新高中地理 第三章 第一節(jié) 地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用課件 湘教版必修3

學(xué)習(xí)目標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)定位 1.了解地理信息系統(tǒng)的概念及其發(fā)展。2.掌握地理信息系統(tǒng)的基本組成，理解地理信息系統(tǒng)在城市管理中的作用。第一節(jié)地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用 地理信息系統(tǒng) 地理信息系統(tǒng)與城市管理 課堂小結(jié) 課堂檢測 活動(dòng)指導(dǎo)1.地理信息系統(tǒng)自主預(yù)習(xí)概念它是一種以 、存儲、 、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)，簡稱_功能除了一般的存儲、管理數(shù)據(jù)外，還能顯示數(shù)據(jù)的_，并具有強(qiáng)大的 、分析、 、統(tǒng)計(jì)和 等功能發(fā)展階段開拓期 期大發(fā)展期_采集管理GIS空間分布空間查詢模擬預(yù)測鞏固發(fā)展用戶時(shí)代組成GIS人員、 、硬件設(shè)備、 、應(yīng)用模型硬件設(shè)備及工作過程計(jì)算機(jī)主機(jī)、 設(shè)備、 設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、存儲設(shè)備；工作過程主要包括地理數(shù)據(jù)的 、存儲，地理數(shù)據(jù)的操作和分析，以及地理信息 等環(huán)節(jié)地圖數(shù)字化過程紙質(zhì)地圖 圖像拼接_圖像配準(zhǔn) 編輯與修改。GIS可輸出地形圖、專題圖和剖面圖，也可以輸出 地圖2.思考教材P77活動(dòng)提出的問題。GIS軟件地理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸出輸入輸出掃描圖像處理圖像剪裁矢量化三維讀“某地理信息系統(tǒng)分析流程圖”，回答下列問題。合作探究(1)此圖為_信息系統(tǒng)分析流程圖。與一般的信息系統(tǒng)相比，該信息系統(tǒng)具有哪些優(yōu)點(diǎn)？答案地貌GIS除了一般的信息系統(tǒng)的功能外，還具有顯示數(shù)據(jù)的空間分布，強(qiáng)大的空間查詢、分析、模擬、統(tǒng)計(jì)和預(yù)測等功能優(yōu)勢。(2)圖中分別代表該地理信息系統(tǒng)的哪些工作環(huán)節(jié)？答案信息獲取、地理數(shù)據(jù)的存儲、地理數(shù)據(jù)的操作與分析、地理信息輸出。(3)GIS的數(shù)據(jù)源是多種多樣的，圖形數(shù)據(jù)輸入的常用方法和數(shù)據(jù)存儲采用的技術(shù)分別是什么？答案掃描紙質(zhì)地圖后進(jìn)行數(shù)字化處理；“分層”技術(shù)，即將地圖中的不同地理要素，存儲在不同的“圖層”中。地理信息系統(tǒng)的工作過程反思?xì)w納閱讀材料，完成下列各題。健康地圖，由谷歌創(chuàng)建，在加拿大健康研究所等的支持下，向全球跟蹤地圖上添加實(shí)時(shí)的消息警告、醫(yī)療信息和其他的數(shù)據(jù)。(1)“健康地圖”中的交通數(shù)據(jù)屬于_數(shù)據(jù)；圖中的數(shù)據(jù)采取_技術(shù)存儲。練習(xí)鞏固解析根據(jù)材料可知“健康地圖”是GIS的一種應(yīng)用，GIS數(shù)據(jù)可分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)兩種，確定GIS工作環(huán)節(jié)時(shí)需要關(guān)注應(yīng)用的“過程”?；A(chǔ)數(shù)據(jù)指地質(zhì)、地貌、地形數(shù)據(jù)等；規(guī)劃、交通等屬于專題數(shù)據(jù)；“健康地圖”包含多個(gè)圖層，這些數(shù)據(jù)采取“分層”技術(shù)存儲。答案專題分層(2)在“健康地圖”的制作過程中，需要用_法將紙質(zhì)地圖轉(zhuǎn)化為數(shù)字地圖。解析將紙質(zhì)地圖轉(zhuǎn)化為數(shù)字地圖的過程需要利用掃描法。掃描(3)某人利用健康地圖查詢甲型H1N1病例的分布狀況，屬于GIS系統(tǒng)工作過程中的_環(huán)節(jié)。解析 “查詢”屬于操作與分析過程。操作與分析(4)與紙質(zhì)地圖相比，“健康地圖”具有哪些不同？解析紙質(zhì)地圖與GIS系統(tǒng)的不同，可根據(jù)教材的相關(guān)內(nèi)容歸納。答案儲存信息的形式不同；查詢的方式不同；地理信息系統(tǒng)將不同來源、不同比例尺、不同投影的地圖進(jìn)行數(shù)據(jù)綜合，并進(jìn)行空間分析，而紙質(zhì)地圖沒有這些功能。1.應(yīng)用領(lǐng)域： 、 評估、 、國土管理、 、郵電通信、 、公安、 、公共設(shè)施、商業(yè)金融等。2.在城市建設(shè)和管理中的典型應(yīng)用：城市規(guī)劃和管理、 _ 、 、生態(tài)環(huán)境管理。3.思考教材P85活動(dòng)提出的問題。自主預(yù)習(xí)資源調(diào)查環(huán)境災(zāi)害預(yù)測城市規(guī)劃交通運(yùn)輸水利基礎(chǔ)設(shè)施管理土地利用與管理讀“某城區(qū)公共衛(wèi)生地理信息系統(tǒng)部分顯示”，思考并回答下列問題。合作探究(1)在圖中所示的地理信息系統(tǒng)中，可能用到哪些方面的數(shù)據(jù)？答案 在該系統(tǒng)中用到了衛(wèi)生資源點(diǎn)和傳染病分布等信息。(2)地理信息系統(tǒng)在城市管理中具有哪些優(yōu)勢？答案 在城市管理中，可以對相關(guān)信息進(jìn)行綜合分析。發(fā)生應(yīng)急事件時(shí)，輸入應(yīng)急路線的起點(diǎn)和終點(diǎn)，系統(tǒng)會分析出兩點(diǎn)間的最優(yōu)路徑，并計(jì)算出路徑的長度以及經(jīng)過的路線名稱，從而為應(yīng)急事件處置提供決策支持。(3)GIS和地圖、電子地圖有何區(qū)別？答案 GIS與地圖的基本區(qū)別在于GIS將地物的各種特征數(shù)據(jù)化。GIS與電子地圖的區(qū)別是：GIS是可以隨時(shí)修改和更新的計(jì)算機(jī)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。地理信息系統(tǒng)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用舉例反思?xì)w納1.在災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用應(yīng)用地理信息系統(tǒng)，并借助于遙感技術(shù)，可有效地監(jiān)測和預(yù)報(bào)洪澇災(zāi)害、森林火災(zāi)等。2.在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的應(yīng)用地理信息系統(tǒng)與遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，可為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)活動(dòng)提供全新的數(shù)據(jù)地圖決策信息。下圖是地理信息系統(tǒng)在商業(yè)活動(dòng)中的應(yīng)用：3.地理信息系統(tǒng)在醫(yī)療救護(hù)方面的應(yīng)用GIS是用于空間分析的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，某中學(xué)地理小組將它作為課題研究。據(jù)此完成下列問題。(1)下列四圖，是同學(xué)們?yōu)榧亦l(xiāng)所作的自然、社會經(jīng)濟(jì)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()練習(xí)鞏固解析本題考查地理信息技術(shù)的相關(guān)知識。解題關(guān)鍵是首先要掌握GIS的相關(guān)知識，空間分析能力是GIS的主要功能，也是GIS與計(jì)算機(jī)制圖軟件相區(qū)別的主要特征?？臻g分析要求地理事物有明確的地理位置。貧困人口分布的分析是空間性的數(shù)據(jù)分析，可以用GIS軟件處理和分析，故C項(xiàng)正確；A、B、D三項(xiàng)只具有時(shí)間性，沒有空間性，不能用GIS軟件處理分析。答案C(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)用的專題圖層有下列中的()地形圖層土壤圖層氣候圖層人口圖層商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)圖層農(nóng)業(yè)圖層工業(yè)圖層城市圖層交通圖層A. B.C. D.解析 要調(diào)用圖中的人口要素和自然要素圖層。A知識提綱1.口訣法記憶地理信息系統(tǒng)的功能地理信息系統(tǒng)功能多，存儲、管理數(shù)據(jù)不用說；顯示數(shù)據(jù)空間分布快，提供空間查詢很靈活；分析和模擬神通廣，統(tǒng)計(jì)和預(yù)測美名播。2.數(shù)字法記憶地理信息系統(tǒng)的系統(tǒng)組成、工作環(huán)節(jié)和在城市建設(shè)和管理中的應(yīng)用“五”、“四”、“四”強(qiáng)化記憶“五”五個(gè)組成：硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)、人員和應(yīng)用模型?！八摹彼膫€(gè)工作環(huán)節(jié)：輸入、存儲、分析、輸出?！八摹彼捻?xiàng)應(yīng)用：城市規(guī)劃和管理、基礎(chǔ)設(shè)施管理、土地利用與管理、生態(tài)環(huán)境管理。在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(guān)系。據(jù)此回答12題。1.城市交通圖層與城市人口分布圖層的疊加，可以()A.為商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)選址 B.分析建筑設(shè)計(jì)的合理性C.計(jì)算城市水域面積 D.估算工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值課堂檢測解析在GIS中，地物空間特征和屬性的各項(xiàng)數(shù)據(jù)的結(jié)合，構(gòu)成某一主題的圖層，如地貌圖層、土壤圖層等。關(guān)于某一研究區(qū)域的若干圖層就組成GIS的數(shù)據(jù)庫。城市規(guī)劃中，人口稀少的地區(qū)、交通不便的地區(qū)不宜設(shè)置過密的固定商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)。人口稠密、交通方便的地區(qū)，商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)密度和規(guī)模要與之相適應(yīng)。城市交通圖層與城市人口分布圖層的疊加可以為商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)選址提供依據(jù)。答案A2.對1990年與2009年城市土地利用圖層進(jìn)行分析，能夠()A.計(jì)算交通流量的變化B.預(yù)測洪澇災(zāi)害的發(fā)生C.了解城市地域結(jié)構(gòu)變化D.預(yù)測城市降水變化趨勢解析正確解答本題的關(guān)鍵是明確題干敘述的核心意思是土地利用的變化。城市地域結(jié)構(gòu)是指各功能區(qū)的分布、組合，而住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)等構(gòu)成的地域結(jié)構(gòu)的變化首先表現(xiàn)為土地利用的變化。答案C3.閱讀材料，回答下列問題。濟(jì)南的張先生打算開一家連鎖店，可濟(jì)南市里已經(jīng)有十幾家這樣的分店了，在什么地段開店才能實(shí)現(xiàn)利潤最大化呢？他從網(wǎng)上調(diào)出城市電子地圖，對主要商業(yè)區(qū)、居住區(qū)、城市繁華地段進(jìn)行快速查詢統(tǒng)計(jì)，各種數(shù)據(jù)、指標(biāo)一目了然。他輸入自己的期望值，系統(tǒng)很快篩選出5個(gè)最具價(jià)值的熱點(diǎn)區(qū)域，并根據(jù)人流量、交通狀況、周邊地段未來發(fā)展預(yù)測等情況仿真計(jì)算出店面經(jīng)營狀況。張先生很快就從中選定了自己最滿意的店址。(1)材料中，張先生在進(jìn)行店面選址時(shí)運(yùn)用了地理信息系統(tǒng)的_、_、_功能。(2)試說明張先生從網(wǎng)上進(jìn)行店面選址與人工選址相比有什么優(yōu)勢？(3)你所在的城市在城市管理中是否出現(xiàn)過運(yùn)用GIS幫助改善管理狀況的情況？你能否借鑒材料中的經(jīng)驗(yàn)談一下改進(jìn)意見？解析通過認(rèn)真閱讀材料中張先生操作過程中的關(guān)鍵詞語，如“快速查詢統(tǒng)計(jì)”、“系統(tǒng)很快篩選”、“預(yù)測”等，就可確定其應(yīng)用GIS的功能類型。與傳統(tǒng)調(diào)查分析方法相比，GIS分析需要時(shí)間少，節(jié)省經(jīng)費(fèi)，且科學(xué)合理。答案(1)查詢分析模擬(2)省時(shí)省力、方便迅速，能對各備選店址進(jìn)行模擬，選址更科學(xué)有效。(3)略。(該題的設(shè)計(jì)主要要求學(xué)生要關(guān)心社會，要善于把所學(xué)知識與實(shí)際生產(chǎn)、生活相聯(lián)系。關(guān)于改進(jìn)意見，只要符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，有道理即可)。教材P77活動(dòng)提示1.略。2.目前，對地理信息系統(tǒng)的定義還存在分歧，可歸結(jié)為以下四類：(1)面向數(shù)據(jù)處理過程的定義：認(rèn)為地理信息系統(tǒng)由地理數(shù)據(jù)的輸入、存儲、查詢、分析、輸出等子系統(tǒng)組成。(2)面向?qū)ｎ}應(yīng)用的定義：在面向過程定義的基礎(chǔ)上，按其分析的信息類型來定義地理信息系統(tǒng)，如土地利用信息系統(tǒng)、礦產(chǎn)資源管理信息系統(tǒng)等?；顒?dòng)指導(dǎo)(3)工具箱定義：這種定義基于軟件系統(tǒng)分析的觀點(diǎn)，認(rèn)為地理信息系統(tǒng)包括各種復(fù)雜的處理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)程序和各種算法。(4)數(shù)據(jù)庫定義：在工具箱定義的基礎(chǔ)上，更加強(qiáng)調(diào)分析工具和數(shù)據(jù)庫間的連接。3.略教材P8182活動(dòng)提示國外GIS軟件，如哈佛大學(xué)開發(fā)的SYMAP系列軟件等。目前，國內(nèi)下列GIS軟件在解決實(shí)際工程能力和技術(shù)創(chuàng)新等方面表現(xiàn)突出，如MapGIS6.6、SuperMapGIS2003、地網(wǎng)V5.0、CiloMap等。教材P85活動(dòng)課題GIS的發(fā)展歷程提示國外地理信息系統(tǒng)的發(fā)展歷程：國際上地理信息系統(tǒng)的發(fā)展始于20世紀(jì)60年代，地理信息系統(tǒng)起源于北美，世界上第一個(gè)運(yùn)行性的地理信息系統(tǒng)是在1963年加拿大土地調(diào)查局為了處理大量的土地調(diào)查資料，由測量學(xué)家R.F.Tomlinson提出并建立的。同一時(shí)期美國哈佛大學(xué)的計(jì)算機(jī)圖形與空間分析實(shí)驗(yàn)室，建立了SYMAP系統(tǒng)軟件，竭力發(fā)展空間分析模型和制圖軟件。20世紀(jì)70年代以后，GIS朝實(shí)用方向迅速發(fā)展。美國、加拿大、英國、西德、瑞典、日本等發(fā)達(dá)國家先后建立了許多不同專題、不同規(guī)模、不同類型的各具特色的地理信息系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代是GIS普及和推廣應(yīng)用的大發(fā)展階段，由于新一代高性能計(jì)算機(jī)的普及和迅速發(fā)展，GIS也逐步走向成熟。20世紀(jì)90年代，GIS已成為確定性產(chǎn)業(yè)，投入使用的GIS系統(tǒng)，每23年就翻一番。GIS已滲透到各行各業(yè)，愈來愈多的國際性會議、學(xué)術(shù)刊物以GIS為主題，它已成為人們規(guī)劃管理中不可缺少的應(yīng)用工具。中國地理信息系統(tǒng)的發(fā)展歷程：中國的地理信息系統(tǒng)研究與應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代末80年代初，雖然歷史較短，但發(fā)展很快。大體分三個(gè)階段：第一階段，19781980年為準(zhǔn)備階段，主要是輿論準(zhǔn)備，隊(duì)伍組建，開始GIS的啟蒙研究。第二階段，19811985年為起步階段，主要對GIS進(jìn)行理論探索和區(qū)域性實(shí)驗(yàn)研究，并制定國家GIS的規(guī)范，進(jìn)行信息采集、數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計(jì)。1985年國家資源與環(huán)境信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室成立。第三階段，從1986年到現(xiàn)在，為GIS的全面發(fā)展階段，作為一個(gè)全國性的研究領(lǐng)域，GIS已逐步和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)相結(jié)合，取得了重大進(jìn)展和實(shí)際應(yīng)用效益。