【同步精品资源套餐】31地理信息系统及其应用精品课件湘教新课标

新课学前导航情景导入2012年2月7日南报网讯(记者韦铭)记者从市有关部门获悉，《南京市“十二五”科技发展规划》近日正式下发，其中关于加快城市管理信息化建设步伐的具体内容是:完善城市地理信息系统(GIS)、突发事件预警及应急指挥、智能交通等信息系统,进一步推动公共安全保障体系从被动应对型向主动防控型转变,建立统一指挥、反应灵敏、协调有序、运转高效的应急管理机制.推动以信息资源数字化、信息传输网络化、信息技术应用普及化为主要标志的“智慧南京”建设.【思考】地理信息系统在城市建设中有何作用？【提示】城市信息管理与服务；城市规划；城市道路交通管理；城市抗震救灾；城市环境管理等。目标定位1.了解地理信息系统的概念、发展，掌握地理信息系统的组成及工作过程。2.了解地理信息系统在城市建设和管理中的应用。3.培养学生热爱科学的情感，感受科技发展对生产、生活带来的巨大影响。基础梳理•自学导引一、地理信息系统1．概念：地理信息系统是一种以采集、存储、管理、______和描述地球表面与________有关数据的空间信息系统。分析地理分布基础梳理•自学导引2．功能：除了一般的存储、____数据外，还能显示数据的_________，并具有强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能。3．发展：开拓期→_________期→大发展期→___________。4．组成：硬件设备、地理数据、________、GIS人员、___________。管理空间分布巩固发展用户时代GIS软件应用模型图表解读1．教材图3－5GIS的组成，据图分析：(1)GIS有哪五部分组成？(2)GIS硬件设备由哪些组成？其硬件的核心是什么？(3)根据内容的不同,GIS数据可以分为哪两类?(4)GIS软件主要有哪些功能？提示：(1)地理信息系统主要有五部分内容组成：硬件设备、GIS软件、地理数据、GIS人员和应用模型。(2)计算机主机、数据输入设备、数据输出设备、数据传输设备、存储设备。其硬件的核心是计算机。(3)GIS数据可以分为基础数据和专题数据。(4)提供存储、显示、分析地理数据的功能。5．工作过程主要包括地理数据的_____、存储，地理数据的____________，以及地理信息输出等环节。环节过程地理数据的输入将收集好的各种数据资料，经过分类和格式转换后，就可输入到计算机中。其中对图形数据的输入，常用的方法是扫描纸质地图后进行_______处理GIS数据存储采用“______”技术，即将地图中的不同要素，存储在不同的“图层”中。将不同的“图层”要素进行重叠，就形成不同主题的地图输入操作和分析数字化分层环节过程对GIS数据的操作与分析对GIS操作，可以使各类数据之间的关系以直观的形式表现出来，这种形式可以是______、地图或_____。用户和决策者对操作结果进行判断分析后，就可获得有用的信息GIS的输出将编辑好的GIS信息在计算机显示器的屏幕上显示，或通过________、打印机等输出图形表格绘图仪图表解读2．教材图3－8地图数字化过程，据图分析：(1)什么叫数字化？(2)写出数字化的过程。提示：(1)常见的纸质地图、文字以及非数字形式的资料，都必须转换为数字形式，才能为计算机存储、识别和处理。实现从图形到数字的转换过程，称为数字化。(2)图形数据的输入，常用的方法是扫描纸质地图后进行数字化处理，过程如下：3．教材图3－10用来存储不同信息的GIS图层，据图分析：(1)图示的“图层”按自然和人文两个方面分类,属于自然地理方面的有哪些？属于人文地理方面的有哪些？(2)若要研究邮电通信点的布局问题，你认为还应增加哪些图层？请简单说明一下原因。提示：(1)自然地理方面:水系、地形和地块.人文地理方面：土地利用和居民点。(2)交通线路图和居民分布密度图。邮电通信点的布局要具备两个条件：一是分布在居民点内或居民分布集中的地区；二是要布局在交通便利的地方，即位于交通干线上。二、地理信息系统与城市管理1．应用领域：资源调查、_________、__________、国土管理、_________、邮电通信、___________、公安、水利、公共设施、商业金融等。2．GIS与城市管理(1)城市规划和管理：城市规划的设计、__________、__________、辅助决策。环境评估灾害预测城市规划交通运输工程选址城市管理(2)基础设施管理：_________、应急抢修、日常维护管理等。(3)土地利用与管理：土地利用状况的____和管理。(4)生态环境管理：城市生态规划、环境评价、环境与区域可持续发展的__________、环保设施的管理等。工程设计监控决策分析图表解读4．教材图3－17GIS在交通管理中图3－18GIS在道路管理中，据图分析：根据GIS在道路交通中的应用填写下表：应用领域具体应用提示：应用领域具体应用道路交通管理查询道路的通行状况，迅速定位事故地点，提供交通疏散线路道路规划最佳路径、最小造价分析道路建设掌握工程进度，控制工程质量道路管理查询路况信息，为道路养护服务要点一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GIS可以方便地查询地物的位置、地物的相关属性。也可以用地物属性来查询地物位置。要点串讲•知能突破显示了GIS对信息空间表达的功能，它实际是回答了以下两个问题：(1)“地点”：对象(地物)在哪里？(2)“状况”：哪些地方符合特定的条件？对象(地物)的属性。2．趋势分析(1)传统地图：某个时间的空间特征与属性特征。(2)GIS：能够了解地物随时间变化的过程，分析该地物发展趋势，即回答：从何时起发生了哪些变化？3．模式问题对象的分布存在何种空间模式？即揭示各种地物之间的空间关系。通过GIS建立地物分布及其组合的空间模式，进而分析模式各要素间的空间关系。4．模拟问题利用数据及已掌握的规律建立模型，就可以模拟某个地方如果具备某种条件时将出现的结果，即回答：如果……将如何？例如，高程与被淹没地区的关系、温室效应与海平面上升的关系。方法突破(1)地理信息系统的工作过程(2)地理信息系统与一般信息系统的区别一般信息系统地理信息系统只能存储、管理数据，不能将数据在空间上的分布表现出来除前面功能外，还能显示数据的空间分布，并具有强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能填图并回答下列问题。A→数据处理→B→C→表达(1)填出图中字母所表示的GIS的简要工作过程名称。A________、B________、C________。(2)建设GIS的首要工作是建立________，对于图形数据的输入，常用的方法是________后进行________处理。例1(3)GIS的数据存储采用“______”技术，即将地图中的不同要素，存储在不同的“图层”中。如要规划城市商业发展，则应调出水系、土地利用、地形、居民区、土壤、交通六个图层中的________、________图层的资料。(4)GIS在城市建设和管理中的典型应用有：________、________、________、_______.【解析】本题组以地理信息系统的工作流程图为切入点考查学生对地理信息系统的工作过程、地理信息系统在城市管理中的应用等知识的掌握情况。城市商业的发展与附近地区人口的多少和交通便利程度密切相关，故利用地理信息系统规划城市商业发展时需要调出该城市的居民区和交通图层的资料。【答案】(1)信息输入数据库管理空间分析(2)地理数据库扫描纸质地图数字化(3)分层居民区交通(4)城市规划和管理基础设施管理土地利用与管理生态环境管理要点二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，进行城市规划设计、工程选址等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道路交通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抗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思维拓展地理信息系统的数据存储采用“分层”技术，即将地物空间特征和属性的各项数据结合，构成某一主题的“图层”，如地貌图层、土壤图层、人口分布图层、商业网点图层等。根据不同的需求，将不同的“层”要素进行重叠,就形成不同主题的地图。关于某一研究区域的若干图层就组成了GIS的数据库。将两个或多个图层叠加，通过计算和观察，来确定某类地理要素的变化情况及趋势，分析、判断某个地区的自然条件；选择最佳路径，查询地下管网中流量的分配与生活服务网点的分布等，都是GIS的重要功能。如将城市商业网点图层与城市人口分布、城市交通图层叠加，即可为城市商业网点的选址提供参考。(2010·高考浙江卷)某市泥石流易发生在下列三项条件都同时具备的地方:(1)河道；(2)陡坡；(3)大量松散土石分布。该市的地理信息经数字化后,处理分析得出表4，如图1。读图1、2，完成(1)～(2)题。例2(1)图2中，符合该市河流流向的选项是()A．aB．bC．cD．d(2)该市易发生泥石流的区域是()A．甲、庚B．丙、庚C．乙、丁D．戊、辛【解析】第(1)题，从河流分布图可看出,该河流为东北—西南流向；从坡度分布图看，西南较陡，东北低缓，河流应自西南向东北流。第(2)题，三幅图相结合可以看出，戊、辛两区域满足上述三项条件(均为1)。【答案】(1)A(2)D教材P85活动就GIS的发展历程作具体分析：国外地理信息系统的发展历程：国际上地理信息系统的发展始于20世纪60年代，地理信息系统起源于北美，活动点拨•教材透析世界上第一个运行性地理信息系统是在1963年加拿大土地调查局为了处理大量的土地调查资料，由测量学家R.F.Tomlinson提出并建立的。同一时期美国哈佛大学的计算机图形与空间分析实验室,建立了SYMAP系统软件，竭力发展空间分析模型和制图软件。20世纪70年代以后，GIS朝实用方向迅速发展。美国、加拿大、英国、西德、瑞典、日本等发达国家先后建立了许多不同专题、不同规模、不同类型的各具特色的地理信息系统。20世纪80年代是GIS普及和推广应用的大发展阶段，由于新一代高性能计算机的普及和迅速发展,GIS也逐步走向成熟。20世纪90年代，GIS已成为确定性产业,投入使用的GIS系统，每2～3年就翻一番。GIS已渗透到各行各业，愈来愈多的国际性会议、学术刊物以GIS为主题，它已成为人们规划管理中不可缺少的应用工具。中国地理信息系统的发展历程：中国的地理信息系统研究与应用始于20世纪70年代末80年代初，虽然历史较短，但发展很快。大体分三个阶段：第一阶段，1978～1980年为准备阶段，主要是舆论准备，队伍组建，开始GIS的启蒙研究。第二阶段,1981～1985年为起步阶段,主要对GIS进行理论探索和区域性实验研究,并制定国家GIS的规范,进行信息采集、数据库模型设计。1985年国家资源与环境信息系统实验室成立。第三阶段,从1986年到现在,为GIS的全面发展阶段，作为一个全国性的研究领域，GIS已逐步和国民经济建设相结合，取得了重大进展和实际应用效益。