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第三章地理信息技术的应用第三节地理信息系统的应用课标要求课标解读运用有关资料，了解地理信息系统在城市管理中的应用。知道：地理信息系统的基本构成和功能。理解：地理信息系统在城市管理中的作用。应用：通过收集资料，深入理解地理信息系统的工作原理。知识点一地理信息系统“金土工程”是国土资源部这几年工作的重点。“金土工程”指在现代信息技术支持下，通过建立结构完整、功能齐全、技术先进并与国土资源管理现代化要求相适应的国土资源信息系统，来带动国土资源管理方式的根本转变，形成完整的国土资源信息化体系。为促进国土资源地政管理信息系统建设，提高建设用地申报审批工作的效率和质量，增强管理工作的透明度，实现信息的社会共享与服务，限制各种违法行为，更好地为国家经济建设服务，各省国土局成立建设用地审批管理信息系统。思考探究：地理信息系统与传统的纸质地图相比，有哪些优越性？提示：地理信息系统通过建立数据模型，以数据库的形式储存地理空间数据，信息量大；地理信息系统通过计算机可以进行查询，数据能及时更新；可以将不同来源、不同比例尺、不同投影的地图数据进行综合，并进行空间分析。一、地理信息系统1．概念地理信息系统(GIS)是依靠计算机实现地理信息的收集、处理、存储、分析和应用的系统，简称GIS。2．功能储存庞大的空间数据，制作电子地图，属性资料查询，进行多种空间分析，模拟区域内的空间规律和发展趋势。3．地理信息系统的流程图信息输入→数据处理→数据库管理→空间分析→可视化表达。4．构成硬件、软件、数据、人员。二、地理信息系统可以解决的四类基本问题1．与分布、位置有关的基本问题(1)查询“地点”和“状况”。(2)查询符合一定条件的地物的分布位置。2．趋势分析通过了解某地物随时间变化的过程，分析该地物的发展趋势。3．模式问题通过模式分析，可以揭示各种地物之间的空间关系。4．模拟问题利用已掌握的规律建立起一定的模型，可以模拟某个地方如果具备某种条件时将出现的结果。1．阅读材料，并结合教材有关内容，回答下列问题。材料一地理信息系统，简称GIS，具有地图处理、数据库管理和空间分析三项功能。GIS可以像传统地图一样，解决与“地点”“状况”有关的查询。但GIS还能进行趋势分析、复杂的“模拟分析”和用“虚拟模拟”进行预测性分析。下图为GIS的工作流程图。信息输入→数据处理→数据库管理→空间分析→可视化表达材料二GIS数据库中存储的部分图层。(1)GIS数据库中的数据有什么特点？(2)某同学利用材料二中的数据对家乡农作物的分布进行了可行性分析，地理信息系统须解决哪些问题？(3)小华欲在某城市找最近的宾馆在哪里，地理信息系统须解决哪些问题？小强为参观上海世博园中多个国家馆设计合理路线时，需要利用地理信息系统解决什么问题功能？(4)某市发生森林火灾，消防部门为尽快灭火，运用地理信息系统制订了灭火方案，地理信息系统须解决哪些问题？需要涉及哪些方面的数据？答案：(1)属于空间数据，它可以通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。(2)模式问题。(3)与分布、位置有关的基本问题。趋势分析问题。(4)模拟问题。涉及森林火灾点的分布、风向、风速、气温、降水、湿度等方面的数据。地理信息系统可以解决的基本问题名称问题举例与分布、位置有关的基本问题解决与“地点”和“状况”有关的查询①距离最近的一家快餐店在哪里；②北京市目前共有几家图书馆；③在指定区域内寻找适合一定条件的地物趋势分析了解某地物随时间变化的过程，分析该地物的发展趋势①分析过去20年来某城市的人口增长趋势；②求两点之间最短、最快或景点最多的路径模式问题通过模式分析，揭示各种地物之间的空间关系分析一个地区的地形、土壤与特定作物种植之间的关系模拟问题模拟某地如果具备某种条件时将出现的结果温室效应造成了地球极地冰盖的融化，若海水上涨10厘米将淹没全球哪些地区1．地理信息系统可以解决四类基本问题，以下属于解决模拟问题的是()A．查询一所学校的位置B．分析10年内某市人口增长趋势和分布情况C．通过对一个地方的地物分布及组合的分析，从而找出各种地物间的空间关系D．温室效应导致海平面上升，如果极地冰川全部融化将会使海平面增长多少，对这一问题的分析解析：选项A是与分布位置有关的问题，选项B是趋势分析问题，选项C是模式问题，选项D是模拟问题。答案：D知识点二地理信息系统在城市管理中的应用地理信息系统在交通方面的应用非常广泛，公路、铁路、水运、航空等都离不开GIS。智能交通地理信息系统，可通过图形的形式查询道路的通行状况，迅速定位事故点，调度抢修车辆，以及提供交通疏散的方案等，为提高道路的通行能力、舒缓交通阻力、提高道路通行的安全系数、紧急事故的处理等提供强有力的技术保障。智能交通GIS在国内外的交通管理部门得到了大量应用。思考探究：GIS在城市管理中除了应用于道路交通外，还有哪些方面的应用？提示：信息管理与服务、城市规划、救灾防灾、环境管理。地理信息系统在城市管理中的应用1．城市信息管理与服务：向城市居民提供日常工作与生活所需的各种信息。2．城市规划：查询和统计用地资料，分析城市现状，管理城市。3．城市道路交通管理：显示道路的路况、交通流量、沿线环境等空间和属性信息；可以提供多种类型的查询；及时发布交通信息。4．城市救灾防灾：实时跟踪灾害的发生、发展过程，对灾害进行快速分析、评价和模拟，辅助开展灾后的应急和恢复工作。5．城市环境管理：主要包括环境规划与决策、监测、评价、预测与模拟等。2．阅读材料，完成下列问题。材料一地理信息系统可应用的领域相当广泛，可以说，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技术。下图反映了目前我国大多数城市所存在的交通拥堵严重的现象。材料二地理信息系统是城市规划的重要工具。GIS数据存储采用“分层”技术，即将地图中的不同要素，存储在不同的“层”中。将不同的“层”要素进行重叠，就形成不同主题的地图。GIS中，不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上，叠加不同的图层可以分析不同要素间的相互关系。(1)根据所学知识，简要回答应用GIS解决城市交通拥堵问题时可以在哪些方面发挥积极的作用。(2)未来五年上海将计划形成“海、空、铁、陆、水五路并举的格局”，城市土地利用状况将发生变化。五年以后，如果你要了解上海市近五年以来土地使用性质的变化、地块轮廓的变化等内容，在GIS系统中，你需要对哪些图层进行对比分析？若将上海的城市人口分布图层与城市交通图层叠加，即可为城市的哪种功能活动选址提供参考？(3)若你想利用假期去香港中文大学参观，但对香港又不熟悉，你将怎样利用GIS进行路径查询？(4)地理信息系统能否对城市环境问题进行治理？答案：(1)快速查询道路通行状况，迅速定位事故地点，提供交通疏散方案；为道路规划提供最佳路径分析；查询路况信息，为道路养护和应急抢修提供服务等。(2)近五年来上海市每年的土地利用图层。商业网点选址。(3)利用网络GIS调出香港中文大学所在位置附近地区的地图，查出车站(机场)到香港中文大学最合理的公交路线。(4)不能。地理信息系统可以为我们进行生态环境监测的决策提供依据，但是环境问题的治理还需要人们的实际行动。地理信息系统在城市管理中的应用GIS在城市管理中的主要作用可解决的基本问题举例说明城市信息管理与服务向城市居民提供日常工作与生活所需的各种信息如提供旅游景点分布及详情；提供商业网点的布局及各自特色城市规划是城市规划管理的重要工具如规划部门可以把用地资料记录到数据库里随时查询和统计，并用三维影像显示市貌，以分析城市现状城市道路交通管理GIS可将有关道路的路况、交通流量、沿线环境等空间和属性信息显示出来，使管理者对道路信息一目了然；提供多种类型的查询等；及时发布交通信息如查询空间信息：某个加油站的坐标位置；查询时间信息：某辆车某一时刻处于什么位置及某时间某路段的车流量等城市救灾防灾可以实时跟踪灾害的发生、发展过程，对灾害进行快速分析、评价和模拟，并辅助开展灾后的应急和恢复工作如为提高火灾防救工作的针对性，可建立各防火区的火灾信息系统，并建立相应的救护路线模型和灾后损失评估模型等城市环境管理广泛应用于城市环境管理工作的各个方面如对城市大气、水、土地、植被、噪声等方面的信息进行综合管理和处理，可以实现环境信息的共享等2．下图示意为某专题研究建立的地理信息系统图层。据此完成下列问题。(1)该专题研究可能是()A．耕地分类和评价B．工业分布与交通的关系C．商业分布和规划D．学校布局(2)若利用该地理信息系统进行深埋垃圾场选址，在下列图层中应增加()①大气污染②区域规划③造纸厂、印刷厂分布④水文地质A．①②B．①③C．②③D．②④解析：第(1)题，根据题中提供的图层，有水系、土地利用、居民点、地形和土壤，特别是有土地利用、水系、土壤图层，说明该专题研究的可能是耕地分类和评价。第(2)题，如果为深埋垃圾场选址，首先应考虑该地的水文地质条件，因为是深埋，处理不好很容易造成地下水污染；另外，深埋垃圾场附近地表比较疏松，并且有可能产生沼气等气体，故选址时一定要参考当地的区域规划，决不能建在居民区、商业区等人口密集区附近。答案：(1)A(2)D