地理信信息技術(shù)

三、怎樣設(shè)計高中地理課程中的地理信息技術(shù)的學(xué)習(xí)

高中地理信息技術(shù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容高中地理信息技術(shù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容主要包括遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）和數(shù)字地球四個方面。研修者需要熟悉遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)的主要功能和應(yīng)用領(lǐng)域，也要了解數(shù)字地球的基本內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)上，逐步掌握現(xiàn)代地理信息技術(shù)的基本理論和操作方法。高中地理信息技術(shù)的學(xué)習(xí)要點在此需要強(qiáng)調(diào)的是，高中地理信息技術(shù)的學(xué)習(xí)要點，主要是知道基本功能和實際應(yīng)用，即在知識層面和功能層面上的“入門”，并不要求系統(tǒng)和深入的學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)重點可放在遙感知識和遙感圖像的判讀分析、地理信息系統(tǒng)知識和基本應(yīng)用、全球定位系統(tǒng)知識和基本應(yīng)用以及數(shù)字地球的概念性知識方面，切忌過深過難。在學(xué)習(xí)信息技術(shù)時，應(yīng)與地理科學(xué)緊密地結(jié)合起來。遙感圖像判讀分析遙感圖像分類了解遙感圖像的基本分類：航空遙感片與航天遙感片；或彩色航空遙感片、黑白近紅外遙感片、熱紅外遙感片、側(cè)視雷達(dá)遙感片等。遙感圖像的判讀標(biāo)志包括直接判讀標(biāo)志和間接判讀標(biāo)志。前者如形狀、大小、陰影、色調(diào)、組合圖案；后者如地理位置、人類活動、水系格局、植被分布。航空遙感片的立體觀察在不同位置拍攝同一地物的兩張相片，就能構(gòu)成一個立體相對。在此要求掌握反光式立體鏡的使用方法。

典型地物在遙感片上的特征：

水體——對藍(lán)、綠光難以吸收；對近紅外波段吸收很強(qiáng)；水中的雜質(zhì)影響吸收能力。植被——對可見光吸收強(qiáng)，反射綠光；對近紅外波段反射強(qiáng)；不同植物的反射能力與其葉綠素含量有關(guān)；反射能力隨不同季節(jié)葉綠素含量的變化而變化。城市居民點——多為混凝土結(jié)構(gòu)的城市居民區(qū)，吸收能力差，反射能力強(qiáng)；混凝土熱容量很小，晝夜溫差大。

GPS導(dǎo)航定位GPS導(dǎo)航定位以其高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應(yīng)用廣泛等特點而著稱。GPS單機(jī)定位精度可小于10米，如采用差分定位，精度可達(dá)厘米級和毫米級。只要用戶擁有能夠接收、跟蹤、變換和測量GPS信號的接收機(jī)，就可以進(jìn)行導(dǎo)航定位測量。

手持GPS接受機(jī)

手持型GPS接收機(jī)多為導(dǎo)航使用，外型及重量如同普通移動電話，型式多樣,體積小，重量輕，攜帶方便，使用普通干電池,耗電量比較少。手持機(jī)有液晶顯示，導(dǎo)航畫面清晰，配有背景燈，方便夜間操作,功能鍵齊全。手持機(jī)導(dǎo)航無須地面設(shè)備輔助，只要能接收到衛(wèi)星信號，就能快速定位，不受天氣、行政界域的限制。可以計算當(dāng)?shù)氐膰H標(biāo)準(zhǔn)時間，如果處于運動狀態(tài)，還能指出正北方向，并能將曾經(jīng)歷過的線路、地點記錄下來。有些機(jī)器可以計算兩點間距離，實現(xiàn)坐標(biāo)系統(tǒng)相互轉(zhuǎn)換，計算日升日落時間等。學(xué)習(xí)要點了解遙感在資源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用，學(xué)會判讀遙感相片。全球定位系統(tǒng)在定位導(dǎo)航中的應(yīng)用，學(xué)會使用便攜式GPS接收機(jī)。了解地理信息系統(tǒng)在城市管理中的運用。了解數(shù)字地球的基本內(nèi)容。遙感不同的物體對電磁波發(fā)射、反射和吸收的特性是不同的。遙感是利用傳感器感測物體的電磁波特性，從遠(yuǎn)距離去識別物體。遙感技術(shù)系統(tǒng)由遙感平臺、傳感器、信息傳輸接收裝置、數(shù)字或圖像處理設(shè)備等組成。遙感平臺是安放遙感儀器的裝置，是裝載傳感器的運載工具，一般分為地面平臺、航空平臺和航天平臺三種。傳感器是接收和記錄目標(biāo)物輻射、反射、散射信息的裝置。按傳感記錄方式的不同，分為成像方式和非成像方式兩類。遙感信息的傳輸與處理是指將傳感器所獲得的遙感信息即時地傳輸?shù)降孛?，?jīng)過處理以供使用。地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)主要由五部分組成：硬件設(shè)備、GIS軟件（提供存儲、分析、顯示地理數(shù)據(jù)的功能）、地理數(shù)據(jù)（基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)）、GIS人員、GIS程序。GIS把地理位置和相關(guān)屬性有機(jī)地結(jié)合起來，根據(jù)用戶的需要將空間信息及其屬性信息準(zhǔn)確真實、圖文并茂地輸出給用戶，滿足城市建設(shè)、企業(yè)管理、居民生活對空間信息的要求，其獨有的分析功能和可視化表達(dá)功能，能夠進(jìn)行各種輔助決策。目前，GIS廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評估、災(zāi)害預(yù)測、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通訊、交通運輸、軍事、公安、水利電力、公共設(shè)施、農(nóng)林牧業(yè)、統(tǒng)計、商業(yè)金融等人們生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。借助于攝影或熱紅外掃描等遙感手段，可以獲得污染源位置及其相關(guān)的一些信息，如被污染的水、氣、土的位置及濃度變化等。在大氣污染監(jiān)測中，通過航空像片可以判讀煙囪位置和高度、車流密度等大氣污染源信息?？碧降V產(chǎn)資源，調(diào)查生物資源、水資源等是遙感技術(shù)在資源普查中的重要應(yīng)用領(lǐng)域。蘊(yùn)藏礦產(chǎn)的地方大都是地質(zhì)斷裂的交接處，利用資源衛(wèi)星照片可以清楚地顯示出地質(zhì)斷裂，這樣人們只需分析衛(wèi)星照片就可以劃定蘊(yùn)藏礦藏的大致區(qū)域，大大縮短探礦時間，探礦的效率可以提高10多倍。遙感技術(shù)對森林、草原、綠地以及農(nóng)作物等資源的調(diào)查是其資源普查的重要內(nèi)容。通過遙感圖像目視解譯或通過圖像處理技術(shù)提取植被的分布、類型、結(jié)構(gòu)、健康狀況、產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市綠化、環(huán)境保護(hù)等有關(guān)部門提供信息服務(wù)。城市規(guī)劃和管理運用GIS技術(shù)可進(jìn)行城市規(guī)劃的輔助設(shè)計、工程選址等工作，也可進(jìn)行城市管理的規(guī)劃控制、輔助決策等。基礎(chǔ)設(shè)施管理道路交通、電力、電信、燃?xì)?、自來水、排污等是城市發(fā)展的重要內(nèi)容。借助GIS可以完成工程設(shè)計、應(yīng)急搶修、日常維護(hù)等，從而大幅度提高工作效率。日常交通管理借助于GIS，能夠查詢道路的通行狀況，迅速定位事故點，提供交通疏散的方案。

數(shù)字地球數(shù)字地球是信息化的地球，即地球的虛擬對照體。數(shù)字地球?qū)⒂嘘P(guān)地球上每部信息，按地球的地理坐標(biāo)加以整理，然后構(gòu)成一個全球的信息模型。人們就可以快速、形象、完整地了解地球上的任何一點、任何方面的信息。其核心就是用數(shù)字化的手段來處理整個地球的自然和社會活動等方面的問題，最大限度地利用資源。數(shù)字地球數(shù)字地球是以計算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲技術(shù)為基礎(chǔ)，以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶，運用海量地球信息對地球進(jìn)行多分辨率、多尺度、多時空和多種類的三維描述，并利用它作為工具來支持和改善人類活動和生活質(zhì)量。數(shù)字地球是一個龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，需要諸多信息科學(xué)技術(shù)的支撐。一是信息高速公路與高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，二是高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)，三是空間信息技術(shù)與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，四是大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，五是可視化和虛擬現(xiàn)實技術(shù)。表地理信息技術(shù)的定義、組成和應(yīng)用

定義組成應(yīng)用

遙感（Remotesensing,簡稱RS）是在與探測目標(biāo)不接觸的情況下，記錄目標(biāo)物對電磁波的輻射、反射、散射等信息，再通過分析，揭示目標(biāo)物的特征、性質(zhì)及其變化的綜合探測技術(shù)。由遙感平臺、傳感器、信息接受裝置、數(shù)字或圖象處理設(shè)備以及相關(guān)技術(shù)等組成。廣泛用于國土資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害防治、農(nóng)作物估產(chǎn)、地圖制圖等方面

地理信息系統(tǒng)Geographicalinformationsystem，簡稱GIS是一種以采集、存儲、管理、分析和描述地球表面與地理分布有關(guān)的空間信息系統(tǒng)。數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)）、GIS由5部分組成：硬件設(shè)備、GIS軟件（提供存儲、分析、顯示地理數(shù)據(jù)的功能）、地理數(shù)據(jù)（基礎(chǔ)人員、GIS程序。森林災(zāi)害監(jiān)測和防治；森林資源綜合管理；土地利用管理；大氣、水體監(jiān)測與管理；工業(yè)“三廢”監(jiān)測與管理；城市環(huán)境評價。

全球定位系統(tǒng)（Globalpositioningsystem,簡稱GPS）是具有在海、陸、空進(jìn)行、實時三維導(dǎo)航與定位功能的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。由三部分組成：空間星座（24顆衛(wèi)星）、用戶系統(tǒng)（接收設(shè)備）、地面控制系統(tǒng)（1個主控站、3個注入站、5個監(jiān)控站）交通管理，諸如車輛跟蹤導(dǎo)航、調(diào)度、救援等；可用于航海、航空導(dǎo)航、港口與機(jī)場管理；還可用于工程、農(nóng)業(yè)、測量、環(huán)境保護(hù)、天氣預(yù)報等。

數(shù)字地球（Digitalearth）是信息化的地球——地球的虛擬對照體。將地球各地的信息，按地理坐標(biāo)加以整理，構(gòu)成一個全球性的信息模型。人們借此能夠便捷地了解地球上任何地點、任何方面的信息，其核心是利用數(shù)字化段來處理全球的自然、社會和經(jīng)濟(jì)問題，最大限度地利用資源。包括