高中地理教案必修二第二單元 單元活動 地理信息系統(tǒng)與城市管理

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111 學校：臨清二中 學科：地理 編寫人：李德剛 審稿人：由慶坤 第二單元 城市與地理環(huán)境 課題：地理信息系統(tǒng)與城市管理（教案） 一、教材分析 在地理信息時代，教育的目的不應(yīng)僅僅是教會學生知識，而要以學生的發(fā)展為本，激發(fā)學生內(nèi)在和外在潛能，使其身心得到全面發(fā)展。 二、教學目標： 1、了解GIS的基本構(gòu)成。 2、了解GIS的基本功能，理解GIS在城市管理中的作用。 3、會使用常見的GIS產(chǎn)品，能使用電子地圖查詢所需信息。 三、教學重點難點： 1、GIS基本原理 2、了解GIS在城市管理中的應(yīng)用 四、學情分析 高一的學生屬于平行分班，沒有實驗班，學生對地理信息系統(tǒng)了解甚少，有的老師對這部分知識理解也不到位，所以課下應(yīng)多搜集一下相關(guān)知識，講解時應(yīng)多提供一些相關(guān)的圖片。 五、教學方法：自主學習、合作探究學習、講解法 六、課前準備 1．學生的學習準備：預習課本知識，完成學案。 2．教師的教學準備：多媒體課件制作，課前預習學案，課內(nèi)探究學案，課后延伸拓展學案，地理信息系統(tǒng)的相關(guān)圖片。 3．教學環(huán)境的設(shè)計和布置：四人一組，準備探究學習。 七、課時安排：1課時 八、教學過程 (一)預習檢查、總結(jié)疑惑 檢查落實了學生的預習情況并了解了學生的疑惑，使教學具有了針對性。 （二）情景導入、展示目標。 探索活動：問題：GIS是如何做到預防犯罪的？（學生答）其操作過程是什么？ （犯罪地點）數(shù)據(jù)采集——數(shù)據(jù)處理、分析（空間分析）——分析犯罪頻率與犯罪模式（哪些地方易發(fā)生哪些案件）——據(jù)分析信息，分配警力 問題：GIS具有哪些功能？空間分析（犯罪的空間分布），模式分析（犯罪案件與其它因素的相關(guān)性），趨勢分析（分析哪些地方可能發(fā)生案件），決策應(yīng)用（分配警力） （三）合作探究、精講點撥。 一、GIS 1、概念：依靠計算機實現(xiàn)地理信息的收集、處理、存儲、分析和應(yīng)用的系統(tǒng)。 2、功能： 制作電子地圖 數(shù)據(jù)采集 空間查詢 數(shù)據(jù)分析 空間分析 決策應(yīng)用 模擬空間規(guī)律和發(fā)展趨勢 3、工作流程： 4、構(gòu)成：硬件 軟件 數(shù)據(jù) 人員（其中軟件是核心） GIS與其它系統(tǒng)的區(qū)別 GIS有別于DBMS(數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))。GIS具有以某種方式對空間數(shù)據(jù)進行解釋和判斷的能力，而不是簡單的數(shù)據(jù)管理，這是GIS能對空間數(shù)據(jù)進行分析的DBMS,GIS必須包含DBMS。 GIS有別于MIS (管理信息系統(tǒng))。GIS要對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)庫共同管理、分析和應(yīng)用。MIS則只有屬性數(shù)據(jù)庫的管理。 GIS有別于地圖數(shù)據(jù)庫。地圖數(shù)據(jù)庫僅僅是將數(shù)字地圖有組織地存放起來，不注重分析和查詢，不可能去綜合圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行深層次的空間分析和提供輔助決策的信息，它只是GIS的一個數(shù)據(jù)源。 GIS有別于CAD系統(tǒng)。二者雖然都有參考系統(tǒng)，都能描述圖形，但CAD系統(tǒng)只處理規(guī)則的幾何圖形，屬性庫功能弱，更缺乏分析和判斷能力。 GIS：突出空間數(shù)據(jù)，反映的信息為地理信息。 二、GIS應(yīng)用：（可以解決的四類基本問題） 1、與分布、位置有關(guān)的基本問題 顯示了GIS對信息空間表達的功能，它實際是回答了以下兩個問題： （1）對象（地物）在哪里？ （2）哪些地方符合特定的條件？ 2、趨勢分析： 傳統(tǒng)地圖：某個時間的空間特征與屬性特征。 GIS：可以表示空間特征與屬性特征隨時間變化的過程 因此：可以分析該地物的發(fā)展趨勢，即回答：從何時起發(fā)生了哪些變化？ 3、模式問題： 對象的分布存在何種空間模式？即揭示各種地物之間的空間關(guān)系。 GIS由許多圖層組成，每圖層都表示不同的地理因素，它們之間的空間關(guān)系的融合表示了各因素之間的相互關(guān)系。 例：三層數(shù)據(jù)：交通、人口密度、商業(yè)網(wǎng)點分布。 通過圖層的融合可以看出三者之間的關(guān)系，其用途：決策商業(yè)網(wǎng)點的布局。 4、模擬問題：利用數(shù)據(jù)及已掌握的規(guī)律建立模型，就可以模擬某個地方如具備某種條件時將出現(xiàn)的結(jié)果。 即回答：如果……將如何？ 高程與被淹沒地區(qū)的關(guān)系 溫室效應(yīng)與海平面上漲的關(guān)系。 三、城市管理中的應(yīng)用及功能的應(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 1、城市信息管理與服務(wù)：電子地圖、查詢 2、規(guī)劃：決策應(yīng)用 3、道路交通管理：查詢——決策應(yīng)用 4、抗震防災(zāi)：分析模擬 5、環(huán)境管理：分析、決策 案例：GIS在抗擊非典型肺炎中的應(yīng)用 （四）反思總結(jié)，當堂檢測。 1、下列說法不正確的是否 （ ） A、GIS技術(shù)是地圖的延伸 B、RS技術(shù)是地圖的延伸 C、GPS技術(shù)可為用戶提供精確的三維坐標 D、GIS技術(shù)可分析、處理GPS技術(shù)及GPS技術(shù)提供的圖像和數(shù)據(jù) 2、讀以下文字資料，回答問題。 地理信息系統(tǒng)（GIS）與一般信息系統(tǒng)的主要差別是，GIS所采集的信息是按地理空間分布特征來反映地理實體結(jié)構(gòu)及其動態(tài)變化規(guī)律的。如目前我國已應(yīng)用GIS對各地區(qū)得時段“非典型肺炎”臨床診斷病例、疑似病例等指標分類匯總，在地圖上進行“地點”、“狀況”的位置標定，每日發(fā)布各地疫情通報，供有關(guān)部門查詢分析，制定相應(yīng)的防治策略。 省區(qū) 累計病例 北京 2456 天津 175 河北 227 山西 447 河南 15 陜西 12 重慶 3 湖南 6 ⑴根據(jù)我國部分省區(qū)“非典型肺炎”累計臨床診斷病例通報表中的數(shù)據(jù)（截止2003年5月22日1 0時）在我國部分省區(qū)圖的圖例空框中，設(shè)計區(qū)分各病例數(shù)值段的圖例符號，并在圖上山西、湖南兩省范圍內(nèi)畫出相應(yīng)的圖例符號。 ⑵下列課題中，主要是應(yīng)用GIS進行研究的有（ ）（多項選擇） A、近50年來，世界糧食總產(chǎn)量與人均產(chǎn)量變化趨勢分析 B、近10年來，上海市區(qū)人口分布變化特征與城市建設(shè)相關(guān)性分析 C、浙江省西部地區(qū)土地利用狀況與農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)變化特征分析 D、上海市浦東新區(qū)內(nèi)環(huán)線內(nèi)主要道路交叉點交通流量狀況通報及優(yōu)化公交線網(wǎng)、站點分布的方案設(shè)計 ⑶試設(shè)計一項應(yīng)用GIS的課題研究項目： 。 答案：1、B 2、⑴略⑵BCD⑶設(shè)計項目：如“江漢平原某年水稻長勢的監(jiān)測分析”、“中等城市垃圾填埋場選址模式及與交通、環(huán)境關(guān)系的分析”、“油輪在某海域發(fā)生大量漏油事故時，預測其污染范圍及對海洋生物的影響”等。 （五）發(fā)導學案、布置預習。 今天這節(jié)課，我們已經(jīng)學習了地理信息系統(tǒng)與城市管理，在下一節(jié)課我們一起來學習農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與地理環(huán)境。這節(jié)課后大家可以先預習這一部分我們農(nóng)村孩子比較熟悉的內(nèi)容，對這節(jié)課有一個感性認識。并完成本節(jié)的課后練習。 設(shè)計意圖：布置下節(jié)課的預習作業(yè)，并對本節(jié)課鞏固提高。 九、板書設(shè)計 一、GIS 1、概念： 2、功能： 3、工作流程： 4、構(gòu)成： 二、GIS應(yīng)用：（可以解決的四類基本問題） 1、與分布、位置有關(guān)的基本問題 2、趨勢分析： 3、模式問題： 4、模擬問題： 三、城市管理中的應(yīng)用：功能的應(yīng)用： 1、城市信息管理與服務(wù)：電子地圖、查詢 2、規(guī)劃：決策應(yīng)用 3、道路交通管理：查詢——決策應(yīng)用 4、抗震防災(zāi)：分析模擬 5、環(huán)境管理：分析、決策 十、教學反思 本課的設(shè)計采用了課前下發(fā)預習學案，學生預習本節(jié)內(nèi)容，找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點、難點、疑點、考點、探究點以及學生學習過程中易忘、易混點等，最后進行當堂檢測，課后進行延伸拓展，以達到提高課堂效率的目的。 在后面的教學過程中會繼續(xù)研究本節(jié)課，爭取設(shè)計的更科學，更有利于學生的學習，也希望大家提出寶貴意見，共同完善，共同進步! 十一、學案設(shè)計(見下頁) 學校：臨清二中 學科：地理 編寫人：李德剛 審稿人：由慶坤 第二單元 城市與地理環(huán)境 單元活動 地理信息系統(tǒng)與城市管理（學案） 課前預習學案 一、預習目標 1、了解GIS的基本構(gòu)成 2、了解GIS的基本功能，理解GIS在城市管理中的作用 3、會使用常見的GIS產(chǎn)品，能使用電子地圖查詢所需信息 二、預習內(nèi)容 （一）、地理信息系統(tǒng) 1、概念：簡稱 ，是指一種以 和 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、組成： 、 、 、 、 。 3、工作過程：主要包括地理數(shù)據(jù)的 、 ，地理數(shù)據(jù)的 和 ，以及地理信息輸出等環(huán)節(jié)。 建立GIS的首要工作是建立 。對于圖形數(shù)據(jù)的輸入常用的方法是 后進行數(shù)字化處理。 （二）、地理信息系統(tǒng)與城市管理 1、 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 目前GIS廣泛應(yīng)用于 等人們生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。 2、 GIS在城市建設(shè)與管理中的典型應(yīng)用 應(yīng)用領(lǐng)域 應(yīng) 用 城市規(guī)劃與管理 城市規(guī)劃的 、 等，也可進行城市管理和輔助決策。 基礎(chǔ)設(shè)施管理 、 、 。 土地利用與管理 可有效地完成對 的監(jiān)控和管理。 生態(tài)環(huán)境管理 可實現(xiàn)城市 、 、 的決策分析、環(huán)保設(shè)施的管理等。 三、提出疑惑 同學們，通過你的自主學習，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中 疑 惑 點 疑 惑 內(nèi) 容 課內(nèi)探究學案 一、學習目標： 1、通過圖像、視頻及文字資料，感知地理信息系統(tǒng)的基本流程和構(gòu)成。 2、通過創(chuàng)設(shè)的模擬情景，了解地理信息系統(tǒng)的四大功能。 3、通過親身體驗街頭“數(shù)字北京”的設(shè)施，了解地理信息系統(tǒng)在城市管理中的功能。 4、通過上述活動，掌握瀏覽、操作地理信息系統(tǒng)的技能。 學習重點、難點 學習重點：地理信息系統(tǒng)在城市管理中的功能及地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用。 學習難點：地理信息系統(tǒng)在城市管理中的功能及地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用。 二、學習過程 教學環(huán)節(jié) 教師活動 學生活動 設(shè)計意圖 導入 GIS在抗擊非典型肺炎中的應(yīng)用 觀察圖片、思考問題 激發(fā)學生興趣，導入新課 講授新課 案例分析，引導學生體會地理信息系統(tǒng)的含義及構(gòu)成 通過觀察圖象、分析、說出地理系統(tǒng)的含義 了解地理信息系統(tǒng)的含義 分組：城市交通組、餐飲組、奧運場館組、市區(qū)購房組 探究、匯報：地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應(yīng)用 從學生的生活實際出發(fā)，體驗地理信息系統(tǒng)在身邊的應(yīng)用 總結(jié)、拓展 思考、遷移 回歸課標 反饋 略 略 略 三、反思總結(jié) 地理信息系統(tǒng)的功能 模式問題系統(tǒng) 了解分布、位置 趨勢分析 模擬問題系統(tǒng) 應(yīng)用范圍 圖層疊加系統(tǒng) 城市管理 軍事 其他方面 四、當堂檢測 GIS就是地理信息系統(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)地圖一樣，解決“地點”“狀況”等有關(guān)查詢，具有圖形化、可視化等優(yōu)點，并可以及時更新信息，與傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖相比，所表達的內(nèi)容更加豐富、靈活。但GIS還能進行趨勢分析、復雜的模式分析，還可以用“虛擬模式”進行預測性分析。據(jù)此分析回答1-3題。 1、與傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖相比，并不是GIS明顯優(yōu)勢的是（　　） A、能及時更新信息 B、表達內(nèi)容更加豐富、靈活 C、攜帶更加方便 D、能進行復雜的模式分析 2、對地理信息系統(tǒng)特點的敘述，錯誤的是（　　） A、地理信息系統(tǒng)可以為地理決策提供信息 B、地理信息系統(tǒng)是專門處理地理空間數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng) C、城市管理是應(yīng)用地理信息系統(tǒng)最早、最有成效的領(lǐng)域之一 D、其主要功能是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、決策應(yīng)用等 3、如果將GIS用來監(jiān)測森林火災(zāi)，可以（　?。? A、預測、判斷引起火災(zāi)的原因 B、預測森林火災(zāi)的所在地點 C、預測森林火災(zāi)所造成的后果 圖2-4-1 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 如圖2－4－1所示，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4-5題。 4、城市交通圖層和城市人口分布圖層的疊加，可以（?。? 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、估計工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值 5、對1985年與2000年城市土地利用圖層進行分析，能夠（　?。? A、計算交通流量的變化 B、預測洪澇災(zāi)害的發(fā)生 C、了解城市地域結(jié)構(gòu)變化 D、預測城市降水變化趨勢 答案：1.C 2.B 3.D 4.A 5.C 課后練習與提高 一、選擇題 1、GIS的全稱是 A、地理信息系統(tǒng) B、文字處理系統(tǒng) C、全球定位系統(tǒng) D、地球衛(wèi)星系統(tǒng) 2、下列屬于地理信息系統(tǒng)的硬件的是 ①計算機 ②程序 ③掃描儀 ④工人 A、①② B、③④ C、①③ D、②④ 3、地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括哪5個部分 A、硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員、應(yīng)用模型 B、電腦、軟件、數(shù)據(jù)、人員、應(yīng)用模型 C、計算機、數(shù)字化儀、掃描儀、繪圖機 D、硬件、軟件、數(shù)據(jù)、文字、應(yīng)用模型 4、地理信息系統(tǒng) A、主要是記錄地理事物的計算機系統(tǒng) B、具有空間分析的能力，沒有動態(tài)預測能力 C、是地圖繪制系統(tǒng) D、是專門處理地理空間數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng) 5、比傳統(tǒng)地圖高明的是，地理信息系統(tǒng)能通過了解某地物隨時間變化的過程，分析該地物的 A、發(fā)展趨勢 B、地理位置的變化 C、歷史意義 D、區(qū)位特征 6、尋求兩點之間最短、最快或景點最多的路徑等可借助于 A、地理信息系統(tǒng) B、遙感技術(shù) C、全球定位系統(tǒng) D、地球衛(wèi)星系統(tǒng) 二、綜合題 7、地理信息系統(tǒng)是什么樣的系統(tǒng)？有哪幾部分構(gòu)成？ 8、地理信息系統(tǒng)在城市管理中有哪些應(yīng)用？ 9、下圖1為一幅我國山東某區(qū)域的地理信息空間數(shù)據(jù)圖，每個小方格表示實際長寬各10米，圖中r表示河流，s表示林木，h表示住房，f表示耕地；下圖數(shù)2據(jù)表示相應(yīng)區(qū)域內(nèi)各方格的平均海拔高度(單位：米)，回答下列問題。 (1)該河流的流向是 。 (2)該處的森林覆蓋率為 。 (3)耕地面積為 米2，其海拔高度為 米。 (4)從地形看，此住房面臨的主要問題是容易遭受 災(zāi)害。 (5)為配合區(qū)域荒山綠化，該地區(qū)準備栽培一批水果。請列舉比較適合的水果品種(至少兩個) 。 課后練習與提高答案 一、選擇題 1、A 2、C 3、A 4、D 5、A 6、A 二、綜合題 7、地理信息系統(tǒng)即GIS，是依靠計算機實現(xiàn)地理信息的收集、處理、存儲、分析和應(yīng)用的系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括5個部分：(1)硬件，指計算機、數(shù)字化儀、掃描儀、繪圖機等用于接收、存儲、處理、顯示地理信息所需要的硬件設(shè)備；(2)軟件，指用于采集、處理、顯示地理數(shù)據(jù)的程序；(3)數(shù)據(jù)，即地理信息系統(tǒng)處理的對象，與一般數(shù)據(jù)的區(qū)別在于它強調(diào)空間位置；(4)人員，是地理信息系統(tǒng)需求、設(shè)計的核心，包括從設(shè)計、維護系統(tǒng)的專家到那些使用系統(tǒng)完成他們每天工作的人員。（5）應(yīng)用模型，是解決各種實際問題的專業(yè)程式。解決不同的問題，要使用相應(yīng)的模型。 8、地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應(yīng)用主要有以下5個方面：城市信息管理與服務(wù)；城市規(guī)劃；城市道路交通管理；城市抗震防災(zāi)；城市環(huán)境管理。 9、(1)自東北向西南 (2)18% (3)180 76 (4)洪水 (5)蘋果、梨、紅棗 111