第一章第节地理信息技术在区域地理环境研究中的应用教学设计.doc

第一章第节地理信息技术在区域地理环境研究中的应用教学设计
1.2 地理信息技术在区域地理环境研究中的应用
【教学目标】
1.识记：RS、GPS、GIS和数字地球的概念。
2.理解：RS、GPS、GIS在区域地理环境研究中的应用。
3.应用：根据实际情况选择合适的地理信息技术并分析其作用和特点。
4.拓展：能够根据地理信息的原理判读具有地理信息系统逻辑表达的图表。
【教材分析】
1.知识清单：一是RS技术的含义、工作原理、优势及应用；二是GIS概念、功能、工作原理及应用；三是GPS的概念、组成、功能、特点及应用。
2.方法体系：本节方法体系上就是要学会用现代信息技术手段表达事物，并能通过现代信息技术获取研究人地关系的基本信息。学科技能上，会用“3S”技术获取地理信息。
3.观念体系：利用现代技术促进人地协调更好地实现。
【学情分析】
1.已知及未知：①已知：“3S”技术的应用价值学生是已知的。②未知：但其工作原理和表达方式学生是未知的。
2.想知及难知：①想知：“3S”技术的特点、功能、应用是学生想知的。②难知：同时，对“3S”技术的应用是难知的。
【教学重点】
1．遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理，以及数字地球的含义；
2．遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境研究中的应用
【教学难点】对“3S”技术的应用
【课程资源】
1教材：教材除原理性文本外，还设计了两则“思考”，一项“活动”、三篇“阅读”等材料，为学习思维训练准备了素材。
2.课件：系统性地设计了学习路径及方法提练的思路。
3.动画：《遥感的主要环节》《遥感技术的应用实例》《全球定位系统工作原理》《全球定位系统实例》
4.练习：拓展应用，达成应用目标。
5.学生：学生已有知识基础和学生生活经验，在知识同化中完善学生的知识结构。
【教学方法】 讲授法 读图分析法
【教学过程】 (教学过程设计具体内容见课件)
新课导入：
今年是我国航天工程成果丰硕的一年，神舟十一号及天宫二号成功对接、长征五号大型火箭的成功发射等一系列振奋人心的航天成就，无不彰显着我国已经进入航天强国的行列，这些航天成就的基础工程就有“北斗”定位导航系统，神舟及天宫的对接就标志着我国北斗定位导航系统的精度，而对这些航天器准确入轨、在轨运行、回收等的精确控制就离不开另一基础工程地理信息系统了，今天，我们就来学习有关这些地理信息技术的基本功能及应用。
1.2 地理信息技术在区域地理环境研究中的应用
一、地理信息技术
1．概念：指获取、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术的总称，主要包括遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)等。
2．应用
广泛应用于区域地理环境研究，在资源调查、环境监测、自然灾害防御监测、国土资源管理、国土开发规划等许多领域中发挥着重要作用。如：可以模拟特定区域的自然过程，预测、预报区域内可能发生的灾害或环境变化。
3．组成：GPS汽车导航、空间信息网站、城市多媒体地理信息系统等。
二、遥感(RS)
1．概念：是人们在航空器(如飞机、高空气球)或航天器(如人造卫星)上利用一定的技术装备，对地表物体进行远距离的感知。
2．遥感的装置
(1)传感器——遥感的关键装置
作用：传感器在航空或航天器上接受地面物体反射或辐射的电磁波信息，并以图像胶片或数据磁带记录下来，传送到地面接收站(图1．4)
(2)组成（了解）：感平台、传感器、地面接收站、信息处理系统等
3．遥感技术的主要环节和功能

遥感技术主要环节
目标物
传感器
遥感地面系统
成果
遥感功能
接受物体和环境的电磁波辐射
收集、传输信息
接收信息，处理、分析信息
专业图件或统计数字
4．遥感的优越性（此部分可以请学生思考讨论总结完成。）
①提高研究工作的精度和质量，节省人力、财力，提高效率。
②遥感信息作为重要的信息源，为区域地理环境研究从定性到定量、从静态到动态、从过程到模式的转化和发展，提供了条件。
区域地理环境研究的前提是获取地理信息。例如，将多次或逐月、逐年的遥感影像图叠加，就可反映城市的扩张、海岸的侵蚀、湖泊的消长，等等。在区域地理环境研究中,遥感广泛应用于资源凋查、环境监测、自然灾害防御监测等领域。
遥感技术的应用范围很广。除了以上介绍的森林火灾、洪水监测外，还广泛应用于农业、地质、海洋研究、环境监测等许多方面。而且我国的遥感技术也已经在世界上具领先地位。
5．遥感技术的应用
①遥感在农业方面的应用主要包括上地资源调查、土地利用现状调查、病虫害和农业生态环境调查及监测，以及农作物长势监测和估产等方面。
②遥感在土地资源及土壤调查中应用广泛。
③作物估产是体现遥感在农业方面综合应用的最好例证。
思考1．从监测的范围、速度，人力和财力的投入等方面看，遥感具有哪些特点?
点拨： 范围更广、速度更快、需要人力更少、财力投入少。
思考2．有人说：遥感是人的视力的延伸。你同意这种看法吗?
点拨：同意。可以从遥感的定义分析。从某种意义上说，人们“看”的过程就是在遥感，眼睛相当于传感器。
三、全球定位系统(GPS)
1．概念：利用卫星，在全球范围内适时进行导航、定位的系统，称为全球定位系统，简称GPS。
2．组成：空间部分——GPS卫星星座(图)．7)；地面控制部分—一地面监控系统；用户设备部分——GPS信号接收机。
3．特点：全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性
4．应用
(1)为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。
(2)在区域地理环境研究中的应用。
如：野外调查是区域地理环境研究常用的方法之一，全球定位系统可以帮助野外考察人员确定考察点的地理位置(经度和纬度)、高程(海拔)，从而可在野外调查中获得更为精准的数据。
(3)在日常生活中应用——GPS导航
无论是在何时何地，只要拥有GPS信号接收机，就能知道自己前进的方向和所处的地理坐标。利用GPS为导航服务也成为—种新兴的行业。
GPS汽车导航汽车导航装置可显示城市道路图和该车的位置。驾驶员辅入出发点和目的地的地名然后从系统显示的可行路线中选择其中的一条。系统除动态显示该车的位置外，还通过语音提示引导驾驶员行驶。
5．GPS卫星星座
GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。它们均匀分布在六个轨道平面内。全球任何地点在任何时刻地平面上空至少有四颗GPS卫星。
思考：在GPS汽车导航中，信息在汽车、卫星和服务中心之间是怎样传递的?
点拨：汽车中的GPS用户设备接收了GPS卫星信息，解算出本车的位置、速度等信息，并通过无线电信号传送至服务中心。服务中心再根据汽车所在的位置、及时通过语言提示为汽车导航。
四、地理信息系统(GIS)
1．概念：专门处理地理空间数据的汁算机系统，称为“地理信息系统”，简称“GIS”。
2．地理信息系统的简要程序
教师指图讲解，使学生对地理信息系统的过程有一般性了解。
3．应用
应用的领域相当广泛，凡是用到地图或需要处理地理空间数据的领域都可用到。
(1)在区域地理环境研究中，地理信息系统可提供反映区域状况的各种空间信息。通过对有关信息进行分析、加工，建立能反映区域内各种因素相互关系，揭示区域结构、特征和发展规律的模型。
(2)利用地理信息系统所提供的查询检索、空间分析等功能，还可对区域内自然资源和条件、区位和交通条件、人口和劳动力条件，以及经济和社会条件进行更精确的分析、评价。
(3)在利用遥感、全球定位系统等提供的地理信息的基础上，运用地理信息系统，可以对环境和自然灾害进行动态监测及评估预测。
(4)地理信息系统在城市管理中的应用已得到推广。
思考1．及地图相比，地理信息系统具有哪些优点?
点拨：优点很多，如地理信息系统的信息具有多维的特征；地理信息的时序性十分明显；时效性好；更新快等等。
思考2．有人说：地理信息系统是地图的延伸。你怎样理解?
点拨：从地理信息系统是一个多维的地图等方面思考。
五、地理信息技术及数字地球
1．“3S”的关系
(1)联系：既互为独立发展又相互促进。
(2)区别：
①遥感主要用于地理信息数据的获取；
②全球定位系统主要用于地理信息的空间定位；
③地理信息系统主要用来又对地理信息数据进行管理、查询、更新、空间分析和应用评价。
2．数字地球
（1）概念：指数字化的地球，即把整个地球信息进行数字化后，由计算机网络来管理的技术系统。
（2）原理和应用
数字地球是将不同空间、时间的自然人文的大量信息，按地理坐标，从区域到全球进行整合，并进行立体的，动态的显示，能为复杂的生产、研究活动提供实验条件和试验基地。
活动1：图1．5和田1．6显示的对洪水灾害的监测和统计除运用了遥感技术外，还运用了哪种地理信息技术?这两种地理信息技术在这次洪灾监测和统计中具有怎样的相互关系?
点拨：在图1.5和图1.6所示的洪水监测和统计中,除运用了遥感技术外,还运用了地理信息系统,遥感提供了信息源(信息搜集),地理信息系统对信息进行加工(分析、统计)。
活动2：城市110指挥中心在接到报警电话后，能在最短的时间内指挥警车到达出事地点。为提高出警效率，许多城市配备了巡誓车。应用地理信息技术可大大提高出誓效率(图1．11)。
(1)110指挥中心要随时掌握每辆巡警车在城市中的位置，可以利用哪一种地理信息技术?
点拨：可以利用全球定位系统
(2)110指挥中心要确定哪一辆巡警车离出事地点最近，可以利用哪一种地理信息技术?
点拨：可以利用地理信息系统
(3)110指挥中心要判定最近的警车至出事地点的道路是否畅通，还需要利用哪些技术?如果存在严重交通堵塞，110指挥中心又该怎么办?
点拨：还要用到摄像和视频传输技术。如果存在严重交通堵塞，需要另外找较近的且有条件较快赶到出事地点的巡警车（需要综合运用上述技术）。
(4)假如你是110指挥中心的调度员，描述在接到报警电话到指挥警车前往出事地点的工作程序。
点拨：接警→确认出事地点的位置→（在显示各巡警车的地理信息系统中）了解其周围巡警车的位置→分析确定最近（或能最快到达）的巡警车→通知该巡警车。
(5)由此例推想，地理信息技术还可以应用于城市管理的哪些部门中?
点拨：城市交通组织和管理、商业组织和管理、城市规划、卫生救护、物流等部门，都可利用地理信息技术。
【课堂小结】
现代地理学中，3S技术学科的发展及应用，日益成为地理学前沿科学研究的重要领域，并成为地理学服务于社会生产的主要途径，现在3S技术已经广泛应用于社会的各个领域。它们三者既有分工又有联系。遥感技术主要用于地理信息数据的获取，全球定位系统主要用于地理信息的空间定位，地理信息系统主要用来对地理信息数据的管理、更新、分析等。其中，遥感技术为地理信息系统提供信息数据，加快了地理信息数据库系统的更新，保证了地理信息系统的时效性，全球定位系统为遥感信息数据地面定位目标选择、野外验证、图像分类等提供了必要的数据信息，为更好地利用遥感技术解决实际问题提供支持。三者的关系可用以下简图表示：
【课后作业】
1、训练目的：以近年高考题为例，重视学生利用原理解决实际问题能力的训练。
2、训练要求：一是学生必须在40分钟内定时定量完成。二是对完成中有困难的地方由学习小组内先解决，解决不了的问题再问老师。三是书写要规范，主观题术语准确、语言精练、逻辑合理、层次清楚。四是本次作业由第4学习小组负责讲评。
3、作业内容：《第一章 第2节课后作业提升》
【教学反思】

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