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导入新课不畏浮云遮望眼，只缘身在最高层。——王安石《登飞来峰》欲穷千里目,更上一屋楼。——王之涣《登鹳雀楼》足不出户，可知天下事。遥感（RS）全球定位系统（GPS）地理信息系统（GIS）地理信息技术与数字地球教学目标知识目标:利用图像，结合实际，了解GPS在定位导航中的应用；通过具体案例，了解地理信息技术在某些领域的应用；通过搜集资料、图像，进行分析对比，以加深对地理信息技术的理解。能力目标：运用资料分析问题和图表，掌握对比方法；尝试小组合作进行资料、图像查找。情感态度与价值观目标：培养对地理信息技术进行探究的兴趣；培养分析问题、解决实际问题的能力；进行爱国主义思想教育，以增强民族自豪感。教学重难点重点：•遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用；•全球定位系统在定位导航中的应用；•地理信息系统的原理；•数字地球的基本内容。难点：•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；•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。什么是地理信息技术？它都应用在哪些方面？地理信息技术地理信息技术获取地理空间信息现代技术的总称管理分析应用１.地理信息技术的概念地理信息技术包括遥感（RS）全球定位系统（GPS）地理信息系统（GIS）虚拟环境、网络GIS等２.地理信息技术的应用（1）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。1972年(左)和1987年(右)拍摄的非洲乍得湖照片显示，这个世界第六大湖已经减少了90%卫星照片显示南极洲的最大冰架出现裂缝珠峰区域卫星图片应用地理信息技术，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。还可以将社会、人文、经济统计数据和自然地理数据叠加起来以作出更为精确的区域可持续发展的情况分析。（2）地理信息技术的大众化应用已成为趋势。如GPS汽车导航、空间信息网站、城市多媒体地理信息系统等。GPS汽车导航一、遥感（ＲＳ）1.遥感的概念所谓遥感，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。人造卫星遥感示意图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。（２）组成遥感平台、传感器、地面接收站、信息处理系统等。3.遥感的主要环节目标物物体辐射或反射电磁波传感器收集传输地面遥感系统信息处理成果专业图件统计数字电磁波电磁波1998年夏秋，长江流域发生了罕见的大洪水，中科院遥感所等科研部门，利用飞机遥感监测和卫星遥感监测技术，对洞庭湖及荆江地区洪灾情况进行监测，在很短的时间内获得了较全面的资料，给抗洪决策提供了科学依据，为夺取抗洪斗争立了大功。1998年洞庭湖及荆江地区飞机、卫星遥感影像对洪水监测4．遥感的优越性（1）提高研究工作的精度和质量，节省人力、财力，提高效率。传统的工作方法从点﹑线实地观测面上的分析研究遥感技术从面上的区域分析研究有重点的选择若干点﹑线进行野外验证和检查（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。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。5．遥感技术的应用遥感在农业方面的应用（1）遥感在农业方面的应用主要包括土地资源调查、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）遥感在土地资源与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。长白山遥感图片遥感寻宝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。二、全球定位系统（GPS）1.全球定位系统的概念利用卫星全球范围内实时导航定位系统全球范围内实时2.全球定位系统的组成包括三大部分：空间部分——GPS卫星星座；地面控制部分——地面监控系统；用户设备部分——GPS信号接收机。GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。这24颗卫星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。GPS卫星星座地面监控系统GPS系统的幕后工作者，主要包括一个主控站、四个监控站、一个上行注入站。监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站，主控站收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星时钟校正值，并将这些数据和实时预报的星历图通过上行注入站发送给对应的卫星。GPS信号接收机GPS卫星发送的导航定位信号，对于陆地、海洋和空间的广大用户，只要用户拥有能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收设备，即GPS信号接收机。可以在任何时候用GPS信号进行导航定位测量。全能性(陆地、海洋、航空和航天)全球性全天候连续性实时性3.全球定位系统的工作特点（１）为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。4.全球定位系统的应用（２）在区域地理环境研究中的应用。例如：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导航无论是在飞行的飞机上，行驶的汽车和船舶上，还是徒步在野外考察、旅行，只要拥有手掌大小的GPS信号接收机，就能随时知道自己前进的方向和所处的地理坐标。利用GPS为导航服务已成为一种新兴的行业。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。驾驶员输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，引导驾驶员把车开到目的地。５.我国的卫星导航定位系统面对世界卫星导航定位技术的迅猛发展，我国作为航天大国，也在积极探索适应自己国情的卫星导航定位技术。1983年，我国航天专家创造性地提出了利用两颗地球静止轨道卫星实现区域导航定位的设计方案，经过多次演示实验证明，该系统方案正确可行。2000年10月31日和12月21日，我国相继发射了两颗“北斗一号”卫星，作为导航定位的工作卫星。2003年5月25日我国发射了第三颗“北斗一号”卫星，作为导航定位的备用卫星。这三颗“北斗一号”卫星组成了中国的卫星导航定位系统。该系统是我国独立自主开发、研制和建立的，可以提供全天候、高精度、大范围、快速实时的导航定位服务。北斗导航卫星三、地理信息系统（GIS）1.地理信息系统的概念专门处理地理空间数据的计算机系统，称为“地理信息系统”，简称“GIS”。信息源表达空间分析数据库数据处理地图、遥感图象、以及野外考察、室内实验、社会统计等获得的数据建立空间模型和数字模型地物空间特征和属性的各项数据的结合按一定规划对所研究的局部或局部与相邻部分或整个区域进行空间分析将系统处理和分析的结果形成可供研究、规划和决策人使用的产品２.GIS的简要程序3.地理信息系统的应用地理信息系统可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以借助GIS。（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。四川汶川地震（４）地理信息系统在城市管理中的应用已得到推广。城市与区域规划中要处理许多不同性质和不同特点的问题，它涉及资源、环境、人口、交通、经济、教育、文化和金融等多个地理变量和大量数据。地理信息系统的数据库管理有利于将这些数据信息归并到统一系统中，最后进行城市与区域多目标的开发和规划，包括城镇总体规划、城市建设用地适宜性评价、环境质量评价、道路交通规划、公共设施配置，以及城市环境的动态监测等。这些规划功能的实现，是以地理信息系统的空间搜索方法、多种信息的叠加处理和一系列分析软件(回归分析、投入产出计算、模糊加权评价、0-l规划模型、系统动力学模型等)加以保证的。我国大城市数量居于世界前列，根据加快中心城市的规划建设，加强城市建设决策科学化的要求，利用地理信息系统作为城市规划、管理和分析的工具，具有十分重要的意义。四、地理信息技术与数字地球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对地理信息数据进行管理、查询、更新、空间分析和应用评价。农业、林业、国土资源、地矿、军事、交通、测绘、水利、通讯、交通、公安、教育、能源等各行业应用领域为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间能对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达段时间内获得全面资料以便及时安排防灾、救灾作用全能性、全球性、全天候、连续性、实时性①采集、管理、分析、输出地理空间信息②空间分析多要素、综合动态预测③计算机系统支持范围大、速度快、周期短、限制少、应用广特征信息源数据处理数据库空间分析表达电磁波--收集--传输--处理--分析---成果技术环节GPS卫星星座、地面监控系统、GPS信号接收机计算机硬件、软件遥感平台、传感器、遥感信息的传输与处理技术装备地图的延伸人的视力的延伸别名GPSGISRS代号利用卫星在全球范围内适时进行导航、定位的系统专门处理地理空间数据的计算机系统利用一定的技术装备在航空器或航天器上对地物进行遥远的感知概念全球定位系统地理信息系统遥感技术2．数字地球（1）数字地球的概念数字地球是指数字化的地球，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）数字地球的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。课堂小结一、地理信息技术1．概念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化技术的总称，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——广泛二、遥感技术及其应用1．概念2．遥感的装置（１）传感器——遥感的关键装置（２）组成遥感平台、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4．遥感的优越性提高研究工作的精度和质量，节省人力、财力，提高效率。5．遥感技术的应用三、全球定位系统（GPS）1．概念2．组成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）在日常生活中应用——GPS导航GPS卫星星座（空间部分）地面监控系统（地面控制部分）GPS信号接收机（用户设备部分）四、地理信息系统（GIS）1．概念专门处理地理空间数据的计算机系统，称为“地理信息系统”，简称“GIS”。2．地理信息系统的简要程序3．地理信息系统的应用五、地理信息技术与数字地球1．“3S”的关系2．数字地球概念、原理及应用巩固训练１．通过地图、遥感图像、野外考察等获得