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文档简介
1、第一章地理环境与区域发展1.2地理信息技术在区域地理环境研究中的应用教学目标教学目标 知识与技能:知识与技能:1了解遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理,以及 数字地球的含义。2举例说明遥感、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。 过程与方法:过程与方法: 运用资料分析问题和图表对比方法。尝试小组合作进行资料、图像查找。 情感态度价值观:情感态度价值观: 培养学生对地理信息技术进行探究的兴趣。培养学生分析问题、解决实际问题的能力。进行爱国主义思想教育,以增强学生的民族自豪感。 教学重点、难点:教学重点、难点: 1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。
2、2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。 课时安排:课时安排: 2课时 教具:教具: 多媒体课件一、地理信息技术一、地理信息技术:1 1、概念:、概念:指获取、管理、分析和应用地理指获取、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。3 3、应用:、应用:资源调查、环境监测、自然灾害防御资源调查、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。监测、国土资源管理、国土开发规划等。2 2、主要包括(主要包括(3S)3S):遥遥 感(感(R SR S) 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)(
3、RS)(RS)2、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。遥感遥感卫星卫星树木树木水体水体草丛草丛裸露的裸露的地表地表路面路面建筑物建筑物3 3、应用:、应用:4、遥感技术的优点
4、、遥感技术的优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,有些地方小,有些地方不能人工调查不能人工调查广,能获得人眼看不广,能获得人眼看不到的信息到的信息差,不能全天候差,不能全天候观测观测好,能全天侯好,能全天侯观测观测补充:补充:遥感影像遥感影像分辩率分辩率 一个像元所代表的地面实际尺一个像元所代表的地面实际尺寸。寸。像元像元是遥感影像上能够详细区分的最是遥感影像上能够详细区分的最小单元。小单元。1 1米分辩率米分辩率 一个像元表
5、示地面上一个像元表示地面上1 1平方平方米的范围。米的范围。分辩率越高,影像显示地表信息越详细。分辩率越高,影像显示地表信息越详细。或者说或者说像元(分辨率数值)越小,遥感影像像元(分辨率数值)越小,遥感影像清晰度(分辨率)越高。清晰度(分辨率)越高。 3 3种遥感影像的地物颜色特征:种遥感影像的地物颜色特征:地物的影像特征地物的影像特征黑白影黑白影像像真彩色真彩色影像影像假彩色假彩色影像影像建筑物为灰白色,草地和森建筑物为灰白色,草地和森林颜色较深林颜色较深与地物的颜色特征一致与地物的颜色特征一致 草、树、庄稼为红色,水为草、树、庄稼为红色,水为灰色或蓝色,城市为灰蓝色灰色或蓝色,城市为灰蓝
6、色(GPSGPS)a.空间部分空间部分卫星星座卫星星座2、组成、组成b.地面控制部分地面控制部分地面监控系统地面监控系统c.用户设备部分用户设备部分GPS信号接收机信号接收机4.4.接收机信号的解读与操作接收机信号的解读与操作表示接收表示接收机所在的经机所在的经纬度位置。纬度位置。 数字表示被接收信号的卫星编数字表示被接收信号的卫星编号,黑色柱长短表示信号的强弱。号,黑色柱长短表示信号的强弱。 4、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
7、的置的3个导航卫星分别进行距离测量,然个导航卫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。 GPS定位示意图定位示意图GPS定位示意图定位示意图GPS定位示意图定位示意图名词链接: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
8、距”,是指从导航卫星上发出的,是指从导航卫星上发出的无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。 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,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3个3个3个 3、特点
9、:全能性、全球性、全天候、连续性、实时性。5 5、应用:、应用:GPS汽车导航汽车导航教材P9思考:汽车汽车中的中的GPSGPS用户设备用户设备接收接收了了GPSGPS卫卫星信息星信息: :位置、速度等,并通过位置、速度等,并通过无线电无线电信号信号传送至传送至服务中心服务中心。服务中心再根据。服务中心再根据汽车所在的位置、及时通过语言提示汽车所在的位置、及时通过语言提示为为汽车导航汽车导航。GPSGPS的空间部分的空间部分 美欧中俄太空美欧中俄太空“四强四强”逐鹿逐鹿目前目前GPS(GPS(美国美国) )无疑还占据主导地无疑还占据主导地位,但从技术和前景看,四大系统各位,但从技术和前景看,四
10、大系统各有优劣:如果说有优劣:如果说GPSGPS胜在成熟,胜在成熟,伽利伽利略略( (欧洲欧洲) )胜在精准,那么胜在精准,那么格洛纳斯格洛纳斯( (俄俄罗斯罗斯) )的最大价值就在于抗干扰能力强,的最大价值就在于抗干扰能力强,而而中国的北斗卫星导航系统中国的北斗卫星导航系统的优势则的优势则在于互动性和开放性。在于互动性和开放性。很多人都知道美国的全球卫星导航系统“GPS”,却不知道俄罗斯的全球卫星导航系统“格洛纳斯(GLONASS)”,中国的全球卫星导航系统“北斗系统”(严格说,北斗系统还不能称为全球卫星导航系统,只能称卫星定位系统),和欧洲的全球卫星导航系统“伽利略(Galileo)”。在
11、这里给大家做一个简单的介绍和比较,好让大家更好的了解全球卫星导航系统的历史,现状和未来。 1)历史渊源历史渊源 GPS:20世纪70年代,随着美苏军备竞赛的升级,美国的军事领域迫切需要能够在世界范围精确定位的系统。美国国防部不惜斥资120亿美元研制军用定位系统。1978年,美国成功发射了第一颗用于GPS系统的卫星,经过20多年的建设,1994年建设完毕。 格洛纳斯:几乎和GPS同时开始同时建成。 北斗系统:上世纪八十年代中期开始,2003年建成。 伽利略:99年提出计划,05年末头一颗卫星升空,预计2008年投入初步使用。 2)覆盖范围)覆盖范围 GPS:全球全天候 格洛纳斯:全球 北斗系统:
12、覆盖我国本土及周边国家。覆盖范围东经约70一140,北纬5一55 伽利略:全球(未建成) 3)卫星数量 GPS:24颗 格洛纳斯:24颗(因经费问题,经常运行的数量达不到设计数量,最少时仅仅有6颗在运行,目前有17颗正在运行) 北斗系统:3颗 三、地理信息系统三、地理信息系统(GIS)1. GIS1. GIS的含义的含义是专门处理是专门处理 的的 系统。系统。信息源信息源(图像、数据等)(图像、数据等)数据处理(建立数据处理(建立空间、数据模型)空间、数据模型) 数据库数据库(若干主(若干主题图层)题图层)空间分析空间分析表达(形成地图、表达(形成地图、图像、图表、数图像、图表、数字等)字等)
13、2.2.简要流程简要流程地理信息系统地理信息系统 (GIS)(GIS) 是一种是一种基于计算机的工具基于计算机的工具,它可以对,它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。图和分析。 GIS GIS 技术把地图这种独特的技术把地图这种独特的视觉化效视觉化效果果和地理分析功能与一般的和地理分析功能与一般的数据库操作数据库操作(例如查询和统计分析等)集成在一起。(例如查询和统计分析等)集成在一起。 这种能力使这种能力使 GISGIS与其他信息系统相区与其他信息系统相区别,从而使其在广泛别,从而使其在广泛的公众和个人企事业的公众和个人企事业单位中解释事件
14、、预测结果、规划战略单位中解释事件、预测结果、规划战略等等中具有实用价值。中具有实用价值。GIS2.数字地球是指数字化的地球,即把数字地球是指数字化的地球,即把整个地球信息进行数字化后,有计算整个地球信息进行数字化后,有计算机网络来管理的技术系统。机网络来管理的技术系统。案例研究案例研究新加坡新加坡新加坡的港口新加坡的港口问题探究问题探究资料资料1 1:1.1.位于马六甲海峡东口位于马六甲海峡东口( (东端东端) )。2.2.地域狭小、资源匮乏、本土市场容量小。地域狭小、资源匮乏、本土市场容量小。资料资料2 2:1.1.优越的地理位置和港口条件,优越的地理位置和港口条件,2.2.政策政策因素:因素: 吸引外资和技术,发展石油化工相关产吸引外资和技术,发展石油化工相关产业;发展电子工业。业;发展电子工业。 东南亚有丰富的东南亚有丰富的劳动力劳动力。问题探究问题探究资料资料3 3:1.1.(1 1)东南亚物产丰富,人口众多,市场大。)东南亚物产
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