高中地理 3.1 地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用課件 湘教版必修3.ppt

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目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,一、地理信息系統(tǒng) 1.概念:地理信息系統(tǒng)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)。 2.功能:除一般信息系統(tǒng)的存儲(chǔ)、管理數(shù)據(jù)外,還能顯示數(shù)據(jù)的空間分布,并具有強(qiáng)大的空間查詢、分析、模擬、統(tǒng)計(jì)和預(yù)測等功能。 3.發(fā)展:從20世紀(jì)60年代至今,GIS經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段,如下圖。,4.系統(tǒng)組成: 包括地理數(shù)據(jù)、GIS軟件、硬件設(shè)備、GIS人員、應(yīng)用模型五部分。,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,預(yù)習(xí)交流1 運(yùn)用GIS為城市商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)選址,需將哪些圖層要素進(jìn)行重疊? 提示:城市交通圖層、城市人口圖層。,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,二、地理信息系統(tǒng)與城市管理 1.應(yīng)用領(lǐng)域:包括資源調(diào)查、環(huán)境評估、災(zāi)害預(yù)測、國土管理、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。 2.GIS與城市建設(shè)和管理。,3.GIS的新進(jìn)展。 主要包括網(wǎng)絡(luò)GIS、三維GIS與虛擬GIS、多媒體GIS等。,,,,,,,,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,預(yù)習(xí)交流2 如果你是市110系統(tǒng)中心的工作人員,當(dāng)接到報(bào)警電話后,你將如何調(diào)度警力進(jìn)行應(yīng)急處理? 提示:接到報(bào)警后,立即從GIS電子地圖上確定突發(fā)事件的發(fā)生地,同時(shí)搜索最近的巡邏警車,通知附近各路口交警封鎖或疏通道路;啟動(dòng)最佳路徑功能,給警車指引道路,確保以最快的速度到達(dá)事件發(fā)生地,組織警力處理并將處理結(jié)果反饋至指揮中心。,,問題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測,一,二,主題一 地理信息系統(tǒng)的組成及其作用 活動(dòng)與探究 材料:地理信息系統(tǒng)簡要的工作程序,是將區(qū)域內(nèi)地物的有關(guān)信息轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),建立起區(qū)域地物信息數(shù)據(jù)模型和空間模型。首先建立區(qū)域的柵格結(jié)構(gòu)圖,根據(jù)區(qū)域大小,將空間按規(guī)則分成一個(gè)個(gè)小塊,地物所在位置用它們所占據(jù)的柵格的行、列號來定義,地物屬性通過賦予柵格屬性值來表示,如林木用s表示,河流用r表示,住房用h表示。這樣,地圖就轉(zhuǎn)變成了空間數(shù)據(jù),將其儲(chǔ)入計(jì)算機(jī),就可建立這個(gè)區(qū)域的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。地理信息技術(shù)與地圖在許多方面相同,但也有不同的地方。圖甲為一幅具有林木、河流和住房的景觀圖,圖乙是根據(jù)該圖而建立的空間數(shù)據(jù)模型。,問題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測,一,二,結(jié)合材料探究:(1)地理信息系統(tǒng)的主要功能和地圖一樣,這種認(rèn)識(shí)正確嗎?為什么? (2)地圖與地理信息系統(tǒng)對地物的表示有何差異?,問題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測,一,二,提示:(1)這種認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的。地理信息系統(tǒng)與地圖是兩個(gè)完全不同的概念。一般地圖是利用比例尺、方向、圖例、注記等來表示地理事物的有關(guān)內(nèi)容,而地理信息系統(tǒng)則是地圖的延伸,它通過采集、處理數(shù)據(jù),建立模型來表示地理事物的有關(guān)內(nèi)容。建立數(shù)據(jù)模型,即通過一定的方式將所要表示的內(nèi)容轉(zhuǎn)變成數(shù)值,是地理信息系統(tǒng)與地圖最基本的差異。 (2)①儲(chǔ)存信息的形式不同。地理信息系統(tǒng)通過建立數(shù)據(jù)模型,以數(shù)據(jù)庫的形式儲(chǔ)存地理空間數(shù)據(jù),而地圖以圖紙的形式保存地理信息。②查詢的方式不同。地理信息系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行查詢和數(shù)據(jù)更新,而地圖則通過肉眼進(jìn)行判讀,獲得地理信息。GIS獲取的信息更有針對性,速度也更快。③地理信息系統(tǒng)可以將不同來源、不同比例尺、不同投影的地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合,并進(jìn)行空間分析,而地圖有許多方面做不到。,問題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測,一,二,遷移與應(yīng)用 例1根據(jù)材料,完成下列各題。 華北電力系統(tǒng)引入了GIS系統(tǒng),旨在提供華北電力局管轄范圍內(nèi)輸電網(wǎng)和變電電力設(shè)備的GIS管理、提供輸變電污區(qū)圖解決方案、提供GIS網(wǎng)絡(luò)信息發(fā)布、并對輸變電的直升機(jī)巡線提供輔助工具。系統(tǒng)同時(shí)涉及與華北局所屬的各分公司GIS系統(tǒng)的接口,與雷電定位系統(tǒng)的接口等,該系統(tǒng)已開始運(yùn)行,目前該系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好,已經(jīng)開始逐漸為各生產(chǎn)單位的生產(chǎn)、管理發(fā)揮重要的作用。,問題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測,一,二,(1)GIS的工作過程需要哪些環(huán)節(jié)? (2)該系統(tǒng)中,查詢某電站的信息屬于典型的 系統(tǒng)。 (3)利用該系統(tǒng)可建立 模型,來模擬該地電網(wǎng)的運(yùn)行情況。( ) A.實(shí)物 B.數(shù)字 C.紙質(zhì)平面 D.沙盤 (4)要在該電網(wǎng)內(nèi)某地新建一座火電站,使用該系統(tǒng)分析、決策。分析時(shí)可能利用圖中哪些圖層疊加,除此之外還可能用到哪些圖層。,問題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測,一,二,解析:第(1)題,說明GIS的工作過程即可。第(2)題,采集、存儲(chǔ)、管理、分析、描述和查詢都屬于GIS應(yīng)用。第(3)題,利用GIS建立數(shù)字模型,模擬華北電網(wǎng)的運(yùn)行情況,這是GIS解決的問題之一。第(4)題,建火電站必須考慮當(dāng)?shù)鼐用顸c(diǎn)的分布、水系特點(diǎn)、當(dāng)?shù)赝恋乩煤偷匦翁攸c(diǎn),這些都和火電站修建及運(yùn)行相關(guān),地塊與建火電站關(guān)系不大。除此之外還應(yīng)考慮煤炭運(yùn)輸(交通圖層)和風(fēng)向風(fēng)頻及降水(氣候圖層)等。 答案:(1)包括地理數(shù)據(jù)輸入、存儲(chǔ),地理數(shù)據(jù)的操作和分析,以及地理信息輸出等環(huán)節(jié)。 (2)GIS (3)B (4)居民點(diǎn)、地形、水系、土地利用。交通圖層、氣候圖層等。,,問題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測,一,二,主題二 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用 活動(dòng)與探究 材料一:現(xiàn)在到一個(gè)城市旅游前,大家都習(xí)慣查詢該城市的電子地圖,有關(guān)城市的道路、商場、旅館一目了然。另外,在GIS平臺(tái)上根據(jù)洪水淹沒面積隨時(shí)間的變化,設(shè)計(jì)防洪預(yù)案,方案可視化表達(dá),可用于防洪減災(zāi)決策。GIS電子地圖由許多圖層組成,每個(gè)圖層都表示不同的地理因素,它們之間空間關(guān)系的融合表示了各因素之間的相互關(guān)系,我們可建立相關(guān)模型加以分析。利用數(shù)據(jù)及已掌握的規(guī)律建立模型,就可以模擬某個(gè)地方如具備某種條件時(shí)將出現(xiàn)的結(jié)果,如溫室效應(yīng)與海平面上升的關(guān)系,可通過GIS進(jìn)行模擬。 (1)結(jié)合材料探究:①應(yīng)用GIS可以解決哪四類基本問題? ②如果要決策商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的布局,可將哪三個(gè)GIS圖層數(shù)據(jù)融合分析? 提示:①與分布、位置有關(guān)的基本問題,趨勢分析,模擬問題。 ②如果要決策商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的布局,可將交通、人口密度、商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)分布三個(gè)圖層數(shù)據(jù)融合分析。,,問題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測,一,二,材料二:廣州市為了解決公交車、出租車的違章行為,市交警部門推出了“公交地理信息系統(tǒng)”。該系統(tǒng)建立在電子地圖的基礎(chǔ)上,使公交車重疊率、換乘系數(shù)等運(yùn)行狀況一目了然。交通管理部門根據(jù)該系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù),進(jìn)行綜合分析,采用了將有些站點(diǎn)易位、增設(shè)公交站點(diǎn)以及在一些主干道上設(shè)置公交專用道(公交快車走廊)等措施,有效地扭轉(zhuǎn)了城市公交塞車的局面。在城市管理中廣州市可利用GIS提供的完善的網(wǎng)絡(luò)分析模型,結(jié)合天然氣網(wǎng)、自來水網(wǎng)中的閥門、開關(guān)等設(shè)備的狀態(tài)、氣壓、水壓等各種信息,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)壓力和流向分析、滲透監(jiān)測和流量分析、工作流程處理、野外施工檢測、故障分析及提供搶修方案等。 (2)結(jié)合材料探究:①GIS在城市管理中有哪些功能?是否涉及人類生產(chǎn)、生活的課題都可以用GIS進(jìn)行研究? ②目前,GIS在城市建設(shè)和管理中的典型應(yīng)用有哪些方面? ③城市管理中GIS在進(jìn)行病人急救過程中可提供哪些服務(wù)?,問題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測,一,二,提示:①GIS在城市管理中的功能主要有應(yīng)用電子地圖、空間查詢、空間分析、空間模擬、趨勢分析、決策應(yīng)用;地理信息系統(tǒng)與一般信息系統(tǒng)的區(qū)別是GIS所采集的信息是按地理空間分布特征來反映地理實(shí)體結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化規(guī)律的,因此,不反映地理空間分布特征的有關(guān)課題,一般不用GIS進(jìn)行研究。 ②GIS在城市建設(shè)和管理中的應(yīng)用主要有城市規(guī)劃和管理,基礎(chǔ)設(shè)施管理如道路交通、電力、電信、燃?xì)狻⒆詠硭?、排污?土地利用與管理,生態(tài)環(huán)境管理等。 ③GIS在病人急救過程中,可提供如下服務(wù):通過電子地圖查找病人的位置;搜尋距離病人最近的醫(yī)院和救護(hù)車;提供救護(hù)車最佳行車路線,以贏得搶救時(shí)間等。,問題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測,一,二,遷移與應(yīng)用 例2某學(xué)校的地理興趣小組打算借助GIS技術(shù)對家鄉(xiāng)的自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面的資料進(jìn)行分析。據(jù)此完成下列各題。 (1)下列四圖,最適宜用GIS數(shù)據(jù)庫軟件制作的是( )。,問題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測,一,二,(2)同學(xué)們擬分析家鄉(xiāng)人口分布與自然條件的關(guān)系,在GIS數(shù)據(jù)庫中,須調(diào)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(diǎn)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.③④⑤⑥ C.⑥⑦⑧⑨ D.⑤⑥⑦⑧ 解析:第(1)題,貧困人口分布能夠反映地理空間數(shù)據(jù)的分布特征,最適宜用GIS數(shù)據(jù)庫軟件制作。第(2)題,由題干可知,同學(xué)們擬分析的是“家鄉(xiāng)人口分布與自然條件的關(guān)系”,而⑤⑥⑦⑧⑨都屬于社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面的圖層。 答案:(1)C (2)A,,,問題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測,一,二,問題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測,一,二,問題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測,一,二,問題導(dǎo)學(xué),當(dāng)堂檢測,1,2,3,4,5,6,GIS即地理信息系統(tǒng),具有地圖處理、數(shù)據(jù)庫和空間分析等功能。GIS可以像傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖一樣,解決“地點(diǎn)”“狀況”等有關(guān)查詢問題,且GIS還能進(jìn)行趨勢分析,以及用“虛擬模擬”進(jìn)行預(yù)測性分析。據(jù)此完成第1~2題。 1.GIS與傳統(tǒng)地圖的最基本差異是( )。 A.GIS用點(diǎn)、線、面來表示地物的空間特征和屬性 B.GIS用符號表示地物的屬性 C.GIS用色彩來表示地物的差異 D.GIS用數(shù)值表示地物的空間信息,答案:1.D,7,,問題導(dǎo)學(xué),3,4,當(dāng)堂檢測,5,6,1,2,2.地理信息系統(tǒng)的組成,主要包括( )。 ①地理數(shù)據(jù) ②GIS軟件 ③硬件設(shè)備 ④紙質(zhì)地圖 ⑤GIS人員 ⑥應(yīng)用模型 A.①②④⑥ B.②③④⑤⑥ C.①②③④⑤ D.①②③⑤⑥ 答案:2.D,7,,問題導(dǎo)學(xué),1,2,3,4,當(dāng)堂檢測,5,6,GIS中,不同類型的地理空間信息儲(chǔ)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(guān)系。據(jù)此完成第3~4題。 3.GIS中,不同類型的地理空間信息儲(chǔ)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(guān)系。若對某地2009年與2014年的土地利用圖層進(jìn)行分析,能夠( )。 A.預(yù)測旱澇災(zāi)害的發(fā)生 B.預(yù)測氣溫變化趨勢 C.預(yù)測農(nóng)作物的產(chǎn)量 D.得出土地利用類型的變化,答案:3.D 解析:第3題,土地利用圖層反映了某一時(shí)期土地利用類型的分布狀況,通過不同年份的對比最能反映出不同時(shí)期土地利用類型發(fā)生的變化,如耕地與建筑用地面積比重的變化。,7,問題導(dǎo)學(xué),1,2,3,4,當(dāng)堂檢測,5,6,4.如果需要規(guī)劃當(dāng)?shù)氐墓さV企業(yè),則還需要添加的圖層是( )。 ①交通線 ②礦產(chǎn)地 ③居民點(diǎn) ④學(xué)校 A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④ 答案:4.A 解析:第4題,若需要規(guī)劃當(dāng)?shù)氐墓さV企業(yè)還要研究考察與之關(guān)系密切的交通線、礦產(chǎn)地和居民點(diǎn),因?yàn)檫@涉及交通因素、資源因素和環(huán)境因素對工業(yè)布局的影響。,7,問題導(dǎo)學(xué),1,2,3,4,當(dāng)堂檢測,5,6,5.疊加丙與丁圖層可以研究( )。 A.河流分布 B.地形特征 C.商店布局 D.客貨流量,答案:5.C 解析:第5題,丙圖層示意交通分布,丁圖層示意人口分布,與人口和交通相關(guān)的是商店布局。,7,問題導(dǎo)學(xué),1,2,3,4,當(dāng)堂檢測,5,6,6.為了較合理地得出丙圖,需要疊加的圖層有( )。 A.甲與乙 B.甲與丁 C.乙與丁 D.甲、乙、丁 答案:6.D 解析:第6題,交通建設(shè)首先要考慮盡可能多地連接居民點(diǎn),以獲得經(jīng)濟(jì)效益,在具體選線上,要考慮到地形和河流等自然條件,以降低建設(shè)成本。,7,問題導(dǎo)學(xué),1,2,3,4,當(dāng)堂檢測,5,6,7,7.GIS即地理信息系統(tǒng),在國民經(jīng)濟(jì)各部門得到了廣泛應(yīng)用。GIS數(shù)據(jù)庫由若干圖層組成。據(jù)此完成下列各題。,(1)GIS的工作過程主要有 , ,以及 等環(huán)節(jié)。 (2)若圖示為某專題研究建立的地理信息系統(tǒng)(GIS)圖層。該專題研究的事項(xiàng)可能是( )。 A.耕地分類和評價(jià) B.工業(yè)分布與交通的關(guān)系 C.商業(yè)分布和規(guī)劃 D.學(xué)校布局 (3)若要合理安排農(nóng)業(yè)生產(chǎn),根據(jù)自然條件因地制宜科學(xué)種田,在規(guī)劃設(shè)計(jì)中還應(yīng)增加哪些圖層?,問題導(dǎo)學(xué),1,2,3,4,當(dāng)堂檢測,5,6,7,答案:(1)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 (2)A (3)氣溫、降水、光照等圖層。,