高二地理教案――地理信息系统及其应用

一、地理信息系统的概况

1、概念

GIS是一种以采集、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。

练习：

1、GIS与地图最基本的差异是（   D   ）

    A. GIS用点、线、面来表示地物的空间特征和属性

B. GIS用符号表示地物的属性

C. GIS用色彩表示地物的差异

D. GIS用数值表示地物的空间数据

2、地理信息系统比地图优越的功能有（   D）

①不仅有平面信息，还有三维立体的信息②有很便捷的检索功能和大容量的信息库③可以随时进行信息的切换、缩放、补充测算等，获得更新的信息④不仅有空间数据信息，还有景观照片和动态的影像信息

A. ①②      B. ②③      C. ②③④      D. ①②③④

思考：

1、地理信息系统与一般信息系统的区别？空间信息

2、我们利用GIS，除了像上面所列举的寻找道路以外，我们还能利用它做些什么呢？（阅读：P74~75页的阅读部分）

解读：P75页的图

网络GIS路经查询――用来查询两点间的交通路线

◆位置。即在某个地方有什么。位置可以是地名、邮政编码或地理坐标等。如在一个陌生城市，我们可以利用它调出所在位置附近的地图，查询目标地点。

◆条件。即符合某些条件的实体在哪里。如在某个地区寻找面积不小于l 000平方米的不被植被覆盖的、且地质条件适合建大型建筑的区域。

◆趋势。即在某个地方发生的某个事件及其随时间的变化过程。

◆模式。即在某个地方的空间实体的分布模式。模式分析揭示了地理实体之间的空间关系。

◆模拟。即某个地方如果具备某种条件会发生什么。通过模拟的，分析现实的。

总结归纳：GIS可以解决的五类问题

与位置有关的问题、与分布有关的问题。GIS可以方便地查询地物的位置、地物的相关属性。也可以用地物属性来查询地物位置。

解决趋势分析的问题。能够了解地物随时间变化的过程，和分析该地物发展的趋势。

模式问题。通过GIS建立地物分布及其组合的空间模式，进而分析模式各要素间的空间关系。

模拟问题。

练习：下列课题中，主要是应用GIS进行研究的有（   BCD   ）

    A. 近50年来，世界粮食总产量与人均产量变化趋势分析

B. 近10年来，上海市区人口分布变化特征与城市建设相关性分析

C. 浙江省西部地区土地利用状况与农业结构变化特征分析

D. 上海市浦东新区内环线主要道路交叉点交通流量状况通报及优化公交线网、站点分布的方案设计

解析：题要注意“GIS所采集的信息是按地理空间分布特征，来反映地理实体结构及动态变化规律的”，而A选项中世界粮食总产量与人均产量变化不是地理空间分布特征。因此不能应用GIS进行研究。

2、发展

请同学们阅读P75~76页的“地理信息系统简史”、“我国GIS的发展”

总结归纳：

1、地理信息系统发展简史；

20世纪60年代（开拓期）  →  70年代（巩固发展期）  →  80年代（大发展期）  → 90年代（用户时代）

2、我国GIS的发展；

20世纪80年代初（开始起步）   →   90年代（快速发展）   →   21世纪（重大进展）

3、我国GIS的发展的特点：起步晚；速度快

练习：在GIS所经历的发展阶段中，20世纪80年代属于（   C   ）

    A. 开拓期      B. 巩固发展期      C. 大发展期      D. 用户时代

3、组成

（1）硬件：计算机主机、输入设备、输出设备、传输设备、储存设备

（2）软件：包括数据输入与编辑、数据管理、数据操作、数据显示与输出；其功能是存储、分析、显示地理数据。

（3）数据：包括基础数据（如地形、地貌、地质数据等）和专题数据（如规划、房地产、交通、环保、公用事业数据等）。

（4）人员：包括专业人员和用户。

（5）模型：是解决各种实际问题的专业程式。

4、工作过程

地理数据的输入和存储 → 地理数据的操作和分析 → 地理信息输出

请同学们阅读P79页的“数字化与GIS数据源”

了解：1、什么叫数字化？2、GIS数据来源有哪些？

（1）地理数据的输入：图形数据的输入过程

       （2）地理数据的存储：采用“分层”技术，即将地图中的不同要素，存储在不同的“层”中。将不同的“层”要素进行重叠，就形成不同主题的地图。

（3）对数据的操作与分析：对GIS的操作，可以使各类数据之间的关系以直观的形式表现出来，这种形式可以是图形、地图或表格。用户和决策者对操作结果进行判断分析后，就可以应用了。

请同学们阅读P80页的“GIS的查询与分析”

（4）GIS的输出：将编辑好的GIS信息在计算机显示器的屏幕上显示，或通过绘图仪、打印机等输出。

请同学们阅读P81~82页的“GIS软件”

二、地理信息系统的应用

1、城市管理中的应用

GIS在城市建设和管理中的典型应用：（1）城市规划和管理；（2）基础设施管理；（3）土地利用与管理；（4）生态环境管理。

请同学们阅读P83页的“GIS在道路交通中的应用”，填表：

应用领域
 应用
 
道路交通管理
 道路的通行状况，定位事故点，提供交通疏散的方案
 
道路设计
 最佳路径分析、最小造价分析
 
道路建设
 工程进度、工程质量
 
道路管理
 路况信息、道路养护
 

城市生态环境管理：用于生态环境规划与决策、监测（包括重点污染源管理）、评价、预测与模拟等。

GIS技术应用的新领域

1、模拟与决策支持：地理信息模拟系统GIMS将得到发展，并在决策支持分析中应用。如解决交通预测、交通分析等常见问题。

2、科学和数学：如地质、地球物理、水文等需要三维分析功能的领域；景观生态中GIS模拟的三维分析；图像处理等。

3、全球问题：如分析热带森林退化、酸雨、温室效应、受威胁和濒临灭绝的物种及其他类似的问题。

4、全球气候监测和预报网络的GIS网络。

5、全球环境管理：如确定全球最敏感的植物产地，让所在国家同意保护并作为国际债务偿还。

P83~84页的阅读材料“GIS的新进展”

网络GIS、三维GIS与虚拟GIS、多媒体GIS

练习：

1、如果将GIS用来监测森林火灾，可以（   D   ）

A. 用来分析、判断引起火灾的原因

B. 预测森林火灾的发生地点

C. 预测森林火灾后所造成的后果

D. 及时知道火灾地点、范围、分析火势蔓延方向，制定灭火方案

2、有的渔民已经利用GIS技术来寻找鱼群，如果普遍引用这技术（   B   ）

A. 可以使渔获量持续增长

B. 可能导致过度捕捞，使渔业资源枯竭

C. 绝对会增加渔业的生产成本

D. 会促进渔业生产，加大对渔业资源的开发利用，提高渔民的生活水平

解析：GIS技术已经广泛应用到日常生产和生活的众多领域。GIS可以用来寻找鱼群，暂时增加捕捞量，随着产量增加，生产成本会逐渐降低，但由于过度捕捞会导致渔业资源枯竭，最终会降低渔民的生活水平。

课后探究：试设计一项应用GIS的课题研究项目。