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1、2018 人教版高中地理必修二同步学案1附附 6 GPS 与与 GIS 地理信息技术的应地理信息技术的应用用学习目标：1. .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。(难点) 2. .了解地理信息系统在城市建设和管理中的应用。(重点) 3. .培养学生热爱科学的情感，感受科技发展对生产、生活带来的巨大影响。 4. .了解全球定位系统的概念、组成、发展历程、基本原理。 5. .理解全球定位系统在定位导航中的广泛应用。(重点、难点) 6. .培养学生的科学素养，激发学生探索科学的欲望。自 主 预 习探 新 知一、地理信息系统1地理信息系统(1)概念以采集、存储、管理、分析和
2、描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。(2)功能除了一般信息系统的存储、管理数据外，还能显示数据的空间分布，并且有强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能。(3)系统组成包括地理数据、GIS 软件、硬件、GIS 人员、应用模型五部分。(4)工作过程地理数据的输入地理数据的存储地理信息输出地理数据的操作和分析轻巧识记口诀法记忆地理信息系统的功能地理信息系统功能多，存储、管理数据不用说；显示数据空间分布快，提供空间查询很灵活；分析和模拟神通广，统计和预测美名播。2018 人教版高中地理必修二同步学案22地理信息系统与城市管理(1)GIS 的应用领域包括资源调查、环境评估、灾害预测、国土
3、管理、城市规划、邮电通信、交通运输、公安、水利、公共设施、商业金融等人们生产生活的各个领域。(2)GIS 在城市建设和管理中的典型应用应用领域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、环保设施的管理等二、全球定位系统1全球定位系统(1)概念具有在海、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。(2)组成系统结构组成和分布功能空间星座由 21 颗工作卫星和 3颗在轨备用卫星组成为全天候定位提供可能1
4、 个主控站收集各监控站对 GPS 卫星的全部观测数据，利用这些数据计算 GPS 卫星的轨道和卫星时钟数据3 个注入站在每颗卫星运行至上空时，将导航数据及主控站的指令注入卫星地面控制系统5 个监控站监测与调控卫星上的各种设备的工作、运行情况用户系统包括接收机硬件、GPS数据处理软件等用户设捕获 GPS 卫星信号，实时地计算出三维坐标、速度以及时间2018 人教版高中地理必修二同步学案3备，硬件由天线单元和接收单元组成(3)GPS 接收机的常见类型2全球定位系统与定位导航(1)定位精度静态导航定位：厘米级甚至毫米级精度。动态定位：达到 1 米以内精度。速度测量：达到厘米级精度。时间测量：毫微秒级精
5、度。(2)应用交通、邮电、地矿、建筑、农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业。监测地壳的微小移动，帮助预报地震。与 GIS、RS 结合，为资源调查、工程管理、精细农业服务。自主诊断(1)GIS 技术是地图的延伸。( )(2)如果将 GIS 技术用来监测森林火灾，可以预测、判断引起火灾的原因。( )(3)要想动态显示北极冰川面积近 30 年的变化状况，并预测其变化趋势，需要应用的技术手段为地理信息系统。( )(4)物流公司建立物流 GPS 网络平台，当货主交付货物后，物流公司将 GPS设备与货物捆绑运输，并提供给货主提货单和 GPS 网络查询密码。货主和物流公司可以随时随地通过 GPS 网
6、络查询货物当前的运输位置。( )(5)驾驶员利用车载 GPS 设备制定运输路线。( )【提示】 (1) RS 技术是人的视力的延伸，GIS 技术是地图的延伸，可分别处理 RS 和 GPS 技术提供的图像和数据，GPS 技术可以精确测定经纬度和2018 人教版高中地理必修二同步学案4高程，建立三维坐标。(2) 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、森林面积等观测分析火势的蔓延方向，并制定出详细的灭火方案。做不到预测、判断引起火灾的原因。(3) 要显示北极冰川面积的动态变化状况，并预测其变化趋势，要利用地理信息系统。(4) 货主和物流公司可以随时随地通过 GPS 网络按货单
7、号和密码查询货物当前的运输位置。(5) 驾驶员利用车载 GPS 设备，利用其定位和导航功能，制定运输路线。合 作 探 究攻 重 难地理信息系统(教师用书独具)材料 万安县地处赣中偏南，是著名的优势早稻和脐橙产区。该县根据气候、地形和土地利用等因素，采用地理信息系统和气候区划方法，对早稻和脐橙种植区进行综合气候区划，使农业走上了可持续发展道路。【思考交流】1万安县脐橙种植区划运用了地理信息系统的哪些功能？提示：分析、模拟与统计功能。2除气候要素外，你认为该农业区划数据库的建立还需要哪些地理图层？提示：地形图层、水文图层、土地利用图层和土壤图层。归纳总结1地理信息系统的组成及作用组成用途硬件计算机
8、和网络设备，存储设备，数据输入、显示和输出的外围设备GIS 基本设备软件主要包括以下几类：操作系统软件、数据库管理软件、系统开发软件、GIS软件等GIS 软件提供存储、分析、显示地理数据的功能2018 人教版高中地理必修二同步学案5基础数据地质、地貌、地形数据等数据 专题数据规划、房地产、交通、环保、公用事业数据等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从事 GIS 系统开发的专业人员 人员 使用 GIS 完成工作的用户组织、协调、管理、应用
9、2. .地理信息系统的工作流程拓展延伸正确区分 GIS 与电子地图电子地图是 GIS 的一种应用产品；GIS 是可以随时修改和更新的计算机软件系统，而电子地图只是把 GIS 的阶段性成果做成供人们查询的产品。题组对练12017 年 7 月 8 日，美国加州，当地灌木丛和树丛发生火灾，随后火势蔓延，过火面积超过 6000 英亩(约合 36421 亩)。有超过 1000 名消防员在各个火场救火，当局也派出 5 架直升机和 4 架飞机协助灭火。根据材料，完成(1)(2)题。(1)灭火飞机在选择飞行路线时，可以利用一种以采集、存储、管理、分析和描述_有关数据的空间信息系统( )地球表面 地理分布 大气
10、状况 宇宙环境A B2018 人教版高中地理必修二同步学案6C D(2)灭火飞机在飞行过程中，主管人员可以通过地理信息系统( )查询设备的位置 选择最佳转移线路 模拟设备状态 了解天气信息A BC D(1)A (2)D 第(1)题，地理信息系统采集、存储、管理、分析和描述的数据是关于地球表面和地理分布的，与大气状况和宇宙环境无关。第(2)题，了解天气信息不是 GIS 提供的功能。2地理信息系统能够建立数据模型，即通过一定的方式将所要表示的内容转变为数据，这是 GIS 与地图最基本的差异。据此回答(1)(2)题。(1)GIS 与普通地图共同的特点是( )A信息量一样大B都便于查询各种信息C都能够
11、进行空间分析D都利于数据化处理各种信息(2)与传统地图相比，GIS 有优越性，不表现在( )A纸绘地图更精确BGIS 更有利于信息更新CGIS 较地图直观性强DGIS 可以快速进行各种空间分析(1)C (2)A 第(1)题，信息量大、便于查询信息和有利于数据化处理的是GIS 的特点。进行空间分析则是两种地图共有的特点。第(2)题，GIS 是以数据形式存储信息，比纸绘地图要精确。A 项说法错误。地理信息系统与城市管理(教师用书独具)材料 广州市为了解决公交车、出租车的违章行为，市交警部门推出了“公交地理信息系统” 。该系统建立在电子地图的基础上，使公交车重叠率、换乘系数等运行状况一目了然。交通管
12、理部门根据该系统提供的数据，进行综合分析，采用了将有些站点易位、增设公交站点以及在一些主干道上设置公交专2018 人教版高中地理必修二同步学案7用道(公交快车走廊)等措施，有效地扭转了该市公交塞车的局面。在城市管理中广州市可利用 GIS 提供的完善的网络分析模型，结合天然气网、自来水网中的阀门、开关等设备的状态、气压、水压等各种信息，实现网络压力和流向分析、渗透监测和流量分析、工作流程处理、野外施工检测、故障分析及提供抢修方案等。【思考交流】1GIS 在城市管理中有哪些功能？提示：GIS 在城市管理中的功能主要有应用电子地图、空间查询、空间分析、空间模拟、趋势分析、决策应用。2是否涉及人类生产
13、、生活的课题都可以用 GIS 进行研究？提示：GIS 所采集的信息是按地理空间分布特征来反映地理实体结构和动态变化规律的，因此，不反映地理空间分布特征的有关课题，一般不用 GIS 进行研究。3目前，GIS 在城市建设和管理中的典型应用有哪些方面？提示：主要有城市规划和管理，基础设施管理如道路交通、电力、电信、燃气、自来水、排污等，土地利用与管理，生态环境管理等。归纳总结1地理信息系统在城市管理中的功能2地理信息系统在灾害监测中的应用应用地理信息系统，并借助于遥感技术，可有效地监测和预报洪涝灾害、森林火灾等。2018 人教版高中地理必修二同步学案83地理信息系统在医疗救护方面的应用拓展延伸GIS
14、 在道路交通中的应用GIS 能够查询道路的通行状况，迅速定位事故地点，提供交通疏散的方案。在道路设计中，GIS 能够将多种数据叠加，为道路规划提供直接的分析依据，如最佳路径分析、最小造价分析等；在道路建设中，GIS 能够帮助掌握工程进度，控制工程质量。在道路及交通管理中，查询路况信息，为道路养护服务。题组对练1GIS 是用于空间分析的计算机系统，某中学地理小组将它作为课题研究。据此完成(1)(2)题。(1)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( )2018 人教版高中地理必修二同步学案9(2)同学们拟分析家乡人口分布与自然条件的
15、关系，在 GIS 数据库中，须调用的专题图层有下列中的( )地形图层 土壤图层 气候图层 人口图层 商业网点图层 农业图层 工业图层 城市图层 交通图层A BC D(1)C (2)A 第(1)题，空间分析能力是 GIS 的主要功能，也是 GIS 与计算机制图软件相区别的主要特征。空间分析要求地理事物有明确的地理位置。贫困人口分布的分析是空间性的数据分析，可以用 GIS 软件处理和分析，故 C 项正确；A、B、D 三项只具有时间性，没有空间性，不能用 GIS 软件处理分析。第(2)题，要调用图中的人口要素和自然要素图层。2GIS 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
16、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 2010 年与 2017 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了解城市地域结构变化D预测城市降水变化趋势(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，2018 人教版高中地理必修二同步学案10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变化。全球定位系统(教
