1、1第三章 地理信息技术应用章末总结第一节教材 P77 活动探究1 “GIS”一词的出现，要追溯到 20世纪 50年代。那个时期，由于计算机科学的兴起及其2在测量学、地图制图学中的应用，人们开始用计算机来收集、存储和处理各种空间数据，并尝试通过计算机对数据进行分析，为管理和决策提供依据。1963年，加拿大测量学家 R.F.Tomlinson首先提出“GIS”这一概念，并建立了世界上第一个地理信息系统“加拿大地理信息系统” ，用于自然资源的管理与规划。1965年，美国哈佛大学土地测量专业的一名学生 J.Dangermond在其毕业论文中，设计了一个 简 单 的 GIS 系 统 ， 并 在 毕 业
2、后 于 1969 年 成 立 了 ESRI 公 司 ， 成 为 推 动 GIS 发 展 的 重 要 里程 碑 。我国 GIS从 20世纪 80年代初期开始起步，90 年代进入快速发展阶段。目前，GIS 已经成为分析重大社会经济问题的强有力工具。2地理信息系统的定义或解释地理信息系统由计算机系统、地理数据和用户组成，通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析，生成并输出各种地理信息，从而为土地利用、资源管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府各部门行政管理提供新的知识，为工程设计和规划、管理决策服务。地理信息系统是以地理空间数据库为基础，采用地理模型，适时提供多种空间的和动态的地理
3、信息，为地理研究和地理决策服务的计算机系统。目前，对地理信息系统的定义还存在着分歧，可归结为以下四类：面向数据处理过程的定义：认为地理信息系统由地理数据的输入、存储、查询、分析、输出等子系统组成。面向专题应用的定义：在面向过程定义的基础上，按其分析的信息类型来定义地理信息系统，如土地利用信息系统，矿产资源管理信息系统等。工具箱定义：这种定义基于软件系统分析的观点，认为地理信息系统包括各种复杂的处理空间数据的计算机程序和各种算法。数据库定义：在工具箱定义的基础上，更加强调分析工具和数据库间的连接。3进入 21世纪，我国有一大批高等院校设立了与 GIS相关的专业或学科。如北京大学的地球与空间科学学
4、院设有地理信息系统系，下设地图学与地理信息系统、摄影测量与遥感专业。教材 P8182 活动探究国 外 GIS 软 件 ， 如 哈 佛 大 学 开 发 的 SYMAP 系 列 软 件 等 。 国 内 下 列 GIS 软 件 在 解 决 实 际 工程 能 力 和 技 术 创 新 等 方 面 表 现 突 出 ， 如 MapGIS6.6、 SuperMapGIS2003、 地 网3V5.0、 CitoMap 等 。教材 P85 活动实践制作 GIS专题简报，可按教材提供的参考步骤进行。第二节教材 P91 活动探究不同地物在同一波段反射率不同，同一地物在不同波段反射率也不同，由此导致其波谱特征不同，根据
5、地物波谱曲线就可以区分和识别地表物体。教材 P92 活动探究1在特定的卫星图像上，健康的植被往往呈鲜红色，而长势比较差的植被颜色比较浅。因此人们可以通过卫星图像上植被颜色的差异判定植物的生长状况。2判断水体污染、分析城市大气污染、监测森林火灾、调查生物资源、估算农作物产量、勘探矿产资源等领域。3不同的土地利用类型如草地、荒地、撂荒的土地具有不同的电磁波特性，卫星传感器探测这些土地利用类型对电磁波的反射和它们自身发射的电磁波，然后按照一定的规律把电磁波特性转换为图像，经过处理，提取土地利用类型的信息，完成远距离识别地物和地物的状态，实现对土地资源的普查。教材 P9394 活动探究1首先对三幅图的
6、主要地物进行判读，比较相同地物在面积、数量、密度、长度等方面的变化，然后运用相关原理进行解释。从三幅图的主要对比可以看出，黄河三角洲的面积在扩大，主要是泥沙沉积作用造成的；植被覆盖区的范围增加，是由植树造林产生的；黄河水的泥沙增多，原因是水土流失的加剧；居住区和水产业建筑区的面积增加。2我国的环境问题与灾害问题有：土地荒漠化、土壤盐渍化、环境污染、海洋生态破坏、植被破坏，水旱灾害、滑坡、地震、泥石流、农林病虫害、森林火灾等。森林火灾是在国外和我国森林分布区域常见的自然灾害，它会对森林造成严重的破坏，同时还会严重危害地球上的生态平衡。卫星遥感的作用表现在：在灾前，可根据气候状况和林木组成等预测火
7、灾可能发生的地区、时段和火险等级；在灾中，可准确地提供火源位置和火灾范围，以及火灾的蔓延趋势；在灾后，查明火灾现场情况和过火面积、火灾损失，为森林的恢复提供依据。卫星遥感的热红外波段图像可以用于森林火灾的监测，原理是着火林木的温度比未着火林木的温度要高，在电磁波的热红外波段会辐射出更多的能量，在图像上会显示4出更亮的浅色调。因此，通过卫星的观测，就可以及时发现着火点和火灾蔓延区域，这样就可以及时掌握森林大火的情况，为指挥灭火提供信息。3遥感在环境与灾害监测中应用的案例：美国利用卫星图像研究烟尘污染，监测到纽约因倾倒垃圾、酸液所引起的污染范围。他们曾经利用 1972年 10月 10日的陆地卫星图
8、像，发现有一 股 从 纽 约 新 建 的 国 际 造 纸 公 司 排 入 尚 普 兰 湖 的 污 染 流 ， 这 股 污 染 流 一 直 流 到 附 近 的 佛蒙 特 州 ， 地 面 的 观 测 也 证 实 了 这 个 结 论 ， 为 此 佛 蒙 特 州 以 卫 星 图 像 为 依 据 ， 对 该 厂 提 出 了 法律 诉 讼 。第三节教材 P9798 活动探究5我国导航定位技术发展的讨论提纲：小组 讨论主题A组 我国导航定位技术的发展历程B组 我国 GPS技术在大地测量方面的应用C组 我国 GPS技术在工程测量方面的应用D组 我国 GPS技术在航空摄影测量方面的应用E组 我国 GPS技术在地
9、球动力学方面的应用 A组 我国导航定位技术的发展历程我国的航天科技事业在逐步建立和发展中，目标是跻身于世界先进水平的行列，成为世界空间强国之一。从 1970年 4月把第一颗人造卫星送入轨道以来，我国已成功地发射了 100多颗不同类型的人造卫星，为空间大地测量工作的开展创造了有利条件。B组 我国 GPS技术在大地测量方面的应用在大地测量方面，利用 GPS技术开展国际联测，建立全球性大地控制网，提供高精度的地心坐标，测定和精确大地水准面。我国已完成西沙、南沙群岛各岛屿与祖国大陆的 GPS联测，使海岛与全国大地网连成一个整体。C组 我国 GPS技术在工程测量方面的应用在工程测量方面，应用 GPS静态
10、相对定位技术，布设精密工程控制网，用于城市和矿区油田地面沉降监测、大坝变形监测、高层建筑变形监测、隧道贯通测量等精密工程。D组 我国 GPS技术在航空摄影测量方面的应用在航空摄影测量方面，除应用 GPS技术进行航测外，还控制测量、航摄飞行导航、机载 GPS航测等航测成图的各个阶段。E组 我国 GPS技术在地球动力学方面的应用我国已开始用 GPS技术监测南极洲板块运动、青藏高原地壳运动、四川鲜水河地壳断裂运动，建立了中国地壳形变观测网、三峡库区形变观测网、首都圈 GPS形变监测网等。GPS 技术已经用于海洋测量、水下地形测绘。我国的全球定位系统(GPS)测量规范已于 1992年 10月 1日起实
11、施。6此外，在军事、交通、邮电、地矿、煤矿、石油、建筑以及农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业，在航空航天、测时授时、物理探矿、资源测定等领域，也都开展了 GPS技术的研究和应用。教材 P101102 活动探究1GPS 还可以应用在大地测量、地震监测、地形测量、林业测量、水利监测、国土资源调查、城建规划勘测等多个方面，并提高工作效率。资源调查：土地探测，如森林区、山坡地违规开发、查报工作。使用 GPS可顺利导航至可疑之变异点，并直接查询、调阅地籍图等相关资料以利研究判断。大地测量：利用 GPS测定地球上任何点(包括地面上和海洋上)的位置并计算其间的距离，以及测定地球重力场和地球形状、大
12、小等。林业面积测绘：GPS 在林业面积测绘的应用主要有两个方面，一是用于定位造林地块，地块位置和形状，便于在地形图上标注具体的位置；二是利用 GPS求算林木面积。森林防火：利用 GPS进行火场定位、火场布兵、火场面积测量、火灾损失估算，精确度高，安全性强，能够实时、快速、准确地测定火险位置和范围，为防火指挥部门提供决策依据，已被国内外防火机构广泛采用。监测作物产量：在联合收割机上配置计算机、产量监视器和 GPS接收机，就构成了作物产量监视系统。对不同的农作物需配备不同的监视器。例如监视玉米产量的监视器，当收割玉米时，监视器记录下玉米所接穗数和产量，同时 GPS接收机记录下收割该株玉米所处位置，
13、通过计算机最终绘制出一幅关于每块土地产量的分布图，再通过和土壤养分含量分布图的综合分析，可以找出影响作物产量的相关因素，从而进行具体的田间施肥等管理工作。2畅游 GPS新生活GPS业界流行这样一句话“GPS 的应用只受到人们想象力的限制” 。随着 GPS的发展，GPS 已经不再只局限于行业应用，GPS 更大的一部分市场是民用级的个人消费。车载机或者手持机，将是离我们最近的一种消费。现在你已大体了解了手持 GPS在实际生活中的主要用途，对照自己对理想生活的向往，以上功能中是否有可以满足的需求。你基本可以确定是否需要买一个 GPS了。有人会问：没有自备车，也不会开车，单纯为了旅游(自助游)去弄一个
14、 GPS是不是太奢侈了？实际上，像数码相机一样，新科技带给我们的是一个完全不同的生活方式。如果你希望体验全新的生活，那么买个 GPS回家，它会让你得到意想不到的乐趣。这种乐趣，还在于你不断的推陈出新，尽情挖掘 GPS的“潜能”而带来的成就感！73GPS 应用领域及主要功能GPS应用领域 主要功能在海洋测绘中的应用海洋测绘主要包括海上定位、海洋测量和水下地形测量。对海洋划界、航道测量以及海洋资源勘探与开采、近海工程、海面变化、板块运动以及海啸等研究领域具有重要作用在旅游及野外考察中的应用在旅游及野外考察中，如到风景秀丽的地区去旅游，到原始大森林、雪山、峡谷或者沙漠地区考察，GPS 接收机是你最忠
15、实的向导。利用它，你可以随时知道所在的位置及行走速度和方向，使你不会迷失在林业管理方面的应用GPS技术在确定林区面积，估算木材量，计算可采伐木材面积，确定原始森林、道路位置，对森林火灾周边测量，寻找水源和测定地区边界等方面可以发挥其独特的重要作用在合理施肥、精确农业管理方面的应用依据农田土壤养分含量分布图，设置有 GPS接收机的“受控应用”的喷施器，在 GPS的控制下，依据土壤养分含量分布图，能够精确地给田地的各点施肥在精确定时方面的应用每颗 GPS卫星上都有精密的原子钟，所以 GPS接收机可以接收到精确的时间信息第四节教材 P104 活动探究1数字地球是我们星球的真实体现，它使人经历和使用被
16、集结的大量自然、文化和历史资料。它包括资料链接和各种标准，以至于使它能接收来自遥远传感、制图、统计、医学及其他来源的编码资料。2略。教材 P107 活动思考数字地球(The Digital Earth)是当代最新的一种概念。通俗地讲，就是把地球和人类的各种信息用地图(地理信息)串起来，装在电脑网络中，形成一个全球信息系统，这就叫数字地8球。(1)世界上几乎所有信息都具有地理属性，比如资源、环境、灾害、人口、气象、生物、生态、水文等信息都可以放入数字地球。(2)数字地球的应用潜力是巨大的，它几乎涉及人类生活的各个方面。因此，随着可访问和可使用的全球地理信息的日益增长以及遥感、全球定位系统等信息技术的实时支持，数字地球将在虚拟外交、打击犯罪活动、支持农业生产等领域取得广泛应用。此外，数字地球还将在预测气候变化、保护生物多样性、对灾害快速反应以及虚拟教育等领域具有广阔的应用前景。(3)社会进步和时代的发展为数字地球提供了可能。
