地理信息技術(shù)的應(yīng)用單元內(nèi)容解讀

“地理信息技術(shù)的應(yīng)用”單元內(nèi)容解讀

一、課程標(biāo)準(zhǔn)要求1.課程標(biāo)準(zhǔn)解讀（1）結(jié)合實(shí)例，了解遙感（RS）在資源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用地理信息技術(shù)是地理科學(xué)的現(xiàn)代語(yǔ)言和工具，是地理科學(xué)與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是現(xiàn)代地理科學(xué)的技術(shù)支撐。在高中地理課程中設(shè)置地理信息技術(shù)的有關(guān)內(nèi)容，主要是為了讓學(xué)生對(duì)地理信息技術(shù)的基本知識(shí)，尤其是應(yīng)用領(lǐng)域有所了解，從而認(rèn)識(shí)地理信息技術(shù)在地理科學(xué)研究、社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用價(jià)值。此外，在學(xué)習(xí)地理信息技術(shù)時(shí)，學(xué)生通過(guò)參與有關(guān)地理實(shí)踐活動(dòng)，有利于培養(yǎng)其地理實(shí)踐能力和合作精神。本條“標(biāo)準(zhǔn)”包含兩方面的要點(diǎn)，一是要求學(xué)生了解遙感（RS）的概念和工作原理。考慮到一些學(xué)校在設(shè)備和師資方面的現(xiàn)實(shí)條件，對(duì)于遙感的“工作原理”可以不涉及到“專業(yè)機(jī)理”，只定位在“工作過(guò)程”即可。另一要點(diǎn)是要求學(xué)生了解遙感在社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用，這也是本條“標(biāo)準(zhǔn)”的重點(diǎn)所在?？紤]到遙感應(yīng)用的廣泛性，課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該應(yīng)用領(lǐng)域做了一定的限定，即在資源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，這也是遙感技術(shù)發(fā)揮巨大作用的領(lǐng)域，具有一定的現(xiàn)實(shí)性。教學(xué)中教師可以引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合具體應(yīng)用實(shí)例來(lái)認(rèn)識(shí)遙感的功能、應(yīng)用及其意義。需要說(shuō)明的是，在教學(xué)中學(xué)生需要閱讀一些遙感圖像，這其中會(huì)涉及遙感圖像判讀的內(nèi)容，對(duì)于學(xué)有余力的學(xué)生，教師可以向其介紹一些遙感圖像判讀的簡(jiǎn)單知識(shí)和技能，作為拓展性學(xué)習(xí)內(nèi)容。（2）舉例說(shuō)出全球定位系統(tǒng)（GPS）在定位導(dǎo)航中的應(yīng)用本條“標(biāo)準(zhǔn)”主要是讓學(xué)生了解全球定位系統(tǒng)的基本概念及應(yīng)用領(lǐng)域，不必涉及全球定位系統(tǒng)的基本原理。全球定位系統(tǒng)是利用多顆導(dǎo)航衛(wèi)星的無(wú)線電信號(hào)，對(duì)地球表面某地點(diǎn)進(jìn)行定位、報(bào)時(shí)或?qū)Φ乇硪苿?dòng)物體進(jìn)行導(dǎo)航的技術(shù)系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)由三大子系統(tǒng)構(gòu)成，即空間衛(wèi)星系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)和用戶設(shè)備系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)的作用主要體現(xiàn)在精確的定位能力和準(zhǔn)確定時(shí)及測(cè)速能力等方面。根據(jù)“標(biāo)準(zhǔn)”所提出的要求，學(xué)生只要了解全球定位系統(tǒng)在定位導(dǎo)航中的作用即可。教學(xué)中教師可以結(jié)合具體實(shí)例向?qū)W生介紹全球定位系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，也可以鼓勵(lì)學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上收集相關(guān)案例進(jìn)行學(xué)習(xí)。（3）運(yùn)用有關(guān)資料，了解地理信息系統(tǒng)（GIS）在城市管理中的功能（活動(dòng)建議：用電子地圖，如網(wǎng)絡(luò)或光盤形式，查詢城鎮(zhèn)、交通、旅游等信息）本條“標(biāo)準(zhǔn)”主要是讓學(xué)生了解地理信息系統(tǒng)（GIS）的基本概念及主要功能。地理信息系統(tǒng)是一種采集、存儲(chǔ)、管理、分析、顯示與應(yīng)用地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)。地理信息系統(tǒng)的基本功能包括數(shù)據(jù)采集、檢驗(yàn)與編輯功能；數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與組織功能；數(shù)據(jù)格式化、轉(zhuǎn)換功能；查詢、檢索、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算功能；空間分析功能以及顯示功能。地理信息系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛，涉及土地管理、資源、地理學(xué)研究與應(yīng)用、城市信息管理應(yīng)用等多個(gè)領(lǐng)域。本條“標(biāo)準(zhǔn)”要求學(xué)生了解地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應(yīng)用及主要功能，如城市規(guī)劃、城市交通管理、城市環(huán)境監(jiān)測(cè)、城市信息服務(wù)等。教學(xué)中教師可以結(jié)合具體實(shí)例向?qū)W生介紹地理信息系統(tǒng)的功能與作用。在設(shè)備條件較好的學(xué)校，教師可以向?qū)W生展示一些城市的電子地圖，指導(dǎo)學(xué)生閱讀并查詢有關(guān)城市的信息，或結(jié)合所學(xué)地理知識(shí)對(duì)城市規(guī)劃中的問(wèn)題進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，如分析城市某工業(yè)區(qū)布局是否合理等。（4）了解數(shù)字地球的含義數(shù)字地球是一個(gè)全新的概念，是由GIS技術(shù)、現(xiàn)實(shí)虛擬技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)系統(tǒng)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字地球與人類生產(chǎn)、生活的關(guān)系日益密切，不斷地改變著人類的生存和發(fā)展方式。本條“標(biāo)準(zhǔn)”主要是讓學(xué)生了解數(shù)字地球的基本概念和應(yīng)用，不要求學(xué)生掌握數(shù)字地球技術(shù)方面的內(nèi)容。數(shù)字地球是一個(gè)以地球坐標(biāo)為依據(jù)、具有多分辨率的海量數(shù)據(jù)和多維顯示的地球虛擬系統(tǒng)。目前，數(shù)字地球技術(shù)正越來(lái)越多地應(yīng)用于城市建設(shè)、教育、農(nóng)業(yè)、交通等多個(gè)領(lǐng)域，為人類的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人民生活提供服務(wù)。在數(shù)字地球的應(yīng)用領(lǐng)域中，“數(shù)字城市”、“數(shù)字校園”是學(xué)生比較熟悉的，教學(xué)時(shí)可以結(jié)合此方面的具體實(shí)例來(lái)幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)數(shù)字地球技術(shù)的應(yīng)用及其意義。2.三維教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能：了解遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）以及數(shù)字地球的基本概念。通過(guò)實(shí)例，了解遙感在資源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，了解全球定位系統(tǒng)在定位導(dǎo)航中的應(yīng)用以及地理信息系統(tǒng)在城市管理中的功能。結(jié)合有關(guān)資料，認(rèn)識(shí)數(shù)字地球技術(shù)的應(yīng)用及其意義。過(guò)程與方法：能結(jié)合具體案例，說(shuō)出遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)和地理信息技術(shù)所適用的應(yīng)用領(lǐng)域。學(xué)會(huì)地理信息技術(shù)中一些簡(jiǎn)單的使用方法，如電子地圖的查詢檢索、利用GPS儀進(jìn)行定位、在電子圖書(shū)館中閱讀等。情感、態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)讓學(xué)生了解地理信息技術(shù)的基本概念和應(yīng)用，認(rèn)識(shí)地理信息技術(shù)所涉及的領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，對(duì)人類生產(chǎn)、生活的作用日益重要。通過(guò)學(xué)習(xí)一些基本的地理信息技術(shù)手段，提高學(xué)生利用現(xiàn)代信息手段分析地理問(wèn)題、探究地理問(wèn)題的能力。鼓勵(lì)學(xué)生將地理信息技術(shù)手段應(yīng)用于生活實(shí)踐中，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和社會(huì)實(shí)踐能力。二、教材分析1.四版本教材內(nèi)容比較（見(jiàn)下頁(yè)表1）2.教學(xué)重難點(diǎn)剖析重點(diǎn)：了解遙感技術(shù)（RS）在資源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用在認(rèn)識(shí)遙感技術(shù)的應(yīng)用時(shí)，主要側(cè)重于了解遙感技術(shù)的作用和用途，而不要求掌握遙感技術(shù)的工作過(guò)程。以遙感在洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用為例，由于被洪水淹沒(méi)地區(qū)和未淹地區(qū)的反射光譜不同，因此遙感衛(wèi)星所拍攝的受災(zāi)地區(qū)影像中，淹沒(méi)地區(qū)和未淹地區(qū)所顯示的色調(diào)不同。通過(guò)不同色調(diào)的對(duì)比，就能判斷被洪水淹沒(méi)地區(qū)的分布狀況，進(jìn)而了解受災(zāi)的范圍。用不同時(shí)段的遙感影像還可以判斷災(zāi)害的變化趨勢(shì)，這對(duì)及時(shí)獲取受災(zāi)信息有著重要的作用。重點(diǎn)：了解全球定位系統(tǒng)（GPS）在定位導(dǎo)航中的應(yīng)用在了解全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用時(shí)，要知道全球定位系統(tǒng)能實(shí)時(shí)、連續(xù)地提供地球表面任意地點(diǎn)上的經(jīng)緯度和高程，因此主要用于定位導(dǎo)航。教學(xué)中要求學(xué)生能結(jié)合具體案例來(lái)說(shuō)明全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用。例如，GPS在車輛導(dǎo)航中的應(yīng)用。車輛上的GPS導(dǎo)航儀可以對(duì)行駛中的車輛進(jìn)行定位。GPS接收機(jī)接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)后，計(jì)算出車輛當(dāng)前的位置，位置信息按特定的編碼方式，送至數(shù)據(jù)發(fā)送機(jī)，經(jīng)天線傳至控制中心。同時(shí)，GPS導(dǎo)航儀可以將位置數(shù)據(jù)傳輸給GIS系統(tǒng)，在GIS支持下，位置數(shù)據(jù)以點(diǎn)狀符號(hào)表現(xiàn)在電子地圖上。GPS還可以提供導(dǎo)航功能。GPS導(dǎo)航儀開(kāi)始工作后，GPS接收機(jī)不斷地接收衛(wèi)星定位信息，信息處理器快速計(jì)算出車輛所在的位置，然后將這些位置信息與設(shè)定的行駛路線坐標(biāo)相匹配，一旦車輛偏離了之前司機(jī)所設(shè)置的行駛路線，導(dǎo)航儀就會(huì)發(fā)出警告，提醒司機(jī)注意。重點(diǎn)：了解地理信息系統(tǒng)（GIS）在城市管理中的功能地理信息系統(tǒng)的功能涉及數(shù)據(jù)的采集、分析、決策以及應(yīng)用的全部過(guò)程?？臻g分析是地理信息系統(tǒng)中最為核心的功能，這也是地理信息系統(tǒng)與其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的根本區(qū)別。對(duì)于學(xué)生而言，最容易掌握操作的是查詢、檢索和統(tǒng)計(jì)的功能。GIS在城市管理中的應(yīng)用涉及很多方面，如城市信息管理與服務(wù)、城市規(guī)劃、城市道路交通管理、城市救災(zāi)防災(zāi)和城市環(huán)境管理等。教學(xué)中可以結(jié)合其中一方面來(lái)進(jìn)行具體的說(shuō)明。例如，GIS在城市道路交通管理中的應(yīng)用。車輛安裝GIS后，有關(guān)部門可以查詢運(yùn)行車輛的實(shí)時(shí)位置及車輛的信息；城市任意交叉路口（用于特殊事件的管理）的信息，包括該點(diǎn)最近的報(bào)警單位、救護(hù)單位的地址、電話等。此外，還可以提供輔助決策的功能，如現(xiàn)有警察、救護(hù)車駛往出事點(diǎn)的路線優(yōu)選列表（最暢通路線、最近路線、行駛時(shí)間）。平時(shí)可以將各種緊急情況下相應(yīng)的備選方案存入計(jì)算機(jī)，當(dāng)實(shí)際事件發(fā)生時(shí)，GIS將立即自動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)的備選方案供用戶參考決策。難點(diǎn)：判斷遙感、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)是地理信息技術(shù)中核心的三種技術(shù)。這三種技術(shù)有著不同的工作原理和應(yīng)用領(lǐng)域，學(xué)生要能根據(jù)它們各自的特點(diǎn)來(lái)判斷其所適用的領(lǐng)域。遙感技術(shù)能大面積、動(dòng)態(tài)、周期性地獲取地表信息，因此廣泛應(yīng)用于資源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。全球定位系統(tǒng)具有定位、報(bào)時(shí)和對(duì)表面移動(dòng)物體進(jìn)行導(dǎo)航的作用，因此應(yīng)用于軍事、交通、探險(xiǎn)旅游等領(lǐng)域。地理信息系統(tǒng)具有采集、存貯、管理、分析和描述整個(gè)或部分地球上與空間和地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的重要作用，因此主要應(yīng)用于全球環(huán)境變化的監(jiān)測(cè)與管理、自然資源調(diào)查與管理、城市規(guī)劃與管理、軍事應(yīng)用等多個(gè)領(lǐng)域。此外，遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)集合形成了功能強(qiáng)大的3S技術(shù)?，F(xiàn)實(shí)生活中的很多案例往往是3S技術(shù)的綜合運(yùn)用，因此在教學(xué)中教師可以通過(guò)一些具體案例幫助學(xué)生了解各種地理信息技術(shù)在3S技術(shù)的綜合應(yīng)用中是如何發(fā)揮各自作用的。以3S技術(shù)在城市交通管理中的綜合應(yīng)用為例，遙感技術(shù)以數(shù)字圖像方式提供城市范圍內(nèi)道路與周邊環(huán)境的信息，全球定位系統(tǒng)提供車輛目前所處的精確位置等信息，地理信息系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)各種車輛信息的管理、顯示與分析，為管理人員和司機(jī)提供輔助決策。三、教學(xué)建議1.側(cè)重地理信息技術(shù)應(yīng)用，對(duì)地理信息技術(shù)的工作原理不做過(guò)多要求地理信息技術(shù)中的專業(yè)原理和工作過(guò)程所涉及的專業(yè)術(shù)語(yǔ)較多，內(nèi)容較復(fù)雜，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)較為困難，教學(xué)中可以不要求學(xué)生掌握這方面的內(nèi)容。課程標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)置這部分內(nèi)容主要是為了讓學(xué)生初步認(rèn)識(shí)地理信息技術(shù)，了解其在科學(xué)研究和社會(huì)生產(chǎn)生活中的重要意義，因此教學(xué)應(yīng)側(cè)重于地理信息技術(shù)的應(yīng)用。由于地理信息技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，為了減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)，內(nèi)容中對(duì)遙感、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域作了適當(dāng)?shù)南薅?，只要求掌握其中最主要的?yīng)用領(lǐng)域，如地理信息系統(tǒng)主要側(cè)重于在城市管理中的應(yīng)用等。2.密切聯(lián)系生活實(shí)際，選擇學(xué)生所熟悉的地理信息技術(shù)應(yīng)用實(shí)例地理信息技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，涉及科學(xué)研究、生產(chǎn)生活等多個(gè)領(lǐng)域。教學(xué)中可以將重點(diǎn)放在學(xué)生比較熟悉、比較容易接觸到的領(lǐng)域，從學(xué)生的生活實(shí)際入手選擇具體案例。例如，教師在講授“全球定位系統(tǒng)在定位導(dǎo)航中的應(yīng)用”時(shí)，可以向?qū)W生介紹汽車導(dǎo)航儀，目前這種導(dǎo)航儀在實(shí)際生活中的應(yīng)用較普遍，對(duì)一些學(xué)生來(lái)說(shuō)也較熟悉，因此學(xué)生對(duì)其應(yīng)用有一定的感性認(rèn)識(shí)。汽車導(dǎo)航儀內(nèi)置GPS接收器，可以接收到GPS衛(wèi)星信號(hào)，為車輛提供全天候、全時(shí)域的位置信息，并可以在屏幕上顯示車輛運(yùn)行路線信息。又如，在講授“數(shù)字地球”的內(nèi)容時(shí)，可以數(shù)字城市為例，列舉學(xué)生熟悉的具體案例，如網(wǎng)上購(gòu)物、網(wǎng)上銀行、遠(yuǎn)程教育、網(wǎng)上醫(yī)院等，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)數(shù)字城市所包括的主要內(nèi)容以及建設(shè)數(shù)字城市的重要意義，進(jìn)而更好地理解數(shù)字城市的含義。3.體現(xiàn)地理信息技術(shù)的綜合性，注重與區(qū)域地理內(nèi)容的整合遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)合稱為3S技術(shù)，盡管課程中3種技術(shù)是分別介紹的，但實(shí)際案例往往涉及3種技術(shù)的綜合應(yīng)用。因此，教學(xué)中教師要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)地理信息技術(shù)的綜合性，可以通過(guò)具體案例了解在3S技術(shù)的應(yīng)用中，各種技術(shù)如何發(fā)揮各自的作用，如何體現(xiàn)地理信息技術(shù)綜合應(yīng)用的價(jià)值。此外，地理信息技術(shù)是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究與實(shí)踐的重要技術(shù)手段，地理信息技術(shù)不僅可以用來(lái)研究、分析區(qū)域中的資源、環(huán)境、人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等要素，而且也為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。因此，教學(xué)中可以將地理信息技術(shù)的有關(guān)內(nèi)容與區(qū)域地理內(nèi)容有機(jī)整合，在探索研究區(qū)域可持續(xù)發(fā)展途徑中貫穿3S技術(shù)的應(yīng)用，同樣在介紹3S技術(shù)時(shí)，也可以提供有關(guān)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的具體案例，引導(dǎo)學(xué)生了解3S技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和意義。例如，3S技術(shù)在區(qū)域環(huán)境問(wèn)題的監(jiān)測(cè)與防治、農(nóng)業(yè)條件的分析與農(nóng)業(yè)的發(fā)展、流域現(xiàn)狀的調(diào)查與開(kāi)發(fā)利用、區(qū)域能源與礦產(chǎn)資源的勘探與開(kāi)發(fā)等方面的具體應(yīng)用。4.適當(dāng)學(xué)習(xí)地理信息技術(shù)的操作，培養(yǎng)學(xué)生地理實(shí)踐能力地理信息技術(shù)是在一定的軟、硬件系統(tǒng)支持下的技術(shù)系統(tǒng)，就如同計(jì)算機(jī)技術(shù)一樣具有較強(qiáng)的操作性。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，地理信息技術(shù)已日漸普及，越來(lái)越多地進(jìn)入到人們的日常生活中。例如，車載GPS、簡(jiǎn)易手持GPS儀、電子地圖等。教學(xué)中，教