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1、第三章 地理信息技术应用 章末总结 学案(湘教版必修3)第三 地理信息技术应用 末总结 学案(湘教版必修 3)专题一遥感(RS)、全球定位系统(GPS)与地理信息系统(GIS) 的区别RS 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,并通过分析,揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术;GIS 是一种能够采集、存储、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据(地理参考信息)的空间信息系统(计算机系统) ;GPS 是具有海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。“3S”技术的区别如下表所示:遥感地理信息系统全球
2、定位系统概念利用一定的技术设备和系统,在远离被测目标的位置上对被测目标的电磁波特征进行测量、记录与分析的技术依靠计算机实现地理信息的收集、处理、存储、分析和应用的系统利用卫星网络获得地面某点经纬度和高程的系统别称人的视力的延伸地图的延伸技术环节(工作流程)电磁波收集传输处理分析成果地理数据输入存储操作分析信息输出地面监控系统监测调控空间星座发送导航定位信号GPS 接收机特征范围大、速度快、周期短、限制少、应用广采集、管理、分析、输出地理空间信息;空间分析,多要素、综合、动态预测;计算机系统支持全能性、全球性、全天候、连续性、实时性作用较短时间内获得全面资料,以便及时安排防灾、救灾能对地理空间数
3、据进行输入、管理、分析和表达能为各类用户提供精确的三维坐标、速度和时间信息例 1当今, “3S”(RS、GPS、GIS)技术在生产、生活和科研中的作用越越突出。运用有关“3S”知识回答下列问题。(1)GIS 具有强大的查询功能,根据上图显示的查询半径,图中以北京为查询中心的地图比例尺为_。根据图中显示的经纬度可知,地图中代表呼和浩特、济南、太原、天津的字母分别是_。(2)城市道路建设速度越越快,地图测绘部门为了及时更新城市道路变化信息,需要利用_技术。下图所示的交通监控与救援管理系统,根据交通事故发生地点,利用_技术,快速设计出警车、救护车赶往出事地的最佳行车路线,而交通事故发生地与警车、救护
4、车的精确位置是利用_技术获取的。为了能对运动中的汽车精确定位,至少需要接收_颗卫星的信息。(3)下图中箭头指向线分别表示“3S”技术的不同应用功能,其中表示“提供影像信息功能” 的是和_ ,表示“提供空间定位信息功能”的是和 _,表示“ 反馈影像信息处理结果 ”的是_。(4)上图中各个圆的重叠部分分别代表 RS、GPS、GIS 不同组合的综合应用,其中重叠部分乙代表 GIS 与 RS 技术的组合,丙代表_技术的组合。在图中所示的各个综合应用中任选一种组合,并写出应用实例: _。专题二地理信息数字化描述方法对地理信息进行数字化描述,是要使计算机能够识别地理事物的形状。为此,必须精确地指出空间模式
5、如何处理、如何显示等。在计算机内描述空间实体有两种形式:显式描述和隐式描述。例如,一条河流,在计算机中的显示表示,就是栅格中的一系列像元,如图 b 所示,为使计算机认识这些像元描述的是河流而不是其他物体,这些像元都给予相同的编码值 R 或者用相同的颜色、符号、数字、灰度值表示。河流的隐式表示是由一系列定义了始点和终点的线及某种连接关系描述,线的始点和终点坐标定义为一条表示河流及其河心洲形状的矢量(如图)。计算机对地理实体的显式描述也称栅格数据结构,计算机对地理实体的隐式描述也称矢量数据结构。栅格和矢量结构是计算机描述空间实体的两种最基本的方式。在栅格数据结构中,整个地理空间被规则地分为一个个小
6、块(通常为正方形),地理实体的位置是由占据小块的横排与竖列的位置决定,小块的位置则由其横排竖列的数码决定,每个地理实体的形态是由栅格或网络中的一组构成。这种数据结构和遥感图像的数据相同,因而数字遥感图像就是栅格数据结构。在矢量数据结构中,地理实体的形状和位置是由一组坐标对所确定。矢量数据结构对地理实体的描述类似于地图对地理信息的描述,一般也把地理实体分为点、线、面三种,每种实体有不同的编码方法。如下图,图中有点状地物高程点、烟囱,线状地物铁路,面状地物居民点、林地、菜地等。下面是用矢量和栅格数据结构表示地图的方法。在矢量数据结构中,点状地物用点状地物所在位置的一对坐标表示其位置,其属性值(是高
7、程点还是烟囱,高程点的值是多少)则用其他的数据项表示;线状地物则用一组有序的坐标对表示;面状地物则用组成面状地物的边界表示。同样线状地物和面状地物的属性值都要用其他的数据项表示。用栅格结构表示地图,首先要给定每个物体的编码,如给定高程点的编码为 8,烟囱的编码为 7,铁路的编码为 1,居民点的编码为,林地的编码为 3,菜地的编码为4。那么如果用矢量和栅格数据结构表示该地图,如下图:000000000000330081044400333004444440333010444444333010444440000170044400000100000070100000001000800100000000
8、b 地图的栅格表示例 2某市泥石流易发生在下列三项条都同时具备的地方:(1)河道;(2) 陡坡; (3)大量松散土石分布。该市的地理信息经数字化后,处理分析得出表 4,如图甲。读图甲、乙,完成(1)(2)题。(1)图乙中,符合该市河流流向的选项是()Aa B b Dd(2)该市易发生泥石流的区域是( )A甲、庚 B丙、庚乙、丁 D戊、辛 1利用遥感技术监测土壤水分含量变化,主要依据土壤()A温度 B孔隙肥力 D空气2下列说法正确的是()GIS 是地图的延伸 RS 是地图的延伸 GPS 可为用户提供精密的三维坐标GIS 可分别处理 RS 及 GPS 提供的图像和数据A B D3通过地图、遥感影像
9、、野外考察等获得的数据,在 GIS 技术程序中属于()A数据处理 B信息数据库 D表达4下列叙述,不正确的是()A计算机可以存储和操作字、图像、图形、声音等人类的信息,所以计算机可以直接理解信息B 数据是直接记录下或通过数字化后可以被鉴别的符号把字、图形、图像、声音、动画等信息转化成“0”和“1” 的过程就是数字化D计算机只能理解和操作用“0”和“1” 组成的数据到目前为止,我国已成功发射了数颗北斗导航试验卫星,北斗卫星导航系统除能够提供精确的定位、测速外,还能够提供的服务包括()授时通信服务农作物长势预测气温异常监测A B D题号 1234答案6200 年 9 月 20 日 9 时 30 分
10、,中国科学院可可西里综合科学考察队正式启程。科考队从 x 藏拉萨出发;沿途考察纳木错、双湖、可可西里湖、茫崖等地,最后抵达格尔木。阅读材料,并结合“穿越可可西里核心地带示意图”回答下列问题。(1)关于可可西里的叙述,正确的是()位于青藏高原腹地,藏语意为“美丽的少女” ,长江的主要区之一这里平均海拔 300 米,高寒缺氧,自然条非常恶劣,是世界第三也是中国最大的一片无人区,被称为“人类生命的禁区”当地典型的动物为藏绵羊、藏羊、野骆驼等地貌组合单一,矿产资贫乏A B D(2)在可可西里进行科考,队员们可能面临的挑战有_、_、_。(3)通过近些年的遥感卫星图片,专家发现可可西里地区出现了许多新的小
11、湖泊。你认为这些湖泊的成因是什么?有何启示?(4)用遥感勘探国土资比传统技术有何优点?() 科考过程中,你认为应该如何做好沿路的环境保护,特别是垃圾的处理?参考答案专题探究例 1(1)1:0 000 000A、D、B、(2)RSGISGPS四(3)(4)GIS 与 GPS 甲:RS 获取矿床露头信息,GIS 分析矿产种类,GPS 确定矿床露头位置;乙:RS 获取水灾淹没区的动态信息,GIS 分析水灾损失;丙:装载 GPS 接收器的运钞车发送位置信息到监测中心, GIS 监测运钞车是否偏离预定线路;丁:RS 获取森林火场遥感信息,并可判断火势蔓延方向,GPS 获取火场精确位置,引导消防队员及时、
12、准确到达灭火地点。(任选一种组合)解析本题考查“3S”技术在生产、生活和科研中的作用,解题关键是要明确它们的区别与联系。(1)图中已经提示以北京为圆心的圆半径是 1 厘米,表示的实际距离是 00 千米,因此该图的比例尺为10 000 000;熟悉各城市的位置就可以快速地判断各字母所代表的城市。(2) 了解城市道路变化信息,需要利用 RS 技术,经过 GIS 系统对交通监控与救援管理系统进行处理,则能快速设计出警车、救护车赶往出事地的最佳行车路线;要知道任何一点的精确位置,可用 GPS 技术获取。(3)GPS 的功能是提供定位信息,因此 GPS 输出的箭头和表示提供定位信息功能;反馈影像信息处理
13、结果必须在 GIS 处理完后,因此箭头应该由 GIS 指出,同时 RS 可以提供图像资料,因此可以判定表示“反馈影像信息处理结果” 的是。(4)本题解题的关键是看懂图的重叠部分所代表的含义,另外是熟悉“3S”技术的特点。例 2(1)A(2)D 第(1)题,由表 2 和表 3 数字判断河流流向。表 2 数字 1 处为河流所在位置,由表 3 数字可确定河流干流由西南流向东北,选 A。第(2)题,由泥石流发生的三个条及表格说明可知,泥石流易发程度由前三个表格中数字之和决定,把每个区域三个数字相加,其和越大表明该处越易发生泥石流,对比各区域可知 D 项正确。后练习区1A遥感能够观察到可见光之外人眼看不
14、见的光线,这些看不到的光线包括紫外线、红外线、微波等,它们往往包含了物体重要的信息。例如,红外线常含有物体温度的信息。土壤水分对土壤温度有一定影响。23S 技术的区别很明显,RS 不能够绘制地图,也不是地图的延伸。3B4A计算机虽然可以存储和操作字、图像、图形、声音等人类信息,但是计算机不能直接理解这些信息,只能理解和操作用“0”和“1”组成的数据。A北斗卫星导航系统主要依据卫星提供精确的地理坐标,还有授时和通信服务。农作物长势监测,气温异常监测通常采用 GIS技术。6(1)A(2)交通问题天气的不确定性高原反应(3)一种是降水形成的,另一种可能是冰川和冻土融化形成的。如果自降水 ,说明这一带的生态状况良好;但如果自冰川冻土融化,则说明生态正在恶化。因为其地表有大面积冻土,可起到涵养水的作用。一旦冻土融化,其涵养水的作用就会消失,水分蒸发,土壤沙化,从而导致整个生态系统的崩溃。(4)视域广阔、监测范围大、瞬时成像、实时传输、快速处理。() 科考过程中制造的垃圾应全部装袋,带回有能力处置的地方回收。