2.2 现代化技术在国土整治中的应用(第二课时)
［导入新课］
上一节课我们学习了解了遥感的基础知识。利用飞机或卫星等平台，传感器从遥远的地方感知的众多信息，最为能为我们所用，还得用到“地理信息系统”，即GIS。而为地球定位系统(GPS)又为遥感信息提供精确的三维坐标。下面我们继续探讨学习另两种现代技术在国土整治中的应用。
［讲授新课］
(板书)§2.2 现代化技术在国土整治中的应用
二、地理信息技术及其应用
(承转)有人说我们现在所处的时代是一个信息时代，此话一点不错。在众多的信息中，有关地理信息(即事物或事件的位置及各种事物之间的相互联系等)占了相当的比例。地理信息属于空间信息，它经过经纬网或公路网等建立的地理坐标来实现空间位置的识别。地理信息还具有多维结构的特征，即在二维空间的基础上实现多专题的第三维结构，地理信息的时序性特征也十分明显，因此可以按照时间尺度将地理信息划分为超短期的(如台风、地震)、短期的(如江河洪水、秋季低温)、中期的(如土地利用、作物估产)、长期的(如城市化、水土流失)、超长期的(如地壳变化、气候变化)等。
以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示，并地理模型分析方法为手段，适时提供多种空间和动态的地理信息，这就是地理信息系统。
(板书)1.地理信息系统
(教师讲解)GIS是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的技术。它是利用计算机采集、存储、处理、分析、管理、显示、输出地理信息的一种技术与工具。20世纪60年代初萌芽于美国和加拿大，经过30多年得到了惊人的发展。我国国家地理信息系统重点实验室等一大批GIS科研、教学、应用实体也已蓬勃兴起，并得到迅速发展。我国目前的许多大学中都有这样的专业，它在地理学研究中具有重要的作用，并已成为地理学发展的一个重要方向。
(板书)2.地理信息系统的构成
(简要介绍)地理信息系统的构成包括四个方面：
(1)硬件：包括工作站、PC终端机、数字化仪、扫描仪、绘图机等用于接收、存储、处理、显示地理信息所需要的硬件设备；
(2)软件：指用于采集、处理、显示地理数据的软件程序；
(3)数据：是地理信息系统处理的对象，与一般数据的区别在于它强调空间位置；
(4)人员：人是地理信息系统的需求、设计的核心。
(板书)3.地理信息系统的简要程序
(展示表格)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。
(归纳补充)地理信息系统具有以下三方面的特征：
第一，具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力；
第二，以地理研究和地理决策为目的，以地理模型为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测的能力，并能产生高层次的地理信息；
第三，由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地柝法，作用于空间数据，产生有用的信息，完成人类难以完成的任务。计算机系统的支持是GIS的重要特征，使GIS得以快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和动态分析。
(案例介绍)点击以下网址：
http:// www.hkmaponline.com(香港网上地图网页)
或者http://www.afmap.com.cn/New Web/china/(中国网上地图)
指导学生了解地理信息系统的功能：
(1)界面组成：功能区，索引，图层内容等
(2)信息系统的功能：地图信息，全部或局部地区信息，专业分类信息，有关内容的文字、图像信息，缩放、补充、测算等，信息输出等。
有关GIS在国土整治中的其他一些功能作用，教师可以参照后面备课资料，适当补充讲解。
(板书)三、全球定位系统
(教师讲解)全球定位系统是以卫星为基础的无线电导航系统，设计全球定位系统的最初目的主要是用于导航、收集情报等军事目的。现在，它的应用面越来越广，它已经广泛应用于海陆空导航、导弹制导、大地测量和工程测量等。
全球定位系统与遥感技术、地理信息系统技术相结合，能够对空间数据进行适时采集、更新、处理和分析，为国民经济建设中的各种科学决策，特别是国土整治和区域发展的决策提供强大的技术支持。
(阅读与思考)
全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国国防部批准，陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座已经布设完成。它是由24颗在距地球12000公里高度的轨道运行的NAVSTA GPS卫星组成，不停地发送回精确的时间和它们的位置，24小时提供高精度的世界范围的定位和导航信息。现在除了美国外，具有同类功能的卫星系统还有俄罗斯的全球卫星导航系统，正在发展中的欧洲导航定位卫星系统，以及日本的多功能卫星增强系统。全球定位系统的统仅是这类系统的代名字。
(板书)1.全球定位系统的组成
(显示图片)
(1)GPS地面控制部分
由主控站(负责管理、协调整个地面控制系统的工作)、地面天线(在主控站的控制下，向卫星注入导航电文)、监测站(数据自动收集中心)和通讯辅助系统(数据传输)组成；
(2)GPS空间部分
由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面上；
(3)用户设备部分
主要由GPS接收机和卫星天线组成。
(板书)2.全球定位系统的特点
GPS具有全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性等特点。
(板书)3.全球定位系统的应用
GPS能为用户提供精密的三维坐标、三向速度和时间信息。
(阅读)
伊拉克战争再次反映了信息化战争的特点，将可能促使世界新军事变革朝着信息化的方向加快发展。胡文龙认为，此次战争是美军的一场信息化战争的试验，美军的信息优势在战争中得到了进一步发挥，整个战场对美军来说几乎是“单向透明”的。在此次战争中，美军攻击行动的目标信息获取—传输—处理—反馈作战平台—完成火力攻击的整个过程只需要10秒钟左右的时间，几乎做到实时；而在海湾战争中这一过程是48小时。在指挥作业方面，美军使用了数字化地图及战况显示系统，实现了大屏幕前指挥，指挥员可以在大屏幕前及时观察战场动态，实施指挥，组织协同。这些事实充分证明了信息技术在军事领域广泛应用的巨大价值。
(教师讲解)GPS已经越来越广泛地应用于国民经济的各个部门，而且越来越走近普通人的生活。同学们可以在网上搜集到许多这样的应用实例。它所发挥的作用相当于地图加上指面针和罗盘，但要比地图、指南针和罗盘的精确度、灵敏度高得多，应用性也非常广泛。随着越来越多的民用GPS接收器的出现，我们无论在飞行的飞机上、行驶的汽车和船只上，还是徒步在野外考察、旅行，只要拥有手机大小的GPS信号接收机，就能随时知道自己所处的地理坐标。这对于那些缺乏方位感的人来说，实在是最好的工具了。
［课堂小结］
现代地理学中，3S技术学科的发展与应用，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：
［课后练习］
一、选择题(下列每题中只有一项符合题目要求)
“GIS”的英文全名是Gdograhic Information Syeten，也叫地理信息系统。具有地图处理、数据库和空间分析这三大功能。“GIS”不仅可以像传统地图一样，解决与“地点”“状况”有关的查询，而且能进行趋势分析，复杂的“模式分析”和用“虚拟模拟”进行预测性分析……。据此完成1～2题。
1.如果将“GIS”用来监测森林火灾，可以( )
A.用来分析、判断引起火灾的原因
B.预测森林火灾的发生地点
C.预测森林火灾后所造成的后果
D.及时知道火灾地点、范围，分析火势蔓延方向，制定灭火方案
答案：D
2.有的渔民已利用“GIS”技术来寻找鱼群。如果普遍引用这一技术( )
A.可以使鱼获量持续增长
B.可能导致过度捕捞，使渔业资源枯竭
C.绝对会增加渔业生产成本
D.会促进渔业生产，加大对渔业资源的开发利用，提高渔民的生活水平
答案：D
3.下列对遥感技术特点的叙述，错误的是( )
A.探测的范围大
B.获得资料的速度快、周期短
C.受地面条件的限制少
D.对地面物体可以准确定位
答案：D
4.地理信息技术的主要功能是( )
A.阅读地图、数表和文字信息
B.建立数据库
C.对研究对象的空间关系进行分析
D.输入、处理、分析、表达图形数据
答案：D
5.全球定位系统功能在于( )
A.为各类用户提供精密的三维坐标
B.为用户提供飞机遥感影像
C.为用户提供卫星遥感图像
D.供用户随时查询有关地理信息
答案：A
6.在利用GPS卫星定位时，对地面任何一点，在任一时刻，地平面上空至少有( )
A.一颗GPS卫星 B.二颗GPS卫星
C.三颗GPS卫星 D.四颗GPS卫星
答案：D
7.无论是在飞机或汽车上时，还是在野外考察旅行时，只要拥有手机大小的GPS信号接收机，你就能随时知道( )
A.自己所在地的季节 B.自己所在地的天气
C.自己所在地的地理坐标 D.自己所在地的气候
答案：C
二、综合题
8.读遥感技术工作原理示意图，回答下列问题。
(1)从A图中可以看出，此遥感技术所利用的运载工具是_______，这种运载工具采用的是_______的方式对地面物体进行感知和识别，这种方式的遥感技术，对地面的分辨力是较_______(高或低)的。
(2)在B图中，传感器接受到的是_______，它的产生是由于__________，在这个遥感过程中，传感器之所以能够对地面物体进行分辨，其原理是________________________。
答案：(1)飞机 航空摄影 高
(2)地面反射或辐射的电磁波信息 地面接受太阳辐射光或大气对太阳辐射散射光的能量、自身受热也能产生电磁波辐射 不同物体、不同环境条件，其反射或辐射的电磁波是不同的，传感器具有识别这种电磁波的能力
9.下图所反映的是“雪地、沙漠、湿地、小麦的反射光谱曲线”，读图回答：
波长（微米）
(1)四种地物中反射率最高的是_______；最低的是_______；
(2)小麦在_______到_______波段最容易与其他地物区分开来。
(3)遥感技术中运用到的物理学中的基本知识是________________。
(4) 说出遥感技术在国民经济中有何运用？
答案：
(1)雪 湿地 (2) 0.7 0.9
(3)地球上的每一个物体都在以电磁波的形式，不停地吸收、发射、反射信息和能量，不同物体不同环境下其发射、反射的电磁波是不同的 (4)略
●板书设计
§2.2 现代化技术在国土整治中的应用
二、地理信息技术及其应用
1.地理信息系统
2.地理信息系统的构成
3.地理信息系统的简要程序
三、全球定位系统
1.全球定位系统的组成
2.全球定位系统的特点
3.全球定位系统的应用
(推荐网站)
1.国家基础地理信息系统(http://nfgis.nsdi.gov.cn/)
2. 中国网上地图(http://www.afmap.com.cn/New Web/China/)
3.香港网上地图(http:// www.hkmaponline.com/)
4.数字地球(http://www.digitalearth.net.cn/)
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