江苏专用2024-2025学年高中地理第14课时地理信息技术在交通和城市管理中的应用讲义鲁教版必修2

PAGE1-第十四课时地理信息技术在交通和城市管理中的应用学习目标：1.说出地理信息系统的工作流程和主要功能。2.举例说明地理信息系统和全球定位系统的主要应用领域。(重点)3.通过实例分析说明地理信息系统在城市基础设施管理以及在医疗救援中的作用。(重点)4.了解全球定位系统的基本构成。5.初步学会运用GPS接收机进行定位和导航，驾驭地理信息技术在交通中的应用。(重点)一、地理信息系统1．地理信息系统及其功能(1)概念：在计算机软件和硬件支持下，对地理信息进行采集、管理、分析和表达的空间信息管理系统。(2)优点：图形化、可视化，可刚好更新信息。(3)存储和处理的数据类型①空间数据：反映事物地理空间位置的信息。②属性数据：与地理位置有关的反映事物其他特征的信息。(4)系统构成：包括系统硬件、系统软件、数据、应用人员和应用模型五个部分。(5)主要功能：数据采集、数据分析、决策应用等。(6)解决的主要问题：地物空间分布及位置分析、趋势分析、模式分析及模拟结果等。2．地理信息系统的应用(1)在灾难监测中的应用①借助于遥感技术，可有效地监测和预报灾难。②可分析灾难影响范围，确定救灾物资调配的最佳路径。③为受灾人员、财产的平安有效转移供应决策依据。④进行灾情统计与评估。⑤为灾后重建供应决策支持。(2)在经济活动中的应用①通过对各种相关信息的收集、管理与分析，有助于做出正确的推断和决策。②结合地理信息系统、遥感技术、全球定位系统及网络技术，为现代经济活动供应全新的数据地图决策信息。[特殊提示]地理信息系统所采集的信息是按地理空间分布特征来反映地理事物改变规律的，因此不是反映地理空间分布特征的有关课题，一般不用地理信息系统进行探讨。3．城市管理中的地理信息系统(1)概况：应用最早、最有成效，已成为城市管理的重要应用手段。(2)主要应用领域：城市的信息管理与服务、交通道路管理、环境管理以及城市规划、防灾减灾等方面。二、全球定位系统1．全球定位系统的构成(1)概念：是利用卫星群来获得地面经纬度坐标及其高程并用于定位和导航的系统。(2)组成①空间卫星系统：由24颗卫星组成，保证地面上任何地点、任何时间都可观测到4颗以上卫星。②地面监控系统：由主控站、监控站和信息注入站组成。③用户设备系统：主要由GPS卫星接收机和GPS数据处理软件等组成。(3)工作原理eq\x(\a\al(工作卫星不间,断地发送自身,的星历参数和,时间信息))→eq\x(\a\al(GPS用,户接收,信息))→eq\x(\a\al(经过计算求出自,身所在地点的,三维位置、三维方,向以及运动速度,和时间信息等))(4)特点：海、陆、空全方位、全天候、高精度、自动化、高效益等。2．GPS的应用(1)军事：不仅海、陆、空三军，而且很多高科技武器等，也都起先采纳GPS技术进行定位导航。(2)交通①民用GPS主要用于交通车辆导航管理、航空器的定位及导航。②航海是GPS的最大用户，有GPS航海自主导航系统、港口管理和进港引导系统、航路交通管理系统、跟踪监视系统等。③GPS空中导航：实现了最佳空域划分与管理、空中交通流量管理以及飞行路途管理。(3)旅游探险：利用GPS，旅游者可以在生疏的城市里快速找到自己所在位置，确定前往目的地的最优行进方式和路途。(4)其他应用：包括大地测量、野外勘测、紧急救援、农业监控、生态探讨等方面。3．学用GPS手持机(1)熟识GPS功能键(2)定位①首先应选择室外无障碍物的地点，以确保能够同时接收到的卫星数量不低于4颗，而且卫星信号良好。②按[开机键]，显示[收星]界面，切换至[数据查询]界面，屏幕中即显示纬度、经度、海拔高度(三维位置)。(3)导航①建立航点eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(按[定位键]，记录下各航点位置,干脆输入经、纬度等数据信息))②依据航点导航。(1)通过地理信息系统中的图形数据可以查询到北京市的空间位置。()(2)对城市中大型商场进行选址时，地理信息系统须要分析人口和交通的相关数据。()(3)野外探险时我们可借助GPS探知周边的环境特征。()(4)目前，GPS技术主要应用于军事及交通管理两大领域。()(5)关于全球定位系统的说法，不正确的是()A．只能获得地面某点的经纬度，不能确定其高程B．全球性、全天候、连续性、实时性工作C．定位精度高D．功能多，应用范围广提示：(1)√地理信息系统中存储和处理的空间数据又称地图数据或图形数据，可以反映事物地理空间位置的信息。(2)√商场选址须要考虑交通条件和市场条件，须要地理信息系统从其数据库中调取相关的人口分布和交通分布等相关数据，为正确的决策供应依据。(3)×野外探险时我们可利用GPS进行定位、导航，但不能借此探知四周的环境特征。(4)×GPS技术的应用领域非常广泛，不只限于军事、交通管理两个领域。(5)A[全球定位系统能够供应三维坐标(经度、纬度和高程)、速度和时间。]地理信息系统的应用2024年4月，南开区已正式启用天津统计地理信息系统，该系统是基于本市地理空间的展示、分析及服务，系统整合了新型统计体系、第三次经济普查、基本单位名录库，以及各类年定报数据，实现了政府部门数据与地理信息系统的有机结合。该系统主要以地图形式呈现，每家企业都对应营业地址定位到地图里，点击查看就可以直观的了解整个南开区域内的经济运行状况，还可以选择特定的局部区域查看数据分析，包括总体经济数据(GDP等)、企业的行业分布及活跃度等。问题1(综合思维)地理信息系统存储的数据有几类？提示：地理信息系统中存储和处理的数据可分为两大类：一类是反映事物地理空间位置的信息，称为空间数据；另一类是与地理位置有关的反映事物其他特征的信息，称为属性数据。问题2(综合思维)利用天津统计地理信息系统能了解哪些经济运行状况？提示：可查询相关的经济数据、企业的位置、行业的分类信息，也可对经济发展进行相关的分析、预料等。eq\a\vs4\al([归纳总结])1．在灾难监测中的应用应用地理信息系统，并借助遥感技术，可有效地监测和预报洪涝灾难、森林火灾等，其详细操作过程如下：2．在经济活动中的应用地理信息系统与遥感技术、全球定位系统及网络技术相结合，可为现代经济活动供应全新的数据地图决策信息。下图是地理信息系统在商业活动中的应用：3．在城市管理中的应用应用主要功能举例说明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供应旅游景点分布与详情，商业网点的布局及各自特色，城市道路与建筑物的空间分布城市规划进行城市与区域多目标的开发和规划规划部门可以把有用的资料记录到数据库里，随时查询和统计，并用三维影像显示城市；还可以把城市地下管网的分布输入系统中，进行有效管理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，可以供应多类型的查询查询空间信息：某个加油站、立交桥的坐标位置；查询时间信息：某辆车某一时间处于什么位置及其某时某地的车流量等；查询路面质量、沿路环境、居民分布状况等；发布交通信息：刚好把交通拥挤状况、车流量、交通事故、交通环境状况发给驾驶员，显示在车内显示屏幕上，帮助驾驶员找出最佳行车路途城市抗灾减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，并协助开展灾后的应急和复原工作为提高火灾防救工作的针对性，可以建立各防火区的火灾信息系统，并建立相应的救援路途模型和灾后损失评估模型城市环境管理环境规划与决策、监测、评价、预料与模拟对城市多种信息如大气、水、土地、噪声等进行管理和处理图示法理解地理信息系统及应用1．GIS中，不同类型的地理空间信息存储在不同的图层上，叠加不同的图层可以分析不同要素的相互关系。据此回答(1)～(2)题。(1)城市交通图层与城市人口分布图层的叠加，可以()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(2)对2000年与2024年城市土地利用图层进行分析，能够()A．计算交通流量的改变B．预料洪涝灾难的发生C．了解城市地域结构改变D．预料城市降水改变趋势(1)A(2)C[第(1)题，城市交通图层和城市人口分布图层的叠加，反映了该地区的交通通达度和消费人口的多少，因此可以为商业网点选址。第(2)题，构成城市土地利用图层的信息主要有住宅区、商业区、工业区等因素，对其进行分析，可以了解城市地域结构的改变。]全球定位系统的特点和应用阅读下列材料，探讨下列问题。材料一上海世博会期间，GPS导航服务被广泛应用于出租车等其他社会车辆中。材料二我国旅游业在发展过程中，出现了两种现象：一是随着私家车的增多，“自驾游”越来越多，尽管人们对某地道路一点也不熟，但只要有车载导航系统，一切都迎刃而解；二是将目光投向人迹罕至的地区，过去人们在这些地区极易迷失方向，遭受危急，现在只要配有GPS接收机，平安便得到了保障。问题1(综合思维)GPS具有哪些特点？提示：具有海、陆、空，全方位、全天候、高精度、自动化、高效益等的特点。问题2(综合思维)依据材料可以看出，GPS应用在哪些领域？除了这些，GPS还应用于哪些领域？提示：交通管理、旅游、消遣等。军事、测量、救援等。问题3(综合思维)上海世博会期间，GPS对开车出行有什么作用？提示：规划出最佳路径；引导驾驶；随时驾驭前方路况等。eq\a\vs4\al([归纳总结])1．全球定位系统的特点特点含义覆盖全球表面，可全天候作业GPS具有全球性、全天候、连续实时定位和导航的须要，且不受云、雾、雨、雪等天气的影响功能多，应用广GPS不仅可用于定位、导航，还可用于测绘、测量、测速、测时，应用领域不断扩大观测时间短，定位精度高目前，GPS接收机的一次定位和测速工作可在1秒钟甚至更短的时间内完成。随着GPS的不断完善，GPS定位技术已能使静态定位精度提高到厘米级甚至毫米级操作简洁，便于携带GPS的操作已基本实现了自动化，且GPS接收机的体积越来越小，重量越来越轻，便于携带和野外观测抗干扰，保密性强GPS卫星所发送的信号具有良好的抗干扰性和保密性2．全球定位系统的应用2．中国地震台网正式测定，2019年2月2日(1)精确定位地震震中(北纬46.73度，东经83.34度)主要用到的技术是()A．RSB．GPSC．GISD．飞机拍摄(2)北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户供应高精度、高牢靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信实力。北斗导航系统在抗震救灾中发挥的主要作用有()①供应灾区的影像②统计灾区的经济损失③确定救灾人员的位置④进行短报文通信A．①②B．①③C．②③D．③④(1)B(2)D[第(1)题，GPS主要用于精确定位；GIS用于分析、处理数据，为决策者供应依据；RS可用于对某一地物进行实时监测。第(2)题，由北斗卫星导航系统是全球卫星定位与通信系统，具有导航和短报文通信实力可知，③④正确。]叠加图层的判读某专题探讨建立的GIS图层探讨1上图中地理信息图层包括哪些？提示：水系、土地利用、居民点、地形和土壤等。探讨2上图各图层叠加可用于哪些领域？提示：土地的分类与评价、自然灾难风险评估、水土流失探讨等领域。(1)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。(2)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新建商业中心选址河流分布、坡度分布、土石分布图泥石流易发区水系、土地利用、居民点、地形、土壤图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、区域规划图深埋垃圾场选址坡向分布、岩石倾斜图滑坡易发区下图为某地区地理信息系统数据库示意图。读图，回答(1)～(2)题。(1)以下图层组合最适合用遥感(RS)技术获得信息的是()A．①②④ B．①③⑤C．③④⑥ D．②③⑥(2)进行农业相宜性评价可以利用的图层组合是()A．①②④⑤ B．②③④⑤C．②③④⑥ D．①③⑤⑥(1)A(2)C[第(1)题，遥感一般指运用传感器对物体电磁波的辐射、反射特性进行探测。居民点、水系和地形等主要分布在地表，因而其信息简洁通过遥感技术获得；土壤、岩层和地下水一般位于地下，其电磁波的辐射、反射特性较弱。第(2)题，进行农业生产活动的自然区位因素多与地形、气候、土壤、水源等相联系，与居民点和岩层联系不大。]应用地理信息系统，并借助于遥感技术，可有效地监测和预报洪涝灾难、森林火灾等。据此完成1～2题。1．分析灾难影响范围、确定救灾物资调配的最佳路径，主要是利用GIS的()A．信息管理、查询和分析功能B．数据采集、检验功能C．数据的编辑、存储功能D．灾情报告功能2．假如将GIS用来监测森林火灾，可以()A．用来分析、推断引起火灾的缘由B．预料森林火灾的发生地点C．预料森林火灾所造成的后果D．刚好知道火灾地点、范围，以便于刚好分析火势扩散方向，制定灭火方案1．A2.D[GIS的主要功能有数据采集、检验与编辑、存储与组织、处理与分析、显示等。GIS的信息管理、查询和分析功能，可为分析灾难影响范围、确定救灾物资调配的最佳路径，以及受灾人员、财产的平安有效转移等供应决策依据，同时还可以进行灾情的统计与评估，为灾后重建供应决策支持。]3．香港城市旅游