2020-2021学年高二地理湘教版必修三学案：第三章第一节　地理信息系统及其应用

2020-2021学年高二地理湘教版必修三学案：第三章第一节　地理信息系统及其应用

www.ks5u.com 第三章 地理信息技术应用 第一节　地理信息系统及其应用 ‎[学习目标] 1.了解地理信息系统(GIS)的基本构成。2.了解GIS的主要功能，理解GIS在城市管理中的应用。3.学会使用常见的GIS产品，能应用电子地图查询所需信息。‎ 一、地理信息系统(GIS)‎ ‎1．概念：采集、存储、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。‎ ‎2．功能：除一般信息系统的功能外，还能显示数据的空间分布，并具有强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能。‎ ‎3．发展 ‎4．系统组成 包括地理数据、GIS软件、硬件、GIS人员、应用模型五部分。‎ ‎5．工作过程 二、地理信息系统与城市管理 ‎1．应用领域 资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通信、交通运输、公安、水利、公共设施、商业金融等。‎ ‎2．GIS与城市建设和管理 ‎(1)城市规划和管理：城市规划的设计、工程选址、城市管理和辅助决策等。‎ ‎(2)基础设施管理：工程设计、应急抢修、日常维护管理等。‎ ‎(3)土地利用与管理：土地利用状况的监控和管理。‎ ‎(4)生态环境管理：城市生态规划、环境评价、环境与区域可持续发展的决策分析、环保设施的管理等。‎ ‎3．GIS的新进展 主要包括网络GIS、三维GIS与虚拟GIS、多媒体GIS等。‎ 教材P80　图3－10　用来存储不同信息的GIS图层 阅读时需要关注下面几点：‎ ‎(1)此图反映GIS的信息存储方式，分图层存储不同的信息。‎ ‎(2)通过图层的叠加，可以形成地理信息的综合反映。‎ ‎(3)该图可以查询哪些地理信息及需要查询的图层。‎ 教材P81　图3－12　地图计算机显示 教材P81　图3－13　地图输出 此两幅图用于说明GIS信息的显示、输出方式及输出内容的类型。GIS的输出是指将编辑好的GIS信息在计算机显示器的屏幕上显示(如图3－12)，或通过绘图仪、打印机等输出(如图3－13)的过程。在GIS中，地理要素可以放大或缩小，以查看地图的局部或整体。GIS一般可输出地形图、专题图和剖面图等，也可以输出三维地图。‎ 主题一　　　　地理信息系统 ‎2018年11月24日晚，某市消防指挥中心接到报警，称市区某地发生一起火灾。119电话响起的同时，指挥中心警用地理信息系统也随即自动定位，显示报警具体位置、起火建筑日常人流及附近道路车流量等信息，为快速出警提供辅助决策。‎ ‎(1)材料中反映了地理信息系统的什么功能？‎ 试答：信息的采集、存储、管理、分析和描述等。‎ ‎(2)GIS获得数据采集的过程有哪些？‎ 试答：地图、遥感图像、野外考察等。‎ ‎1．GIS的组成及功能 ‎2.GIS的工作过程 GIS图层叠加示意图的判读技巧 ‎(1)首先要明确GIS图层叠加示意图是由哪些专题图层组成的，由于这些专题图层是由许多的具有空间属性的数据在计算机中生成的，所以它们分别反映了某种专题地理事物的空间分布特征。‎ ‎(2)其次要明确不同的专题图层反映的地理事物之间的空间联系。例如从水系图层中可以找到河流的上游地带，而河流的上游从地形上看往往是山地，其在地形图层中则反映为等高线较为密集，有一定的坡度等特征；在水系图层中也可以找到河流的下游，而河流的下游在地形图层上常表现为等高线稀疏且数值较小，该地区在土壤分布图层上则常表现为土层深厚、肥沃，在区域城市分布图层上则常表现为聚落或城市密集的特点。‎ ‎(3)最后要明确图层叠加之后会形成一个可以反映多个地理要素分布特征的新图层，在新图层中的某个位置上，我们就可以综合考虑各个要素，进行人类生产、生活活动场所的选择或评价。‎ ‎1．思考领悟 地理信息系统与地图有何区别？‎ 提示：一般地图是利用比例尺、方向、图例、注记以及等值线等来表示地理事物的有关内容。而地理信息系统则是地图的延伸，它通过采集、处理数据、建立模型来表示地理事物的有关内容。建立数据模型，即通过一定的方式将所要表示的内容转变成数值，是地理信息系统与地图最基本的差异。‎ ‎2．题组实践 地理信息系统是地理信息技术的重要组成部分，据此回答(1)～(2)题。‎ ‎(1)下列属于地理信息系统硬件的是(　C　)‎ ‎①计算机　②程序　③扫描仪　④工人 A．①② B．③④‎ C．①③ D．②④‎ 解析：地理信息系统的硬件设备有数据传输设备、计算机主机、数据输入设备、数据输出设备、存储设备。‎ ‎(2)地理信息系统的简要程序是(　A　)‎ A．信息源→数据处理→数据库→空间分析→表达 B．信息源→空间分析→数据处理→数据库→表达 C．信息源→空间分析→数据库→数据处理→表达 D．信息源→数据库→数据处理→空间分析→表达 解析：地理信息系统，首先根据地图、遥感图像、野外考察等信息源获取数据，再进行数据处理，进入数据库，然后进行空间分析和表达。‎ 主题二　　地理信息系统与城市管理 城市110指挥中心在接到报警电话后，能在最短的时间内指挥警车到达出事地点。为提高出警效率，许多城市配备了巡警车。‎ ‎(1)110指挥中心要掌握城市交通道路状况，可以利用哪一种地理信息技术？‎ 试答：地理信息系统。‎ ‎(2)如果你是110系统中心的工作人员，当接到报警电话后，你会如何调度警力进行应急处置？‎ 试答：接到报警后，立即从GIS电子地图上确定突发事件的发生地，同时搜索最近的巡逻警车，通知附近路口交警保证道路畅通；启动最佳路径功能，给警车指引道路，确保以最快的速度到达事件发生地，组织警力处理并将处理结果反馈至指挥中心。‎ ‎1．地理信息系统在城市管理中的功能 ‎2．地理信息系统在灾害监测中的应用 应用地理信息系统，并借助于遥感技术，可有效地监测和预报洪涝灾害、森林火灾等。‎ ‎3．地理信息系统在医疗救护方面的应用 图示法理解GIS在城市管理中的应用 ‎1．思考领悟 ‎(1)在城市管理中仅仅依靠地理信息系统就可以减灾救灾吗？‎ 提示：不能。地理信息系统可以对灾害进行跟踪、分析、评价和模拟，它可以指导人们采取有效措施应对灾害，以及灾后恢复工作。但却不能仅仅依靠它来减灾救灾。‎ ‎(2)GIS在病人急救过程中可提供哪些服务？‎ 提示：GIS在病人急救过程中，可提供如下服务：①快速锁定病人的位置；②搜寻距离病人最近的医院和救护车；③提供救护车最佳行车路线，以赢得抢救时间等。‎ ‎2．题组实践 GIS中，不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上。叠加不同的图层可以分析不同要素间的相互关系。据此完成(1)～(2)题。‎ ‎(1)城市交通图层与城市人口分布图层的叠加，可以(　A　)‎ A．为商业网点选址提供依据 B．分析建筑设计的合理性 C．计算城市水域面积 D．估算工农业生产总值 解析：从选项内容可以看出，建筑设计的合理性、城市水域面积、工农业生产总值三个方面都与城市交通图和城市人口分布图层的叠加所形成的专题地图没有必然的、直接的联系，只有商业网点选址必须考虑人口分布与交通。‎ ‎(2)对2010年与2015年城市土地利用图层进行分析，能够(　C　)‎ A．计算交通流量的变化　　 B．预测洪涝灾害的发生 C．了解城市地域结构变化 D．预测城市降水变化趋势 解析：不同年份城市土地利用的状况会影响到城市地域结构的变化，而计算交通流量、预测洪涝灾害、预测城市降水与城市土地利用之间并没有必然的联系。‎ ‎1．地理信息系统能解决的主要问题包括(　C　)‎ ‎①数据采集　②地物空间分布及位置分析　③决策应用　④趋势分析 A．①② B．②③‎ C．②④ D．①③‎ 解析：要正确区分地理信息系统的功能和能解决的问题。数据采集、数据分析和决策应用属于地理信息系统的功能；而地物空间分布及位置分析、趋势分析、模式分析，以及模拟结果等则是地理信息系统主要能解决的问题。‎ ‎2．下列属于地理信息系统应用领域的是(　B　)‎ ‎①防洪减灾　②交通管理　③城市规划　④医疗服务 ‎⑤学生管理 A．①②③④⑤ B．①②③④‎ C．②③④⑤ D．①②④⑤‎ 解析：‎ 地理信息系统的应用领域有多个方面，它涉及国民经济的方方面面，现已广泛应用于金融、电信、交通、国土资源、电力、水利、农林、环境保护、地矿等领域。但学生管理主要在学校内部完成，与GIS关系不大。‎ 叠加分析就是将同一地区的两层或多层地图要素重叠在一起进行图层和属性运算，产生新的图层和属性的过程。下图中甲、乙分别为同一地区两种要素分布图。读图完成3～4题。‎ ‎3．若将甲、乙两图层进行叠加，得到的新图层是(　A　)‎ 解析：甲、乙两图层进行叠加也就是两种要素的组合，形成的新图层如A图所示。‎ ‎4．若甲、乙分别为城市交通网和地租等值线图层，叠加后生成新图层的图形信息是(　B　)‎ A．城市道路网类型 B．交通线与地租等值线分布 C．城市功能分区结构 D．污染工业布局规划 解析：城市交通网和地租等值线图层叠加应该形成交通线与地租等值线分布图形。‎ ‎5．读图，回答下列问题。‎ →→→→ ‎(1)填出图中字母所表示的GIS的简要工作过程名称。‎ A信息输入，B数据库管理，C空间分析。‎ ‎(2)建设GIS的首要工作是建立地理数据库。对于图形数据的输入，常用的方法是扫描纸质地图后进行数字化处理。‎ ‎(3)GIS的数据存储采用“分层”技术，即将地图中的不同要素，存储在不同的“图层”‎ 中。如要规划城市商业发展，则应调出水系、土地利用、地形、居民区、土壤、交通六个图层中的居民区、交通图层的资料。‎ ‎(4)GIS在城市建设和管理中的典型应用有城市规划和管理、基础设施管理、土地利用与管理、生态环境管理。‎ 解析：第(1)题，GIS的简要工作过程为：信息输入→数据处理→数据库管理→空间分析→表达。第(2)题，从上题GIS的简要工作过程看出，建设GIS的首要工作是建立地理数据库，对于图形数据可以进行扫描纸质地图，再进行数字化处理。第(3)题，城市商业的发展与附近地区人口的多少和交通便利程度密切相关，故利用地理信息系统规划城市商业发展时需要调出该城市的居民区和交通图层的资料。第(4)题，GIS在城市建设和管理中的典型应用主要表现在：城市规划和管理、基础设施管理、土地利用与管理、生态环境管理等方面。‎