高一政史地3-地理信息技术的应用.doc

第三章 地理信息技术应用
第一节 全球定位系统的应用
一、全球定位系统（GPS）
1．定义：美国研制，利用卫星网络来获得地面某点的经、纬度和高程的系统。
2．组成 空间部分24颗卫星（21颗工作卫星，3颗备用卫星，分布在6个轨道面上，每个轨道上有4颗卫星。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上卫星，这就提供了在时间上和空间上连续的全球导航能力）
这些卫星不间断地发送各自与定位相关的参数与时间信息
地面监控部分：监测和控制卫星上各种设备是否正常工作和卫星是否沿预定轨道运行。
用户设备部分：GPS接收机 接收到3颗卫星信息可以确定经度、纬度和高度
接收到4颗卫星信息可以确定经度、纬度、高度和运动速度
[读图]会读图3-1-5，3-1-6
二、GPS应用
1．特点：全天候；全球覆盖；高精度；自动测量；高效率。
2．功能：主要功能为定位和导航
3．具体应用
（１）军事：最初是为军事应用而建立的，至今仍然由美国国防部控制
（２）测绘：优势：测量精度高；操作简便；仪器体积小，便于携带；全天候操作；信息自动接收、存储，减少了繁琐的中间处理环节。
（３）交通：关键是导航
（４）救援：关键是定位
（５）农业：精准农业耕作：优势（在尽量不减产的情况下，降低农业生产成本，有效避免资源浪费，降低因施肥除虫对环境造成的污染）；捕鱼：准确地测定鱼群的位置
（６）娱乐
第二节 遥感技术的应用
一、遥感(RS）
1．定义：“遥远的感知”，是利用一定的技术设备和系统，在远离被测目标的位置上对被测目标的电磁波特征进行测量、记录与分析的技术。
2．优点：比较人工实地调查与利用遥感技术调查，哪一种获取资料和信息的方法更好？

人工实地调查
利用遥感技术调查
花费时间
多
少
时效性
差（慢）
好（快）
连续性
差，不能全天候观测
好，能全天侯观测
调查人员
多
少
调查成本
高
低
调查范围
小，有些地方不能人工调查
广，连续性好，能获得人眼看不到的信息
遥感的关键装置——传感器
3．分类
按遥感平台高度（运载工具）分：近地面遥感（以高塔、车、船为遥感平台）、航空遥感（以飞机、飞艇、气球为遥感平台）、航天遥感（以卫星为遥感平台）
[练习]填表比较地面遥感、航空遥感、航天遥感的不同点

近地面遥感
航空遥感
航天遥感
平台高度
低 高
遥感范围
小 大
应用历史
早 晚
技术要求
低 高
受云层影响
小 大
4．工作流程
从传感器接收信息到遥感信息应用的全过程，称为遥感技术。
地物反射或辐射电磁波

传感器获取电磁波，并以影像胶片或数据磁带记录下来

传感器传输信息

地面站对信息进行处理、判读、校正、分析

制作专题地图，供用户应用

5．遥感影像
（1）像元：遥感影像上能详细区分的最小单元。
（2）空间分辨率：一个像元所代表的地面实际尺寸。分辨率数值越小，分辨率越高，图像越清晰。
（3）分类　黑白影像：建筑物为灰白色，草地和森林颜色较深
　　　　　 彩色影像 真彩色：真实反映实际地物的颜色特征
　　　　　假彩色：草、树和庄稼覆盖地区通常为红色，水是灰色或蓝色，城市是蓝灰色
遥感影像能够被判读的基础：不同地物辐射和反射的电磁波不同。
二、应用
1．资源普查：矿产资源、水资源、土地资源、海洋资源、植被资源调查、农作物估产
优点：不仅可以全面系统地提供资源状况，而且还能对信息进行及时更新。
2．环境和灾害监测 水污染监测：被污染水体具有区别于清洁水体的光谱特征
沙尘暴监测：遥感卫星具有检测范围广、时效快、精度高、连续性强的特点，可以监测到沙尘暴的起源、移动和扩散过程。
森林病虫害监测、森林火灾与煤矿着火点监测、海洋赤潮灾害监测
大气监测与天气预报（包括台风监测预报）、旱涝灾害监测
第三节 地理信息系统的应用
一、地理信息系统（GIS）
1．定义：依靠计算机实现地理信息的收集、处理、存储、分析和应用的系统。
2．功能：制作电子地图；查询；空间分析；模拟区域内的空间规律和发展趋势。
可视化表达（地图、三维视图、多媒体等）
3．工作流程：
数据库管理
空间分析（查询）
数据处理
信息输入

4．构成：硬件；软件；数据（强调空间位置）；人员。
5．GIS与GPS、RS的区别与联系
GPS:地理信息空间定位，回答“在哪里”的问题。
RS:地理信息数据的获取，回答“有什么”的问题。
GIS:对地理信息进行收集、处理、存储、分析和应用，回答“怎么样”的问题。
联系：GPS、RS为GIS提供数据来源，加快数据更新，保障GIS的时效性。GPS、RS属于观测技术，而GIS则是对数据的展示与分析。
二、GIS应用（可以解决的四类基本问题）
1．与分布、位置有关的基本问题
显示了GIS对信息空间表达的功能，它实际是回答了以下两个问题：
（1）对象（地物）在哪里？（2）符合特定条件的地物在哪里？
2．趋势分析
传统地图：表示某个时间的空间特征与属性特征。
GIS：可以表示空间特征与属性特征随时间变化的过程，因此它可以分析该地物的发展趋势，即回答：从何时起发生了哪些变化？
3．模式问题
回答：对象的分布存在何种空间模式？即揭示各种地物之间的空间关系。
GIS由许多图层组成，每图层都表示不同的地理因素，它们之间的空间关系的融合表示了各因素之间的相互关系。例：三层数据：交通、人口密度、商业网点分布，通过图层的融合可以看出三者之间的关系，从而决策商业网点的布局。
4．模拟问题
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果具备某种条件时将出现的结果。
即回答：如果……将……
三、GIS在城市管理中的应用
1．城市信息管理与服务：电子地图、查询
2．城市规划
3．城市道路交通管理
4．城市救灾防灾
5．城市环境管理
[思考]地理信息系统与传统的纸质地图相比，有哪些优越性?
①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。故GIS信息容量大、精度高、可及时更新。
②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。故GIS查询更便利。
③地理信息技术可以将不同来源、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。
④地理信息系统有多种信息表达方式（地图、三维视图、多媒体等），地图只有图像。
第四节 数字地球
一、数字地球
1．定义：对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现与再认识，是全球定位系统、遥感技术、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等各种技术的综合应用。
2．核心思想：用数字化手段统一处理地球问题；最大限度地利用地球信息资源并使人便捷地获得
3．需要完善的三个技术：（1）数字地球的基础——全球网络与分布式存储（2）最大特征与依据
——虚拟现实技术（3）重要信息源——高分辨率卫星影像
二、数字地球的应用前景
1．数字地球与可持续发展：科学家可以从全球角度研究可持续发展问题。
2．数字地球与政府决策
3．数字地球与百姓生活：只要是我们能够想到的方面，数字地球就能提供帮助。
最基本的任务——全面、及时地提供真实可信的数据（需要所有国家和地区相互协作和共同努力）