(公开课)地理信息技术在区域地理环境研究中的应用[教资优择]

1、导入新课导入新课 不识庐山真面目，不识庐山真面目， 只缘身在此山中。只缘身在此山中。 苏轼的苏轼的题题 西林壁西林壁 1基础课件 欲穷千里目欲穷千里目, ,更上一屋楼。更上一屋楼。 王之涣王之涣 登鹳雀楼登鹳雀楼 2基础课件 足不出户，可知天下事。足不出户，可知天下事。 3基础课件 情景情景1 1：小明从我校：小明从我校 考取了清华大学，明考取了清华大学，明 天要求报到，请为他天要求报到，请为他 规划一条路线。规划一条路线。 情景情景2 2：你暑假到广：你暑假到广 州亲戚家，他们上班，州亲戚家，他们上班， 你独自一人想品尝当你独自一人想品尝当 地特色美食及附近游地特色美食及附近游 玩，怎么办？

2、玩，怎么办？ 4基础课件 5基础课件 教学重点：教学重点： 1 1、遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用；、遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用； 2 2、全球定位系统在定位导航中的应用；、全球定位系统在定位导航中的应用； 3 3、地理信息系统的原理；、地理信息系统的原理； 4 4、数字地球的基本内容。、数字地球的基本内容。 教学难点：教学难点： 1 1、遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理，、遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理， 以及数字地球的含义；以及数字地球的含义； 2 2、遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地、遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地 理环境研究中的应用。

3、理环境研究中的应用。 教学重难点教学重难点 6基础课件 地理信息技术的概念？地理信息技术的概念？ 地理信息技术主要类型？地理信息技术主要类型？ 地理信息技术广泛应用于哪些方面？地理信息技术广泛应用于哪些方面？ 7基础课件 地理信息技术是指获取、管理、分析和应用地理信息技术是指获取、管理、分析和应用 地理空间信息的现代技术的总称。地理空间信息的现代技术的总称。 地理信息技术科学体系的核心技术包括地理信息技术科学体系的核心技术包括3S3S。 遥感（遥感（RSRS） 全球定位系统（全球定位系统（GPSGPS） 地理信息系统（地理信息系统（GISGIS） 地理信息技术广泛应用于区域地理环境研究地理信息

4、技术广泛应用于区域地理环境研究 （资源调查、环境监测、自然灾害防御监测、（资源调查、环境监测、自然灾害防御监测、 国土资源管理、国土开发规划国土资源管理、国土开发规划）；大众化）；大众化 应用也成为趋势应用也成为趋势 8基础课件 什么是什么是遥感遥感？ 遥感的主要环节有？遥感的主要环节有？ 遥感技术的遥感技术的原理原理是什么？是什么？ 遥感具有哪些特点？遥感具有哪些特点？ 遥感技术有什么作用？广泛应用于哪些领域遥感技术有什么作用？广泛应用于哪些领域？ 9基础课件 一一. .遥感遥感（RSRS） 1.1.概念：（遥远感知）概念：（遥远感知） 人们在航空器或航天器上利用一定的技术装备，对人们在航空

5、器或航天器上利用一定的技术装备，对 地表物体进行远距离的感知。地表物体进行远距离的感知。 10基础课件 按遥感平台的高度分类大体上可分为：按遥感平台的高度分类大体上可分为： 地面遥感地面遥感：高塔、车、船为遥感平台高塔、车、船为遥感平台 航空遥感：航空遥感：飞机、气球、飞艇等飞机、气球、飞艇等 航天遥感：航天遥感：卫星、飞船、空间站等卫星、飞船、空间站等 遥感平台遥感平台 11基础课件 12基础课件 3.3.主要环节：主要环节： 物体辐射物体辐射 和反射电和反射电 磁波磁波 收收 集集 传传 输输 信息处理信息处理 信息分析信息分析 专业图件专业图件 统计数字统计数字 （目标物）（目标物）（传

6、感器传感器） （遥感地面系统）（遥感地面系统） （成果）（成果） 13基础课件 4.4.遥感技术的原理遥感技术的原理 地物在不断地吸收、发射（辐射）和反射地物在不断地吸收、发射（辐射）和反射 电磁波，并且不同物体的电磁波特性不同。电磁波，并且不同物体的电磁波特性不同。 遥感就是根据这个原理，利用一定的技术遥感就是根据这个原理，利用一定的技术 设备和装置，来探测地表物体对电磁波的反射设备和装置，来探测地表物体对电磁波的反射 和地物发射的电磁波，从而提取这些物体的信和地物发射的电磁波，从而提取这些物体的信 息，完成远距离识别物体。息，完成远距离识别物体。 传传 感感 器器 树木树木 水体水体 草丛

7、草丛 裸露的裸露的 地表地表路面路面建筑物建筑物 地球上的物体都在不停地发射、反射和吸收电磁地球上的物体都在不停地发射、反射和吸收电磁 波，并且不同物体的电磁波特性是不同的。人们波，并且不同物体的电磁波特性是不同的。人们 可以根据电磁波的差异来辨析物体的不同。可以根据电磁波的差异来辨析物体的不同。 不 同 地 物不 同 地 物 反 射 的 电反 射 的 电 磁波不同，磁波不同， 这 是 遥 感这 是 遥 感 影 像 能 够影 像 能 够 被 判 读 的被 判 读 的 基础。基础。 14基础课件 5 5遥感的优越性遥感的优越性 思考思考1 1： 从监测的范围、速度，人力和财力的投从监测的范围、速

8、度，人力和财力的投 入等方面看，遥感具有哪些特点？入等方面看，遥感具有哪些特点？ 人工实地调查人工实地调查利用遥感技术调查利用遥感技术调查 花费时间花费时间 时效性时效性 连续性连续性 调查人员调查人员 调查成本调查成本 调查范围调查范围 多多少少 差（慢）差（慢）好（快）好（快） 多多少少 高高低低 小，有些地方不小，有些地方不 能人工调查能人工调查 广，能获得人眼看广，能获得人眼看 不到的信息不到的信息 差，不能全差，不能全 天候观测天候观测 好，能全天好，能全天 侯观测侯观测 15基础课件 1.1.遥感的特点：遥感的特点： (1)(1)感知的视野宽，范围大；感知的视野宽，范围大； (2)

9、(2)获得资料快、周期短的特点；获得资料快、周期短的特点； (3)(3)精度高、质量高、效率高；精度高、质量高、效率高； (4)(4)遥感的运用比传统的方法节省大量遥感的运用比传统的方法节省大量 的人力、财力。的人力、财力。 16基础课件 有人说：遥感是人的视力的延伸。你同意这有人说：遥感是人的视力的延伸。你同意这 种看法吗种看法吗? ? 从某种意义上说有一定的道理从某种意义上说有一定的道理 , ,但不全面。但不全面。 人眼人眼“看看”的过程就是在遥感的过程就是在遥感, ,眼睛相当于传感器眼睛相当于传感器. . 人眼在可见光范围内有很高的光谱分辨率，但在人眼在可见光范围内有很高的光谱分辨率，但

10、在可见光可见光 之外之外则是则是“睁眼瞎子睁眼瞎子” . .由于技术的进步和应用领域的由于技术的进步和应用领域的 不断开拓不断开拓, ,传感器的功能比人眼有了很大提高传感器的功能比人眼有了很大提高, ,例如感应例如感应 的波谱范围更宽，从的波谱范围更宽，从紫外线到可见光、红外线，并延伸紫外线到可见光、红外线，并延伸 到微波到微波，提高光谱分辨率和空间分辨率；在，提高光谱分辨率和空间分辨率；在夜晚或恶劣夜晚或恶劣 天气情况下也能使用天气情况下也能使用；并有一定的；并有一定的穿透能力穿透能力等。微波遥等。微波遥 感，对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有一定感，对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰

11、雪具有一定 的穿透能力，又能的穿透能力，又能夜以继日夜以继日的全天侯工作。可见遥感不的全天侯工作。可见遥感不 仅仅是人的视力的延伸仅仅是人的视力的延伸, ,遥感比人眼的监测距离更远遥感比人眼的监测距离更远, ,范范 围更大围更大, ,性能更强。性能更强。 17基础课件 遥感信息作为重要的信息源，为区域地理环境研遥感信息作为重要的信息源，为区域地理环境研 究从究从定性到定量、从静态到动态、从过程到模式的转定性到定量、从静态到动态、从过程到模式的转 化和发展，化和发展，提供了条件。提供了条件。 区域地理环境研究的前提是获取地理信息。例区域地理环境研究的前提是获取地理信息。例 如，如，将多次或逐月、

12、逐年的遥感影像图叠加，就可反将多次或逐月、逐年的遥感影像图叠加，就可反 映城市的扩张、海岸的侵蚀、湖泊的消长，映城市的扩张、海岸的侵蚀、湖泊的消长，等等。在等等。在 区域地理环境研究中区域地理环境研究中, ,遥感广泛应用于遥感广泛应用于资源凋查、环境资源凋查、环境 监测、自然灾害防御监测监测、自然灾害防御监测等领域。等领域。 5 5遥感的应用遥感的应用 18基础课件 （1 1）资源调查）资源调查生物资生物资 源源 遥感的应用遥感的应用 19基础课件 农业方面，利用遥感技术可以识别各类农作物，农业方面，利用遥感技术可以识别各类农作物， 计算种植面积，并根据作物生长情况估计产量；计算种植面积，并根

13、据作物生长情况估计产量； 例：例：19721972年美国不清楚苏联国内谷物收成情况，年美国不清楚苏联国内谷物收成情况， 导致苏联从美国市场抢购几百亿千克谷物，导致导致苏联从美国市场抢购几百亿千克谷物，导致 美国国内粮价飞涨，美国国内粮价飞涨，19771977年，美国遥测苏联小麦年，美国遥测苏联小麦 产量，同苏联官方公布的实际数字只差产量，同苏联官方公布的实际数字只差1%1%，美国，美国 从此能在国际市场上占有销售优势。从此能在国际市场上占有销售优势。 （1 1）资源调查）资源调查- -生物资源生物资源 20基础课件 （1 1）资源调查）资源调查- -矿产资源矿产资源 通过分析遥感图像可以划定蕴

14、藏矿产的大致区域通过分析遥感图像可以划定蕴藏矿产的大致区域 21基础课件 卫星遥感图片：卫星遥感图片：b b图红色表示淹没范围图红色表示淹没范围(1998.8.28)(1998.8.28) （2 2）灾害监测）灾害监测 22基础课件 （2 2）灾害监测）灾害监测 汶川汶川5.125.12地震前后地震前后RSRS影响对比影响对比 23基础课件 印印 尼尼 海海 啸啸 前前 后后 卫卫 星星 图图 24基础课件 （3 3）环境监测）环境监测 25基础课件 为天气预报提供准确不同时段的卫星云图为天气预报提供准确不同时段的卫星云图 （4 4）遥感与天气预）遥感与天气预 报报 26基础课件 (04 (0

15、4年广东）在遥感技术中，可以根据植物的反射年广东）在遥感技术中，可以根据植物的反射 波谱特征判断植物的生长状况。读图回答波谱特征判断植物的生长状况。读图回答1-21-2题题。 1 1、图中重度病害植、图中重度病害植 物反射率高于健康植物反射率高于健康植 物反射率的波段是物反射率的波段是 （ ） 红外线红外线 X X光光 可见光可见光 紫外线紫外线 A A B B C C D D 2 2、根据上图的原理，可用遥感技术直接（、根据上图的原理，可用遥感技术直接（ ） 划分植物类型划分植物类型 判断植物生长的土壤类型判断植物生长的土壤类型 监测树木的生长状况监测树木的生长状况 估测粮食作物的产量估测粮

16、食作物的产量 A A、 B B C C D D C D 27基础课件 全球地位系统的概念？全球地位系统的概念？ GPSGPS的组成部分？的组成部分？ GPSGPS的功能及特点？的功能及特点？ GPSGPS广泛应用于哪些方面？广泛应用于哪些方面？ 28基础课件 利用卫星，在全球范围内适时进行利用卫星，在全球范围内适时进行 导航、定位导航、定位 的系统。的系统。 空间部分空间部分GPSGPS卫星星座卫星星座 用户设备部分用户设备部分GPSGPS信号接收机信号接收机 地面控制部分地面控制部分地面监控系统地面监控系统 29基础课件 1.在一个平面直角坐标系上，确定在一个平面直角坐标系上，确定 点的位置

17、，需要知道几个值？点的位置，需要知道几个值？ 2.在一个空间三维坐标系上，确定在一个空间三维坐标系上，确定 点的位置，需要知道几个值？点的位置，需要知道几个值？ 3.要精确知道一个人在地球上的位要精确知道一个人在地球上的位 置，必须知道几个值？置，必须知道几个值？ 至少需要几颗卫星？至少需要几颗卫星？ 2个个 3个个 3个个 3个个 30基础课件 卫星定位的基本原理卫星定位的基本原理 GPS系统采用系统采用“时间同步、单程测时间同步、单程测 距距”的原理来实现定位。的原理来实现定位。 简单地说就是用户同时向已知其位简单地说就是用户同时向已知其位 置的置的3个导航卫星分别进行距离测量，然个导航卫

18、星分别进行距离测量，然 后再以该卫星为球心，以所测得的距离后再以该卫星为球心，以所测得的距离 为半径，在空间画出为半径，在空间画出3个球面，则该个球面，则该3个个 球面的相交点，就是用户的所在位置了。球面的相交点，就是用户的所在位置了。 31基础课件 GPS定位示意图定位示意图 32基础课件 名词链接：名词链接： “ “时间同步时间同步”，是指卫星上的时钟与用户，是指卫星上的时钟与用户 设备内的时钟是精确同步的（譬如说校准到两设备内的时钟是精确同步的（譬如说校准到两 者之间几万年才差者之间几万年才差1 1秒钟）秒钟） 。 “单程测距单程测距”，是指从导航卫星上发出的，是指从导航卫星上发出的 无

19、线电测距信号在传播到用户设备的这一单向无线电测距信号在传播到用户设备的这一单向 行程中，就可以把它们之间的距离测量出来。行程中，就可以把它们之间的距离测量出来。 33基础课件 空间部分空间部分GPSGPS卫星星座卫星星座 34基础课件 用户系统用户系统GPSGPS接收机接收机 经纬度位置经纬度位置 三维坐标三维坐标（经度、纬度、高度经度、纬度、高度） 35基础课件 用户系统用户系统GPSGPS接收机接收机 手机和手表上的 GPS 手持型的 GPS 测绘使用的 GPS 航空与航海使用的 GPS 36基础课件 地面监控部分 37基础课件 提供精密的提供精密的三维坐标三维坐标（经度、纬度、高经度、纬

20、度、高 度度）、）、速度速度、时间时间。 4 4 特点特点（三全两性）（三全两性） (1) (1)全球，全天候工作全球，全天候工作。 (2)(2)能为用户提供能为用户提供连续、实时的三维位置连续、实时的三维位置、三、三维速维速 度和精密时间，不受天气度和精密时间，不受天气的影响。的影响。 另外：另外： (3)(3)定位精度高：定位精度高：单机定位精度优于单机定位精度优于1010米，采用差分米，采用差分 定位，精度可达厘米级和毫米级。定位，精度可达厘米级和毫米级。 (4)(4)功能多，应用广：功能多，应用广：随着人们对随着人们对GPSGPS认识的加深，认识的加深， GPSGPS不仅在测量、导航、

21、测速、测时等方面取得更广不仅在测量、导航、测速、测时等方面取得更广 泛的应用而且其应用领域不断扩大。泛的应用而且其应用领域不断扩大。 38基础课件 5 GPS5 GPS的应用的应用定位、导航定位、导航 （1 1）军事）军事定位、导航定位、导航 军事是军事是GPSGPS技术最早的应用领域技术最早的应用领域, ,主要是为各主要是为各 种军事活动提供定位导航种军事活动提供定位导航. .在现代战争中，不仅在现代战争中，不仅 陆、海、空三军，而且许多高科技武器弹药等，陆、海、空三军，而且许多高科技武器弹药等， 也都开始采用也都开始采用GPSGPS技术进行定位导航。技术进行定位导航。 目前精确制导武器复合

22、制导的重要技术手目前精确制导武器复合制导的重要技术手 段。装备段。装备GPSGPS制导系统之前制导系统之前, ,美军美军BGM-10CBGM-10C“战斧战斧” 巡航导弹误差约为巡航导弹误差约为9 9米；在其米；在其“惯性和地形匹配惯性和地形匹配” 制导系统中加入制导系统中加入GPSGPS后，误差降至后，误差降至3 3米，制导精度米，制导精度 大大提高。大大提高。39基础课件 车辆跟踪车辆跟踪 紧急援助紧急援助 交通指挥交通指挥 提供出行路线提供出行路线 规划和导航规划和导航 （2 2）交通）交通 40基础课件 41基础课件 （3 3）救援）救援 42基础课件 （4 4）野外测量）野外测量 珠

23、穆朗玛峰变矮了？珠穆朗玛峰变矮了？ 课本课本P9 P9 ：19751975年年 8848.138848.13 2005 2005年年 8844.438844.43 43基础课件 新新兴兴的的计计算算机机娱娱乐乐项项目目- -G GP PS S 寻寻宝宝（G Ge eo oc ca ac ch hi in ng g） （5 5）旅游与娱乐）旅游与娱乐 44基础课件 3 3、北斗卫星导航定位系统北斗卫星导航定位系统，是中国自行研制开，是中国自行研制开 发的区域性有源三维卫星定位与通信系统发的区域性有源三维卫星定位与通信系统 （CNSSCNSS），是除美国的），是除美国的GPSGPS、俄罗斯的、俄罗

24、斯的GLONASSGLONASS 之后第三个成熟的卫星导航系统。之后第三个成熟的卫星导航系统。 全球的导航定位系统：全球的导航定位系统： 2 2、俄罗斯全球导航卫星系统（、俄罗斯全球导航卫星系统（GLONASSGLONASS） 1 1、美国全球定位系统（、美国全球定位系统（GPSGPS） 45基础课件 教材教材P9P9思考思考： （1 1）GPSGPS卫星不断发射信号；卫星不断发射信号； （2 2）汽车中的）汽车中的GPSGPS用户设备接收了用户设备接收了 GPSGPS卫星信息：位置、速度卫星信息：位置、速度等，驾驶员等，驾驶员 输入出发地和目的地，并通过输入出发地和目的地，并通过无线电信无线

25、电信 号号传送至传送至服务中心服务中心； （3 3）服务中心为其确定可行路线，并通）服务中心为其确定可行路线，并通 过卫星传输给汽车。过卫星传输给汽车。 （4 4）服务中心）服务中心及时通过语言提示，及时通过语言提示，汽车汽车 在在GPSGPS卫星信号的引导下到达目的地。卫星信号的引导下到达目的地。 46基础课件 B 1999 1999 年年 3 3 月月 27 27 日，北约部队一架日，北约部队一架 F F 一一 117A 117A 隐形战斗机被南联盟防空部队击落。飞行员跳伞后在脚触隐形战斗机被南联盟防空部队击落。飞行员跳伞后在脚触 地的一刹那，通过手持型信号发射器发出紧急呼救信号，地的一刹

26、那，通过手持型信号发射器发出紧急呼救信号， 当间谍卫星把呼救信号传送到北约空袭南联盟指挥所后，当间谍卫星把呼救信号传送到北约空袭南联盟指挥所后， 美军立即安排了救援行动。美军立即安排了救援行动。 6 6 小时后，当一架小时后，当一架 EA EA 一一 6B 6B 电子干扰机发现飞行员的准确位置时，一架电子干扰机发现飞行员的准确位置时，一架 MH MH 一一 6oG 6oG 搜索与救援直升机降落在飞行员面前，把飞行员接上直升搜索与救援直升机降落在飞行员面前，把飞行员接上直升 机并安全返回基地。机并安全返回基地。 （1 1）飞行员发出的呼救信号是（）飞行员发出的呼救信号是（ ） A .GIS A

27、.GIS 系统信号系统信号 B . GPS B . GPS 系统信号系统信号 C . RS C . RS 系统信号系统信号 D D 以上都不对以上都不对 47基础课件 专门处理地理空间数据的计算机系统。专门处理地理空间数据的计算机系统。 地图的延伸地图的延伸 数据数据 处理处理 信信 息息 源源 数数 据据 库库 空间空间 分析分析 信息输信息输 出表达出表达 2 GIS的强大功能的强大功能 数据库管理系统的功能数据库管理系统的功能 强大的查询、分析功能强大的查询、分析功能 空间模拟与分析的辅助决策功能空间模拟与分析的辅助决策功能 48基础课件 49基础课件 强大的查询功能强大的查询功能 50基础课件 空间模拟空间模拟+查询功能查询功能 51基础课件 模拟问题模拟问题 三维水灾模拟三维水灾模拟 52基础课件 数字地球：即信息化、数字化的地球。数字地球：即信息化、数字化的地球。 地理信息技术：是指获取、管理、分析和应用地理地理信息技术：是指获取、管理、分析和应用地理 空间信息的现代技术的总称。空间信息的现代技术的总称。 53基础课件 54基础课件 网络技术网络技术 RSGPSGIS 广泛应用于农业、林业、国土资源、军广泛应用于农业、林业、国土资源、