地理課件：3.1《地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用》（湘教版必修3）

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歡迎進入地理課堂 第一節(jié)地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用 預(yù)習(xí)新起點 知能新整合 學(xué)點一 典例分析 對應(yīng)訓(xùn)練 學(xué)點二 典例分析 對應(yīng)訓(xùn)練 合作討論 地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用 一 地理信息系統(tǒng) 地理信息系統(tǒng) 概念 地理信息系統(tǒng)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 系統(tǒng) 采集 管理 信息 發(fā)展 地理信息系統(tǒng)發(fā)展簡史 20世紀(jì)60年代 開拓期20世紀(jì)70年代 鞏固發(fā)展期20世紀(jì)80年代 大發(fā)展期20世紀(jì)90年代后 用戶時代 我國GIS的發(fā)展 20世紀(jì)80年代初期 開始起步20世紀(jì)90年代 快速發(fā)展階段21世紀(jì) 重大發(fā)展階段 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)專題數(shù)據(jù) 地理信息系統(tǒng) 組成 硬件設(shè)備 計算機主機數(shù)據(jù) 設(shè)備數(shù)據(jù) 設(shè)備數(shù)據(jù) 設(shè)備存儲設(shè)備 輸入 輸出 傳輸 GIS軟件 功能 顯示 分析地理數(shù)據(jù)內(nèi)容 數(shù)據(jù)輸入與編輯 數(shù)據(jù)操作以及數(shù)據(jù)顯示和 存儲 數(shù)據(jù)管理 輸出 GIS地理數(shù)據(jù) 地理數(shù)據(jù)的輸入 存儲地理數(shù)據(jù)的操作和分析地理信息的輸出 GIS人員 開發(fā)人員用戶 應(yīng)用模型 人口擴散模型 商業(yè)選址模型等 工作過程 城市規(guī)劃和管理 城市規(guī)劃的設(shè)計 工程選址 城市管理 輔助決策基礎(chǔ)設(shè)施管理 工程設(shè)計 應(yīng)急搶修 日常維護土地利用與管理 土地利用狀況的 和 生態(tài)環(huán)境管理 城市生態(tài)規(guī)劃 環(huán)境評價 環(huán)境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的決策分析 環(huán)保設(shè)施的管理 二 地理信息系統(tǒng)與城市管理 地理信息系統(tǒng)與城市管理 應(yīng)用 資源調(diào)查 環(huán)境評估 預(yù)測 國土管理 城市規(guī)劃 通信 交通運輸 公安 水利 公共設(shè)施 金融 災(zāi)害 郵電 商業(yè) GIS在城市建設(shè)和管理中的典型應(yīng)用 監(jiān)控 管理 返回目錄 學(xué)點一地理信息系統(tǒng) 1 地理信息系統(tǒng)的概念對地理信息系統(tǒng)概念的理解要把握兩個方面 首先 GIS是一種計算機系統(tǒng) 它具備一般計算機系統(tǒng)所具有的功能 如采集 管理 分析和表達數(shù)據(jù)等功能 其次 GIS處理的數(shù)據(jù)都和地理信息有著直接或間接的關(guān)系 這樣 可以簡單地定義地理信息系統(tǒng)為用于采集 存儲 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) 地理信息系統(tǒng)是有關(guān)空間數(shù)據(jù)管理和空間信息分析的計算機系統(tǒng) 2 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展從歷史發(fā)展看 地理信息系統(tǒng)脫胎于地圖 并成為地圖信息的又一種新的載體形式 到目前 GIS發(fā)展已經(jīng)歷了四個階段 如圖所示 3 地理信息系統(tǒng)的組成組成及主要功能如下表 用作數(shù)據(jù)和信息的采集 處理 加工 分析和輸出等 包括計算機主機 數(shù)據(jù)輸入設(shè)備 數(shù)據(jù)輸出設(shè)備 數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備 存儲設(shè)備 提供存儲 顯示 分析地理數(shù)據(jù)的功能 包括數(shù)據(jù)輸入與編輯 數(shù)據(jù)管理 數(shù)據(jù)操作以及數(shù)據(jù)顯示和輸出等 是GIS系統(tǒng)建立的基礎(chǔ) 包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù) GIS是一個動態(tài)的地理模型 需要人員進行系統(tǒng)組織 管理 維護和數(shù)據(jù)更新 系統(tǒng)擴充完善以及應(yīng)用程序開發(fā)并采用空間分析模型提取多種信息 包括從事GIS系統(tǒng)開發(fā)的專業(yè)人員和采用GIS完成工作的用戶 4 地理信息系統(tǒng)的工作過程GIS的工作過程 主要包括地理數(shù)據(jù)的輸入 存儲 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) 其簡要程序如下圖所示 應(yīng)用模型是在對專業(yè)領(lǐng)域的具體對象與過程進行大量研究的基礎(chǔ)上總結(jié)出的規(guī)律的表示 GIS應(yīng)用就是利用這些模型對大量空間數(shù)據(jù)進行綜合分析來解決實際問題的 包括人口擴散模型 商業(yè)選址模型 路徑分析模型等 1 第一步 建設(shè)GIS的首要工作是建立地理數(shù)據(jù)庫 GIS的數(shù)據(jù)是多種多樣的 將收集好的各種數(shù)據(jù)資料 經(jīng)過分類和標(biāo)準(zhǔn)化處理后 就可以輸入到計算機中 其中 對于圖形數(shù)據(jù)的輸入 常用的方法是掃描紙質(zhì)地圖后進行數(shù)字處理 此外 遙感數(shù)據(jù)已經(jīng)成為GIS的重要數(shù)據(jù)來源 2 第二步 GIS數(shù)據(jù)的存儲 GIS的數(shù)據(jù)存儲采用 分層 技術(shù) 即將地圖中的不同要素 存儲在不同的 圖層 中 將不同的 圖層 要素進行重疊 就形成不同主題的地圖 3 第三步 GIS數(shù)據(jù)的操作與分析 對GIS數(shù)據(jù)的操作與分析 是GIS應(yīng)用的基礎(chǔ) 通過對GIS數(shù)據(jù)的操作 可以使各類數(shù)據(jù)之間的關(guān)系以直觀的形式表現(xiàn)出來 4 第四步 GIS輸出 GIS的輸出 是指將編輯好的GIS信息在計算機顯示器的屏幕上顯示 或通過繪圖儀 打印機等輸出的過程 其實 GIS工作過程還有最重要的第五步 GIS應(yīng)用 以各種圖形 地圖或表格等形式輸出的數(shù)據(jù) 用戶和決策者對數(shù)據(jù)進行判斷分析后 就可以應(yīng)用 返回目錄 典例分析 例1 甲圖為一幅具有林木 河流和住房的景觀圖 乙圖是根據(jù)該圖而建立的空間數(shù)據(jù)模型 由此比較地圖與地理信息系統(tǒng)對地物的表示有何差異 答案 儲存信息的形式不同 地理信息系統(tǒng)通過建立數(shù)據(jù)模型 以數(shù)據(jù)庫的形式儲存地理空間數(shù)據(jù) 而地圖以圖紙的形式保存地理信息 查詢的方式不同 地理信息系統(tǒng)通過計算機進行查詢和數(shù)據(jù)更新 而地圖則通過肉眼進行判讀 獲得地理信息 GIS獲取的信息更有針對性 速度也更快 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)進行綜合 并進行空間分析 而地圖有許多方面做不到 解析 該題的命題目的是讓學(xué)生知道地理信息系統(tǒng)是如何建立的 如何將地面地理信息轉(zhuǎn)變?yōu)榈乩硇畔⑾到y(tǒng)中的數(shù)據(jù) 從題中我們可以看出 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 林木 河流和住房 轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C可以識別的數(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 將乙圖空間按規(guī)則分成一個個小塊 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) 將其儲入計算機 就可建立這個區(qū)域的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫 從分析中可以看出 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 返回目錄 對應(yīng)訓(xùn)練 如果將GIS用來監(jiān)測森林火災(zāi) 可以 A 用來分析 判斷引起火災(zāi)的原因B 預(yù)測森林火災(zāi)的發(fā)生地點C 預(yù)測森林火災(zāi)所造成的后果D 及時知道火災(zāi)地點 范圍 以便于及時分析火勢蔓延方向 制訂滅火方案 D 返回目錄 學(xué)點二地理信息系統(tǒng)與城市管理 1 應(yīng)用領(lǐng)域資源調(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 交通運輸 公安 水利 公共設(shè)施 商業(yè)金融等 2 GIS與城市管理 城市規(guī)劃與管理 城市規(guī)劃的設(shè)計 工程選址 城市管理和輔助決策 基礎(chǔ)設(shè)施管理 道路交通 電力 電信 燃?xì)?自來水 排污等 工程設(shè)計 應(yīng)急搶修 日常維護 3 GIS在道路交通中的應(yīng)用 土地利用與管理 土地使用性質(zhì)變化 地塊輪廓變化 土地權(quán)屬關(guān)系變更 土地利用狀況的監(jiān)控和管理 生態(tài)環(huán)境管理 城市生態(tài)規(guī)劃 環(huán)境評價 環(huán)境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的決策分析 環(huán)保設(shè)施的管理 查詢路況信息 為道路養(yǎng)護服務(wù) 道路交通管理 道路的通行狀況 迅速定位事故點 提供交通疏散線路 道路設(shè)計 最佳路徑 最小造價分析 道路建設(shè) 掌握工程進度 控制工程質(zhì)量 道路管理 返回目錄 典例分析 例2 圖3 1 2示意為某專題研究建立的地理信息系統(tǒng) GIS 圖層 據(jù)此回答 1 2 題 1 該專題研究可能是 A 耕地分類和評價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 A 第 1 題 根據(jù)題中提供的圖層 有水系 土地利用 居民點 地形和土壤 特別是有土壤圖層 說明該專題研究的可能是耕地分類和評價 2 若利用該地理信息系統(tǒng)進行深埋垃圾場選址 在下列圖層中應(yīng)增加 大氣污染 區(qū)域規(guī)劃 造紙廠 印刷廠分布 水文地質(zhì)A B C D D 第 2 題 如果對深埋垃圾場選址 首先應(yīng)考慮該地的水文地質(zhì)條件 因為是深埋 處理不好很容易造成地下水污染 另外 深埋垃圾場附近地表比較疏松 并且有可能產(chǎn)生沼氣等氣體 故選址時一定參考當(dāng)?shù)氐膮^(qū)域規(guī)劃 決不能建在居民區(qū) 商業(yè)區(qū)等附近 返回目錄 對應(yīng)訓(xùn)練 結(jié)合下面一段材料 回答問題 應(yīng)用GIS解決公交塞車問題廣州市為了解決公交車 出租車的違章行為 市交警部門開展了公交車行車秩序的專項整治 嚴(yán)格規(guī)定了公交車和出租車在不同情況下停車與下客等的行駛路線和停靠方式 對于公交車 出租車駕駛員違規(guī) 交警部門制定了嚴(yán)格的處罰措施 因為整治 司機們都規(guī)規(guī)矩矩地排隊進站 但沒有預(yù)料到的是在天河城 黃浦大道 崗頂?shù)裙痪€路密集路段一度出現(xiàn)了大塞車 問題最突出的路段 在下班高峰時 公交長龍一直從體育中心站排到了天河立交橋 后來發(fā)現(xiàn) 公交車按規(guī)矩進站反而出現(xiàn)了塞車的怪現(xiàn)象 原因是廣州市一些道路站點和線網(wǎng)設(shè)置不合理 如在廣州市一些主干道上 有些公交站有十幾條 二十幾條線路 大量公交車擠在同一個站上下客 為了解決這個問題 廣州市交通部門一方面制定了市區(qū)公交線路密集段的站點調(diào)整方案 另一方面又推出了 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) 進行綜合分析 采用了將有些站點易位 增設(shè)公交站點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)了該市公交塞車的局面 1 目前 GIS在城市建設(shè)和管理中的典型應(yīng)用有哪些方法 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)?自來水 排污等 土地利用與管理 生態(tài)環(huán)境管理等方面 2 你所在的城市管理中是否有可以運用GIS幫助改善管理狀況的情況 你能否借鑒材料中的經(jīng)驗談一下改進意見 提示 該題的設(shè)計主要要求學(xué)生要關(guān)心社會 要善于把所學(xué)知識與實際生活 生產(chǎn)相聯(lián)系 關(guān)于改進意見 只要符合當(dāng)?shù)貙嶋H情況 有道理即可 返回目錄 1 地理信息系統(tǒng)的主要功能和地圖一樣 這種認(rèn)識正確嗎 為什么 這種認(rèn)識是錯誤的 地理信息系統(tǒng)與地圖是兩個完全不同的概念 一般地圖是利用比例尺 方向 圖例 注記以及等值線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 地理信息系統(tǒng)比傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖有哪些優(yōu)越性 地理信息系統(tǒng)比傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖優(yōu)越性明顯 網(wǎng)上的電子地圖采用圖層管理的方法 用戶可以選擇需要的圖層進行顯示 查詢 放大 縮小 漫游 全圖 刷新 創(chuàng)建 修改 保存 播放 打印等 3 是否涉及人類生產(chǎn) 生活的課題都可以用GIS進行研究 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體結(jié)構(gòu)和動態(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進行研究 4 GIS在進行病人急救過程中可提供哪些服務(wù) GIS在病人急救過程中 可提供如下服務(wù) 1 快速鎖定病人的位置 2 搜尋距離病人最近的醫(yī)院和救護車 3 提供救護車最佳行車路線 以贏得搶救時間等 返回目錄 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全