第三章地理信息技术应用【本章知识框架】第48讲地理信息技术应用与数字地球【考试说明要求】考试要点具体考试内容要求地理信息技术的应用遥感（RS）：遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用全球定位系统（GPS）：全球定位系统在定位导航中的应用地理信息系统（GIS）：地理信息系统在城市管理中的功能数字地球：数字地球的含义【基础梳理】一．GIS及其应用GIS及其应用概念是一种以______、______、管理、分析和描述地球表面与______分布有关数据的______系统发展历程：______期→巩固______期→________期→______时代组成GIS硬件包括计算机______、数据______设备、数据______设备、数据______设备和______设备地理数据分为______数据和______数据GIS软件功能提供的存储、显示、_____________的功能内容数据______与______、数据管理、数据操作以及数据显示和______等GIS人员包括从事GIS系统开发的专业人员和GIS完成工作的______应用模型是解决各种实际问题的______模型工作过程地理数据的输入GIS数据源是多种多样的，各种数据资料需经过______和__________方可输入图形数据输入的常用方法是扫描纸质地图后进行________处理地理数据的存储采用“________”技术一个GIS中，可能包含多个______数据的操作和分析是GIS应用的______，它可使各类数据之间的关系以______的形式表现出来地理信息输出可输出地形图、______图、剖面图、______地图等GIS的应用领域-7-\n地理信息系统与城市管理主要有资源______、环境______、灾害______、国土管理、城市______、邮电通信、交通运输、公安、水利、公共设施、商业金融等人们生产生活的各个领域GIS在城市建设和管理中的典型应用①城市规划与管理②基础设施管理③土地利用与管理④生态环境管理GIS新发展①______GIS②______GIS与虚拟GIS二．RS技术及其应用RS技术及其应用RS技术概况概念是指借助对______波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息，揭示目标物的特征、性质及其变化的__________技术原理不同物体对电磁波发射、反射和吸收的特性不同优点视域广阔，监测范围大，能够______成像、______传输、快速处理、迅速获取信息和实施______监测等遥感技术系统与遥感类型系统组成遥感平台、______器、信息传输装置、数字或图像处理设备以及相关技术等类型分类标准主要类型遥感平台的高度航天遥感覆盖范围大，不受领空限制，可定期、______观测航空遥感______性强近地遥感几十米以内的遥感，用于中高______率的遥感辐射源______式遥感与______式遥感电磁波波谱范围紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、____波遥感、多谱段遥感应用领域与专题环境遥感、大气遥感、资源遥感、海洋遥感、地质遥感、农业遥感、林业遥感等遥感与资源普查应用领域主要有勘探矿产资源，调查生物资源、水资源等探矿方法______探矿法到处取样，分析地质构造和岩层分布来寻找矿苗，但工作效率低______探矿法借助遥感技术发现矿产的存在，划定蕴藏矿产的大致区域，大大缩短探矿时间，效率高生物资源的调查方法通过遥感图像解译或图像处理技术，提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等信息服务部门农业、林业、城市绿化、环境保护等部门遥感与环境灾害监测遥感技术的应用提供高______率的信息资源，改变人们的生产、生活与交往方式，提高人们对周围生活环境与灾害的认识遥感与洪涝灾害监测优点遥感监测洪涝灾害，______和______作用为分洪和灾后重建提供决策______三．GPS及其应用GPS及其应用含义是具有在海、陆、空进行全______、实际导航与______功能的新一代卫星导航与定位系统全球定位系统的组成系统结构组成和分布空间星座由__颗工作卫星和__颗备用卫星组成，24颗卫星均匀分布在__个轨道平面内地面监控系统包括5个监控站、1个主控站和3个注入站用户系统包括接收机硬件、GPS数据______软件等用户设备，其中硬件由______单元和______单元组成GPS车载型、航海型、航空型、星载型-7-\n接收机的类型_____型接收机_____型接收机用于精密大地测量和精密工程测量_____型接收机多用于天文台及无线电通讯导航定位应用最初目的用于______应用领域目前广泛应用领域目前已在交通、邮电、地矿、建筑，以及农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业得到广泛应用延伸领域还可监测地壳的微小移动，帮助预报地震；与______、______结合，为资源调查、工程管理、精细农业服务等四．数字地球数字地球含义是________化的地球——地球的______对照体核心用________化的手段来处理整个地球的________和________等方面的问题，最大限度地利用______，并使人们能够通过一定方式，方便的获得有关地球的信息关键技术__________公路与高速______技术高______率卫星______技术空间信息技术与空间数据基础设施大容量数据______技术可视化与虚拟现实技术高______计算能力特点信息化、______化、______化【疑难突破】一．区别两个概念地理信息系统中存储和处理的数据，可分为空间数据和属性数据两大类。空间数据反映事物地理空间位置的信息，如经纬度。属性数据与位置有关的反映事物其他特征的信息，如城市人口、经济总量。二．掌握两种基本方法图解记忆法充分利用图表的优势展示地理信息系统的工作流程和地理信息系统与遥感、全球定位系统的区别与联系。简化记忆法地理信息系统的流程可简化为：源据库析达五字口诀。三．遥感在区域地理环境研究中的作用1．遥感可以提高研究工作的精度和质量，节省人力、财力，提高效率。2．遥感信息作为重要的信息源，为区域地理环境从定性到定量、从静态到动态、从过程到模式的转化和发展，提供了条件。例如，极地冰盖和高山冰川消融，土地沙漠化、盐渍化和水土流失及生态环境恶化，还有工业废水和生活污水对江、河、湖、海的污染，油轮污染对海洋的污染等环境问题，都可借助遥感及时、全面获取信息，并对此予以监测。遥感在区域地理环境研究中广泛应用，对社会发展和环境可持续发展具有不可替代的重要作用，遥感广泛应用于资源调查、环境监测、自然灾害防御监测等领域。3．图文解析遥感在森林资源调查中的应用-7-\n在此应指出的是：季节对影像有一定影响，中纬度的冬季由于地表裸露，图像就能较好地反映地表物质(岩石、沉积物、土壤、积雪等)的光谱特征；而在夏季就不能反映；春秋两季，由于不同植物的生长季节不同，就可能更细地区别其他类型。四．“3S”技术的联系如下：五．GPS的应用领域——知识拓展应用领域主要功能具体用途军事定位导航主要用来给航行中的军舰、飞机及导弹等设施提供定位和导航信息，同时也广泛应用于野外行进中单兵和移动装备的定位及跟踪测量定位GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘察、地壳运动观测、地基测量等领域交通定位导航对车辆进行跟踪、调度管理、合理分配车辆，从而以最快速度响应用户乘车或配送请求，降低能源消耗，节省运行成本。同时，GPS对车辆还具有导航功能救援定位可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急调遣，从而提高紧急事件处理部门对火灾、犯罪现场、交通事故等紧急事件的响应效率农业定位利用GPS进行定位获取农田信息，从而实施精准耕作特别说明（1）随着技术的不断成熟和造价降低，GPS技术的应用领域不断拓展，现已进入到普通人的生活中。（2）GPS在军事上的应用是GPS技术最早的应用领域，航海是GPS导航应用的最大用户。（3）GPS在旅游探险中的作用主要有：①定位；②最优行进方式和线路选择；③寻找合适的道路和宿营点；④报警；⑤选择最佳记录摄影地点、时间。六．表解数字地球的应用前景应用前景具体表现可持续发展应用空间分析与虚拟现实技术，建立数字化空间实验室，从全球角度研究可持续发展政府决策为大型工程决策提供重要参考数据，为政府对城市的管理提供依据百姓生活接受远程教育、网上购物、交互娱乐项目、游览风景名胜【名题例析】例1．（2022福建文综）下-7-\n图甲、乙分别示意京津冀都市圈2000年人口密度分布和人口增长率。完成（1）-（2）题。（1）导致该都市圈人口增长空间分布差异的主要原因是（）A．东部、南部地区经济收入较低B．西部、北部地区市场潜力较大C．东部、南部地区非农产业发达D．西部、北部地区制造业集中（2）应用GIS技术在图5甲基础上制作图5乙，需要添加的数据是（）A．1999年各行政区的人口数量B．2000年各行政区的人口数量C．各行政区的边界D．各行政区的面积【解析】第（1）题：考查影响人口空间分布的因素。由于东部、南部地区非农产业发达，使得大量人口向东部、南部地区迁移导致东部、南部地区人口密集。所以选C。第（2）题：考查GIS技术的工作原理和应用。由于图乙为2000年的人口增长率图，所以需要1999年各行政区的人口数量，才可以计算出2000年各行政区的人口数量。所以选A。【答案】（1）C（2）A例2．(2022年山东临沂模拟)下图是华北地区某地实测的海拔高度数据分布。读图，回答（1）～（2）题。（1）测量图中各地海拔高度，所用最精准、便捷的技术是( )A．遥感B．全球定位系统C．数字地球D．地理信息系统（2）对图示区域地理特征的描述，正确的是( )A．海拔：甲>丙B．坡度：甲>乙C．气温：丙>丁D．降水：乙>丁【解析】第（1）题：全球定位系统应用于野外调查（确定考察点的地理位置、高程），导航服务（飞机、汽车、船舶）。第（2）题：海拔：甲<丙；坡度：甲<乙；气温：丙<丁。因此D项正确。【答案】（1）B（2）D【课堂训练】一．选择题（第1-3题为单选题，第4题为双选，每题5分，共20分）-7-\n(2022年山东滨州模拟)2022年山东夏蝗发生面积达到450万亩左右，属大面积发生，占全国发生面积的一半。针对往年飞机灭蝗时定位不准，有时误将农药撒入池塘等问题，今年在蝗虫发生的高密度区域采用卫星定位系统，精确掌握防治区域。据材料完成1～2题。１．上述治蝗实例中，主要采用了3S技术中的( )A．遥感技术B．卫星技术C．遥感技术和卫星定位技术D．地理信息系统２．卫星遥感技术之所以能够感知地面蝗虫的危害和分布情况，是因为( )A．农作物遭受蝗虫灾害后，反射光谱会发生一定特性的变化B．卫星分辨率高，可以拍摄到比较清晰的照片C．卫星直接指挥飞机进行灭蝗工作，无需人工参与D．如果采用飞机遥感，探测的范围会更大(2022年黑龙江名校联考)GIS的英文名称是GeographicalInformationSystem，也叫地理信息系统。具有地图处理、数据库和空间分析这三大功能。GIS不仅可以像传统地图一样，解决与“地点”“状况”有关的查询，而且能进行趋势分析、复杂的“模式分析”和用“虚拟模拟”进行预测性分析。据此完成3～4题。３．如果将GIS用来监测森林火灾，可以( )A．用来分析、判断引起火灾的原因B．预测森林火灾的发生地点C．预测森林火灾所造成的后果D．及时知道火灾地点、范围，以便于及时分析火势蔓延方向，制订灭火方案４．下列叙述正确的是( )A．对GIS数据的操作与分析，是GIS应用的最终结果B．利用GIS中的地理数据，实现地理分析、评价、预测和辅助决策，是GIS的重要应用领域C．GIS的输出，是指将编辑好的GIS信息在计算机显示器的屏幕上显示，或通过绘图仪、打印机等输出D．GIS软件是地理信息系统运行的基础，属于GIS的数据库二．综合题（16分）５．（2022年山东淄博模拟）2022年7月1日，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席胡锦涛专程前往青海省格尔木市出席青藏铁路通车庆祝大会，并乘坐高原列车，沿线考察青藏铁路建设和运营状况。青藏铁路建设的科技含量极高，在其规划、建设和运营过程中充分运用了3S技术。据此完成下列问题。（1）设在西宁的指挥中心可以对青藏铁路上正在运行的列车随时进行测量并追踪列车所在的方位，了解列车的运行状况。其所采用的技术是________和________。（2）若要在青藏铁路沿线地区进行科学考察，请举例说明考察中应用的现代信息技术。（3）如图所示，根据三颗卫星提供的资料，运用数学原理就可以计算出地面________物体的位置。若有四颗卫星提供资料，除了可以进一步提高定位的________外，还可以迅速计算出________物体的空间位置。（4）进行下列工作主要应用3S技术中的哪一种技术(用简称表示)：农作物估产________；城市基础设施管理________；导弹的精确制导________。-7-\n【基础梳理】一．采集存储地理空间信息开拓发展大发展用户主机输入输出传输存储基础专题分析地理数据输入编辑输出用户数学分类格式转换数字化分层图层基础直观专题三维调查评估预测规划网络三维二．电磁综合探测瞬时实时动态传感重复机动分辨主动被动微传统遥感分辨实时准确依据三．方位定位2136处理天线接收导航测地授时军事GISRS四．信息虚拟数字自然社会资源信息高速网络分辨遥感存储性能网络全球【课堂训练】一．选择题（第1-3题为单选题，第4题为双选，每题5分，共20分）1．C【解析】根据材料可知，在治蝗过程中，首先通过遥感技术来获知地面作物受蝗虫影响的情况，然后通过卫星定位技术来精确定位、进行防治，故C项正确。2．A【解析】农作物遭受蝗虫灾害后所反射的光谱与正常作物反射的光谱之间存在一定的差异，据此可通过遥感技术感知地面蝗虫的危害和分布情况。3．D 4．BC【解析】第3题，GIS是地图的延伸，它通过地图处理、数据库进行“空间分析”，用于监测森林火灾，可以监测火灾地点、范围，并通过复杂的“模拟分析”“虚拟模拟”预测分析火势蔓延方向，从而为制定灭火方案提供技术依据。第4题，对GIS数据的操作与分析，是GIS应用的基础，利用GIS中的地理数据，实现地理分析、评价、预测和辅助决策，是GIS的重要应用领域。GIS的输出，是指将编辑好的GIS信息在计算机显示器的屏幕上显示，或通过绘图仪、打印机等输出。GIS软件是地理信息系统运行的基础，是空间数据管理和处理的平台。二．综合题（16分）【答案】（1）GIS GPS（4分）（2）用遥感技术（RS）获得不同地质状况的影像资料；用全球定位系统（GPS）进行导航定位；用地理信息系统（GIS）进行趋势分析等。（6分）（3）静止 精确度 运动（3分）（4）RS GIS GPS（3分）【解析】本题结合青藏铁路开通考查地理信息技术在铁路规划、建设、运营中的应用。同时考查了3S技术的特点及其具体应用领域。-7-
