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(jìn)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(diǎn) 知能新整合 學(xué)點(diǎn)一 典例分析 對(duì)應(yīng)訓(xùn)練 學(xué)點(diǎn)二 典例分析 對(duì)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(chǔ) 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(jiǎn)史 20世紀(jì)60年代 開(kāi)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(hù)時(shí)代 我國(guó)GIS的發(fā)展 20世紀(jì)80年代初期 開(kāi)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(zhuān)題數(shù)據(jù) 地理信息系統(tǒng) 組成 硬件設(shè)備 計(jì)算機(jī)主機(jī)數(shù)據(jù) 設(shè)備數(shù)據(jù) 設(shè)備數(shù)據(jù) 設(shè)備存儲(chǔ)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(chǔ) 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(chǔ)地理數(shù)據(jù)的操作和分析地理信息的輸出 GIS人員 開(kāi)發(fā)人員用戶(hù) 應(yīng)用模型 人口擴(kuò)散模型 商業(yè)選址模型等 工作過(guò)程 城市規(guī)劃和管理 城市規(guī)劃的設(shè)計(jì) 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(jì) 應(yīng)急搶修 日常維護(hù)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(píng)價(jià) 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(píng)估 預(yù)測(cè) 國(guó)土管理 城市規(guī)劃 通信 交通運(yùn)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(diǎn)一地理信息系統(tǒng) 1 地理信息系統(tǒng)的概念對(duì)地理信息系統(tǒng)概念的理解要把握兩個(gè)方面 首先 GIS是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 它具備一般計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所具有的功能 如采集 管理 分析和表達(dá)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(jiǎn)單地定義地理信息系統(tǒng)為用于采集 存儲(chǔ) 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(jì)算機(jī)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(gè)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(jì)算機(jī)主機(jī) 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(chǔ)設(shè)備 提供存儲(chǔ) 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(zhuān)題數(shù)據(jù) GIS是一個(gè)動(dòng)態(tài)的地理模型 需要人員進(jìn)行系統(tǒng)組織 管理 維護(hù)和數(shù)據(jù)更新 系統(tǒng)擴(kuò)充完善以及應(yīng)用程序開(kāi)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(kāi)發(fā)的專(zhuān)業(yè)人員和采用GIS完成工作的用戶(hù) 4 地理信息系統(tǒng)的工作過(guò)程GIS的工作過(guò)程 主要包括地理數(shù)據(jù)的輸入 存儲(chǔ) 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(jiǎn)要程序如下圖所示 應(yīng)用模型是在對(duì)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的具體對(duì)象與過(guò)程進(jìn)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(duì)大量空間數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的 包括人口擴(kuò)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(kù) 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(guò)分類(lèi)和標(biāo)準(zhǔn)化處理后 就可以輸入到計(jì)算機(jī)中 其中 對(duì)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(jìn)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(lái)源 2 第二步 GIS數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) GIS的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用 分層 技術(shù) 即將地圖中的不同要素 存儲(chǔ)在不同的 圖層 中 將不同的 圖層 要素進(jìn)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(duì)GIS數(shù)據(jù)的操作與分析 是GIS應(yīng)用的基礎(chǔ) 通過(guò)對(duì)GIS數(shù)據(jù)的操作 可以使各類(lèi)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系以直觀的形式表現(xiàn)出來(lái) 4 第四步 GIS輸出 GIS的輸出 是指將編輯好的GIS信息在計(jì)算機(jī)顯示器的屏幕上顯示 或通過(guò)繪圖儀 打印機(jī)等輸出的過(guò)程 其實(shí) GIS工作過(guò)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(hù)和決策者對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(duì)地物的表示有何差異 答案 儲(chǔ)存信息的形式不同 地理信息系統(tǒng)通過(guò)建立數(shù)據(jù)模型 以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式儲(chǔ)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(xún)的方式不同 地理信息系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行查詢(xún)和數(shù)據(jù)更新 而地圖則通過(guò)肉眼進(jìn)行判讀 獲得地理信息 GIS獲取的信息更有針對(duì)性 速度也更快 地理信息系統(tǒng)可以將不同來(lái)源 不同比例尺 不同投影的地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合 并進(jìn)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(jiǎn)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?jì)算機(jī)可以識(shí)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(gè)個(gè)小塊 地物所在位置用它們所占據(jù)的柵格的行 列號(hào)來(lái)定義 地物屬性通過(guò)賦予柵格屬性值來(lái)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(chǔ)入計(jì)算機(jī) 就可建立這個(gè)區(qū)域的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù) 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(duì)應(yīng)訓(xùn)練 如果將GIS用來(lái)監(jiān)測(cè)森林火災(zāi) 可以 A 用來(lái)分析 判斷引起火災(zāi)的原因B 預(yù)測(cè)森林火災(zāi)的發(fā)生地點(diǎn)C 預(yù)測(cè)森林火災(zāi)所造成的后果D 及時(shí)知道火災(zāi)地點(diǎn) 范圍 以便于及時(shí)分析火勢(shì)蔓延方向 制訂滅火方案 D 返回目錄 學(xué)點(diǎn)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(píng)估 災(zāi)害預(yù)測(cè) 國(guó)土管理 城市規(guī)劃 郵電通信 交通運(yùn)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(jì) 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(lái)水 排污等 工程設(shè)計(jì) 應(yīng)急搶修 日常維護(hù) 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(píng)價(jià) 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(xún)路況信息 為道路養(yǎng)護(hù)服務(wù) 道路交通管理 道路的通行狀況 迅速定位事故點(diǎn) 提供交通疏散線路 道路設(shè)計(jì) 最佳路徑 最小造價(jià)分析 道路建設(shè) 掌握工程進(jìn)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(zhuān)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(zhuān)題研究可能是 A 耕地分類(lèi)和評(píng)價(jià)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(diǎn) 地形和土壤 特別是有土壤圖層 說(shuō)明該專(zhuān)題研究的可能是耕地分類(lèi)和評(píng)價(jià) 2 若利用該地理信息系統(tǒng)進(jìn)行深埋垃圾場(chǎng)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(duì)深埋垃圾場(chǎng)選址 首先應(yīng)考慮該地的水文地質(zhì)條件 因?yàn)槭巧盥?處理不好很容易造成地下水污染 另外 深埋垃圾場(chǎng)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(shí)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(duì)應(yīng)訓(xùn)練 結(jié)合下面一段材料 回答問(wèn)題 應(yīng)用GIS解決公交塞車(chē)問(wèn)題廣州市為了解決公交車(chē) 出租車(chē)的違章行為 市交警部門(mén)開(kāi)展了公交車(chē)行車(chē)秩序的專(zhuān)項(xiàng)整治 嚴(yán)格規(guī)定了公交車(chē)和出租車(chē)在不同情況下停車(chē)與下客等的行駛路線和?？糠绞?對(duì)于公交車(chē) 出租車(chē)駕駛員違規(guī) 交警部門(mén)制定了嚴(yán)格的處罰措施 因?yàn)檎?司機(jī)們都規(guī)規(guī)矩矩地排隊(duì)進(jìn)站 但沒(méi)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(chē) 問(wèn)題最突出的路段 在下班高峰時(shí) 公交長(zhǎng)龍一直從體育中心站排到了天河立交橋 后來(lái)發(fā)現(xiàn) 公交車(chē)按規(guī)矩進(jìn)站反而出現(xiàn)了塞車(chē)的怪現(xiàn)象 原因是廣州市一些道路站點(diǎn)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(chē)擠在同一個(gè)站上下客 為了解決這個(gè)問(wèn)題 廣州市交通部門(mén)一方面制定了市區(qū)公交線路密集段的站點(diǎn)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(chē)重疊率 換乘系數(shù)等運(yùn)行狀況一目了然 交通管理部門(mén)根據(jù)該系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù) 進(jìn)行綜合分析 采用了將有些站點(diǎn)易位 增設(shè)公交站點(diǎn)以及在一些主干道上設(shè)置公交專(zhuān)用道 公交快車(chē)走廊 等措施 有效地扭轉(zhuǎn)了該市公交塞車(chē)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(lái)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(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(jiàn) 提示 該題的設(shè)計(jì)主要要求學(xué)生要關(guān)心社會(huì) 要善于把所學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活 生產(chǎn)相聯(lián)系 關(guān)于改進(jìn)意見(jiàn) 只要符合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況 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(shí)正確嗎 為什么 這種認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的 地理信息系統(tǒng)與地圖是兩個(gè)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(lái)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(guò)采集 處理數(shù)據(jù) 建立模型來(lái)表示地理事物的有關(guān)內(nèi)容 建立數(shù)據(jù)模型 即通過(guò)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(hù)可以選擇需要的圖層進(jìn)行顯示 查詢(xún) 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(lèi)生產(chǎn) 生活的課題都可以用GIS進(jìn)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(lái)反映地理實(shí)體結(jié)構(gòu)和動(dòng)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(jìn)行研究 4 GIS在進(jìn)行病人急救過(guò)程中可提供哪些服務(wù) GIS在病人急救過(guò)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(hù)車(chē) 3 提供救護(hù)車(chē)最佳行車(chē)路線 以贏得搶救時(shí)間等 返回目錄 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全