3s技術(shù)第四講 地理信息技術(shù)應(yīng)用

第四講地理信息技術(shù)應(yīng)用高考考試大綱：地理信息系統(tǒng)（GIS）在城市管理中的功能遙感（RS）在資源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用全球定位系統(tǒng)（GPS）在定位導(dǎo)航中的應(yīng)用數(shù)字地球的含義教學(xué)目標(biāo)：了解遙感在資源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。舉例說出全球定位系統(tǒng)在定位導(dǎo)航中的應(yīng)用。運(yùn)用有關(guān)資料，了解地理信息系統(tǒng)在城市管理中的功能。了解數(shù)字地球的含義。教學(xué)重點(diǎn)：3S技術(shù)的應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)：理解3S技術(shù)的差異,一.地理信息系統(tǒng),指采集、存儲(chǔ)、管理、分析和描述地球表面與地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng).,含義：,應(yīng)用：,凡是用到地圖或需要處理地理空間數(shù)據(jù)的領(lǐng)域，都可以借助GIS。應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測(cè)、自然災(zāi)害防御監(jiān)測(cè)、國(guó)土資源管理、國(guó)土開發(fā)規(guī)劃等,GIS簡(jiǎn)要程序：,一.地理信息系統(tǒng)（GIS）,首先是建立地理數(shù)據(jù)庫(kù),來源:遙感或?qū)嵉乜辈斓葦?shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)、紙質(zhì)地圖掃描輸入。,GIS軟件編輯,其次，存儲(chǔ)采用分層技術(shù)。不同的地理要素，存儲(chǔ)在不同的“圖層”,通過GIS查詢、分析、模擬、統(tǒng)計(jì)、預(yù)測(cè),表達(dá)可視化：輸出地圖或計(jì)算機(jī)屏幕,某興趣小組要對(duì)學(xué)校所在城市的公交布局進(jìn)行研究，提出合理化建議，運(yùn)用了GIS系統(tǒng)。在GIS數(shù)據(jù)庫(kù)中，須調(diào)用的專題圖層有下列中的（）地形圖層交通圖層氣候圖層人口圖層商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)圖層水系圖層管網(wǎng)圖層城市圖層ABCD如果將GIS用來監(jiān)測(cè)火災(zāi)，可以（）A、預(yù)測(cè)、判斷引起火災(zāi)的原因B、預(yù)測(cè)森林火災(zāi)的所在地點(diǎn)C、預(yù)測(cè)森林火災(zāi)所造成的后果D、及時(shí)查明火災(zāi)地點(diǎn)、范圍、分析火勢(shì)蔓延方向，制定滅火方案,CD,遙感利用傳感器，在航空器（如飛機(jī)）或航天器（如衛(wèi)星）上，對(duì)遙遠(yuǎn)的地物進(jìn)行感知。,原理不同的物體的電磁波特性是不同的。遙感就是根據(jù)這個(gè)原理來探測(cè)地表物體對(duì)電磁波的反射和其發(fā)射的電磁波，從而提取這些物體的信息，完成遠(yuǎn)距離識(shí)別物體。,二、遙感RS,遙感技術(shù)從遙感器接受信息到遙感信息應(yīng)用的全過程,地面遙感：高塔、車、船為遙感平臺(tái)航空遙感：飛機(jī)、氣球、飛艇等航天遙感：衛(wèi)星、飛船、空間站等,遙感平臺(tái),幾種遙感方式對(duì)比,一般來說，遙感平臺(tái)不同，影像的清晰度和單幅影像覆蓋范圍有什么差異？,主動(dòng)式遙感與被動(dòng)式遙感的區(qū)別,遙感應(yīng)用范圍陸地水資源調(diào)查、土地資源調(diào)查、植被資源調(diào)查、地質(zhì)調(diào)查、城市遙感調(diào)查、海洋資源調(diào)查、測(cè)繪、考古調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測(cè)和規(guī)劃管理等。,美國(guó)海洋資源衛(wèi)星,我國(guó)神舟號(hào)飛船,遙感技術(shù)的運(yùn)用：相同油漆下不同鋼材屋頂?shù)淖R(shí)別,國(guó)產(chǎn),韓國(guó),合資,高光譜遙感對(duì)建材的識(shí)別2,水泥,在紅外線、紫外線和高光譜下，不同性質(zhì)的鋼材，反射率是不同的，據(jù)此對(duì)照反射光譜圖表對(duì)它們加以區(qū)分。,遙感與環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測(cè),利用遙感對(duì)洪災(zāi)或臺(tái)風(fēng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)有什么優(yōu)點(diǎn)?,探測(cè)的范圍廣；獲得資料的速度快、周期短；受地面條件限制少等廣、快、少.,（1）遙感圖象以什么元素區(qū)分地物特性？,（2）圖象色彩為什么能區(qū)別地物的不同特征呢？,（3）同一個(gè)地物（植物）為什么也有反射、輻射波譜的差異呢？,（4）根據(jù)上述原理，遙感還可應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？,（色彩）,（地質(zhì)勘察、資源調(diào)查、天氣變化、災(zāi)情監(jiān)測(cè)等）,（地物的反射、輻射波譜不同）,（地物質(zhì)地，如植物的生長(zhǎng)期、健康狀況差異）,1、下圖是衛(wèi)星甲和衛(wèi)星乙在某一時(shí)刻所覆蓋的區(qū)域，其服務(wù)范圍大小是（）A、甲等于乙B、甲大于乙C、甲小于乙D、無法確定,250,300,100,150,700,600,00,100,C,2、RS技術(shù)、GIS技術(shù)、GPS技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)是國(guó)土整治和區(qū)域發(fā)展研究中應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)手段。,能在很短時(shí)間內(nèi)獲得全面資料的技術(shù)是（）A、遙感技術(shù)B、地理信息技術(shù)C、全球定位技術(shù)D、電子通信技術(shù),A,(2008廣東卷)不同地物在同一光譜波段上的反射率差異越大，越容易區(qū)分。圖5反映了甲、乙兩類植物在生長(zhǎng)期內(nèi)兩個(gè)波段上的反射率。在遙感影像上區(qū)分這兩類植物，應(yīng)該選擇生長(zhǎng)期內(nèi)哪一天的影像最合適A.第30天B.第75天C.第100天D.第130天,A.,地面控制部分,監(jiān)視衛(wèi)星正常工作將指令發(fā)送到衛(wèi)星,用戶接收信號(hào),組成空間部分：GPS衛(wèi)星星座（21+3顆、六道）地面控制部分：地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用戶設(shè)備部分：GPS接收機(jī),三、全球定位系統(tǒng)：概念利用衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實(shí)時(shí)進(jìn)行導(dǎo)航、定位的系統(tǒng),GPS衛(wèi)星星座,地面監(jiān)控系統(tǒng),GPS信號(hào)接收機(jī),從GPS接收機(jī)上可獲知哪些信息？,要想獲得地面某點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程至少需要幾顆衛(wèi)星A、3B、4C、5D、6,它能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量“四度”：經(jīng)度、緯度、高度、速度。,B4顆定位衛(wèi)星,美國(guó)地面部隊(duì)在人生地不熟的沙漠里，正是靠GPS的指向，才順利完成了各項(xiàng)軍事任務(wù)；現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，從幾千公里外發(fā)射的導(dǎo)彈能準(zhǔn)確地命中目標(biāo)，也是靠的GPS技術(shù).如果沒有這一系統(tǒng)，海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中美國(guó)的兩枚導(dǎo)彈先后攻擊同一目標(biāo)，后一枚導(dǎo)彈通過前一導(dǎo)彈炸開的洞鉆入目標(biāo)內(nèi)部進(jìn)行攻擊是不可能的）。由于它的精確度目前已達(dá)到10米內(nèi)，該系統(tǒng)曾被美軍在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)、阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)中廣泛運(yùn)用，并發(fā)揮了巨大威力。,科學(xué)家用GPS來監(jiān)測(cè)地殼的微小移動(dòng)，從而幫助預(yù)報(bào)地震，其它如資源調(diào)查、工程管理、精細(xì)農(nóng)業(yè)等也有廣泛的運(yùn)用。,GPS與定位導(dǎo)航,(1)當(dāng)奔馳的車輛行駛在車流熙攘的高速公路上時(shí)，司機(jī)啟動(dòng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，就可悠然自得地讀書看報(bào)。車輛能自動(dòng)與前車保持距離，自動(dòng)剎車或超車，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能夠精確到厘米。在不打攪車內(nèi)乘客讀書看報(bào)的情況下，它能自動(dòng)選擇一條能避免堵塞的道路前進(jìn)。到達(dá)目的地后它會(huì)自動(dòng)報(bào)告：“您已到達(dá)?！边@些聽起來猶如神話，其實(shí)它都依賴于來自太空的信號(hào)。這種高度精確的太空信號(hào)就是由比GPS更先進(jìn)的歐洲“伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的。(2)汽車安裝上GPS接收機(jī)，不僅能利用電子地圖知道自己的方位和其他街區(qū)的車輛行駛狀況，從而繞開堵車地區(qū)，選擇最便利的路線行駛，還能在遇到劫匪報(bào)警時(shí)向警方提供自己精確的所在位置，使警方盡快趕到據(jù)介紹：日本90的機(jī)動(dòng)車都安裝有GPS接收機(jī)。(3)GPS電子站牌現(xiàn)身上海街頭:“下一輛車離本站還有1.2千米,約3分鐘內(nèi)到達(dá)”。到2007年,上海1.8萬(wàn)公交車全部實(shí)現(xiàn)GPS監(jiān)控.,GPS與定位導(dǎo)航,全球定位系統(tǒng)主要用途有哪些？,陸地應(yīng)用車輛導(dǎo)航、應(yīng)急反應(yīng)、工程測(cè)量、市政規(guī)劃控制、資源勘探等,海洋應(yīng)用船舶導(dǎo)航、海洋救援、海洋油井平臺(tái)定位、海洋水文地質(zhì)測(cè)量等,航空航天應(yīng)用飛機(jī)導(dǎo)航、導(dǎo)彈制導(dǎo)、低軌衛(wèi)星定軌、航空遙感姿態(tài)控制、航空救援等,地理信息技術(shù),GPS,GIS,RS,地理信息空間定位,獲取地理信息數(shù)據(jù),地理信息管理分析,為遙感信息提供定位,地理信息數(shù)據(jù)的來源,國(guó)土整治,區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展,技術(shù)支撐,科學(xué)決策,總結(jié)：板書第四講地理信息技術(shù)應(yīng)用,3S技術(shù)的區(qū)別：RS是一種側(cè)重于收集信息的感知手段，其本質(zhì)上是“看”的過程；而GIS側(cè)重于“分析、計(jì)算”，相當(dāng)于“想、算”的人的活動(dòng)。GPS的最大特點(diǎn)是工作對(duì)象是一個(gè)“點(diǎn)”或“多個(gè)點(diǎn)”，明顯區(qū)別與RS與GIS技術(shù)的工作對(duì)象“面”。3S技術(shù)手段的選取：在3S技術(shù)中選取手段時(shí)，要看其工作對(duì)象是“點(diǎn)”還是“面”。如果是“點(diǎn)”則選用GPS，如導(dǎo)航、珠峰高度測(cè)量等；如果是“面”則需看突出監(jiān)測(cè)方面還是需處理計(jì)算才能得出結(jié)果。如果監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)則應(yīng)選用RS技術(shù)，如果在某城市選取大型商業(yè)中心區(qū)位則應(yīng)選用GIS技術(shù)。,1該衛(wèi)星城建好后，某出租車公司要在中心調(diào)度系統(tǒng)中快速查詢本公司出租車的位置信息，所采用的技術(shù)是ARS技術(shù)BGIS技術(shù)CGIS與GPS技術(shù)DRS與GPS技術(shù),2在沙漠中迷路時(shí)，可用哪種方式獲知自己所處的具體位置信息A指南針BGPS設(shè)備C遙感圖象D地形圖,CBC,3對(duì)地面沉降監(jiān)測(cè)適用的先進(jìn)技術(shù)是：ARS技術(shù)BGIS技術(shù)CGPS技術(shù)D3S技術(shù),GPS接收機(jī)可顯示當(dāng)?shù)氐娜S坐標(biāo)、動(dòng)態(tài)指示前進(jìn)方向（其正北方為0,正東方為90，正南方為180,正西方為270）、生成行進(jìn)路線，顯示當(dāng)?shù)厝粘鋈章鋾r(shí)間（早期的GPS接收機(jī)只能顯示當(dāng)?shù)厝粘觥⑷章涞摹笆澜鐣r(shí)”）。據(jù)此回答1、2題。1若GPS接收機(jī)顯示屏上顯示225，則表示前進(jìn)方向是A東北B東南C西南D西北2某日一外國(guó)游客在杭州時(shí)，其早期的GPS接收機(jī)屏幕上顯示的日出、日落時(shí)間分別是21：50、10：10，則杭州日出、日落的北京時(shí)間可能分別是A10：10、21：50B05：50、18：10C06：50、17：10D09：50、14：10,CB,“數(shù)字地球”簡(jiǎn)介：數(shù)字地球指的是建立一個(gè)地球信息模型，將地球上每一角落的信息都收集、整理、歸納，按照地球地理坐標(biāo)建立完整的信息模型，用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)起來，使地球上的每個(gè)人都可以快速、完整、形象地了解地球宏觀和微觀的各種情況。信息化的地球地球的虛擬對(duì)照體。,一、數(shù)字地球的含義,特點(diǎn)：龐大的數(shù)據(jù)，需分散在數(shù)以萬(wàn)計(jì)機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)中,要求：高速網(wǎng)絡(luò)-未來的Internet將比現(xiàn)在提高近千倍,特點(diǎn)：龐大的信息，需要存儲(chǔ)器容量達(dá)到1000萬(wàn)億字節(jié),要求：大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)。目前有納米技術(shù)、激光全息存儲(chǔ)、蛋白質(zhì)存儲(chǔ)技術(shù)研究獲巨大進(jìn)步。,特點(diǎn)：數(shù)字地球需要?jiǎng)討B(tài)變化的翔實(shí)數(shù)據(jù),要求：高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)。目前最高分辨率可達(dá)0.1米。,美國(guó)底特率街景,特點(diǎn)：數(shù)字地球需要將數(shù)據(jù)具體化，以圖象視頻等表現(xiàn)出來,要求：可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球與人的交互，虛擬現(xiàn)實(shí)化，如虛擬旅游、虛擬災(zāi)害。,數(shù)字地球?qū)?shù)據(jù)的處理和應(yīng)用，需要GIS、GPS、網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，構(gòu)成數(shù)字地球的空間核心技術(shù).空間信息技術(shù)與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施,數(shù)字地球中包含：,高速網(wǎng)絡(luò)-未來的Internet將比現(xiàn)在提高近千倍,高分辨率的衛(wèi)星遙感技術(shù)RS,與一般的民用對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星相似，照相偵察衛(wèi)星最主要的特點(diǎn)是地面分辨率高，至少優(yōu)于5米，目前最高分辨率可達(dá)0.1米。,空間信息技術(shù)與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施GIS,大容量數(shù)據(jù)儲(chǔ)存技術(shù),可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球與人的交互，虛擬現(xiàn)實(shí)化,地理信息技術(shù),GPS,GIS,RS,地理信息空間定位,獲取地理信息數(shù)據(jù),地理信息管理分析,為遙感信息提供定位,地理信息數(shù)據(jù)的來源,國(guó)土整治,區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展,技術(shù)支撐,科學(xué)決策,板書：第四講地理信息技術(shù)應(yīng)用,（二）數(shù)字地球與我們的生活,“數(shù)字城市”：從廣義上說，是通過寬帶多媒體信息網(wǎng)絡(luò)、地理信息系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)，整合城市信息資源并加以充分利用，建立電子商務(wù)、電子政務(wù)、科技信息系統(tǒng)、勞動(dòng)和社會(huì)保障信息系統(tǒng)等子系統(tǒng)，通過發(fā)展信息家電、網(wǎng)上教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療，建設(shè)信息化社區(qū)，最終實(shí)現(xiàn)城市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的全面信息化。,“數(shù)字化社區(qū)”：顧名思義，就是通過數(shù)字技術(shù)將管理、服務(wù)的提供者與每個(gè)住戶相聯(lián)結(jié)的社區(qū)。這種數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使社區(qū)的管理者與住戶之間可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行各種形式的信息交互，由于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的先進(jìn)性以及多態(tài)的表現(xiàn)性，加上各種網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)的應(yīng)用，從而營(yíng)造出了一個(gè)豐富多彩的虛擬社區(qū)。,“地球村”：信息高速公路的出現(xiàn)，國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的使用，“數(shù)字地球”的產(chǎn)生，“縮小”了我們生活的空間，“縮短”了我們聯(lián)系交往的時(shí)間，使我們生活的世界成為一個(gè)全球性、同時(shí)性的“地球村”。,“數(shù)字地球”的核心技術(shù)包括遙感技術(shù)全球定位系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)現(xiàn)代通信技術(shù)A.BCD.,CA,對(duì)地面沉降監(jiān)測(cè)適用的先進(jìn)技術(shù)是：ARS技術(shù)BGIS技術(shù)CGPS技術(shù)D3S技術(shù),當(dāng)今，3S（RS、GPS、GIS）技術(shù)在生產(chǎn)、生活和科研中的作用越來越突出。讀“3S技術(shù)的綜合運(yùn)用圖”（圖5），運(yùn)用有關(guān)3S知識(shí)回答：圖中箭頭指向線分別表示3S技術(shù)的不同應(yīng)用功能，各個(gè)圓的重疊部分代表RS、GPS、GIS不同組合的綜合應(yīng)用，下列說法正確的是A表示“提供影像信息功能”的是和B表示“提供定位信息功能”的是和C部分可提供水災(zāi)淹沒區(qū)的動(dòng)態(tài)信息，以及分析水災(zāi)損失D部分可以用來判斷火勢(shì)蔓延方向，獲取火場(chǎng)精確位置,C,(07年上海地理卷)當(dāng)今，3S（RS、GPS、GIS）技術(shù)在生產(chǎn)、生活和科研中的作用越來越突出。運(yùn)用有關(guān)3S知識(shí)回答下列問題。,城市道路建設(shè)速度越來越快，地圖測(cè)繪部門為了及時(shí)更新城市道路變化信息，需要利用技術(shù)。圖2所示的交通監(jiān)控與救援管理系統(tǒng)，根據(jù)交通事故發(fā)生地點(diǎn)，利用技術(shù)，快速設(shè)計(jì)出警車、救護(hù)車趕往出事地的最佳行車路線，而交通事故發(fā)生地與警車、救護(hù)車的精確位置是利用技術(shù)獲取的。為了能對(duì)運(yùn)動(dòng)中的汽車精確定位，至少需要接收顆衛(wèi)星的信息。,RS、GIS、GPS、四,下圖1為一幅我國(guó)山東某區(qū)域的地理信息空間數(shù)據(jù)圖，每個(gè)小方格表示實(shí)際長(zhǎng)寬各10米，圖中r表示河流，s表示林木，h表示住房，f表示耕地；下圖數(shù)2據(jù)表示相應(yīng)區(qū)域內(nèi)各方格的平均海拔高度(單