成品地理信息技術在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應用

1、12教學重點：教學重點： 1 1、遙感在資源普查、環(huán)境和災害監(jiān)測中的應用；、遙感在資源普查、環(huán)境和災害監(jiān)測中的應用；2 2、全球定位系統(tǒng)在定位導航中的應用；、全球定位系統(tǒng)在定位導航中的應用；3 3、地理信息系統(tǒng)的原理；、地理信息系統(tǒng)的原理；4 4、數(shù)字地球的基本內容。、數(shù)字地球的基本內容。教學難點：教學難點： 1 1、遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)的原理，、遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)的原理，以及數(shù)字地球的含義；以及數(shù)字地球的含義；2 2、遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)在區(qū)域地、遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應用。理環(huán)境研究中的應用。教學重難點教學重難點3地理信

2、息技術的概念？地理信息技術的概念？地理信息技術主要類型？地理信息技術主要類型？地理信息技術廣泛應用于哪些方面？地理信息技術廣泛應用于哪些方面？4地理信息技術是指獲取、管理、分析和應用地理信息技術是指獲取、管理、分析和應用地理空間信息的現(xiàn)代技術的總稱。地理空間信息的現(xiàn)代技術的總稱。地理信息技術科學體系的核心技術包括地理信息技術科學體系的核心技術包括3S3S。遙感（遙感（RSRS）全球定位系統(tǒng)（全球定位系統(tǒng)（GPSGPS）地理信息系統(tǒng)（地理信息系統(tǒng)（GISGIS）地理信息技術廣泛應用于區(qū)域地理環(huán)境研究地理信息技術廣泛應用于區(qū)域地理環(huán)境研究（資源調查、環(huán)境監(jiān)測、自然災害防御監(jiān)測、（資源調查、環(huán)境監(jiān)測

3、、自然災害防御監(jiān)測、國土資源管理、國土開發(fā)規(guī)劃國土資源管理、國土開發(fā)規(guī)劃）；大眾化）；大眾化應用也成為趨勢應用也成為趨勢5什么是遙感？什么是遙感？遙感的主要環(huán)節(jié)有？遙感的主要環(huán)節(jié)有？遙感技術的原理是什么？遙感技術的原理是什么？遙感具有哪些特點？遙感具有哪些特點？遙感技術有什么作用？廣泛應用于哪些領域？遙感技術有什么作用？廣泛應用于哪些領域？6一一. .遙感（遙感（RSRS）1.1.概念：（遙遠感知）概念：（遙遠感知）NoImage 人們在航空器或航天器上利用一定的技術裝備，對人們在航空器或航天器上利用一定的技術裝備，對地表物體進行遠距離的感知。地表物體進行遠距離的感知。7按遙感平臺的高度分類大

4、體上可分為：按遙感平臺的高度分類大體上可分為：地面遙感地面遙感：高塔、車、船為遙感平臺高塔、車、船為遙感平臺航空遙感：航空遙感：飛機、氣球、飛艇等飛機、氣球、飛艇等航天遙感：航天遙感：衛(wèi)星、飛船、空間站等衛(wèi)星、飛船、空間站等遙感平臺遙感平臺83.3.主要環(huán)節(jié)：主要環(huán)節(jié)：物體輻射物體輻射和反射電和反射電磁波磁波收收集集傳傳輸輸信息處理信息處理信息分析信息分析專業(yè)圖件專業(yè)圖件統(tǒng)計數(shù)字統(tǒng)計數(shù)字（目標物）（目標物）（傳感器）（傳感器）（遙感地面系統(tǒng)）（遙感地面系統(tǒng)）（成果）（成果）94.4.遙感技術的原理遙感技術的原理 地物在不斷地吸收、發(fā)射（輻射）和反射地物在不斷地吸收、發(fā)射（輻射）和反射電磁波，并

5、且不同物體的電磁波特性不同。電磁波，并且不同物體的電磁波特性不同。 遙感就是根據這個原理，利用一定的技術遙感就是根據這個原理，利用一定的技術設備和裝置，來探測地表物體對電磁波的反射設備和裝置，來探測地表物體對電磁波的反射和地物發(fā)射的電磁波，從而提取這些物體的信和地物發(fā)射的電磁波，從而提取這些物體的信息，完成遠距離識別物體。息，完成遠距離識別物體。傳傳感感器器樹木樹木水體水體草叢草叢裸露的裸露的地表地表路面路面建筑物建筑物地球上的物體都在不停地發(fā)射、反射和吸收電磁地球上的物體都在不停地發(fā)射、反射和吸收電磁波，并且不同物體的電磁波特性是不同的。人們波，并且不同物體的電磁波特性是不同的。人們可以根據

6、電磁波的差異來辨析物體的不同。可以根據電磁波的差異來辨析物體的不同。不 同 地 物不 同 地 物反 射 的 電反 射 的 電磁波不同，磁波不同，這 是 遙 感這 是 遙 感影 像 能 夠影 像 能 夠被 判 讀 的被 判 讀 的基礎。基礎。105 5遙感的優(yōu)越性遙感的優(yōu)越性 思考思考1 1： 從監(jiān)測的范圍、速度，人力和財力的投從監(jiān)測的范圍、速度，人力和財力的投入等方面看，遙感具有哪些特點？入等方面看，遙感具有哪些特點？人工實地調查人工實地調查利用遙感技術調查利用遙感技術調查花費時間花費時間時效性時效性連續(xù)性連續(xù)性調查人員調查人員調查成本調查成本調查范圍調查范圍多多少少差（慢）差（慢）好（快）好

7、（快）多多少少高高低低小，有些地方不小，有些地方不能人工調查能人工調查廣，能獲得人眼看廣，能獲得人眼看不到的信息不到的信息差，不能全差，不能全天候觀測天候觀測好，能全天好，能全天侯觀測侯觀測11 遙感的特點：遙感的特點：(1)(1)感知的視野寬，范圍大；感知的視野寬，范圍大；(2)(2)獲得資料快、周期短的特點；獲得資料快、周期短的特點；(3)(3)精度高、質量高、效率高；精度高、質量高、效率高；(4)(4)遙感的運用比傳統(tǒng)的方法節(jié)省大量遙感的運用比傳統(tǒng)的方法節(jié)省大量的人力、財力。的人力、財力。12有人說：遙感是人的視力的延伸。你同意這有人說：遙感是人的視力的延伸。你同意這種看法嗎種看法嗎?

8、? 從某種意義上說有一定的道理從某種意義上說有一定的道理 , ,但不全面。但不全面。 人眼人眼“看看”的過程就是在遙感的過程就是在遙感, ,眼睛相當于傳感器眼睛相當于傳感器. .人眼在可見光范圍內有很高的光譜分辨率，但在人眼在可見光范圍內有很高的光譜分辨率，但在可見光可見光之外之外則是則是“睜眼瞎子睜眼瞎子” ” . .由于技術的進步和應用領域的由于技術的進步和應用領域的不斷開拓不斷開拓, ,傳感器的功能比人眼有了很大提高傳感器的功能比人眼有了很大提高, ,例如感應例如感應的波譜范圍更寬，從紫外線到可見光、紅外線，并延伸的波譜范圍更寬，從紫外線到可見光、紅外線，并延伸到微波，提高光譜分辨率和空

9、間分辨率；在夜晚或惡劣到微波，提高光譜分辨率和空間分辨率；在夜晚或惡劣天氣情況下也能使用；并有一定的穿透能力等。微波遙天氣情況下也能使用；并有一定的穿透能力等。微波遙感，對云層、地表植被、松散沙層和干燥冰雪具有一定感，對云層、地表植被、松散沙層和干燥冰雪具有一定的穿透能力，又能夜以繼日的全天侯工作?？梢娺b感不的穿透能力，又能夜以繼日的全天侯工作?？梢娺b感不僅僅是人的視力的延伸僅僅是人的視力的延伸, ,遙感比人眼的監(jiān)測距離更遠遙感比人眼的監(jiān)測距離更遠, ,范范圍更大圍更大, ,性能更強。性能更強。13 遙感信息作為重要的信息源，為區(qū)域地理環(huán)境研遙感信息作為重要的信息源，為區(qū)域地理環(huán)境研究從究從定

10、性到定量、從靜態(tài)到動態(tài)、從過程到模式的轉定性到定量、從靜態(tài)到動態(tài)、從過程到模式的轉化和發(fā)展，化和發(fā)展，提供了條件。提供了條件。 區(qū)域地理環(huán)境研究的前提是獲取地理信息。例區(qū)域地理環(huán)境研究的前提是獲取地理信息。例如，如，將多次或逐月、逐年的遙感影像圖疊加，就可反將多次或逐月、逐年的遙感影像圖疊加，就可反映城市的擴張、海岸的侵蝕、湖泊的消長，映城市的擴張、海岸的侵蝕、湖泊的消長，等等。在等等。在區(qū)域地理環(huán)境研究中區(qū)域地理環(huán)境研究中, ,遙感廣泛應用于遙感廣泛應用于資源凋查、環(huán)境資源凋查、環(huán)境監(jiān)測、自然災害防御監(jiān)測監(jiān)測、自然災害防御監(jiān)測等領域。等領域。 5 5遙感的應用遙感的應用14（1 1）資源調查

11、）資源調查生物資生物資源源 遙感的應用遙感的應用 15 農業(yè)方面，利用遙感技術可以識別各類農作物，農業(yè)方面，利用遙感技術可以識別各類農作物，計算種植面積，并根據作物生長情況估計產量；計算種植面積，并根據作物生長情況估計產量；例：例：19721972年美國不清楚蘇聯(lián)國內谷物收成情況，年美國不清楚蘇聯(lián)國內谷物收成情況，導致蘇聯(lián)從美國市場搶購幾百億千克谷物，導致導致蘇聯(lián)從美國市場搶購幾百億千克谷物，導致美國國內糧價飛漲，美國國內糧價飛漲，19771977年，美國遙測蘇聯(lián)小麥年，美國遙測蘇聯(lián)小麥產量，同蘇聯(lián)官方公布的實際數(shù)字只差產量，同蘇聯(lián)官方公布的實際數(shù)字只差1%1%，美國，美國從此能在國際市場上占

12、有銷售優(yōu)勢。從此能在國際市場上占有銷售優(yōu)勢。（1 1）資源調查）資源調查- -生物資源生物資源16（1 1）資源調查）資源調查- -礦產資源礦產資源通過分析遙感圖像可以劃定蘊藏礦產的大致區(qū)域通過分析遙感圖像可以劃定蘊藏礦產的大致區(qū)域17衛(wèi)星遙感圖片：衛(wèi)星遙感圖片：b b圖紅色表示淹沒范圍圖紅色表示淹沒范圍(1998.8.28)(1998.8.28)（2 2）災害監(jiān)測）災害監(jiān)測18 （2 2）災害監(jiān)測）災害監(jiān)測汶川汶川5.125.12地震前后地震前后RSRS影響對比影響對比19印印尼尼海海嘯嘯前前后后衛(wèi)衛(wèi)星星圖圖20 （3 3）環(huán)境監(jiān)測）環(huán)境監(jiān)測21為天氣預報提供準確不同時段的衛(wèi)星云圖為天氣預報

13、提供準確不同時段的衛(wèi)星云圖 （4 4）遙感與天氣預）遙感與天氣預報報22 手機和手表上的 GPS 手持型的 GPS 測繪使用的 GPS 航空與航海使用的 GPS (04 (04年廣東）在遙感技術中，可以根據植物的反射年廣東）在遙感技術中，可以根據植物的反射波譜特征判斷植物的生長狀況。讀圖回答波譜特征判斷植物的生長狀況。讀圖回答1-21-2題題。1 1、圖中重度病害植、圖中重度病害植物反射率高于健康植物反射率高于健康植物反射率的波段是物反射率的波段是（ ）紅外線紅外線 X X光光 可見光可見光 紫外線紫外線A A B B C C D D 2 2、根據上圖的原理，可用遙感技術直接（、根據上圖的原理

14、，可用遙感技術直接（ ）劃分植物類型劃分植物類型 判斷植物生長的土壤類型判斷植物生長的土壤類型監(jiān)測樹木的生長狀況監(jiān)測樹木的生長狀況 估測糧食作物的產量估測糧食作物的產量A A、 B B C C D D CD23全球地位系統(tǒng)的概念？全球地位系統(tǒng)的概念？GPSGPS的組成部分？的組成部分？GPSGPS的功能及特點？的功能及特點？GPSGPS廣泛應用于哪些方面？廣泛應用于哪些方面？24利用衛(wèi)星，在全球范圍內適時進行利用衛(wèi)星，在全球范圍內適時進行 導航、定位導航、定位 的系統(tǒng)。的系統(tǒng)?？臻g部分空間部分GPSGPS衛(wèi)星星座衛(wèi)星星座用戶設備部分用戶設備部分GPSGPS信號接收機信號接收機地面控制部分地面控

15、制部分地面監(jiān)控系統(tǒng)地面監(jiān)控系統(tǒng)25空間部分空間部分GPSGPS衛(wèi)星星座衛(wèi)星星座26用戶系統(tǒng)用戶系統(tǒng)GPSGPS接收機接收機 經緯度位置經緯度位置三維坐標三維坐標（經度、緯度、高度經度、緯度、高度）27用戶系統(tǒng)用戶系統(tǒng)GPSGPS接收機接收機28地面監(jiān)控部分29 提供精密的提供精密的三維坐標三維坐標（經度、緯度、高經度、緯度、高度度）、）、速度速度、時間時間。4 4 特點特點（三全兩性）（三全兩性） (1) (1)全球，全天候工作全球，全天候工作。 (2)(2)能為用戶提供能為用戶提供連續(xù)、實時的三維位置連續(xù)、實時的三維位置、三、三維速維速度和精密時間，不受天氣度和精密時間，不受天氣的影響。的影

16、響。 另外：另外： (3)(3)定位精度高：定位精度高：單機定位精度優(yōu)于單機定位精度優(yōu)于1010米，采用差分米，采用差分定位，精度可達厘米級和毫米級。定位，精度可達厘米級和毫米級。 (4)(4)功能多，應用廣：功能多，應用廣：隨著人們對隨著人們對GPSGPS認識的加深，認識的加深，GPSGPS不僅在測量、導航、測速、測時等方面取得更廣不僅在測量、導航、測速、測時等方面取得更廣泛的應用而且其應用領域不斷擴大。泛的應用而且其應用領域不斷擴大。305 GPS5 GPS的應用的應用定位、導航定位、導航（1 1）軍事）軍事定位、導航定位、導航 軍事是軍事是GPSGPS技術最早的應用領域技術最早的應用領域

17、, ,主要是為各主要是為各種軍事活動提供定位導航種軍事活動提供定位導航. .在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，不僅在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，不僅陸、海、空三軍，而且許多高科技武器彈藥等，陸、海、空三軍，而且許多高科技武器彈藥等，也都開始采用也都開始采用GPSGPS技術進行定位導航。技術進行定位導航。 目前精確制導武器復合制導的重要技術手目前精確制導武器復合制導的重要技術手段。裝備段。裝備GPSGPS制導系統(tǒng)之前制導系統(tǒng)之前, ,美軍美軍BGM-10C“BGM-10C“戰(zhàn)斧戰(zhàn)斧”巡航導彈誤差約為巡航導彈誤差約為9 9米；在其米；在其“慣性和地形匹配慣性和地形匹配”制導系統(tǒng)中加入制導系統(tǒng)中加入GPSGPS后，誤差降至后，誤差降至

18、3 3米，制導精度米，制導精度大大提高。大大提高。31 車輛跟蹤車輛跟蹤 緊急援助緊急援助 交通指揮交通指揮 提供出行路線提供出行路線規(guī)劃和導航規(guī)劃和導航（2 2）交通）交通3233（3 3）救援）救援34（4 4）野外測量）野外測量 珠穆朗瑪峰變矮了？珠穆朗瑪峰變矮了？課本課本P9 P9 ：19751975年年 8848.138848.13 2005 2005年年 8844.438844.4335（5 5）旅游與娛樂）旅游與娛樂363 3、北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，是中國自行研制開，是中國自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（CN

19、SSCNSS），是除美國的），是除美國的GPSGPS、俄羅斯的、俄羅斯的GLONASSGLONASS之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。全球的導航定位系統(tǒng)：全球的導航定位系統(tǒng)：2 2、俄羅斯全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)（、俄羅斯全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)（GLONASSGLONASS）1 1、美國全球定位系統(tǒng)（、美國全球定位系統(tǒng)（GPSGPS） 37教材教材P9P9思考思考：（1 1）GPSGPS衛(wèi)星不斷發(fā)射信號；衛(wèi)星不斷發(fā)射信號；（2 2）汽車中的）汽車中的GPSGPS用戶設備接收了用戶設備接收了GPSGPS衛(wèi)星信息：位置、速度衛(wèi)星信息：位置、速度等，駕駛員等，駕駛員輸入出發(fā)地和目的地，并

20、通過輸入出發(fā)地和目的地，并通過無線電信無線電信號號傳送至傳送至服務中心服務中心；（3 3）服務中心為其確定可行路線，并通）服務中心為其確定可行路線，并通過衛(wèi)星傳輸給汽車。過衛(wèi)星傳輸給汽車。（4 4）服務中心）服務中心及時通過語言提示，及時通過語言提示，汽車汽車在在GPSGPS衛(wèi)星信號的引導下到達目的地。衛(wèi)星信號的引導下到達目的地。38B 1999 1999 年年 3 3 月月 27 27 日，北約部隊一架日，北約部隊一架 F F 一一 117A 117A 隱形戰(zhàn)斗機被南聯(lián)盟防空部隊擊落。飛行員跳傘后在腳觸隱形戰(zhàn)斗機被南聯(lián)盟防空部隊擊落。飛行員跳傘后在腳觸地的一剎那，通過手持型信號發(fā)射器發(fā)出緊急

21、呼救信號，地的一剎那，通過手持型信號發(fā)射器發(fā)出緊急呼救信號，當間諜衛(wèi)星把呼救信號傳送到北約空襲南聯(lián)盟指揮所后，當間諜衛(wèi)星把呼救信號傳送到北約空襲南聯(lián)盟指揮所后，美軍立即安排了救援行動。美軍立即安排了救援行動。 6 6 小時后，當一架小時后，當一架 EA EA 一一 6B 6B 電子干擾機發(fā)現(xiàn)飛行員的準確位置時，一架電子干擾機發(fā)現(xiàn)飛行員的準確位置時，一架 MH MH 一一 6oG 6oG 搜索與救援直升機降落在飛行員面前，把飛行員接上直升搜索與救援直升機降落在飛行員面前，把飛行員接上直升機并安全返回基地。機并安全返回基地。（1 1）飛行員發(fā)出的呼救信號是（）飛行員發(fā)出的呼救信號是（ ）A .GI

22、S A .GIS 系統(tǒng)信號系統(tǒng)信號 B . GPS B . GPS 系統(tǒng)信號系統(tǒng)信號 C . RS C . RS 系統(tǒng)信號系統(tǒng)信號 D D 以上都不對以上都不對39專門處理地理空間數(shù)據的計算機系統(tǒng)。專門處理地理空間數(shù)據的計算機系統(tǒng)。 地圖的延伸地圖的延伸數(shù)據數(shù)據處理處理信信息息源源數(shù)數(shù)據據庫庫空間空間分析分析信息輸信息輸出表達出表達2 GIS的強大功能的強大功能數(shù)據庫管理系統(tǒng)的功能數(shù)據庫管理系統(tǒng)的功能強大的查詢、分析功能強大的查詢、分析功能空間模擬與分析的輔助決策功能空間模擬與分析的輔助決策功能4041強大的查詢功能強大的查詢功能42空間模擬空間模擬+查詢功能查詢功能43模擬問題模擬問題三維水

23、災模擬三維水災模擬44思考：思考：1.1.與地圖相比，與地圖相比，GISGIS具有哪些優(yōu)點？具有哪些優(yōu)點？2.GIS2.GIS是地圖的延伸。是地圖的延伸。 你你怎么理解？怎么理解？ 1、優(yōu)點很多，如地理信息系統(tǒng)的信息具有多維的、優(yōu)點很多，如地理信息系統(tǒng)的信息具有多維的特征；地理信息的時序性十分明顯；時效性好；更新特征；地理信息的時序性十分明顯；時效性好；更新快等等?？斓鹊?。 2從地理信息系統(tǒng)是一個多維的地圖等方面思考從地理信息系統(tǒng)是一個多維的地圖等方面思考 45數(shù)字地球：即信息化、數(shù)字化的地球。數(shù)字地球：即信息化、數(shù)字化的地球。 地理信息技術：是指獲取、管理、分析和應用地理地理信息技術：是指獲

24、取、管理、分析和應用地理空間信息的現(xiàn)代技術的總稱?？臻g信息的現(xiàn)代技術的總稱。46 47網絡技術網絡技術RSGPSGIS廣泛應用于農業(yè)、林業(yè)、國土資源、軍廣泛應用于農業(yè)、林業(yè)、國土資源、軍事、測繪、交通、郵電、環(huán)境、城市管事、測繪、交通、郵電、環(huán)境、城市管理、土地管理、金融、公安等行業(yè)。理、土地管理、金融、公安等行業(yè)。數(shù)字數(shù)字地球地球應用應用地理信息數(shù)據地理信息數(shù)據空間定位空間定位應用應用應用應用3S3S技術與數(shù)字地球的關系技術與數(shù)字地球的關系虛擬技術虛擬技術48地理信息技術地理信息技術主要的功能主要的功能主要組成部分主要組成部分遙感遙感RSRS對地表物體進行對地表物體進行遠距離的感知，遠距離的

25、感知，獲取信息獲取信息衛(wèi)星（飛機）、衛(wèi)星（飛機）、傳感器、地面接傳感器、地面接收站收站全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)GPS導航、定位導航、定位GPSGPS衛(wèi)星星座、衛(wèi)星星座、GPSGPS信號接收機、信號接收機、地面監(jiān)控系統(tǒng)地面監(jiān)控系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)GISGIS對地理空間數(shù)據對地理空間數(shù)據進行輸入、管理、進行輸入、管理、分析分析計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)491在圖在圖1.5和圖和圖1.6所示的洪水監(jiān)測和統(tǒng)計中所示的洪水監(jiān)測和統(tǒng)計中,除運用了除運用了遙感技術外遙感技術外,還運用了地理信息系統(tǒng)還運用了地理信息系統(tǒng),遙感提供了信息源遙感提供了信息源(信息搜集信息搜集),地理信息系統(tǒng)對信息進行加工地理信息系統(tǒng)對信息進行加工(分析、統(tǒng)計分析、統(tǒng)計)。2 (1）可以利用全球定位系統(tǒng)）可以利用全球定位系統(tǒng) (2)可以利用地理信息系統(tǒng)可以利用地理信息系統(tǒng) (