地理信息技术在区域地理环境研究中的作用

——《地理信息技术在区域地理环境研究中的作用》教学设计【教学目标】知识和技能目标：1.了解遥感的概念和遥感的基本工作过程。2.了解全球定位系统的概念和基本工作过程。3.了解数字地球的含义。4.结合实例，了解遥感（RS）在资源普查、环境和灾害监测中的应用。5.举例说出全球定位系统（GPS）在定位导航中的应用。6.运用有关资料，了解地理信息系统（GIS）在城市管理中的功能。过程与方法目标：1.学会通过多种途径、运用多种手段收集、整理地理信息，并应用到新课学习中。2.在生活中发现和体验RS、GIS、GPS技术的应用及带来的变化。情感态度与价值观目标：1.通过本节的学习，让学生亲历体验地理信息技术给工农业生产、人们的生活带来的方便，从而能够更加热爱科学、不断地学习和探索科学知识。2.能将所学的知识用于实践，利用现代地理科学发展的前沿科学来为社会服务。【教材内容及分析】本节的《新课程标准》要求是：结合实例，了解遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用。举例说出全球定位系统在定位导航中的应用。运用有关资料，了解地理信息系统在城市管理中的功能。了解数字地球的含义。本节内容主要从遥感（RS）、全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）三个方面介绍地理信息技术，以及在此基础上介绍“数字地球”。由于学生的基础和教学设施条件，以及遥感、全球定位系统、地理信息系统技术本身的复杂性，《地理新课程标准》主要从这些技术的应用出发，让学生了解地理信息技术。在教学时我们可以在课前，先让学生通过互联网及各种媒体搜集有关信息，在此基础上，教师尽可能地运用生活中的实例来讲解这些地理信息技术，有利于学生对知识的体验、理解和巩固。教学重点和难点：遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境中的应用。【教学过程与教学策略】一、联系生活实际，导入新课学习师：上节课我们布置了一个课外调查题，同学们走访自己的亲朋好友中的驾驶一族，了解他们驾车到一个陌生的城市，最大的烦恼是什么？怎么来解决这个烦恼？生：学生回答略。师：根据学生的回答情况，教师引入全球定位系统（GPS）汽车导航。多媒体视频展示：全球定位系统（GPS）汽车导航。师：全球定位系统（GPS）是地理信息技术的一种，本节课我们就学习地理信息技术在区域地理环境研究中的应用。（在学生课前的走访和初步感知的基础上，运用多媒体技术，再现生活情境，能够激发学生的学习兴趣，增强探究新知的欲望。）二、运用信息资料，自主学习探究师：什么是地理信息技术？生：地理信息技术是指获取、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、全球定位系统和地理信息系统。师：首先我们学习遥感（RS）。（一）遥感1.什么是遥感（RS）？生：遥感是人们在航空器（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。多媒体显示：图片：“1998年7月27-31日洞庭湖及荆江地区飞机遥感图像”、“1998年8月28日洞庭湖及荆江地区飞机遥感图像”师:引导学生通过比对图例,比较图1．5a和1．5b；图1．6a和1．6b；图1．5和1．6，从中提取相关的地理信息。提问：①通过两幅图的比较，你认为遥感技术在洪水情况的探测中起了什么作用？②你能告诉大家从监测的范围、速度，人力和财力的投入等方面看，遥感具有哪些特点吗？（与实地测绘相比，遥感具有探测范围大“飞得高，探得远”、获得资料速度快、周期短、受地面条件限制少即适应性强“你不行还有我行”等特点，人力、财力投入相对较少。）③你们小组还能告诉大家更多的遥感应用的实例吗？各小组分别上台展示收集的有关遥感技术在各行各业应用情况及案例。2.遥感技术的应用资料一：大兴安岭森林火灾遥感监测信息问天网2004-10-21内蒙古气象台消息，10月15日，NOAA-16号气象卫星接收到的卫星遥感监测图中，中蒙边境处蒙古境内有一火点。17日、18日火场上空有云未能监测到。19日14时27分接收到的卫星遥感监测图中，火区已烧入内蒙古阿尔山境内，位置是：119.810E-47.060N。高温区面积约为17.50平方公里。16时的遥感监测图中火区面积有所扩大。19日下午，火场上空4.5级西北风，火势向东南方向蔓延。另外，锡盟东乌旗与兴安盟科右前旗交界处有一处火点，位置为120.130E-46.560N,高温区面积约为2.2平方公里。资料二：西安土地管理局用上高科技是否乱占耕地卫星一看便知卫星遥感技术已经运用到政府部门的执法检查当中。目前，西安市土地管理局正在利用卫星遥感资料，来发现和查处土地违法行为。利用卫星来检查土地执法情况，在西安市已是第二次。卫星遥感照片与通常的高空俯拍照片不同，它的颜色呈现出一种犹如“电视机颜色失真”的样子。具体做法是，拿2000年10月和2001年10月高空卫星所拍摄的两张西安行政区域的照片来进行比较，看哪些地点呈现出颜色变化，是否把耕地变成了建筑。1.5米宽的道路、6亩大小的地块是目前卫星照片所能分辨的最小限度。西安市土地管理局有关部门同志介绍说，这次检查工作的区域范围是西安市8个区和长安、高陵2个县的新增建设用地，卫星照片上所能辨认出的地面变化大约有200多个点，这些新增建设用地是否符合有关规定，他们正在逐项核查。卫星遥感技术已经运用到政府部门的执法检查当中。目前，西安市土地管理局正在利用卫星遥感资料，来发现和查处土地违法行为。利用卫星来检查土地执法情况，在西安市已是第二次。卫星遥感照片与通常的高空俯拍照片不同，它的颜色呈现出一种犹如“电视机颜色失真”的样子。具体做法是，拿2000年10月和2001年10月高空卫星所拍摄的两张西安行政区域的照片来进行比较，看哪些地点呈现出颜色变化，是否把耕地变成了建筑。1.5米宽的道路、6亩大小的地块是目前卫星照片所能分辨的最小限度。西安市土地管理局有关部门同志介绍说，这次检查工作的区域范围是西安市8个区和长安、高陵2个县的新增建设用地，卫星照片上所能辨认出的地面变化大约有200多个点，这些新增建设用地是否符合有关规定，他们正在逐项核查。（通过展示师生收集、整理的地理信息，使学生能更直观地理解新知识，提高学生收集、整理信息的积极性，更好地学会在各种有效信息中选择最有价值的信息，学会利用网络资源进行自主学习，并能更好地促使教师从知识的传授者向学生学习的合作者、引导者和参与者，学生发展的促进者角色的转变。）在区域地理环境研究中,遥感应用于资源调查、环境监测、自然灾害防御监测等领域。3.遥感的主要环节（利用图表形象讲解遥感工作过程。）师：我们了解了遥感的工作过程，那我们来看看遥感与传统的研究方法相比有哪些优点呢？传统工作方法遥感技术从点、线实地观测入手，逐渐过渡到面上分析研究。首先从面上分析研究入手，然后有重点地选择点、线进行野外验证、检查。（区别传统方法与遥感技术的区别，强调遥感技术的优越性。）师：在区域地理环境研究中，遥感广泛应用于资源调查，环境监测\自然灾害防御等领域。（二）全球定位系统师：同学们已经知道刚上课时我们播放的GPS汽车导航视频，就是全球定位系统技术的应用。你们还知道全球定位系统GPS在生活中哪些方面的应用？资料一：美科学家将全球定位系统应用于农业，提高效率[2004-06-0809:54]中国日报网站消息：据最新一期美国《国家地理》杂志介绍，美国国家航空和航天局正将全球定位系统等一系列新技术应用于农业领域，以帮助农民增加产量，提高生产效率。目前正进行的试验之一是“导航者”太阳能无人驾驶飞机，其监控装置可以提供农作物的具体收割时间。此外，全球定位卫星技术可以让农民在使用拖拉机时精确定位他们在田地里的方位。借助这种精确度可达纬度１０厘米、经度２０厘米的全球定位系统，农民可以全天候使用机器人拖拉机工作，再也不受日出日落或天气好坏的影响。土壤探测器及其他地面监控设备与全球定位系统结合使用，还可以帮助农民确定需要浇水、施肥或者除草的准确地点。这一系统的另一潜在功能是帮助科学家实时监控火山活动，并跟踪地震前后的地球活动。（来源：新华网）师：全球定位系统在区域地理环境研究中的应用较为广泛。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，海拔。无论是在飞机上、行驶的汽车和船泊上，还是徒步在野外考察、旅行，只要拥有手机大小的GPS信号接受机，你就能随时知道自己前进的方向和所处的地理坐标。师：什么是全球定位系统？它有哪三大部分组成？主要特点是什么？生：学生回答略。师：对，这就是全球定位系统，它由空间部分——GPS卫星星座，地面控制部分——地面监控系统，用户设备系统——GPS信号接受机组成。GPS可以为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间，并具有全能性、全球性、全天候、连续性、实时性的特点。（三）地理信息系统师：刚才我们一起学习了RS、GPS，了解了它们在区域地理环境中的应用。下面我们一起来做个游戏，开展一个比赛。我们把全班同学分成一大组和一小组，小组同学上讲台利用计算机网络提供的上海地理信息系统，一大组同学利用各自课前准备的上海市城市、交通、旅游等地图，分别合作查找以下地名和相关信息，上海野生动物园、东方明珠、复旦大学、浦东机场…师：通过刚才的查找和回答，哪个组取胜应该是没有争议了吧！…刚才同学们也亲身体验了，地理信息系统与普通地图相比给我们带来了哪些方便呢？（通过两组查找信息的比赛，故意制造不平等的竞争条件，让学生更进一步体会地理信息系统带来的方便、快捷……激发学生学习、探究的兴趣。）生：方便、快速、信息量大、直观、……师：那么，什么是地理信息系统呢？它的简要程序是什么？同学们自学思考。生：学生回答略。师：结合课本香港地理信息系统，与学生一起进一步熟悉GIS的工作过程和应用。师生共同讨论回答：课本14页活动题。（四）地理信息技术和数字地球师：通过学习和讨论，思考遥感、全球定位系统与地理信息系统他们三者的相互关系？什么是数字地球？三、课外活动延伸，体验学以致用多媒体显示：图文：平顶山120急救中心卫星全球定位系统平顶山外宣办平顶山120急救中心卫星全球定位系统让学生课后分小组模拟平顶山120急救中心，查找资料，走访本市的110指挥中心，编写急救案例，体验地理信息技术在实际生活中的应用，并提出建议和改进方案。（实践活动代替书面作业，既能调动学生的学习积极性，又能使学生体验学以致用的成就感，从而提高学习地理的兴趣。）【评析】以上教学设计体现了以下两方面的特色：第一，引导学生自主学习、合作学习，让学生真正成为地理学习的主人。学生是地理学习的主人，教师是学习活动的组织者和引导者。无论是课前——搜集、整理资料；课内——展示、分析资料；还是课后——调查使用资料；教师都为学生创设了自主学习、合作学习的情境，让学生在自主学习和合作学习中努力地去发现问题，提出问题，解决问题。第二，重视信息技术在地理学习中的应用。获取、加工、运用信息的能力不仅是学生学习能力的一部分，也是学生未来生活能力的重要组成。本节课所教学的内容，大部分同学在平时的生活中体会不深，因此，在教学设计中，教师特别注重让学生利用互联网查寻各种相关资料，利用多媒体播放视频资料，展示各种图片、文字资料，增加学生的感性认识，让学生真正体会到地理信息技术在区域地理环境中的应用。资料宝库卫星遥感的神奇功能卫星遥感监测在我国起步是比较早的，早在70年代初，我国还没有自己的气象卫星时，国家卫星气象中心就利用接收别国的气象卫星资料，开始了我国的卫星遥感监测工作。随着我国气象事业的发展，卫星遥感监测工作也有了很大的发展。我们有了自己的气象卫星，巨型计算机代替了计算能力只有每秒100万次的微机，而以传真图片传输信息的方式也被网络代替。目前，我国的卫星遥感监测服务已经业务化，并且在台风、森林草原火灾、洪涝灾害、沙尘暴监测以及其他各项国民经济建设中起到了重要作用。对洪涝灾害的监测是卫星遥感监测服务的一项重要内容。在1991年江淮大水中的成功服务则让人们认识到了卫星遥感监测的作用。当