高中地理 3.1 地理信息系统及其应用课件 湘教版必修3.ppt

目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,一,二,一、地理信息系统 1.概念:地理信息系统是一种以采集、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:除一般信息系统的存储、管理数据外,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经历了四个发展阶段,如下图。,4.系统组成: 包括地理数据、GIS软件、硬件设备、GIS人员、应用模型五部分。,目标导航,预习导引,一,二,目标导航,预习导引,一,二,预习交流1 运用GIS为城市商业网点选址,需将哪些图层要素进行重叠? 提示:城市交通图层、城市人口图层。,目标导航,预习导引,一,二,二、地理信息系统与城市管理 1.应用领域:包括资源调查、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、商业金融等人们生产生活的各个领域。 2.GIS与城市建设和管理。,3.GIS的新进展。 主要包括网络GIS、三维GIS与虚拟GIS、多媒体GIS等。,目标导航,预习导引,一,二,预习交流2 如果你是市110系统中心的工作人员,当接到报警电话后,你将如何调度警力进行应急处理? 提示:接到报警后,立即从GIS电子地图上确定突发事件的发生地,同时搜索最近的巡逻警车,通知附近各路口交警封锁或疏通道路;启动最佳路径功能,给警车指引道路,确保以最快的速度到达事件发生地,组织警力处理并将处理结果反馈至指挥中心。,问题导学,当堂检测,一,二,主题一 地理信息系统的组成及其作用 活动与探究 材料:地理信息系统简要的工作程序,是将区域内地物的有关信息转变为计算机可以识别的数据结构,建立起区域地物信息数据模型和空间模型。首先建立区域的栅格结构图,根据区域大小,将空间按规则分成一个个小块,地物所在位置用它们所占据的栅格的行、列号来定义,地物属性通过赋予栅格属性值来表示,如林木用s表示,河流用r表示,住房用h表示。这样,地图就转变成了空间数据,将其储入计算机,就可建立这个区域的地理信息系统数据库。地理信息技术与地图在许多方面相同,但也有不同的地方。图甲为一幅具有林木、河流和住房的景观图,图乙是根据该图而建立的空间数据模型。,问题导学,当堂检测,一,二,结合材料探究:(1)地理信息系统的主要功能和地图一样,这种认识正确吗?为什么? (2)地图与地理信息系统对地物的表示有何差异?,问题导学,当堂检测,一,二,提示:(1)这种认识是错误的。地理信息系统与地图是两个完全不同的概念。一般地图是利用比例尺、方向、图例、注记等来表示地理事物的有关内容,而地理信息系统则是地图的延伸,它通过采集、处理数据,建立模型来表示地理事物的有关内容。建立数据模型,即通过一定的方式将所要表示的内容转变成数值,是地理信息系统与地图最基本的差异。 (2)储存信息的形式不同。地理信息系统通过建立数据模型,以数据库的形式储存地理空间数据,而地图以图纸的形式保存地理信息。查询的方式不同。地理信息系统通过计算机进行查询和数据更新,而地图则通过肉眼进行判读,获得地理信息。GIS获取的信息更有针对性,速度也更快。地理信息系统可以将不同来源、不同比例尺、不同投影的地图数据进行综合,并进行空间分析,而地图有许多方面做不到。,问题导学,当堂检测,一,二,迁移与应用 例1根据材料,完成下列各题。 华北电力系统引入了GIS系统,旨在提供华北电力局管辖范围内输电网和变电电力设备的GIS管理、提供输变电污区图解决方案、提供GIS网络信息发布、并对输变电的直升机巡线提供辅助工具。系统同时涉及与华北局所属的各分公司GIS系统的接口,与雷电定位系统的接口等,该系统已开始运行,目前该系统运行状况良好,已经开始逐渐为各生产单位的生产、管理发挥重要的作用。,问题导学,当堂检测,一,二,(1)GIS的工作过程需要哪些环节? (2)该系统中,查询某电站的信息属于典型的 系统。 (3)利用该系统可建立 模型,来模拟该地电网的运行情况。( ) A.实物 B.数字 C.纸质平面 D.沙盘 (4)要在该电网内某地新建一座火电站,使用该系统分析、决策。分析时可能利用图中哪些图层叠加,除此之外还可能用到哪些图层。,问题导学,当堂检测,一,二,解析:第(1)题,说明GIS的工作过程即可。第(2)题,采集、存储、管理、分析、描述和查询都属于GIS应用。第(3)题,利用GIS建立数字模型,模拟华北电网的运行情况,这是GIS解决的问题之一。第(4)题,建火电站必须考虑当地居民点的分布、水系特点、当地土地利用和地形特点,这些都和火电站修建及运行相关,地块与建火电站关系不大。除此之外还应考虑煤炭运输(交通图层)和风向风频及降水(气候图层)等。 答案:(1)包括地理数据输入、存储,地理数据的操作和分析,以及地理信息输出等环节。 (2)GIS (3)B (4)居民点、地形、水系、土地利用。交通图层、气候图层等。,问题导学,当堂检测,一,二,主题二 地理信息系统的应用 活动与探究 材料一:现在到一个城市旅游前,大家都习惯查询该城市的电子地图,有关城市的道路、商场、旅馆一目了然。另外,在GIS平台上根据洪水淹没面积随时间的变化,设计防洪预案,方案可视化表达,可用于防洪减灾决策。GIS电子地图由许多图层组成,每个图层都表示不同的地理因素,它们之间空间关系的融合表示了各因素之间的相互关系,我们可建立相关模型加以分析。利用数据及已掌握的规律建立模型,就可以模拟某个地方如具备某种条件时将出现的结果,如温室效应与海平面上升的关系,可通过GIS进行模拟。 (1)结合材料探究:应用GIS可以解决哪四类基本问题? 如果要决策商业网点的布局,可将哪三个GIS图层数据融合分析? 提示:与分布、位置有关的基本问题,趋势分析,模拟问题。 如果要决策商业网点的布局,可将交通、人口密度、商业网点分布三个图层数据融合分析。,问题导学,当堂检测,一,二,材料二: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用道(公交快车走廊)等措施,有效地扭转了城市公交塞车的局面。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。 (2)结合材料探究:GIS在城市管理中有哪些功能?是否涉及人类生产、生活的课题都可以用GIS进行研究? 目前,GIS在城市建设和管理中的典型应用有哪些方面? 城市管理中GIS在进行病人急救过程中可提供哪些服务?,问题导学,当堂检测,一,二,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;地理信息系统与一般信息系统的区别是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。 GIS在城市建设和管理中的应用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。 GIS在病人急救过程中,可提供如下服务:通过电子地图查找病人的位置;搜寻距离病人最近的医院和救护车;提供救护车最佳行车路线,以赢得抢救时间等。,问题导学,当堂检测,一,二,迁移与应用 例2某学校的地理兴趣小组打算借助GIS技术对家乡的自然和社会经济方面的资料进行分析。据此完成下列各题。 (1)下列四图,最适宜用GIS数据库软件制作的是( )。,问题导学,当堂检测,一,二,(2)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( )。 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. B. C. D. 解析:第(1)题,贫困人口分布能够反映地理空间数据的分布特征,最适宜用GIS数据库软件制作。第(2)题,由题干可知,同学们拟分析的是“家乡人口分布与自然条件的关系”,而都属于社会经济方面的图层。 答案:(1)C (2)A,问题导学,当堂检测,一,二,问题导学,当堂检测,一,二,问题导学,当堂检测,一,二,问题导学,当堂检测,1,2,3,4,5,6,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”等有关查询问题,且GIS还能进行趋势分析,以及用“虚拟模拟”进行预测性分析。据此完成第12题。 1.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信息,答案:1.D,7,问题导学,3,4,当堂检测,5,6,1,2,2.地理信息系统的组成,主要包括( )。 地理数据 GIS软件 硬件设备 纸质地图 GIS人员 应用模型 A. B. C. D. 答案:2.D,7,问题导学,1,2,3,4,当堂检测,5,6,GIS中,不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上,叠加不同的图层可以分析不同要素间的相互关系。据此完成第34题。 3.GIS中,不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上,叠加不同的图层可以分析不同要素间的相互关系。若对某地2009年与2014年的土地利用图层进行分析,能够( )。 A.预测旱涝灾害的发生 B.预测气温变化趋势 C.预测农作物的产量 D.得出土地利用类型的变化,答案:3.D 解析:第3题,土地利用图层反映了某一时期土地利用类型的分布状况,通过不同年份的对比最能反映出不同时期土地利用类型发生的变化,如耕地与建筑用地面积比重的变化。,7,问题导学,1,2,3,4,当堂检测,5,6,4.如果需要规划当地的工矿企业,则还需要添加的图层是( )。 交通线 矿产地 居民点 学校 A. B. C. D. 答案:4.A 解析:第4题,若需要规划当地的工矿企业还要研究考察与之关系密切的交通线、矿产地和居民点,因为这涉及交通因素、资源因素和环境因素对工业布局的影响。,7,问题导学,1,2,3,4,当堂检测,5,6,5.叠加丙与丁图层可以研究( )。 A.河流分布 B.地形特征 C.商店布局 D.客货流量,答案:5.C 解析:第5题,丙图层示意交通分布,丁图层示意人口分布,与人口和交通相关的是商店布局。,7,问题导学,1,2,3,4,当堂检测,5,6,6.为了较合理地得出丙图,需要叠加的图层有( )。 A.甲与乙 B.甲与丁 C.乙与丁 D.甲、乙、丁 答案:6.D 解析:第6题,交通建设首先要考虑尽可能多地连接居民点,以获得经济效益,在具体选线上,要考虑到地形和河流等自然条件,以降低建设成本。,7,问题导学,1,2,3,4,当堂检测,5,6,7,7.GIS即地理信息系统,在国民经济各部门得到了广泛应用。GIS数据库由若干图层组成。据此完成下列各题。,(1)GIS的工作过程主要有 , ,以及 等环节。 (2)若图示为某专题研究建立的地理信息系统(GIS)图层。该专题研究的事项可能是( )。 A.耕地分类和评价 B.工业分布与交通的关系 C.商业分布和规划 D.学校布局 (3)若要合理安排农业生产,根据自然条件因地制宜科学种田,在规划设计中还应增加哪些图层?,问题导学,1,2,3,4,当堂检测,5,6,7,答案:(1)地理数据的输入、存储 地理数据的操作和分析 地理信息输出 (2)A (3)气温、降水、光照等图层。,