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1第三讲地理信息技术的应用一、遥感技术(RS)1.工作环节：信息获取→传输→接收与处理→分析和应用。2.工作原理：不同地物反射和辐射的电磁波各不相同。3.特点：探测范围大、获取资料快、受地面限制少、获取信息量大。4.应用领域：资源普查、灾害监测、环境监测、工程建设与规划。二、全球定位系统(GPS)全球定位系统组成示意图1.构成：由空间卫星系统、地面监控系统、用户设备系统三大子系统构成。2.工作原理：GPS工作卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，GPS用户——接收机收到这些信息后，经过计算便可求出自身所在地点的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息等。3.特点：具有海、陆、空全方位，全天候，高精度，自动化，高效益等特点。4.应用领域：军事、交通、旅游探险等。5.GPS手持机主要用途：定位和导航。三、地理信息系统(GIS)1.概念：是在计算机软件和硬件支持下，对地理信息进行采集、管理、分析和表达的空间信息管理系统。2.系统组成：主要由系统硬件、系统软件、数据、应用人员、应用模型五部分组成。23.主要功能：数据采集、数据分析、决策应用等。4.解决的主要问题：地物空间分布及位置分析、趋势分析、模式分析、模拟结果等。四、电子地图与数字地球1.电子地图(1)概念：建立在地理信息系统基础上，通过计算机呈现完整地理信息的地图。(2)优点：信息量大、检索方便、展示方式灵活多样，附加多种智能化服务功能，并能及时更新内容。(3)应用领域：公众信息服务，智能交通管理，政府管理与决策。2.数字地球(1)概念：建立一个“虚拟地球”，用数字化的方法将地球上有关的信息转化为数字信息装入计算机中，实现在网络上的流通。(2)核心思想：用数字化的手段整体性地解决与空间位置相关的问题和最大限度地利用信息资源。(3)特点：①空间性、数字性和整体性三者融合统一迅速充实和联网；②一种开放式的数据平台；③提供多种形式的信息服务；④服务对象覆盖全社会层面。(4)应用领域：预测气候变化、治理环境污染、防灾减灾、保护生物多样性、增加农业产出、解决政治或经济危机等。[名师注解]【点1】不同地物、同种地物不同性状，其辐射和反射的电磁波不同，这是遥感影像能被判读的基础。【注1】利用遥感图像可以直观看出某一事物的分布，还可以通过不同时间遥感图像的对比分析某一地理事物的空间变化规律，并预测变化趋势。【注2】GIS具有地图所不具备的特点(1)信息量大、使用方便。地理信息系统可提供反映区域状况的各种空间信息，并可建立提示区域结构特征和发展规律的模型。(2)功能强大、完备。可以提供查询检索、空间分析、修改补充、距离测算等多种功能。(3)能够进行预测评估。【联1】“3S”技术既相互区别又相互联系，在选取某一技术时应把握其本质区别：RS主要功能是获取信息，是侧重于收集信息的感知手段；GPS的主要功能是定位导航；GIS的主要功能是信息处理，侧重于“分析”“计算”等。【联2】3【点2】数字地球不等同于“3S”技术的综合，而是遥感技术、全球定位系统、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等各种技术的综合利用。“3S”技术仅是数字地球的部分支撑技术。4考点一“3S”技术的特点和应用(一)遥感(RS)的特点及应用1．图示遥感的特点2．遥感(RS)的应用(1)资源普查、环境和灾害监测：应用领域具体内容应用方向资源普查矿产资源有许多蕴藏矿产的地方是地质断裂或环形构造带，较容易借助遥感“发现”矿产人们只需要分析遥感图像就可以划定蕴藏矿产的大致区域生物资源通过遥感图像解译，用图像处理技术，提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等数据为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门服务环境和灾害监测环境监测监测荒漠化、土壤盐碱化、海上冰山漂流、海洋生态、全球气候变化及其影响、植被变化、水体污染、大气污染等有利于人们了解环境变化，使环境得到保护和改善灾害监测监测旱情、洪灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等有利于防灾减灾(2)农业方面：5(二)全球定位系统(GPS)的应用应用领域具体应用交通空中导航——飞行路线管理，空域划分与管理等；航海——自主导航，港口调度探险旅游定位、线路选择、报警等军用定位和导航其他大地测量、野外勘测、紧急救援、农业监控、生态研究(三)地理信息系统(GIS)的应用1．在区域地理环境研究中的应用2．在城市管理中的应用应用主要功能城市信息管理与服务向城市居民提供工作与生活所需的各种信息城市规划进行城市与区域多目标的开发和规划城市道路交通管理显示路况、交通流量、沿线环境等空间和属性信息城市抗灾减灾实时跟踪灾害发生、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城市环境管理环境规划与决策、监测、评价、预测和模拟[典题精研][典例](2016·江苏高考)如图为某地区地理信息系统数据库示意图。读图，回答(1)～(2)题。6(1)以下图层组合最适合用遥感(RS)技术获取信息的是()A．①②④B．①③⑤C．③④⑥D．②③⑥(2)进行农业适宜性评价可以利用的图层组合是()A．①②④⑤B．②③④⑤C．②③④⑥D．①③⑤⑥[解析]第(1)题，遥感一般指运用传感器对物体电磁波的辐射、反射特性进行探测。居民点、水系和地形等主要分布在地表，因而其信息容易通过遥感技术获取；土壤、岩层和地下水一般位于地下，其电磁波的辐射、反射特性较弱。第(2)题，进行农业生产活动的自然区位因素多与地形、气候、土壤、水源等相联系，与居民点和岩层联系不大。[答案](1)A(2)C[考题变式]1．(变设问)为了解决居民的饮水安全问题，计划打一眼深水井，需要的图层有()A．①②③④B．①④⑤⑥C．②④⑤⑥D．①②③⑥解析：选B从题意中可知该井要靠近居民点，开采地下水还要考虑地形、岩层和地下水分布状况，故选B。2．(变题型)若要在该区域建一大型超市，超市选址除考虑居民点外，还应重点考虑的图层是________。为统计人流情况，需借用的地理信息技术是__________________。解析：超市选址一般要考虑到人流状况，故需要借助居民点分布图和交通图。而人口流量统计，需要借助地理信息系统。答案：交通图地理信息系统[集训冲关]如图为卫星拍摄的冰山照片。图片显示R冰山(69°24′S,100°12′E)已经从南极大陆边缘厚冰层中解体出来。目前，R冰山正在向该地区的东部海域缓缓移动。据此完成1～2题。1．监测R冰山移动方向和速度最好采用()A．飞机跟踪B．地理信息系统C．遥感技术D．全球定位系统2．对冰山产生的原因进行分析、对移动的方向进行预测主要是应用()A．GISB．GPSC．RSD．电子地图解析：1.C2.A第1题，冰山与周围海水相比，温度和性质差异大，利用遥感技术所7获得的影像可以迅速获知冰山的移动方向和速度，所以适合采用遥感技术进行跟踪研究。第2题，对地理信息进行分析评估和预测主要应用地理信息系统(GIS)。现代地理信息技术已经广泛应用于地理环境的研究，服务于日常生产生活。读图，回答3～4题。3．利用图甲所示地理信息技术可以()A．了解地形和地貌特征，开展土地资源调查B．监测风沙和干旱灾害，进行灾情预测分析C．确定时间和空间位置，进行路线筛选导航D．测算经济和人口数据，确定商业网点布局4．有关图乙车载导航仪及其所示电子地图，下列说法正确的是()A．车载导航仪借助GIS实现精确定位B．车载导航仪通过RS获得交通信息C．电子地图可以实现人机交互功能D．电子地图不能显示自然地理信息解析：3.A4.C第3题，图甲是遥感地形图，利用遥感技术可以了解地形和地貌特征，开展土地资源调查。监测风沙和干旱灾害，进行灾情预测分析要用GIS；确定时间和空间位置，进行路线筛选导航需要用GPS；测算经济和人口数据，确定商业网点布局用GIS。第4题，车载导航仪借助GPS实现精确定位；车载导航仪通过GIS获得交通信息；电子地图可以显示部分自然地理信息。考点二“3S”技术的综合应用1．比较“3S”的功能特点和差异特点和功能简单理解遥感(RS)地表观察、地理数据收集是什么？有什么？全球定位系统(GPS)空间位置(地理坐标)的确定、导航在哪里？地理信息系统(GIS)数据采集、数据分析、决策应用为什么？有何联系？怎么做？怎么办？82．实际应用中“3S”技术的选取方法方法具体判断技巧“点”与“面”判断GPS、RS、GISGPS的主要功能是定位和导航。它的最大特点是工作对象是“一个点”或“多个点”，明显区别于RS和GIS的工作对象——“面”。在“3S”技术中选取适当手段时，要看其工作对象是“点”还是“面”，如果是“点”则选用GPS，如果是“面”则选用RS或GIS如果是“面”则需看突出监测方面还是需处理计算才能得出结果，若要监测森林火灾则应选用RS，要在某城市选取大型商业中心位置则应选用GIS“想”与“看”区分RS、GISGIS是地图的延伸，主要功能是进行空间数据的分析和处理。对“事象”的发展变化进行预测、评估，需要计算、思考，即“想”；凡是需要“想”的选GISRS是人的视力的延伸，主要功能是收集信息，即“看”，只“看”不用“想”的选用RS3．关联图示法理解“3S”技术的相互关系“3S”技术既独立发展又相互促进。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事物的空间定位，地理信息系统主要用于对地理信息数据的管理、更新、分析等。三者的关系如图所示：图中①②表示遥感技术提供影像信息功能，③④表示地理信息系统反馈影像信息处理结果，⑤⑥表示全球定位系统提供空间定位信息功能。当然，“3S”技术的应用领域并不是截然分开的，往往是一项工作需要同时利用两种或三种技术。如我们每天看到的天气预报，是遥感技术跟踪监测大气的变化，将所获得的数据传给地理信息系统，地理信息系统经过分析得出的结果。[典题精研][典例](2019·襄阳测试)人口热力图是根据测得的热力值用不同颜色的区块叠加在地图上实时描述人群分布、密度的统计图。下面两图分别为我国某城市8时和20时的人口热力图。据此完成(1)～(2)题。(1)绘制人口热力图需要用到的地理信息技术是()A．GPS和RSB．GPS和GIS9C．RS和数字地球D．RS和GIS(2)根据人口热力图，可以()A．统计该市人口数量B．分析城市人口迁移方向C．确定城市用地类型D．预测城市人口增长率[解析]第(1)题，人口热力图的绘制需要利用RS测量，而图形最后的合成叠加则需要用到GIS。第(2)题，人口热力图反映了城市不同区域的人口密度分布情况，根据人口密度可以确定交通、商业区等用地类型，但是不能统计人口数量、人口迁移方向，也不能预测城市人口增长率。[答案](1)D(2)C[考题变式]1．(变题型)利用获取的手机数据，定位该区域位置和统计用户数量及实时的人流流量情况，需用到的地理信息技术分别是____________和____________。解析：利用手机定位位置需用全球定位系统，统计数量及实时人流流量需用地理信息系统。答案：全球定位系统地理信息系统2．(变设问)根据人口热力图判断，20时人口密度最高区域应为()A．工业区B．商业区C．住宅区D．城市绿地解析：选C根据城市各功能区的特点，结合图示时间即可判断该区域应为住宅区。[集训冲关]下图是我国华北平原某城市近十年土地利用率变化图，读图回答1～2题。1．监测并估算该城市近十年土地利用率的变化，采用的地理信息技术分别是()A．RS和GPSB．RS和GISC．GIS和RSD．GPS和GIS2．据图可知，该城市近十年()A．城区植被覆盖率增加B．郊区种植业迅速发展C．城市热岛效应减弱D．郊区生态环境改善解析：1.B2.D第1题，根据“3S”技术的特点并结合选项可知，土地利用方式可通过电磁波反射率来判断，即通过遥感监测得出；而近十年的土地利用变化情况可通过地理信10息系统进行分析得出，故本题正确答案为B。第2题，郊区近十年林地面积和草地面积、水域面积、建设用地比重增加，耕地面积比重下降，其中林地面积、草地面积比重增加较大。说明郊区实施了退耕还林还草，促使植被覆盖率上升，生态环境得到改