筑設(shè)計的合理性C.計算城市水域面積D.估算工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值BARS技術(shù)、GIS技術(shù)、GPS技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)是國土整治和區(qū)域發(fā)展研究中應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)手段。完成以下問題5.能在很短時間內(nèi)獲得全面資料的技術(shù)是（）A.遙感技術(shù)B.地理信息技術(shù)C.全球定位技術(shù)D.電子通信技術(shù)A6.要想隨時知道自己所處位置的地理坐標(biāo)，需要擁有（）A.全球定位技術(shù)B.GPS信號接收機(jī)C.地理信息技術(shù)D.遙感技術(shù)B7.如果將GIS用來監(jiān)測火災(zāi)，可以（）A.預(yù)測、判斷引起火災(zāi)的原因

B.預(yù)測森林火災(zāi)的所在地點

C.預(yù)測森林火災(zāi)所造成的后果

D.及時查明火災(zāi)地點、范圍、分析火勢蔓延方向，制定滅火方案D8.有的漁民已經(jīng)使用GPS技術(shù)尋找魚群，如果漁業(yè)生產(chǎn)普遍引進(jìn)這一技術(shù)，則（）A.可以使?jié)O獲量持續(xù)增長B.可能導(dǎo)致過度捕撈，使?jié)O業(yè)資源枯竭C.大幅度增加漁業(yè)生產(chǎn)成本D.會促進(jìn)漁業(yè)生產(chǎn)，加大漁業(yè)資源的開發(fā)利用，提高漁民生活水平B9、氣象衛(wèi)星在高空收集到云系等信息情況并傳輸?shù)降孛?，得到衛(wèi)星云圖，這是______技術(shù)的應(yīng)用，而將衛(wèi)星云圖與地面上實測到的氣溫濕度、風(fēng)向等信息（統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)源）經(jīng)過計算、分析、處理，得出天氣情況的預(yù)測則是_______技術(shù)的應(yīng)用。

A．GIS

B．GPS

C．RS

D．GPRSCA10.遙感探測范圍由大到小的是（）

A.宇宙飛船飛機(jī)人造衛(wèi)星

B.人造衛(wèi)星飛機(jī)高空氣球

C.宇宙飛船高空氣球飛機(jī)

D.人造衛(wèi)星高空氣球飛機(jī)11.運用遙感技術(shù)監(jiān)測森林火災(zāi)與人工監(jiān)測相比．優(yōu)點有（）

①獲取資料快，可及時進(jìn)行動態(tài)分析②受地面限制少．避免人員傷亡③獲取信息量大④探測范圍大可在客觀上進(jìn)行監(jiān)測A.①②③B.①③④C.①③④D.①②③④

DD12．在“神舟”六號飛船返回艙座椅的邊上，放置著兩個白色的包，這就是在飛船緊急情況著陸時保護(hù)宇航員生命安全的救生包，其中包括GPS定位儀等。救生包中GPS定位儀的作用是讓宇航員（）A．隨時知道自己所在地的地理坐標(biāo)B．隨時知道自己所在地的氣候C．隨時知道自己所在地的季節(jié)D．隨時知道自己所在地的天氣A13、全球定位系統(tǒng)的主要功能是（）①地理事物定位②海陸空導(dǎo)航

③導(dǎo)彈精確制導(dǎo)④大地和工程測量⑤尋找地下礦藏

A.①②③④B.①②④⑤C.②③④⑤D.①②③⑤A14、無論是在陸地、海洋，還是在天空，全球定位系統(tǒng)都能為用戶提供精確的三維坐標(biāo)、速度和時間，這體現(xiàn)了全球定位系統(tǒng)的哪個特點（）

A.全能性B.全球性

C.全天候D.實時性A