2024-2025学年高中地理第3章地理信息技术的应用第3节地理信息系统的应用第4节数字地球学案中图版必修3

PAGE1-第三、四节地理信息系统的应用和数字地球学习目标：1.了解地理信息系统和数字地球的定义。2.理解地理信息系统的功能和流程并结合实例学会分析地理信息系统可以解决的四类问题。(重点)3.会运用常见的GIS产品，能分别说明地理信息系统在城市管理中的应用。(重点)4．驾驭数字地球的核心思想和应用前景。(难点)1．地理信息系统的应用(1)地理信息系统①概念依靠计算机实现地理信息的收集、处理、存储、分析和应用的系统，简称GIS。②功能③工作流程(2)地理信息系统可以解决的四类基本问题①与分布、位置有关的基本问题查询“地点”和“状况”；查询符合肯定条件的地物位置。②趋势分析通过某地物随时间变更的过程，分析其发展趋势。③模式问题揭示各种地物之间的空间关系。④模拟问题利用已驾驭的规律建立起肯定模型，模拟具备某种条件时将出现的结果。(3)地理信息系统在城市管理中的应用①城市信息管理与服务：向城市居民供应日常工作与生活所需的各种信息。②城市规划：查询和统计，并用三维影像显示市貌，分析城市现状，有效管理城市地下管网。③城市道路交通管理eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(显示道路的路况、交通流量、沿线环境等空,间和属性信息,供应多种类型的查询,刚好发布交通信息))④城市救灾防灾eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(跟踪灾难发生、发展过程,对灾难进行快速分析、评价和模拟,协助开展灾后的应急和复原工作))⑤城市环境管理：主要包括环境规划与决策、监测、评价、预料与模拟等。[特殊提示]地理信息系统(GIS)不同于一般地图。一般地图是用符号系统表达区域内各种自然和社会经济现象的分布、联系以及变更等内容的图形。地理信息系统(GIS)是特地处理地理空间数据的计算机系统。2．数字地球(1)数字地球①含义：对真实地球及相关现象的统一性的数字化重现与再相识。②应用技术：全球定位系统、遥感技术、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等。③核心思想a．用数字化手段统一处理地球问题。b．最大限度地利用信息资源。④基础a．全球网络要求信息网络嵌入到每个人的日常生活中。b．分布式存储信息分开存储到全球各地的计算机中。高速宽带网络的建设及其传输速度，是建立数字地球的重要基础。⑤最大特征与依据——虚拟现实技术。⑥重要信息源：高辨别率卫星影像。[特殊提示]数字地球所须要的数据已不能通过单一的数据库来存储，而是分散存储在数以万计的数据库中。这意味着参与数字地球的服务器须要由高速网络来连接。(2)数字地球的应用前景①数字地球与可持续发展模拟人类活动对生产和环境的影响，制定可持续发展的对策。②数字地球与政府决策a．可为国家大型工程决策供应重要的参考数据。b．为政府对城市的管理供应依据。③数字地球与百姓生活通过数字地球可网上购物，接受远程教化，参与交互消遣项目等。(1)地理信息系统的实现，依靠于计算机系统，因此该系统只由计算机软、硬件构成。()(2)地理信息系统的功能与地图是一样的。()(3)数字地球的最大特征是虚拟现实技术。()(4)数字地球的基础是全球网络与集中式存储。()(5)下列探讨项目中，主要应用GIS进行的有()①近20年来广东省GDP的增长状况分析②近10年来珠江三角洲花卉基地的分布变更状况分析③广州市地铁线路的规划设计④近10年来广州市城区建设状况调查与居民住宅小区布局探讨⑤中国银行广东省分行基金走势和投资项目分析探讨A．②③④ B．①③④C．②④⑤ D．③④⑤提示：(1)×地理信息系统由硬件、软件、数据、人员构成。(2)×地理信息系统不仅供查询，并能进行多种空间分析，所以其功能比地图要全面的多。(3)√数字地球的最大特征是虚拟现实技术。(4)×数字地球的基础是全球网络与分布式存储。(5)A[地理信息系统可以解决四类基本问题：与分布、位置相关的基本问题，趋势分析，模式问题，模拟问题。近20年来广东省GDP的增长状况分析以及中国银行广东省分行基金走势和投资项目分析探讨利用一般的数据分析软件就可以实现。]GIS的应用2024年7月23日中午，某市消防指挥中心接到报警，称市区某地发生一起火灾。119电话响起的同时，指挥中心警用地理信息系统也随即自动定位，显示报警详细位置、起火建筑日常人流及旁边道路车流量等信息，为快速出警供应协助决策。问题1材料中体现了地理信息系统的什么功能？提示：信息的采集、存储、分析和描述等。问题2GIS数据采集有哪些途径？提示：地图、遥感图像、野外考察等。问题3地理信息系统在城市管理中除应用于道路交通外还有哪些方面的应用？提示：信息管理与服务、城市规划、救灾防灾、环境管理。[归纳总结]1．地理信息系统可以解决的基本问题名称问题举例与分布、位置有关的基本问题解决与“地点”和“状况”有关的查询①距离最近的一家快餐店在哪里；②北京市目前共有几家图书馆；③在指定区域内找寻适合肯定条件的地物趋势分析了解某地物随时间变更的过程，分析该地物的发展趋势①分析过去20年来某城市的人口增长趋势；②求两点之间最短、最快或景点最多的路径模式问题通过模式分析，揭示各种地物之间的空间关系分析一个地区的地形、土壤与特定作物种植之间的关系模拟问题模拟某地假如具备某种条件时将出现的结果温室效应造成了地球极地冰盖的溶化，若海水上涨10cm将沉没全球哪些地区2.在城市管理中的应用应用主要功能城市信息管理与服务主要向城市居民供应日常工作与生活所需的各种信息城市规划进行城市与区域多目标的开发和规划城市道路交通管理显示有关道路的路况、交通流量、沿线环境等空间和属性信息城市救灾防灾实时跟踪灾难发生、发展过程，对灾难进行快速分析、评价和模拟，协助开展灾后的应急和复原工作城市环境管理环境规划与决策、监测、评价、预料与模拟城区公共卫生供应预警和决策支持GIS的工作流程地理信息系统能对地理空间数据进行输出、管理、分析和表达，其简要程序和每个程序含义图示如下：1．从南海、东海、黄海到渤海，我国18000km的大陆海岸线上，每天都在上演“填海大戏”。读图，完成(1)～(2)题。(1)通过图示GIS空间分析，能得到近年来我国()A．填海区人口迁入数量B．填海区植被类型C．填海区土地利用类型D．填海区面积(2)图示GIS应用的领域是()A．环境评估 B．国土管理C．城市规划 D．灾难预料(1)D(2)B[第(1)题，通过图示GIS空间分析，可知“填海大戏”结果是扩大陆地面积。第(2)题，填海影响的是陆地面积，属于国土管理。]数字地球中心电视台“探究·发觉”频道曾播出过《回到恐龙时代》的节目，节目中形象逼真地再现了各类恐龙及其生存环境。问题1这体现了什么技术的应用？提示：数字地球中虚拟现实技术。问题2“数字地球”在现实生活中已经广泛应用，试举例说明。提示：可视电话、网络购物、电视会议、视频点播等。[归纳总结]1．数字地球与各种应用技术的关系全球定位系统、遥感、地理信息系统、虚拟现实技术、网络技术等是数字地球的基础。它们之间的关系如下图所示：2．数字地球的应用应用前景作用详细表现可持续发展数字地球的建立，使人类拥有了一个数字化的空间试验室，科学家通过这个试验室可以从全球角度探讨可持续发展问题科学家可便利地获得地形、森林、资源、气候、植被、土壤类型、矿产、土地利用变更等方面的信息，应用空间分析与虚拟现实技术，模拟人类活动对生产和环境的影响，制定可持续发展的对策政府决策数字地球可为国家大型工程决策供应重要的参考数据；为政府对城市的管理供应依据①利用数字地球的技术可以为是否修建水库供应依据；②可以通过GIS分析犯罪模式和犯罪频率，合理安排警力资源百姓生活数字地球供应了前所未有的便利①接受远程教化；②网上购物；③参与交互消遣项目；④巡游风景名胜图示法理解数字地球与“3S”技术之间的关系2．数字地球其实就是信息化的地球，是一个完整的地球信息化的模型。据此完成(1)～(2)题。(1)数字地球实现以后，科学家们可以()A．制定可持续发展的对策B．限制全球气温上升C．限制人口增长速度D．限制全球贫富差距(2)数字地球应用于政府决策的领域有()①国家大型工程决策②城市管理③疾病防控④防灾减灾⑤远程教化A．①②④⑤ B．①②③⑤C．①②③④ D．①③④⑤(1)A(2)C[第(1)题，数字地球实现以后，通过全球信息共享，依靠计算机的虚拟现实技术，对地球上的各种空间信息数据综合分析处理，可制定可持续发展的对策。第(2)题，数字地球可为政府决策供应依据，如大型工程建设、城市管理、疾病防控、防灾减灾等。远程教化是对百姓生活的影响。]GIS图层的判读下图是某专题探讨建立的地理信息系统(GIS)图层。【探讨1】结合图层，该专题探讨可能是什么？提示：耕地分类及评价。【探讨2】假如利用图中信息进行深埋垃圾场选址，还需增加哪些图层？提示：区域规划、水文地质图层等。第一步：看图名，明确图层组成上图为水系、土地利用、居民点、地形和土壤五大图层。其次步：析图层，分析空间联系同一地区不同图层表示该地区不同地理事物或现象的分布状况，不同的图层相互叠加就会形成各种地理事物或现象综合分布图，用于分析叠加事物或现象相关的应用领域。常见的叠加图层及延长应用如下表所示：叠加图层延长应用人口密度与交通线路及规划图层新建商业中心选址河流分布、坡度分布、土石分布图层泥石流易发区水系、土地利用、居民点、地形、土壤图层土地的分类和评价水系、土地利用、居民点、地形、土壤、水文地质、区域规划图层深埋垃圾场选址人口密度、行政区划、行政区人口基数图层各行政区人口增长率坡向分布、岩石倾斜图层滑坡易发区

综合思维——数字地球2024年4月17日至19日，由国际数字地球学会主办的第七届国际数字地球峰会在非洲摩洛哥杰迪代市召开。国际数字地球学会总部设在中国，以推动和传播“数字地球”理念发展为宗旨，打造数字地球国际沟通合作平台，促进数字地球科学技术提升，推动数字地球全球和区域应用，服务全球可持续发展。依托数字地球实施精准农业系统、智能运输系统、“数字黄河”专业应用系统等。“数字黄河”可查阅黄河相关基础设施、专业应用等信息，可指导黄河防汛、水量调度等。读图，完成1～2题。黄河基础地理信息系统与“数字黄河”的关系1．关于上图反映的“数字黄河”的叙述，不正确的是()A．可以用来查阅获得黄河的有关信息B．可以用来指导黄河防汛和水量调度C．对一般老百姓而言，距离较远，价值不大D．“数字黄河”的建设须要不断完善和更新2．有关“数字地球”的叙述，正确的是()A．就是指“3S”技术的应用B．一个由数据和信息组成的地球C．主要反映现实问题，不能应用于可持续发展D．可以便利地获得信息，模拟人类活动对环境产生的影响，制定可持续发展的对策1．C2.D[第1题，从图中可知，“数字黄河”很好地应用了地理信息技术，可以用来查阅获得黄河的相关基础设施、专业应用等信息，可指导黄河防汛、水量调度。当然，该系统还应接着完善，不断更新。第2题，数字地球是以地理信息技术为基础，信息化的地球是地球的虚拟比照体，人们可以通过这个模型，快速、形象地了解地球上的任何一点、任何方面的信息，为可持续发展探讨供应条件。](老师独具)题组1GIS的应用GIS即地理信息系统，具有地图处理、数据库和空间分析等功能。GIS可以像传统纸质地图一样，解决“地点”“状况”等有关查询，但GIS还能进行趋势分析、困难的“模式”分析，还可以用“虚拟模拟”进行预料性分析。据此完成1～2题。1．下面属于地理信息系统组成的是()①GIS软件②GIS人员③应用模型④GIS数据分析⑤GIS数据输出A．①②③ B．②③④C．③④⑤ D．①②⑤2．通过地图、遥感图像、野外考察等获得数据的GIS技术程序是()A．数据处理 B．数据采集C．数据分析 D．信息输出1．A2.B[第1题，地理信息系统由GIS软件、GIS硬件(计算机等)、地理数据、GIS人员、应用模型五个部分组成。第2题，获得数据的过程是数据采集。]地理信息系统(GIS)可应用于城市规划探讨。读图，回答3～4题。3．该城市中心区位于图示区域的 ()A．东北部 B．西南部C．西北部 D．东南部4．若在该区域新建物流中心，最宜选择在 ()A．甲 B．乙C．丙 D．丁3．B4.D[第3题，城市中心是商业区，商业区中心地价高，据地价图层可知位于西南部(留意图中方向标)。第4题，建物流中心的区位要求是地价较低、交通便利，综合各种图示，丁地符合条件。]题组2数字地球中国政府和学术界在数字地球的基础上提出了“数字中国”的构想。构想中的“数字中国”将建立一个统一完整的国家公用信息网。它集成了国家信息网、国土资源信息网、长江流域监控网等网络的信息，并将促进这些系统的综合利用。据此回答5～6题。5．有关数字地球的叙述，正确的是 ()A．数字地球就是指因特网B．数字地球就是“信息高速马路”C．数字地球只能便利人们的生活，并不能创建实实在在的财宝D．数字地球是用数据通信技术使地球上信息的表达方式日益数字化6．下列不属于“数字中国”服务领域的工作是()A．了解长江流域的水土流失状况B．了解股市行情C．通缉罪犯D．设计时装5．D6.D[第5题，数字地球的核心是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会等方面的问题，最大限度地利用地球信息资源。“3S”技术为其供应技术支撑，因特网、信息高速马路是其所依靠的技术。第6题，设计时装主要是指计算机技术在生产、生活中的应用。](老师用书独具)教材P90探究地理信息系统首先采集数据，标定过去几年的犯罪地点，然后进行数据处理、空间分析，获得分析犯罪频率和犯罪模式，依据分析结果，重新安排警力，使警力资源合理利用，从而削减了青少年的持枪犯罪行为。通过这个例子我们可以看出：地理信息系统是在收集信息的基础上，处理、存储、分析和应用，最大限度地合理解决问题。从这个事例可以看出GIS具有以下三种功能：地图的功能(如标定过去几年的犯罪地点)、数据库的功能(如总结利用过去的犯罪信息)、空间分析的功能(如分析犯罪频率的空间规律及对犯罪行为空间建模)。教材P96思索GIS可以对区域内自然资源条件、区位和交通、人口和劳动力条件以及社会经济条件等进行更精确的分析、评价。地理信息系统在公众生活服务方面应用广泛。随着个人电脑与互联网的快速普及，地理数据的应用已深化社会公众生活的方方面面，为居民生产、生活和出行供应便利快捷的地理数据服务。例如，人们外出旅游，可以通过旅游网站查询到旅游费用、时刻表、旅游线路、目标地的景点分布和服务项目等存储在GIS数据库中的数据。教材P96复习题1．常规的地图一般绘制在纸张等介质上，这种地图称为模拟地图。模拟地图制图工艺过程困难，成图周期长，不易保存和刚好更新。而利用地理信息系统可以制作电子地图。电子地图与纸质地图相比，具有许多优势：首先，电子地图以计算机屏幕为显示设备，以存储器为存储设备，易于保存和更新；其次，电子地图动态生成，表达方法多种多样；再次，电子地图缩放自如，便于阅读地理信息；最终，电子地图与数据库相连接，具有查询、计算和统计、分析功能。2．RS是三种技术的基础，是信息源的主要渠道；GPS是在RS基础上实现的，其主要功能是定位与导航；GIS是在前二者基础上实现的，空间信息查询定位只是GIS最基本的功能之一，除此之外还有其他的基本功能。详细而言，RS、GPS、GIS三者既有分工又有联系。RS主要用于地理信息数据的获得，GPS主要用于地理信息的空间定位，GIS主要用来对地理信息数据进行管理、更新、分析等。RS为GIS供应地理信息数据，可加快GIS数据库的更新，保证地理信息系统的时效性；GPS为RS信息数据的目标选择、野外验证、图像分类等供应地面定位坐标信息，为更好地利用RS解决实际问题供应支持。“3S”技术之间的关系如下图所示：教材P97探究这位同学的想法在将来可以实现。采纳虚拟技术和网络技术，跨越时间和空间。全球定位系统主要作用是定位和导航，遥感技术主要作用是刚好、快速地获得信息和数据，地理信息系统主要作用是储存、管理、分析数据。教材P101思索数字地球的应用领域非常广泛，如预料气候变更、治理环境污染、防灾减灾、保持生物多样性、解决政治或经济危机、增加农业产出等。数字地球将对所容纳的大量行业部门、企业和私人添加的信息进行探讨和分析。例如，基础设施建