中圖版必修3第三章第三節(jié)《地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

第三節(jié) 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用 課標(biāo)領(lǐng)航 課程標(biāo)準(zhǔn) 運(yùn)用有關(guān)資料，了解地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應(yīng)用。 學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解：地理信息系統(tǒng)的基本構(gòu)成和功能。 理解：地理信息系統(tǒng)在城市管理中的作用。 應(yīng)用：通過收集資料，深入理解地理信息系統(tǒng)的工作原理。 知能層級(jí)突破 教材深化透析 學(xué)業(yè)水平達(dá)標(biāo) 基礎(chǔ)自主梳理 第三節(jié) 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用 一、地理信息系統(tǒng) 1概念：是依靠 _實(shí)現(xiàn)地理信息的 _、處理、存儲(chǔ)、 _和 _的系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱 GIS。 2功能：儲(chǔ)存龐大的 _數(shù)據(jù)，制作 _地圖，屬性 資料查詢，進(jìn)行 _，模擬區(qū)域內(nèi)的 _和 _。 3地理信息系統(tǒng)的流程圖如下：信息輸入 _ 數(shù)據(jù)庫管理 _ 可視化表達(dá)。 4構(gòu)成：硬件、 _、數(shù)據(jù)、 _。 基礎(chǔ)自主梳理 計(jì)算機(jī) 收集 分析 應(yīng)用 空間 電子 多種空間分析 空間規(guī)律 發(fā)展趨勢(shì) 數(shù)據(jù)處理 空間分析 軟件 人員 思考 1地理信息系統(tǒng)與傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖相比，有哪些優(yōu)越性？ 提示： 地理信息系統(tǒng)通過建立數(shù)據(jù)模型，以數(shù)據(jù)庫的形式儲(chǔ)存地理空間數(shù)據(jù)，信息量大；地理信息系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行查詢，數(shù)據(jù)能及時(shí)更新；可以將不同來源、不同比例尺、不同投影的地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合，并進(jìn)行空間分析。 二、地理信息系統(tǒng)可以解決的四類基本問題 1與分布、位置有關(guān)的基本問題 (1)查詢 “_”和 “_”。 (2)查詢符合一定條件的地物的分布位置。 2趨勢(shì)分析：通過了解某地物隨 _變化的過程，分析該地物的 _。 3模式問題：通過模式分析，可以揭示各種地物之間的 _關(guān)系。 4模擬問題：利用已掌握的規(guī)律建立起一定的_，可以模擬某個(gè)地方如果具備某種條件時(shí)將出現(xiàn)的 _。 地點(diǎn) 狀況 時(shí)間 發(fā)展趨勢(shì) 空間 模型 結(jié)果 思考 2涉及人類生產(chǎn)、生活的課題是否都可以用 GIS進(jìn)行研究？ 提示： 地理信息系統(tǒng)與一般信息系統(tǒng)的區(qū)別是GIS所采集的信息是按地理空間分布特征來反映地理實(shí)體結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化規(guī)律的，因此，不反映地理空間分布特征的有關(guān)課題，一般不用 GIS進(jìn)行研究。 三、地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應(yīng)用 1城市信息管理與服務(wù)：向城市居民提供日常工作與生活所需的各種 _。 2城市規(guī)劃： _和統(tǒng)計(jì)用地資料，分析城市_，管理 _。 3城市道路交通管理：顯示道路的 _、_、 _等空間和屬性信息；可以提供多種類型的 _；及時(shí)發(fā)布交通信息。 信息 查詢 現(xiàn)狀 城市 路況 交通流量 沿線環(huán)境 查詢 4城市救災(zāi)防災(zāi)：實(shí)時(shí) _災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展過程，對(duì)災(zāi)害進(jìn)行快速 _、評(píng)價(jià)和 _，輔助開展災(zāi)后的 _和 _工作。 5城市環(huán)境管理：主要包括環(huán)境規(guī)劃與決策、_、評(píng)價(jià)、 _等。 跟蹤 分析 模擬 應(yīng)急 恢復(fù) 監(jiān)測(cè) 預(yù)測(cè)與模擬 思考 3 GIS在進(jìn)行病人急救過程中可提供哪些服務(wù)？ 提示： GIS在病人急救過程中，可提供如下服務(wù)：(1)快速鎖定病人的位置； (2)搜尋距離病人最近的醫(yī)院和救護(hù)車； (3)提供救護(hù)車最佳行車路線，以贏得搶救時(shí)間等。 知能層級(jí)突破 地理信息系統(tǒng)可以解決的基本問題 名稱 問題 舉例 與分布、位 置有關(guān)的 基本問題 解決與 “ 地點(diǎn) ” 和 “ 狀況 ” 有關(guān)的查詢 距離最近的一家快餐店在哪里； 北京市目前共有幾家圖書館； 在指定區(qū)域內(nèi)尋找適合一定條件的地物 知識(shí)精析 名稱 問題 舉例 趨勢(shì)分析 了解某地物隨時(shí)間變化的過程，分析該地物的發(fā)展趨勢(shì) 分析過去 20年來某城市的人口增長(zhǎng)趨勢(shì)； 求兩點(diǎn)之間最短、最快或景點(diǎn)最多的路徑 模式問題 通過模式分析，揭示各種地物之間的空間關(guān)系 分析一個(gè)地區(qū)的地形、土壤與特定作物種植之間的關(guān)系 模擬問題 模擬某地如果具備某種條件時(shí)將出現(xiàn)的結(jié)果 溫室效應(yīng)造成了地球極地冰蓋的融化，若海水上漲 10厘米將淹及全球哪些地區(qū) 地理信息系統(tǒng)可以解決四類基本問題，以下屬于解決模擬問題的是 ( ) A查詢一所學(xué)校的位置 B分析 10年內(nèi)某市人口增長(zhǎng)趨勢(shì)和分布情況 C通過對(duì)一個(gè)地方的地物分布及組合的分析，從而找出各種地物間的空間關(guān)系 D溫室效應(yīng)導(dǎo)致海平面上升，如果極地冰川全部融化將會(huì)使海平面增長(zhǎng)多少，對(duì)這一問題的分析 例 1 【 解析 】 選項(xiàng) A是與分布位置有關(guān)的問題，選項(xiàng) B是趨勢(shì)分析問題，選項(xiàng) C是模式問題，選項(xiàng) D是模擬問題。 【 答案 】 D 1 以下說法中， 不 正確的是 ( ) A GIS可以解決與分布、位置有關(guān)的問題 B GIS可以解決趨勢(shì)問題 C GIS可以解決模式問題 D GIS能解決當(dāng)前模擬問題，但不能虛擬現(xiàn)實(shí) 解析： 選 D。利用已掌握的規(guī)律建立起一定的模型，就可以虛擬現(xiàn)實(shí)，這是 GIS發(fā)展與應(yīng)用的一個(gè)重要方向。 學(xué)以致用 地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應(yīng)用 知識(shí)精析 GIS在城市管理中的主要作用 可解決的基本問題 舉例說明 城市信息管理與服務(wù) 向城市居民提供日常工作與生活所需的各種信息 如提供旅游景點(diǎn)分布及詳情；提供商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的布局及各自特色 城市規(guī)劃 是城市規(guī)劃管理的 重要工具 如規(guī)劃部門可以把用地資料記錄到數(shù)據(jù)庫里隨時(shí)查詢和統(tǒng)計(jì)，并用三維影像顯示市貌，以分析城市現(xiàn)狀 GIS在城市管理中的主要作用 可解決的基本問題 舉例說明 城市道路交通管理 GIS可將有關(guān)道路的路況、交通流量、沿線環(huán)境等空間和屬性信息顯示出來，使管理者對(duì)道路信息一目了然；提供多種類型的查詢等；及時(shí)發(fā)布交通信息 如查詢空間信息：某個(gè)加油站的坐標(biāo)位置；查詢時(shí)間信息：某輛車某一時(shí)刻處于什么位置及某時(shí)間某路段的車流量等 GIS在城市管理中的主要作用 可解決的基本問題 舉例說明 城市救災(zāi)防災(zāi) 可以實(shí)時(shí)跟蹤災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展過程，對(duì)災(zāi)害進(jìn)行快速分析、評(píng)價(jià)和模擬，并輔助開展災(zāi)后的應(yīng)急和恢復(fù)工作 如為提高火災(zāi)防救工作的針對(duì)性，可建立各防火區(qū)的火災(zāi)信息系統(tǒng)，并建立相應(yīng)的救護(hù)路線模型和災(zāi)后損失評(píng)估模型等 城市環(huán)境管理 廣泛應(yīng)用于城市環(huán)境管理工作的各個(gè)方面 如對(duì)城市大氣、水、土地、植被、噪聲等方面的信息進(jìn)行綜合管理和處理，可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息的共享等 下圖示意為 “某專題研究建立的地理信息系統(tǒng) (GIS)圖層 ”。 據(jù)此完成下列問題 。 例 2 (1)該專題研究可能是 ( ) A耕地分類和評(píng)價(jià) B工業(yè)分布與交通的關(guān)系 C商業(yè)分布和規(guī)劃 D學(xué)校布局 (2)若利用該地理信息系統(tǒng)進(jìn)行深埋垃圾場(chǎng)選址，在下列圖層中應(yīng)增加 ( ) 大氣污染 區(qū)域規(guī)劃 造紙廠、印刷廠分布 水文地質(zhì) A B C D 【 解析 】 第 (1)題，根據(jù)題中提供的圖層，有水系、土地利用、居民點(diǎn)、地形和土壤，特別是有土地利用、水系、土壤圖層，說明該專題研究的可能是耕地分類和評(píng)價(jià)。第 (2)題，如果為深埋垃圾場(chǎng)選址，首先應(yīng)考慮該地的水文地質(zhì)條件，因?yàn)槭巧盥?，處理不好很容易造成地下水污染；另外，深埋垃圾?chǎng)附近地表比較疏松，并且有可能產(chǎn)生沼氣等氣體，故選址時(shí)一定要參考當(dāng)?shù)氐膮^(qū)域規(guī)劃，決不能建在居民區(qū)、商業(yè)區(qū)等人口密集區(qū)附近。 【 答案 】 (1)A (2)D 2 疊加分析就是將同一地區(qū)的兩層或多層地圖要素重疊在一起進(jìn)行圖層和屬性運(yùn)算 ， 產(chǎn)生新的圖層和屬性的過程 。 圖中甲 、 乙分別為同一地區(qū)兩種要素分布圖 。 判斷 (1) (2)題 。 學(xué)以致用 (1)若將甲 、 乙兩圖層進(jìn)行疊加 ， 得到的新圖是 ( ) (2)若甲、乙分別為城市交通網(wǎng)和地租等值線圖層，疊加后生成新圖層的圖形信息可用于 ( ) A規(guī)劃城市道路網(wǎng) B處理交通事故 C進(jìn)行城市綠化 D城市商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)布局 解析： 第 (1)題，圖層疊加后，原圖層屬性、要素并沒有變化。第 (2)題，城市規(guī)劃中，交通方便、地租較高的地區(qū)，商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)密度較大。這樣，城市交通圖層與地租等值線圖層的疊加可以為商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)選址提供參考資料。 答案： (1)A (2)D 教材深化透析 圖表解讀 1圖 3 3 2地理信息系統(tǒng)的流程 圖 3 3 3地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成 這兩幅圖說明了 GIS是收集數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、處理分析數(shù)據(jù)、展示信息的過程，在其構(gòu)成中，核心部分是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和空間數(shù)據(jù)，管理人員和用戶只決定系統(tǒng)的工作方式和信息表達(dá)方式。 2圖 3 3 4用地理信息系統(tǒng)查詢地點(diǎn) 圖 3 3 7香港城市旅游信息系統(tǒng) 圖 3 3 8 用地理信息系統(tǒng)查詢美國(guó)舊金山機(jī)場(chǎng)的情況 三幅圖展示了 GIS的查詢信息的功能，點(diǎn)擊要查詢的地點(diǎn)，可以顯示出所查詢的畫面和具體信息。 3圖 3 3 5在地理信息系統(tǒng)中找尋北京市內(nèi)兩點(diǎn)之間最近的乘車路線 該圖顯示了 GIS的分析功能。通過輸入起止點(diǎn)，可以輕松搜索出兩點(diǎn)之間的線路，加上一些限制條件，可以求最短、最快或最多的路徑。 4圖 3 3 6 防汛氣象信息服務(wù)系統(tǒng) 圖 3 3 11 江蘇省環(huán)境保護(hù)空間信息共享與服務(wù)示范系統(tǒng) 這兩幅圖展示了 GIS的建模分析功能，通過建立相關(guān)信息模型，可以分析規(guī)律和模擬發(fā)展趨勢(shì)。 5圖 3 3 9廣東省佛山市地下管線管理系統(tǒng) 圖 3 3 10廣東省廣州市城市交通管理系統(tǒng) 兩圖展示了城市地下管網(wǎng)和交通線路信息，還可以使管理者對(duì)信息一目了然，以進(jìn)行有效管理。 案例研究 地理信息系統(tǒng) (GIS)的其他應(yīng)用領(lǐng)域 地理信息系統(tǒng) (GIS)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，如在土地管理、環(huán)境保護(hù)、資源保護(hù)、災(zāi)害預(yù)測(cè)、投資評(píng)價(jià)、城市規(guī)劃建設(shè)、政府管理等眾多領(lǐng)域。 (1)土地管理領(lǐng)域。如土地信息系統(tǒng)和地籍管理系統(tǒng)。土地和地籍管理涉及土地使用性質(zhì)變化、地塊輪廓變化、地籍權(quán)屬關(guān)系變化等許多內(nèi)容，借助 GIS技術(shù)可以高效、高質(zhì)量地完成這些工作，對(duì)土地進(jìn)行分帶、分區(qū)規(guī)劃與評(píng)價(jià)，進(jìn)行土地信息獲取、環(huán)境作用描述、水質(zhì)管理、戶籍管理等。 (2)資源領(lǐng)域 。 資源管理 GIS主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域 ， 解決農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域各種資源 (如土地 、森林 、 草場(chǎng) )分布 、 分級(jí) 、 統(tǒng)計(jì) 、 制圖等問題 。 資源 “定位 ”， 即資源分布和 “模式 ”， 對(duì)資源分布的存在空間模式進(jìn)行管理分析 。 自然資源 GIS目前主要進(jìn)行自然環(huán)境作用分析 、 野生動(dòng)植物保護(hù) 、地下水模擬與污染跟蹤等 。 生態(tài) 、 環(huán)境管理與模擬 GIS則進(jìn)行區(qū)域生態(tài)規(guī)劃 、 環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià) 、 環(huán)境影響評(píng)價(jià) 、 污染物削減分配的決策支持 、 環(huán)境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的決策支持 、 環(huán)保設(shè)施的管理 、環(huán)境規(guī)劃等 。 (3)地理學(xué)研究與應(yīng)用領(lǐng)域 。 地理學(xué)研究與應(yīng)用GIS提供地形分析 、 流域分析 、 土地利用分析研究 、 空間決策支持 、 空間統(tǒng)計(jì)分析 、 制圖等功能 。如地形模型可