3s技术第四讲 地理信息技术应用

第四讲地理信息技术应用高考考试大纲：地理信息系统（GIS）在城市管理中的功能遥感（RS）在资源普查、环境和灾害监测中的应用全球定位系统（GPS）在定位导航中的应用数字地球的含义教学目标：了解遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用。举例说出全球定位系统在定位导航中的应用。运用有关资料，了解地理信息系统在城市管理中的功能。了解数字地球的含义。教学重点：3S技术的应用教学难点：理解3S技术的差异,一.地理信息系统,指采集、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.,含义：,应用：,凡是用到地图或需要处理地理空间数据的领域，都可以借助GIS。应用于资源调查、环境监测、自然灾害防御监测、国土资源管理、国土开发规划等,GIS简要程序：,一.地理信息系统（GIS）,首先是建立地理数据库,来源:遥感或实地勘察等数据输入计算机、纸质地图扫描输入。,GIS软件编辑,其次，存储采用分层技术。不同的地理要素，存储在不同的“图层”,通过GIS查询、分析、模拟、统计、预测,表达可视化：输出地图或计算机屏幕,某兴趣小组要对学校所在城市的公交布局进行研究，提出合理化建议，运用了GIS系统。在GIS数据库中，须调用的专题图层有下列中的（）地形图层交通图层气候图层人口图层商业网点图层水系图层管网图层城市图层ABCD如果将GIS用来监测火灾，可以（）A、预测、判断引起火灾的原因B、预测森林火灾的所在地点C、预测森林火灾所造成的后果D、及时查明火灾地点、范围、分析火势蔓延方向，制定灭火方案,CD,遥感利用传感器，在航空器（如飞机）或航天器（如卫星）上，对遥远的地物进行感知。,原理不同的物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。,二、遥感RS,遥感技术从遥感器接受信息到遥感信息应用的全过程,地面遥感：高塔、车、船为遥感平台航空遥感：飞机、气球、飞艇等航天遥感：卫星、飞船、空间站等,遥感平台,几种遥感方式对比,一般来说，遥感平台不同，影像的清晰度和单幅影像覆盖范围有什么差异？,主动式遥感与被动式遥感的区别,遥感应用范围陆地水资源调查、土地资源调查、植被资源调查、地质调查、城市遥感调查、海洋资源调查、测绘、考古调查、环境监测和规划管理等。,美国海洋资源卫星,我国神舟号飞船,遥感技术的运用：相同油漆下不同钢材屋顶的识别,国产,韩国,合资,高光谱遥感对建材的识别2,水泥,在红外线、紫外线和高光谱下，不同性质的钢材，反射率是不同的，据此对照反射光谱图表对它们加以区分。,遥感与环境灾害监测,利用遥感对洪灾或台风进行监测和预报有什么优点?,探测的范围广；获得资料的速度快、周期短；受地面条件限制少等广、快、少.,（1）遥感图象以什么元素区分地物特性？,（2）图象色彩为什么能区别地物的不同特征呢？,（3）同一个地物（植物）为什么也有反射、辐射波谱的差异呢？,（4）根据上述原理，遥感还可应用在哪些领域？,（色彩）,（地质勘察、资源调查、天气变化、灾情监测等）,（地物的反射、辐射波谱不同）,（地物质地，如植物的生长期、健康状况差异）,1、下图是卫星甲和卫星乙在某一时刻所覆盖的区域，其服务范围大小是（）A、甲等于乙B、甲大于乙C、甲小于乙D、无法确定,250,300,100,150,700,600,00,100,C,2、RS技术、GIS技术、GPS技术等现代化技术是国土整治和区域发展研究中应用比较广泛的技术手段。,能在很短时间内获得全面资料的技术是（）A、遥感技术B、地理信息技术C、全球定位技术D、电子通信技术,A,(2008广东卷)不同地物在同一光谱波段上的反射率差异越大，越容易区分。图5反映了甲、乙两类植物在生长期内两个波段上的反射率。在遥感影像上区分这两类植物，应该选择生长期内哪一天的影像最合适A.第30天B.第75天C.第100天D.第130天,A.,地面控制部分,监视卫星正常工作将指令发送到卫星,用户接收信号,组成空间部分：GPS卫星星座（21+3颗、六道）地面控制部分：地面监测系统用户设备部分：GPS接收机,三、全球定位系统：概念利用卫星，在全球范围内实时进行导航、定位的系统,GPS卫星星座,地面监控系统,GPS信号接收机,从GPS接收机上可获知哪些信息？,要想获得地面某点的经纬度和高程至少需要几颗卫星A、3B、4C、5D、6,它能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度。,B4颗定位卫星,美国地面部队在人生地不熟的沙漠里，正是靠GPS的指向，才顺利完成了各项军事任务；现代战争中，从几千公里外发射的导弹能准确地命中目标，也是靠的GPS技术.如果没有这一系统，海湾战争中美国的两枚导弹先后攻击同一目标，后一枚导弹通过前一导弹炸开的洞钻入目标内部进行攻击是不可能的）。由于它的精确度目前已达到10米内，该系统曾被美军在海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争中广泛运用，并发挥了巨大威力。,科学家用GPS来监测地壳的微小移动，从而帮助预报地震，其它如资源调查、工程管理、精细农业等也有广泛的运用。,GPS与定位导航,(1)当奔驰的车辆行驶在车流熙攘的高速公路上时，司机启动自动驾驶系统，就可悠然自得地读书看报。车辆能自动与前车保持距离，自动刹车或超车，自动驾驶系统能够精确到厘米。在不打搅车内乘客读书看报的情况下，它能自动选择一条能避免堵塞的道路前进。到达目的地后它会自动报告：“您已到达。”这些听起来犹如神话，其实它都依赖于来自太空的信号。这种高度精确的太空信号就是由比GPS更先进的欧洲“伽利略”卫星导航系统提供的。(2)汽车安装上GPS接收机，不仅能利用电子地图知道自己的方位和其他街区的车辆行驶状况，从而绕开堵车地区，选择最便利的路线行驶，还能在遇到劫匪报警时向警方提供自己精确的所在位置，使警方尽快赶到据介绍：日本90的机动车都安装有GPS接收机。(3)GPS电子站牌现身上海街头:“下一辆车离本站还有1.2千米,约3分钟内到达”。到2007年,上海1.8万公交车全部实现GPS监控.,GPS与定位导航,全球定位系统主要用途有哪些？,陆地应用车辆导航、应急反应、工程测量、市政规划控制、资源勘探等,海洋应用船舶导航、海洋救援、海洋油井平台定位、海洋水文地质测量等,航空航天应用飞机导航、导弹制导、低轨卫星定轨、航空遥感姿态控制、航空救援等,地理信息技术,GPS,GIS,RS,地理信息空间定位,获取地理信息数据,地理信息管理分析,为遥感信息提供定位,地理信息数据的来源,国土整治,区域的可持续发展,技术支撑,科学决策,总结：板书第四讲地理信息技术应用,3S技术的区别：RS是一种侧重于收集信息的感知手段，其本质上是“看”的过程；而GIS侧重于“分析、计算”，相当于“想、算”的人的活动。GPS的最大特点是工作对象是一个“点”或“多个点”，明显区别与RS与GIS技术的工作对象“面”。3S技术手段的选取：在3S技术中选取手段时，要看其工作对象是“点”还是“面”。如果是“点”则选用GPS，如导航、珠峰高度测量等；如果是“面”则需看突出监测方面还是需处理计算才能得出结果。如果监测森林火灾则应选用RS技术，如果在某城市选取大型商业中心区位则应选用GIS技术。,1该卫星城建好后，某出租车公司要在中心调度系统中快速查询本公司出租车的位置信息，所采用的技术是ARS技术BGIS技术CGIS与GPS技术DRS与GPS技术,2在沙漠中迷路时，可用哪种方式获知自己所处的具体位置信息A指南针BGPS设备C遥感图象D地形图,CBC,3对地面沉降监测适用的先进技术是：ARS技术BGIS技术CGPS技术D3S技术,GPS接收机可显示当地的三维坐标、动态指示前进方向（其正北方为0,正东方为90，正南方为180,正西方为270）、生成行进路线，显示当地日出日落时间（早期的GPS接收机只能显示当地日出、日落的“世界时”）。据此回答1、2题。1若GPS接收机显示屏上显示225，则表示前进方向是A东北B东南C西南D西北2某日一外国游客在杭州时，其早期的GPS接收机屏幕上显示的日出、日落时间分别是21：50、10：10，则杭州日出、日落的北京时间可能分别是A10：10、21：50B05：50、18：10C06：50、17：10D09：50、14：10,CB,“数字地球”简介：数字地球指的是建立一个地球信息模型，将地球上每一角落的信息都收集、整理、归纳，按照地球地理坐标建立完整的信息模型，用网络联结起来，使地球上的每个人都可以快速、完整、形象地了解地球宏观和微观的各种情况。信息化的地球地球的虚拟对照体。,一、数字地球的含义,特点：庞大的数据，需分散在数以万计机构的数据库中,要求：高速网络-未来的Internet将比现在提高近千倍,特点：庞大的信息，需要存储器容量达到1000万亿字节,要求：大容量数据存储技术。目前有纳米技术、激光全息存储、蛋白质存储技术研究获巨大进步。,特点：数字地球需要动态变化的翔实数据,要求：高分辨率卫星遥感技术。目前最高分辨率可达0.1米。,美国底特率街景,特点：数字地球需要将数据具体化，以图象视频等表现出来,要求：可视化和虚拟现实技术。实现数字地球与人的交互，虚拟现实化，如虚拟旅游、虚拟灾害。,数字地球对数据的处理和应用，需要GIS、GPS、网络相结合，构成数字地球的空间核心技术.空间信息技术与空间数据基础设施,数字地球中包含：,高速网络-未来的Internet将比现在提高近千倍,高分辨率的卫星遥感技术RS,与一般的民用对地观测卫星相似，照相侦察卫星最主要的特点是地面分辨率高，至少优于5米，目前最高分辨率可达0.1米。,空间信息技术与空间数据基础设施GIS,大容量数据储存技术,可视化和虚拟现实技术,实现数字地球与人的交互，虚拟现实化,地理信息技术,GPS,GIS,RS,地理信息空间定位,获取地理信息数据,地理信息管理分析,为遥感信息提供定位,地理信息数据的来源,国土整治,区域的可持续发展,技术支撑,科学决策,板书：第四讲地理信息技术应用,（二）数字地球与我们的生活,“数字城市”：从广义上说，是通过宽带多媒体信息网络、地理信息系统等基础设施平台，整合城市信息资源并加以充分利用，建立电子商务、电子政务、科技信息系统、劳动和社会保障信息系统等子系统，通过发展信息家电、网上教育、远程医疗，建设信息化社区，最终实现城市国民经济和社会发展的全面信息化。,“数字化社区”：顾名思义，就是通过数字技术将管理、服务的提供者与每个住户相联结的社区。这种数字化的网络系统使社区的管理者与住户之间可以实时地进行各种形式的信息交互，由于现代网络浏览器的先进性以及多态的表现性，加上各种网络多媒体技术的应用，从而营造出了一个丰富多彩的虚拟社区。,“地球村”：信息高速公路的出现，国际互联网的使用，“数字地球”的产生，“缩小”了我们生活的空间，“缩短”了我们联系交往的时间，使我们生活的世界成为一个全球性、同时性的“地球村”。,“数字地球”的核心技术包括遥感技术全球定位系统地理信息系统现代通信技术A.BCD.,CA,对地面沉降监测适用的先进技术是：ARS技术BGIS技术CGPS技术D3S技术,当今，3S（RS、GPS、GIS）技术在生产、生活和科研中的作用越来越突出。读“3S技术的综合运用图”（图5），运用有关3S知识回答：图中箭头指向线分别表示3S技术的不同应用功能，各个圆的重叠部分代表RS、GPS、GIS不同组合的综合应用，下列说法正确的是A表示“提供影像信息功能”的是和B表示“提供定位信息功能”的是和C部分可提供水灾淹没区的动态信息，以及分析水灾损失D部分可以用来判断火势蔓延方向，获取火场精确位置,C,(07年上海地理卷)当今，3S（RS、GPS、GIS）技术在生产、生活和科研中的作用越来越突出。运用有关3S知识回答下列问题。,城市道路建设速度越来越快，地图测绘部门为了及时更新城市道路变化信息，需要利用技术。图2所示的交通监控与救援管理系统，根据交通事故发生地点，利用技术，快速设计出警车、救护车赶往出事地的最佳行车路线，而交通事故发生地与警车、救护车的精确位置是利用技术获取的。为了能对运动中的汽车精确定位，至少需要接收颗卫星的信息。,RS、GIS、GPS、四,下图1为一幅我国山东某区域的地理信息空间数据图，每个小方格表示实际长宽各10米，图中r表示河流，s表示林木，h表示住房，f表示耕地；下图数2据表示相应区域内各方格的平均海拔高度(单