学年高中地理第三章地理信息技术应用学案湘教版必修31129113.docx
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学年高中地理第三章地理信息技术应用学案湘教版必修31129113
第三章地理信息技术应用
第一节 地理信息系统及其应用
1.结合相关材料，了解地理信息系统的概念、发展，掌握地理信息系统的组成及工作过程
2.结合具体实例，理解地理信息系统在城市建设和管理中的应用
北京市统计局根据《第六次全国人口普查方案》关于“采用电子化操作模式”的规定，建立了北京市人口普查地理信息系统。
该系统基于我国自主知识产权的SuperMapGIS平台，实现了普查区图的电子化管理、统一维护与实时更新，整合了人口普查、经济普查、统计年鉴等各类统计数据，具有全国性的推广价值。
地理信息系统的应用领域除人口普查外，还有哪些方面？
授课提示：
对应学生用书第59页
知识点一 地理信息系统
1．概念：
是一种以采集、存储、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。
2．功能：
除一般信息系统的功能外，还能显示数据的空间分布，并具有强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能。
3．发展
从20世纪60年代至今，GIS发展经历了四个阶段，如下图：
4．组成：
硬件设备、地理数据、GIS软件、GIS人员、应用模型。
5．工作过程
GIS五个组成部分中最重要的不是人员，
而是计算机系统
这种认识是错误的。
在GIS五个组成部分中最重要的是GIS人员。
GIS人员是GIS的能动部分。
GIS人员的技术水平和组织管理能力是决定系统建设成败的重要因素。
系统人员按不同分工有项目经理、项目开发人员、项目数据人员、系统文档撰写和系统测试人员等。
各个部门齐心协力、分工协作是GIS成功建设的重要保证。
不仅如此，GIS的应用也与GIS人员有关，地理信息系统工作人员以各种图形、地图或表格等形式输出数据，经用户和决策者（也是GIS人员）对数据进行判断分析后，即可应用。
知识点二 地理信息系统与城市管理
1．GIS的应用领域：
资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通信、交通运输、公安、水利、公共设施、商业金融等。
2．GIS在城市建设和管理中的典型应用
应用领域
典型应用
城市规划和管理
城市规划的设计、工程选址、城市管理和辅助决策
基础设施管理
工程设计、应急抢修、日常维护管理等工作
土地利用与管理
土地利用状况的监控和管理
生态环境管理
城市生态规划、环境评价、环境与区域可持续发展的决策分析、环保设施的管理等
授课提示：
对应学生用书第60页
探究一 地理信息系统
据报道，某城市建设局房地产管理处正在建一张房产数字地图，将房产信息融合到地图中。
这套系统就是GIS房产地理信息系统，系统建成后，全区范围内的商品房、单位房以及部分个人存量房都将在房产地理信息系统中拥有唯一的图形定位，并拥有一个编码。
这个如同身份证一样的识别标志，将使该地区实现“以图管房”。
每套房子都有了自己的“身份证”。
结合材料探究：
（1）该城市的GIS房产地理信息系统由哪些部分组成？
答案：
由硬件设备、地理数据、GIS软件、GIS人员、应用模型组成。
（2）该城市的GIS房产地理信息系统中的地图与传统地图在存储信息的形式上有何不同？
答案：
该系统中的地图属于GIS地图，它是通过建立数据模型，以数据库的形式存储地理空间数据，而传统地图以图纸的形式保存地理信息。
1．地理信息系统概念的结构图
2．地理信息系统的组成及其用途
组成
用途
硬件
计算机主机，存储设备，数据输入、传输和输出的设备
GIS基本设备
软件
数据输入与编辑、数据管理、数据操作以及数据显示和输出等
GIS软件提供存储、分析、显示地理数据的功能
数据
基础数据
地质、地貌、地形数据等
GIS建立在地理数据的基础上，数据组织和处理是GIS应用系统建设中的关键环节
专题数据
规划、房地产、交通、环保、公用事业数据等
应用模型
解决不同的问题，要使用不同的模型，如人口扩散模型、商业选址模型、路径分析模型等
解决各种实际问题的数学模型
人员
从事GIS系统开发的专业人员
组织、协调、管理、应用
使用GIS完成工作的用户
3.地理信息系统的工作过程
阅读材料，完成1～3题。
健康地图由谷歌创建，在加拿大健康研究所等的支持下，向全球跟踪地图上添加实时的消息警告、医疗信息和其他的数据。
1．“健康地图”中的交通数据属于________数据，图中的数据采取“________”技术存储。
2．某人利用健康地图查询甲型H1N1病例的分布状况，属于GIS工作过程中的________环节。
3．与纸质地图相比，“健康地图”具有哪些不同？
解析：
根据材料可知“健康地图”是GIS的一种应用，GIS数据可分为基础数据和专题数据两种，确定GIS工作环节时需要关注应用的“过程”。
第1题，基础数据指地质、地貌、地形数据等；规划、交通等属于专题数据；“健康地图”包含多个图层，这些数据采取“分层”技术存储。
第2题，“查询”属于操作与分析过程。
第3题，也就是纸质地图与GIS的不同，可根据教材的相关内容归纳。
答案：
1.专题 分层
2．操作与分析
3．①储存信息的形式不同；②查询的方式不同；③地理信息系统将不同来源、不同比例尺、不同投影的地图进行数据综合，并进行空间分析。
而地图没有这些功能。
探究二 地理信息系统的应用
2017年7月19日晚，昆明市主城区突降暴雨，引发城市内涝。
网友们将城市内涝戏称为“看海”，戏称的背后则是对城市走出“看海”困局的期盼。
专家表示，短期内解决内涝问题是不现实的，这还需要一个建设周期。
这期间，既要重视硬件设施的建设，也要重视地理信息系统（GIS）等信息化技术的应用，破局排水管网信息化建设，打造现代化管理方式，防灾减灾。
结合材料探究：
（1）地理信息系统在城市建设和管理中的典型应用有哪些？
答案：
城市规划与管理、基础设施管理、土地利用与管理、生态环境管理。
（2）地理信息系统在城市排污管网的建设中有何作用？
答案：
借助GIS能够完成工程设计、应急抢修、日常维护管理等工作，提高工作效率。
（3）地理信息系统可以解决哪四类基本的问题？
答案：
①与分布、位置有关的基本问题；②趋势分析问题；③模式问题；④模拟问题。
地理信息系统在城市建设和管理中的典型应用
应用领域
主要功能
信息管理与服务
主要向城市居民提供日常工作与生活所需的各种信息
规划和管理
主要是进行城市规划设计、工程选址等，也可以进行城市管理和辅助决策
基础设施管理
利用GIS能够完成工程设计、应急抢修、日常维护等工作，可大幅度提高工作效率
土地利用与管理
土地利用涉及土地利用性质变化、地块轮廓变化、土地权属关系变更等内容。
GIS技术可以有效完成对土地利用状况的监控和管理，提高工作质量与效率
生态环境管理
应用GIS技术，可以实现城市生态规划、环境评价、环境与区域可持续发展的决策分析、环保设施的管理等
拓展延伸
1．地理信息系统在区域地理研究中的应用
2．地理信息系统在灾害监测中的应用
近年来，国内各大电子商务平台发展活跃，出现许多专业的“淘宝村”。
下图通过地理信息系统（GIS）对城市进行规划研究。
读图，回答1～2题。
1．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
2．若在该区域新建“淘宝村”，最宜选择在（ ）
A．甲B．乙
C．丙D．丁
解析：
第1题，读图分析可知，该城市中心区位于图示区域的西南部。
第2题，“淘宝村”要求物流便利，所以可能主要分布在郊区交通干道甚至交通便利的农村附近，“淘宝村”是因家庭网店发展起来的，与高校、科研机构分布关系不大，所以新建“淘宝村”最宜选择在丁地。
答案：
1.B 2.D
授课提示：
对应学生用书第62页
图表判读（五） GIS图层叠加示意图的判读
（1）要明确GIS图层是由许多的专题地图组成的，这些专题地图是由许多具有空间属性的数据在计算机中生成的，它们分别反映了某种专题地理事物的空间分布特征。
如下图中的叠加图层分别有水系分布图、土地利用类型分布图、地形图、居民区分布图和土壤分布图。
（2）要明确不同的专题地图反映的地理事物之间的空间联系。
如从水系分布图中可以找到河流的上游地带，而河流的上游往往是山地，在地形图中则常反映为等高线较为密集，有一定的坡度等特征。
（3）要明确图层叠加之后会形成一个可以反映多个地理要素分布特征的新地图，在这幅新地图中的某个位置上，我们就可以综合考虑各个要素，对人类生产、生活活动场所的选择进行评价。
[典例] 下图示意某区域不同信息的图层。
地铁建成运营后站点周边地价将随之上涨，但上涨后的地价很难超过50。
读图，完成
（1）～（3）题。
（1）该区域商业中心最有可能位于（ ）
A．甲 B．乙
C．丙D．丁
（2）地铁建成运营后，地价涨幅最大的地块是（ ）
A．甲B．乙
C．丙D．丁
（3）地铁建成运营后，乙地的利用类型最可能是（ ）
A．工业用地B．行政用地
C．绿化用地D．住宅用地
[答题思路] 第
（1）题，比较地块与地价图层，四地中甲地地价为50，为最高值，最有可能是商业中心。
第
（2）题，地价与拟建地铁站图层叠加分析可知，乙地有地铁站且目前地价最低（10），所以乙地地价涨幅最大。
第（3）题，乙地地价最低，远离商业中心，地铁站建成后，方便居民出行，故最可能为住宅用地。
[答案]
（1）A
（2）B （3）D
地理信息系统从外部看表现为计算机软硬件系统，但其内涵却是由计算机程序和地理数据组成的地理信息模型。
读图，完成下列问题。
用来存储不同信息的GIS图层
（1）GIS的工作过程主要有哪些环节？
（2）图示的“图层”按自然和人文两个方面分类，属自然地理方面的是________________________，属人文地理方面的是________________________。
（3）若要研究邮电通信点的布局问题，你认为还应该增加哪些图层？
为什么？
解析：
GIS的工作过程由许多复杂环节组成，概括起来主要包括地理数据的输入、存储，地理数据的操作和分析，以及地理信息输出等环节，各环节相辅相成，缺一不可。
图示的“图层”属于自然地理方面的有水系、地形和土壤三个，属于人文地理方面的有土地利用、居民区两个。
在这里一定要明确自然地理和人文地理的有关概念。
邮电通信点的布局要具备两个条件，一是要分布在居民点内或居民分布集中的地区；二是要布局在交通便利的地区，即位于交通干线上。
因此，要研究邮电通信点的布局问题，至少需要该地区的交通线路图和居民分布密度图。
这两个“图层”相加，再根据邮电通信点的服务范围合理布局。
答案：
（1）包括地理数据的输入、存储，地理数据的操作和分析，以及地理信息输出等环节。
（2）水系、地形和土壤 土地利用、居民区
（3）交通线路图和居民分布密度图。
邮电通信点的布局要具备两个条件，一是要分布在居民点内或居民分布集中的地区；二是要布局在交通便利的地区，即位于交通干线上。
授课提示：
对应学生用书第62页
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，且GIS还能进行趋势分析，复杂的“模式”分析，还可以用“虚拟模拟”进行预测性分析。
据此完成1～4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．②③④
C．③④⑤D．①②⑤
2．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
3．GIS与传统地图的最基本差异是（ ）
A．GIS用点、线、面来表示地物的空间特征和属性
B．GIS用符号表示地物的属性
C．GIS用色彩来表示地物的差异
D．GIS用数值表示地物的空间数据
4．地理信息系统区别于其他信息系统的最本质特征在于它是（ ）
A．空间数据B．数据信息
C．图像信息D．综合信息
解析：
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。
第3题，传统地图通过不同的符号、色彩组成的点、线、面来表现地理事物的空间分布，而GIS在建立数据库时，首先要对纸质地图、文字及非数字形式的资料进行数字化处理。
第4题，地理信息系统是由庞大而复杂的空间资料组成的，与其他信息系统相比，具有空间性。
答案：
1.A 2.B 3.D 4.A
5．下面属于地理信息系统应用领域的是（ ）
①防洪减灾 ②交通管理 ③城市规划 ④医疗服务
⑤学生管理
A．①②③④⑤B．①②③④
C．②③④⑤D．①②④⑤
解析：
地理信息系统应用领域有多个方面，它几乎涉及国民经济的方方面面。
现已广泛应用于金融、电信、交通、国土资源、电力、水利、农林、环境保护、地矿等领域。
但学生管理主要在学校内部完成，与GIS关系不大。
答案：
B
授课提示：
对应学生用书第107页
一、选择题
兰州大学陈全功教授等人首次对中国南北分界线给出了定量、定位分析，最窄处约26.42km，最宽处约195.41km，将“线”还原成“带”（如下图）。
据此完成1～2题。
1．将中国南北分界由“线”还原成“带”，主要运用的地理信息技术是（ ）
A．遥感技术（RS）
B．全球定位系统（GPS）
C．地理信息系统（GIS）
D．计算机网络技术（CNT）
2．中国南北分界带西端，最接近我国的（ ）
A．种植业与畜牧业的交错带
B．季风区与非季风区界线
C．地势第二、三级阶梯分界线
D．外流河区域与内流河区域分界线
解析：
第1题，南北分界带的确定，要综合分析多个自然要素，必然要运用地理信息系统进行合成分析。
第2题，南北分界带西端接近400mm年等降水量线，即接近我国种植业与畜牧业的交错带。
答案：
1.C 2.A
GIS是用于空间分析的计算机系统，某中学地理小组将它用于课题研究。
据此完成3～4题。
3．下列四图是同学们为家乡所作的自然、社会经济方面的资料分析图，其中只适宜用GIS数据库软件制作的是（ ）
4．同学们拟分析家乡人口分布与自然条件的关系，在GIS数据库中，须调用的专题图层有下列中的（ ）
①地形图层 ②土壤图层 ③气候图层 ④人口图层 ⑤商业网点图层 ⑥农业图层 ⑦工业图层 ⑧城市图层 ⑨交通图层
A．①②③④ B．③④⑤⑥
C．⑥⑦⑧⑨D．⑤⑥⑦⑧
解析：
第3题，GIS中存储和处理的数据可分为空间数据和属性数据，坐标图、柱状图用传统方法和GIS数据库软件都可以制作，但C项是一幅矢量图形，只适宜用GIS数据库软件制作。
第4题，要求分析人口分布与自然条件的关系，而自然条件主要指地形、气候、土壤、河湖等，所以只有A项符合题意。
答案：
3.C 4.A
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可以像传统地图一样，解决与“地点”“状况”等有关的查询，但GIS还能进行趋势分析和复杂的模式分析，还可以进行预测性分析等。
据此完成5～6题。
5．如果将GIS技术用来监测森林火灾，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，分析火灾蔓延方向，制定灭火方案
6．有的渔民已经使用GIS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的成本
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
解析：
第5题，GIS技术在自然灾害监测中可以通过现有的火势情况，结合风向、森林面积等预测分析火势的蔓延方向，并制定出详细的灭火方案。
第6题，渔业生产引进GIS技术寻找鱼群，能够降低渔业的生产成本，但会因过度捕捞，使渔业资源面临枯竭，从而不利于渔业资源的可持续发展。
答案：
5.D 6.B
飓风“桑迪”吹过后，给纽约市造成了空前严重的破坏。
纽约上空仍阴云密布，风雨一阵一阵地吹过，整个城市仍处于半瘫痪状态。
百年历史的纽约地铁系统进水，是有史以来最大的损坏。
进出市内的隧道被水淹没，桥梁也都关闭。
火车、轮船、飞机、公交车全部停运，学校继续放假。
据此回答7～8题。
7．如果让你利用GIS制定撤离预案，你需要输入的基础数据包括（ ）
①地质 ②地貌 ③地形 ④交通
A．①②③B．②③④
C．①②④D．①③④
8．撤离预案，属于GIS的________功能（ ）
A．存储B．管理
C．分析D．模拟
解析：
第7题，利用GIS制定撤离预案时，应参照多项数据，但交通数据属于GIS中的专题数据。
第8题，“撤离预案”是利用GIS根据输入信息模拟结果的功能。
答案：
7.A 8.D
某GIS系统中，电脑屏幕上显示某区域地图真实面积为10平方千米，现通过操作，屏幕上显示的区域真实面积变为1000平方千米。
据此回答9～10题。
9．操作后比操作前地图比例尺（ ）
A．扩大了10倍B．扩大到1倍
C．缩小了9/10D．缩小到9/10
10．现需要在该系统中规划一条某旅游景区的游览步道，不需要的地理要素图层是（ ）
A．地形图层B．水系图层
C．景点图层D．土壤图层
解析：
第9题，由题意可知，在电脑显示面积没有发生变化的情况下，实地面积变为原来的100倍，那么比例尺就缩小为原来的1/10，也就是缩小了9/10，故选C。
第10题，规划旅游景区的游览步道，需要用到地形图层，因为涉及地势起伏、路线选择；水系图层也需要，因为涉及需要修建桥梁等；景点图层也需要，因为要考虑旅游的路线；而土壤主要与农业生产有关，对于步道修建没有多大影响，故选D。
答案：
9.C 10.D
GIS中，不同类型的地理空间信息存储在不同的图层上。
叠加不同的图层可分析不同要素间的相互关系。
据此回答11～12题。
11．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
12．对2000年与2015年城市土地利用图层进行分析，能够（ ）
A．计算交通流量的变化
B．预测洪涝灾害的发生
C．了解城市地域结构的变化
D．预测城市降水变化趋势
解析：
GIS的数据存储采用“分层”技术，即将地图中的不同要素存储在不同的“层”中。
将不同“层”中的要素重叠，就形成不同主题的地图。
GIS只是技术手段，要正确回答以上两个题目，就必须正确掌握相关的地理知识。
第11题，城市交通图层能显示城市各地区的通达度，城市人口分布图层能显示城市不同地区人口分布的密度，两图层相加，可以显示城市人口密度最大、交通通达度最好的地区，而这恰好是商业网点的最佳选址。
第12题。
比较2015年城市土地利用图层和2000年的不同，可发现在城市化过程中，城市土地利用状况的变化可很好地反映城市地域结构的变化。
答案：
11.A 12.C
二、非选择题
13．阅读材料，完成下列各题。
《基于GIS的供水运营管理信息系统分析与设计》一文中写到：
针对供水管网GIS的特点和应用现状，提出建立基于GIS的供水运营管理信息系统。
整个系统通过GIS平台上的信息共享与集成，能够实现各类信息的综合、分析和决策，从而深化GIS在供水行业中的应用，有效提高企业的工作效率和管理水平。
在该系统的工作过程中，如果：
（1）让你来对现有的相关纸质地图进行数字化，你将如何进行？
请完成操作流程简图。
（2）在相关数据的存储过程中，可采用“________”技术，在确定交通线路时一般涉及哪些不同的图层？
（3）如果让你来向公众演示该系统中各类数据之间的关系，你可以为公众提供哪几种表现形式？
这些形式可以通过哪几种输出形式输出？
（4）你需要查询某项地理要素，该系统可以向你提供哪几类地图？
解析：
第
（1）题，地图数字化过程可根据教材P79图3－8绘制。
第
（2）题，在相关数据的存储过程中，可采用“分层”技术；一般涉及地形地质、土地利用类型、聚落、交通线路等信息的图层。
第（3）题，系统中各类数据之间的关系可用图形、地图或表格等形式表现；GIS信息的输出可通过显示器的屏幕、绘图仪、打印机等设备。
第（4）题，有地形图、专题图、剖面图和三维地图等类型。
答案：
（1）
（2）分层 地形地质、土地利用类型、聚落、交通线路等。
（3）形式：
图形、地图或表格。
输出形式：
计算机的显示器屏幕、绘图仪、打印机。
（4）地形图、专题图、剖面图、三维地图。
14．读图文材料，回答下列问题。
材料一 某区域电子地图。
材料二 地理信息系统具有地图处理、数据库和空间分析等功能。
它不仅可以像传统地图一样解决与“地点”和“状况”有关的查询，还能用它进行趋势分析，用“虚拟模拟”进行预测性分析等。
（1）新科技能够带你轻松游山玩水，迅速找到目的地并提示最佳路线主要依托____________的应用。
（2）地理信息系统具有哪些功能？
（3）应用GIS技术的最终目的是（ ）
A．处理信息
B．记录信息
C．便于信息查询
D．为地理决策提供信息
解析：
本题主要考查了GIS的功能、应用和特点等，在回答时，注意结合教材内容作答。
答案：
（1）地理信息系统
（2）GIS除了一般信息系统的存储、管理数据功能外，还能显示数据的空间分布，并具有强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能。
（3）D
第二节 遥感技术及其应用
1.了解遥感技术的概念、工作原理、发展历程、类型
2.结合材料，掌握遥感技术的特点、遥感技术系统的组成、工作过程
3.结合实例，理解遥感在资源普查、环境灾害监测中的应用，学会运用遥感技术原理解决实际问题
2016年12月28日，中国“高景一号”01组两颗卫星以一箭双星方式成功发射，这是中国首个自主研制的0.5米级高分辨率商业遥感卫星。
什么是遥感？
遥感技术可以应用于哪些领域？
授课提示：
对应学生用书第63页
知识点一 遥感技术
1．遥感概述
（1）原理：
不同地物对电磁波发射、反射和吸收的特性不同。
（2）概念：
借助对电磁波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。
（3）
2．遥感技术系统与遥感类型
（1）系统组成：
由遥感平台、传感器、信息传输装置、数字或图像处理设备以及相关技术等组成。
（2）遥感分类
分类依据
类型
遥感平台的高度
航天遥感、航空遥感、近地遥感
传感器是否主动向观测目标发射电磁波
主动式遥感与被动式遥感
电磁波的波谱范围
紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多谱段遥感等
按应用领域或专题
环境遥感、大气遥感、资源遥感、海洋遥感、地质遥感、农业遥感、林业遥感等
知识点二 遥感技术的应用
一、遥感与资源普查
1．重要应用领域：
勘探矿产资源，调查生物资源和水资源。
2．具体应用
假彩色图像反映的地物颜色不是其真实颜色
在成像过程中如果分类和还原没有按照对应关系，相片的色彩为人工合成，与天然实物色彩不同，就不可能为真彩色，而被称为假彩色，地物颜色并非其真实颜色。
二、遥感与环境灾害监测
1．意义
2．洪涝灾害的监测
（1
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