-第二节-地理信息技术在区域地理环境研究中的应用

第二节地理信息技术在区学习目标1.了解遥感、全球定位系统、地理信息系统的一般原理，以及数字地球的含义。2.结合实例，掌握遥感在资源普查、环境和灾害监测中的作用。3.掌握全球定位系统在定位导航中的作用。4.运用有关资料，理解地理信息系统在城市管理中的功能。汽车导航系统、空间信息网站、城市多媒体地理信息系统等。一、地理信息技术1、概念：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。2、分类：主要包括遥感（RS）、全球定位系统（GPS）、和地理信息系统（GIS）等。——3S技术3、应用：（1）在区域地理环境研究中的应用：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（2）大众化应用：一般了解二、遥感（RS）是人们在航空器（如飞机、高空气球、飞艇）或航天器（如人造卫星、飞船、空间站）上利用一定的技术装备，对地表物体进行远距离的感知。远距离的感知1、概念：

（1）负责接收来自地面物体反射或者是辐射的电磁波，并以图像胶片或数据磁带把数据记录下来，传送到地面接收站。（2）传感器能够接收的电磁波波段有紫外线、可见光、红外线、微波等2、遥感的关键装置及其作用——传感器3、主要工作环节：目标物反射或辐射电磁波传感器获取电磁波，并以影像胶片或数据磁带记录下来传感器传输信息地面站对信息进行信息处理和信息分析专业图件、统计数字4.遥感技术的用途资源调查、环境监测、自然灾害防御监测等。应用领域具体内容备注矿产资源生物资源环境监测灾害监测蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或环形构造带，借助遥感技术“发现”矿产人们只需要分析遥感图像就可以划定蕴藏矿产的大致区域通过遥感图像解译，用图像处理技术，提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等数据为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门服务荒漠化、土壤盐碱化、海上冰山漂流、海洋生态、全球气候变化及其影响、植被变化、水体污染、大气污染等有利于人们了解环境变化，使环境得到保护和改善旱情、洪灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾、大气与天气预报等有利于防灾减灾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；例如：1972年美国不清楚苏联国内谷物收成情况，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，1977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1%，美国从此能在国际市场上占有销售优势。（1）生物资源调查农业方面特别注意：

（2）可以为天气预报提供准确的、不同时段的卫星云图

a图飞机遥感图片：b图绿色表示淹没的农田；黑色表示河岸受淹滩地。（1998.7.27--31）案例：1998年长江洪灾的监测A图为卫星遥感图片：b图红色表示淹没范围(1998.8.28)案例：1998年长江洪灾的监测思考：

1．从监测的范围、速度，人力和财力的投入等方面看，遥感具有哪些特点？范围更广、速度更快、精度更高、周期更短，节省人力、财力。5．遥感的特点人工实地调查与利用遥感技术调查的比较人工实地调查利用遥感技术调查花费时间时效性连续性调查人员调查成本调查范围多少差（慢）好（快）多少高低小，有些地方不能人工调查广，连续性好，能获得人眼看不到的信息差，不能全天候观测好，能全天侯观测有人说：遥感是人的视力的延伸。你同意这种看法吗?

从某种意义上说有一定的道理

,但不全面。人眼“看”的过程就是在遥感,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，但在可见光之外则是“睁眼瞎子”.由于技术的进步和应用领域的不断开拓,传感器的功能比人眼有了很大提高,例如感应的波谱范围更宽，从紫外线到可见光、红外线，并延伸到微波，提高光谱分辨率和空间分辨率；在夜晚或恶劣天气情况下也能使用；并有一定的穿透能力等。微波遥感，对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有一定的穿透能力，又能夜以继日的全天侯工作。可见遥感不仅仅是人的视力的延伸,遥感比人眼的监测距离更远,范围更大,性能更强。思考2：三、全球定位系统（GPS）

（1）空间部分——GPS卫星星座（2）地面控制部分——地面监控系统（3）用户设备部分——GPS信号接收机。无该设备无法利用。1、概念：利用卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统。2、系统组成：

GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。这24颗卫星均匀分布在六个轨道平面内。全球任何地点在任何时刻,地平面上空至少有四颗GPS卫星。空间部分——GPS卫星星座地面控制部分——地面监控系统

主要用于监测和控制卫星及其各种设备的运行用户设备部分－－GPS接收机GPS接收机判读方法经纬度位置三维坐标（经度、纬度、高度）为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间三维坐标：经度、纬度、高程（海拔）3.功能4.特点：全能性（陆地、海洋、航空、航天）全球性全天候连续性实时性5、用途——定位、确定高程（海拔）、导航

1999年3月27日，北约部队一架F一117A隐形战斗机被南联盟防空部队击落。飞行员跳伞后在脚触地的一刹那，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，美军立即安排了救援行动。6小时后，当一架EA一6B电子干扰机发现飞行员的准确位置时，一架MH一6oG搜索与救援直升机降落在飞行员面前，把飞行员接上直升机并安全返回基地。（1）定位：（2）确定高程（海拔）珠穆朗玛峰变矮了？课本P9：1975年8848.132005年8844.43（3）导航4、北斗卫星导航定位系统，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（CNSS），是除美国的GPS、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。全球的导航定位系统：3、欧洲伽利略导航卫星系统计划

2、俄罗斯全球导航卫星系统（GLONASS）1、美国全球定位系统（GPS）

补充：教材P9思考：（1）GPS卫星不断发射信号；（2）汽车中的GPS用户设备不断接收GPS卫星信息：本车位置、速度等。（3）驾驶员输入出发地和目的地，并通过无线电信号传送至服务中心；（4）服务中心为其确定可行路线，并通过卫星传输给汽车。（5）汽车在GPS卫星信号的引导下，在服务中心及时语音提示下到达目的地。四、地理信息系统（GIS）专门处理地理空间数据的计算机系统，称为地理信息系统，简称GIS。信息源数据处理数据库空间分析表达1、概念：2、工作程序：信息源（地图、遥感图象、实验数据、GPS数据）数据处理（即建立空间模型和数据模型）数据库*（关于某一研究区域的若干图层的总和）空间分析（使各类数据之间的关系，以直观的形式表现出来，如图形、地图或表格）表达（将系统分析的结果形成地图、图象、图表、数字等产品）采集储存分析输出社会因素植物分布工程地质土地利用现状基本情况利用叠加的图层进行全部状况的研究可以把多个图层叠加成一个图层注意：（1）在区域地理研究中，可提供反映区域状况的各种空间信息。（2）可对环境和自然灾害进行动态监测及评估预测、（3）可用于城市管理3、用途（1）可提供反映区域状况的各种空间信息。可以建立模型（地图、数据模型）；提供查询、空间分析、评价功能强大的查询功能（2）可对环境和自然灾害进行动态监测及评估预测、三维水灾模拟（3）在城市管理中的应用1）城市规划与管理2）城市基础设施管理3）城市土地利用管理4）城市生态环境管理注意：凡是用到地图或需要处理地理空间数据的领域，都要利用GIS.P11“思考”1、在图1.11所示的地理信息系统中，可能用到的数据包括：城区综合地图数据、医疗资源分布数据、城市道路交通数据、传染病种数据等。2、地理信息系统在城市管理中的优势主要是：地理信息系统的数据库管理有利于城市的各种数据信息归并到统一系统中，最后进行城市与区域多目标的开发的规划，包括城镇总体规划、城市建设用地适宜性评价、环境质量评价、道路交通规划、公共设施配置，以及城市环境的动态监测等。这些规划功能的实现，是以地理信息系统的空间搜索方法、多种信息的叠加处理和一系列分析软件的应用来加以保证的。（接下一页）地理信息系统还可以用于城市环境管理，为城市环境管理部门提供数据和信息存储方法——基础数据库系统；提供环境管理的数据统计、报表和图形编制方法；建立环境污染的若干模型，为环境管理决策提供支持；提供环保部门办公软件；提供信息传输的方法和手段等。此外，地理信息系统还可应用于城市灾害监测、规划决策等。小结：如何区分“3S”技术地理信息技术主要功能主要组成部分RS远距离的感知，获取信息卫星（飞机）、传感器、地面接收站GPS导航、定位GPS卫星星座、地面控制系统、GPS信号接收机GIS对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达计算机系统RS是人的视力的延伸，它侧重于收集信息，经过简单处理后获得资料，其本质是“看的过程”；

GIS是在一定数据源的基础上进行分析、对比、计算，得出有益于人类生产生活的结论，它侧重于“分析”、“计算”，相当于人的“想”、“算”活动；

GPS用途相对单一，即定位并通过多次定位计算速度等。五、地理信息技术与数字地球1、“3S”技术之间的关系：

RS用来获取地理信息数据，GPS用于给地理信息数据进行空间定位，而GIS则是用来对地理信息数据进行管理、查询、更新、空间分析和应用评价

假设大兴安岭林区现正发生着一场严重的森林火灾，而你则是该森林防火指挥部的指挥员，这时你该做些什么？思考：

首先检索最新的遥感像片，找到各个火点，分析火情发展态势，然后借助于专门的GIS软件找出相关区域内各个消防站的位置，制定到达各个火点的最佳路径，然后通知各个消防部门，他们接到通知后，立即派出装有GPS导航系统的消防车，迅速准确地奔赴各个火点，开展救火工作。

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，由计算机网络来管理的技术系统。2、数字地球（1）、概念：（2）、作用：将不同空间、时间的自然、人文的大量信息进行整合，并进行立体、动态的显示，为生产、研究活动提供实验条件和试验基地。地理信息系统1、

遥感提供了信息源(信息搜集),地理信息系统对信息进行加工(分析、统计)。P12“活动”2、（1）可以利用全球定位系统(2)可以利用地理信息系统(3）还要用到摄像和视频传输技术。如果存在严重交通堵塞，需要另外找较近的且有条件较快赶到出事地点的巡警车（需要综合运用上述技术）。(4)接警→确认出事地点的位置→（在显示各巡警车的地理信息系统中）了解其周围巡警车的位置→分析确定最近（或能最快到达）的巡警车→通知该巡警车。(5)城市交通组织和管理、商业组织和管理、城市规划、卫生救护、物流等部门。1、据有关报道，伊拉克军方点燃巴格达周围浇灌石油的战壕来阻碍美军事行动，但美专家指出烟雾对美军轰炸使用的卫星制导导弹没有影响。因为这种导弹采用了（）A、IT技术B、RS技术C、GIS技术D、GPS技术D2、上海某出租车公司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（）A、RSB、GISC、RS和GPSD、GIS和GPS

D

课堂练习3、遥感技术可以应用的领域有（）①监测水体污染②判断人口分布③农作物病虫害监测④估算工业产值A．①②B.①③C．②③D.③④4、城市交通图层与城市人口分布图层的叠加，可（）A.为商业网点选址B.分析建筑设计的合理性C.计算城市水域面积D.估算工农业生产总值BARS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。完成以下问题5.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A6.要想随时知道自己所处位置的地理坐标，需要拥有（）A.全球定位技术B.GPS信号接收机C.地理信息技术D.遥感技术B7.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D8.有的渔民已经使用GPS技术寻找鱼群，如果渔业生产普遍引进这一技术，则（）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.大幅度增加渔业生产成本D.会促进渔业生产，加大渔业资源的开发利用，提高渔民生活水平B9、气象卫星在高空收集到云系等信息情况并传输到地面，得到卫星云图，这是______技术的应用，而将卫星云图与地面上实测到的气温湿度、风向等信息（统称为数据源）经过计算、分析、处理，得出天气情况的预测则是_______技术的应用。

A．GIS

B．GPS

C．RS

D．GPRSCA10.遥感探测范围由大到小的是（）

A.宇宙飞船飞机人造卫星

B.人造卫星飞机高空气球

C.宇宙飞船高空气球飞机

D.人造卫星高空气球飞机11.运用遥感技术监测森林火灾与人工监测相比．优点有（）

①获取资料快，可及时进行动态分析②受地面限制少．避免人员伤亡③获取信息量大④探测范围大可在客观上进行监测A.①②③B.①③④C.①③④D.①②③④

DD12．在“神舟”六号飞船返回舱座椅的边上，放置着两个白色的包，这就是在飞船紧急情况着陆时保护宇航员生命安全的救生包，其中包括GPS定位仪等。救生包中GPS定位仪的作用是让宇航员（）A．随时知道自己所在地的地理坐标B．随时知道自己所在地的气候C．随时知道自己所在地的季节D．随时知道自己所在地的天气A13、全球定位系统的主要功能是（）①地理事物定位②海陆空导航

③导弹精确制导④大地和工程测量⑤寻找地下矿藏

A.①②③④B.①②④⑤C.②③④⑤D.①②③⑤A14、无论是在陆地、海洋，还是在天空，全球定位系统都能为用户提供精确的三维坐标、速度和时间，这体现了全球定位系统的哪个特点（）

A.全能性B.全球性

C.全天候D.实时性A