高中地理第4章第4节地理信息技术的应用教案中图版必修第二册.docx

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高中地理第4章第4节地理信息技术的应用教案中图版必修第二册

第四节　地理信息技术的应用

课程标准

核心素养目标

通过探究有关人文地理问题，了解地理信息技术的应用。

1.结合生产和生活实际，掌握地理信息技术在解决人文地理问题中的应用。

（综合思维、地理实践力）

2.结合图像，掌握地理信息技术在城市交通、土地利用方式、环境监测等城市管理与规划中的应用。

（综合思维、地理实践力）

3.结合图文材料，掌握地理信息技术在国土资源监察、人口空间分布与发展预测等方面的应用。

（综合思维、地理实践力）

一、人口空间分布与发展预测

1．原理

2．人口空间分布分析

（1）意义：

掌握人口空间分布和迁移的空间特征、空间关联结构等，对社会发展和政府决策具有重要的现实意义。

（2）地理信息系统的应用

―→

3．人口发展趋势预报

利用地理信息系统，根据现有人口资料对未来人口状况进行预测，为各种决策提供科学依据。

[易错提醒]　地理信息系统能够对空间信息进行综合分析、评估和预测。

若有“分析”“评估”“预测”“预报”“处理”“管理”“决策”“规划”“选址”等词语的则多选取地理信息系统。

二、国土资源监察

1．国土资源监察内容：

土地利用现状调查、土地质量调查、土地评价以及土地监测等。

2．地理信息系统的作用

（1）及时、准确、高效地将各种资源信息进行叠加和分析，生成各种国土资源综合电子地图，为日常决策和业务管理以及应对突发性事件等提供信息化支撑。

（2）分析和预测国土资源问题，提高基层国土资源队伍的快速反应能力，提升监测的准确性。

三、车辆导航调度

1．全球导航卫星系统在交通方面应用领域：

租车服务、物流配送等。

2．全球导航卫星系统在交通方面应用：

导航跟踪、调度管理，合理分配车辆。

[易错提醒]　全球导航卫星系统主要作用是精确定位和导航。

若有“定位”“导航”“测量”“精确”“精准”等词语的则选取全球定位系统。

四、旅游信息查询

1．地理信息技术的作用：

推动了旅游业信息化的进程。

2．三维数字地球的作用

（1）快速实现旅游资源的可视化、旅游资源和信息的快速查询与空间定位功能。

（2）有助于建立旅游地理信息系统，实现旅游资源的信息化管理，使用户能够全方位观察旅游景观。

五、城市规划与评价

1．城市规划与建设特点：

时间长，涉及面广，且与城市的人文、历史、地理环境以及经济建设紧密相关。

2．遥感技术的应用：

对城市的空间布局进行信息分析，可以获得指导城市规划的信息。

[易错提醒]　遥感技术的主要优势是搜集地面的地物信息。

若有“获取”“监测”“估测”“调查”等词语的一般选取遥感技术。

（1）利用遥感技术对人口的空间分析与发展预测。

（　　）

（2）利用全球导航卫星系统进行国土资源监察。

（　　）

（3）利用地理信息系统对车辆进行导航定位。

（　　）

（4）利用三维数字地球平台快速查询旅游资源。

（　　）

（5）北斗导航业务2020年形成全球服务能力，北斗导航系统可为（　　）

①登山爱好者提供具体的经纬度位置　②农业生产测评农作物的产量　③地质工作者提供某地的海拔　④比赛者提供汽车的运行速度　⑤工业生产测评水质污染

A．①②③　B．①③④

C．②③④D．③④⑤

提示：

（1）×　对人口的空间分析与发展预测主要利用地理信息系统。

（2）×　对国土资源监察进行主要利用地理信息系统。

（3）×　对车辆进行导航定位主要利用全球导航卫星系统。

（4）√

（5）B　[北斗导航卫星系统属于全球导航卫星系统，可以为用户提供具体的经纬度和海拔、运行速度和时间等信息。

]

地理信息技术在人文地理研究中的应用

下图为交通管理示意图。

问题1　（综合思维）110指挥中心要随时掌握每一辆巡逻车在城市中的位置，可以利用哪一种地理信息技术？

提示：

全球导航卫星系统。

问题2　（综合思维）110指挥中心要确定哪一辆巡警车离出事地点最近，可以利用哪一种地理信息技术？

提示：

地理信息系统。

问题3　（综合思维）110指挥中心要判定最近的警车至出事地点的道路是否通畅，还需要利用哪些技术？

提示：

遥感技术。

1．地理信息系统在人口空间分布与发展预测中的应用

具体分析

具体应用

人口空间分布

人口数据与其相应的地理空间位置具有一定的相关性，利用地理信息系统对空间信息独有的空间分析功能，设计开发出人口空间统计系统，对人口空间分布的分析具有重要作用

将人口信息与其分布的地理区域进行有机结合，系统能为政府部门制定宏观政策提供依据，还能为医疗卫生、教育、救援等公共服务机构及企业发展提供帮助

人口发展趋势预报

利用地理信息系统对人口出生率、死亡率、自然增长率进行分析，预测人口数量的变化

2.地理信息系统在国土资源监察中的作用

（1）地理信息系统在国土资源监察中的作用

（2）地理信息系统在农业生产中的应用

①遥感技术

②全球导航卫星系统

3．全球导航卫星系统在车辆导航调度中的应用

4．地理信息技术与旅游信息查询

（1）数字地球与各种应用技术的关系

（2）旅游信息查询

5．地理信息技术城市规划与评价中的应用

应用

主要功能

举例说明

城市

信息

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

提供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

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，可以提供多类型的查询

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、居民分布情况等；发布交通信息：

及时把交通拥挤情况、车流量、交通事故、交通环境情况发给驾驶员，帮助驾驶员找出最佳行车路线

人口

调查

为政府部门制定宏观政策提供依据，还能为医疗卫生、教育、救援等公共服务机构及企业发展提供帮助

人口空间分布和迁移的空间特征、空间关联结构；根据现有人口资料对未来人口状况进行预测

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

环境

调查

对城市大气、水、土地、噪声等环境调查

对城市多种信息如大气、水、土地、噪声等进行管理和处理

土地

类型

变化

不同城市用地类型的变化

提供住宅、商业、工业、绿化、交通等城市用地变化，为城市规划提供信息服务

城市

抗灾

减灾

实时跟踪灾害发生、发展过程；对灾害进行快速分析、评价和模拟，并辅助开展灾后的应急和恢复工作

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，并建立相应的救护路线模型和灾后损失评估模型

1．精准农业是由信息技术支持的，根据空间定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，是实现农业低消耗、高效、优质、安全的重要途径。

读精准农业系统工作示意图，完成

（1）～

（2）题。

（1）精准农业决策支持系统所采用的地理信息技术是（　　）

A．全球导航卫星系统　B．地理信息系统

C．遥感技术D．网络技术

（2）为了制作农田的产量电子图，需要获取田间作物生长情况信息，所采用的地理信息技术是（　　）

A．全球导航卫星系统B．地理信息系统

C．遥感技术D．互联网技术

（1）B　

（2）C　[第

（1）题，精准农业是由信息技术支持的，根据空间定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，精准农业决策支持系统所采用的地理信息技术是地理信息系统，主要功能是存储、分析、处理信息。

第

（2）题，为了制作农田的产量电子图，需要获取田间作物生长情况信息，所采用的地理信息技术是遥感技术，不同生长情况的作物放射的电磁波不同，根据遥感技术获取的电磁波，确定作物生长情况。

]

“3S”图像的判读

下图为李甲同学在判读我国东部某地区卫星影像后，用透明纸蒙在上面准确地绘出了主要道路、城市、村庄、河流的位置和范围。

问题1　（地理实践力）根据直接解译标志，分析B处为道路还是河流？

提示：

B处为河流。

道路宽度往往不发生变化，河流从上游到下游逐渐变宽；道路比较顺直，河流弯曲。

问题2　（地理实践力）在原卫星影像图上村庄为不规则的点状或星状，城市为________状，道路、河流为________状。

提示：

面　线

问题3　（地理实践力）A处为一道路，C处为一河流，在原卫星影像图上间接解译标志是什么？

提示：

A处直线与城市相连，C处直接与河流干流相连。

问题4　（综合思维）在2020年3月和2020年8月的卫星影像图上D处的色调是否一致？

原因是什么？

提示：

不一致。

D处为一河流，季节不同，水深不同，河流含沙量不同，色调就不同。

1．遥感影像图判读

一般地物，如水体、城市、道路、农业用地、林地等的简易判读标志如下表所示：

类型

形状特征和色调深浅

河流

常为界线明显、自然弯曲、宽窄不一的带状，上面常有堤坝、桥梁等人工建筑。

河水比较混浊或者水较浅，则色调浅；河水清澈或水较深，则色调较深

湖泊

湖岸呈自然弯曲的闭合曲线，轮廓较为明显。

常为均匀的深色调

城市

钢筋水泥结构的房屋，排列较规则整齐；砖木结构的房屋排列不规则；钢筋水泥结构的房屋色调多为浅灰；砖木结构的房屋色调多为深灰；城市的夜景在周围深色调的背景下，呈现点状或面状亮区

道路

一般呈线状延伸，道路间有交叉点。

色调从浅灰到深灰。

简易公路多为砂石路面，色调较浅，沥青路面呈现深灰色

农业

用地

在形态特征上常常是被道路分隔为一块块长方形

林地

往往可以观察到高大树木投下的阴影

2.GIS叠加示意图的判读

首先要明确GIS图层叠加示意图是由哪些专题图层组成的，其次要明确不同的专题图层反映的地理事物之间的空间联系，最后要明确图层叠加之后反映的地理要素特征。

一般不同图层叠加后反映的地理事物如下表所示：

叠加图层

新生（应用）主体

人口密度与交通线路及规划图

新建商业中心选址

水系、土地利用、居民点、地形、土壤

耕地的分类和评价

水系、土地利用、居民点、地形、土壤、水文、地质、区域规划

深埋垃圾场选址

人口密度图、行政区划图、各行政区人口基数

各行政区人口增长率

3.全球导航卫星系统图像及综合图的判读

（1）手持机界面图：

主要是判读界面上的地理坐标和海拔高度。

（2）综合图：

常见的如某城市中心城区月交通事故次数示意图，应借助于全球导航卫星系统和地理信息系统制作。

导航地图，需要运用全球导航卫星系统和地理信息系统。

2．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）技术获取信息的是（　　）

A．①②④　　　　　　　　B．①③⑤

C．③④⑥D．②③⑥

（2）进行农业适宜性评价可以利用的图层组合是（　　）

A．①②④⑤B．②③④⑤

C．②③④⑥D．①③⑤⑥

（1）A　

（2）C　[第

（1）题，遥感技术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、水系和地形主要分布在地表，因而其信息容易通过遥感技术获取；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，不适合用遥感技术获取信息。

第

（2）题，农业生产受气候、地形、水源和土壤等自然条件影响较大，是进行农业适宜性评价时必须考虑的因素。

除了地形和土壤图层外，与水源密切相关的水系、地下水图层也需要利用。

]

题组1　人口空间分布与发展预测城市规划与评价

利用获取的手机数据，定位该区域的用户数据，通过用户数量渲染地图颜色，可制作人口热力图。

下面两图分别为我国某城市8时和20时的人口热力图。

据此完成1～2题。

1．绘制人口热力图需要用到的地理信息技术是（　　）

A.GIS　　　　　　　　B．GNSS和GIS

C．RSD．RS和GIS

2．根据人口热力图，可以（　　）

A．统计该市人口数量B．分析城市人口迁移方向

C．确定城市用地类型D．预测城市人口增长率

1．B　2.C　[第1题，据材料“定位”可知，首先用全球导航卫星系统（GNSS）获取信息，图形最后的合成叠加则需要用到地理信息系统技术（GIS）。

第2题，人口热力图反映了城市不同区域的人口密度分布情况，根据人口密度可以确定交通、商业区等用地类型的布局及其合理性。

但是不能统计人口数量、人口迁移方向以及预测城市人口增长率。

]

题组2　国土资源监察

3．（生活中的地理）精准农业中获取作物分布和监测作物生长主要依靠（　　）

A．地理信息系统B．全球导航卫星系统

C．遥感技术D．数字地球

C　[遥感技术主要应用于资源普查和环境灾害监测，因此获取农作物分布和监测作物生长，主要依靠遥感技术。

]

题组3　车辆导航调度

4．（生活中的地理）“我是京东智能配送机器人，已顺利抵达您的楼下，请凭提货码提取商品。

”这些配送机器人可以识别、躲避障碍物，辨别红绿灯，还能规划路线、自动驾驶、自动泊车等。

这些配送机器人完成快递工作，应用的地理信息技术主要是（　　）

A．RSB．GPS

C．GPS、GISD．RS、GIS

C　[从题干提取信息，机器人“抵达您的楼下”需使用地理定位，应用了GPS。

同时，机器人还能“规划路线、自动驾驶”即对数据信息进行处理分析，应用了GIS技术，RS主要应用于资源调查、环境监测等领域，机器人没有用到这种技术，排除A、D。

]

题组4　旅游信息查询

5．（生活中的地理）为提高旅游观赏质量，临行前，应通过查看有关资料了解目的地，对有关资料了解应通过（　　）

A．遥感技术B．全球定位系统

C．地理信息系统D．地理网络与虚拟技术

C　[旅游临行前查看有关资料了解目的地的信息，通过地理信息系统可以实现。

遥感技术可以获取旅游目的地的影像，不能获取全面资料；全球定位系统的主要功能是定位与导航；地理网络和虚拟技术不属于地理信息技术。

]

教材P108探索

（1）地理信息系统协助防范犯罪的过程中，主要步骤是：

数据采集（针对指定区域）、数据处理、数据分析（分析犯罪频率、犯罪模式、犯罪高发区等）、根据分析结果分配警力。

（2）主要运用的功能有：

空间分析（犯罪的空间分布）、模式分析（犯罪案件与其他因素的相关性）、趋势分析（分析哪些地方可能发生案件）、决策应用（分配警力）等。

教材P109思考

利用地理信息系统的统计方法分析人口分布和迁移的空间特征、空间关联结构等，进而预测未来人口变化，为医疗卫生、教育、救援等提供帮助，为政府部门制定宏观政策提供决策依据。

教材P113思考

（1）“北斗放牛”：

在牛脖子上安装一个带有北斗定位功能的定位项圈，项圈里面安装了北斗定位模块（导航芯片），北斗模块会定期向电脑服务器发送牛的位置信息。

牧民利用手机管理端（接收终端）可以实时看到牛的位置，还可以设置边界信息，当牛越过边界的时候报警，可以利用无人机把牛撵回来。

无人机上有摄像机，通过无线网络把牛的图像传回来。

“北斗放牛”过程中运用了北斗导航卫星系统的定位功能、地理信息系统的检索显示和空间分析（缓冲区分析）功能、遥感的信息获取（无人机获取图像）功能等。

（2）“北斗菜”：

运用北斗导航卫星系统获得菜地的位置信息，农用机械可以利用北斗导航卫星系统的导航功能按照预定耕地路线作业。

此外，还可以结合物联网和地理信息系统，将菜地的位置信息与播种、采摘、运输、上架等信息进行集成，可供用户查询，做到供应链全程可追溯，保证了老百姓能够吃上新鲜菜、放心菜。

教材P114～115作业题

1．全球导航卫星系统。

2．定位、导航和授时等功能。

每个方队受阅人员都带着北斗导航仪，所有方队的位置都投影到显示屏上，方队与方队之间，人与人之间的位置关系能被准确呈现。

这样，指挥官在屏幕前就可以把每个方队及个人的位置看得很清楚。

北斗具备的精确空间授时功能可以确保时间基准统一，有助于受阅人员的动作达到整齐划一的效果。

3．利用遥感技术获得地表覆盖和地理国情要素等卫星遥感影像信息，并进行动态监测。

利用地理信息系统建立地理国情普查数据库，制作反映自然地理要素和人文地理要素的专题图，利用地理信息系统对地理国情信息进行查询、显示、空间分析等。