中图版 (2019)必修 第二册第四节 地理信息技术的应用教案

这是一份中图版 (2019)必修 第二册第四节 地理信息技术的应用教案，共13页。教案主要包含了人口空间分布与发展预测，国土资源监察，车辆导航调度，旅游信息查询，城市规划与评价，数据库的功能等内容，欢迎下载使用。

学习目标：掌握地理信息技术在人文地理中的应用。(重难点)








一、人口空间分布与发展预测


1．原理





2．人口空间分布分析


(1)意义：掌握人口空间分布和迁移的空间特征、空间关联结构等，对社会发展和政府决策具有重要的现实意义。


(2)地理信息系统的应用





3．人口发展趋势预报


利用地理信息系统，根据现有人口资料对未来人口状况进行预测，为各种决策提供科学依据。


[特别提醒] 地理信息系统能够对空间信息进行综合分析、评估和预测。若有“分析”“评估”“预测”“预报”“处理”“管理”“决策”“规划”“选址”等词语的则多选取地理信息系统。


二、国土资源监察


1．国土资源监察内容：土地利用现状调查、土地质量调查、土地评价以及土地监测等。


2．地理信息系统的作用


(1)及时、准确、高效地将各种资源信息进行叠加和分析，生成各种国土资源综合电子地图，为日常决策和业务管理以及应对突发性事件等提供信息化支撑。


(2)分析和预测国土资源问题，提高基层国土资源队伍的快速反应能力，提升监测的准确性。


三、车辆导航调度


1．全球导航卫星系统在交通方面应用领域：租车服务、物流配送等。


2．全球导航卫星系统在交通方面应用：导航跟踪、调度管理，合理分配车辆。


[特别提醒] 全球导航卫星系统主要作用是精确定位和导航。若有“定位”“导航”“测量”“精确”“精准”等词语的则选取全球定位系统。


四、旅游信息查询


1．地理信息技术的作用：推动了旅游业信息化的进程。


2．三维数字地球的作用


(1)快速实现旅游资源的可视化、旅游资源和信息的快速查询与空间定位功能。


(2)有助于建立旅游地理信息系统，实现旅游资源的信息化管理，使用户能够全方位观察旅游景观。


五、城市规划与评价


1．城市规划与建设特点：时间长，涉及面广，且与城市的人文、历史、地理环境以及经济建设紧密相关。


2．遥感技术的应用：对城市的空间布局进行信息分析，可以获得指导城市规划的信息。


[特别提醒] 遥感技术的主要优势是搜集地面的地物信息。若有“获取”“监测”“估测”“调查”等词语的一般选取遥感技术。





(1)利用遥感技术对人口的空间分析与发展预测。( )


(2)利用全球导航卫星系统进行国土资源监察。( )


(3)利用地理信息系统对车辆进行导航定位。( )


(4)利用三维数字地球平台快速查询旅游资源。( )


(5)北斗导航业务2020年形成全球服务能力，北斗导航系统可为( )


①登山爱好者提供具体的经纬度位置 ②农业生产测评农作物的产量 ③地质工作者提供某地的海拔 ④比赛者提供汽车的运行速度 ⑤工业生产测评水质污染


A．①②③ B．①③④


C．②③④D．③④⑤


[提示](1)× 对人口的空间分析与发展预测主要利用地理信息系统。


(2)× 对国土资源监察进行主要利用地理信息系统。


(3)× 对车辆进行导航定位主要利用全球导航卫星系统。


(4)√


(5)B [北斗导航卫星系统属于全球导航卫星系统，可以为用户提供具体的经纬度和海拔、运行速度和时间等信息。]





材料 GIS为地理信息资源的共享提供了最便捷的技术支持。一套完整的地理信息系统，储存了庞大的空间数据，不但能随时制作电子地图，还有详细的属性资料可供查询，并能进行多种空间分析，以此来模拟区域内的空间规律和发展趋势，这是GIS区别于其他信息系统的一个重要标志。下图是运用GIS制作的中国确诊人感染H7N9病例数量及分布图。








问题1 (综合思维)地理信息系统(GIS)制作的地图与传统地图有何区别？


[提示] 普通地图是用比例尺、方向、图例、注记及等值线来表示地理事物的有关内容，而GIS地图则是地图的延伸，它通过采集数据、处理数据、建立模型来表示地理事物的有关内容。


问题2 (综合思维)应用GIS如何辅助防治人感染H7N9?


[提示] 应用GIS可对各地区各时段“H7N9流感”临床诊断病例、疑似病例等指标分类汇总，在地图上进行“地点”“状况”的位置标定，每日发布各地疫情通报，供有关部门查询分析，制定相应的防治策略。


[归纳总结] 地理信息系统在人文地理中应用


1．地理信息系统(GIS)可解决的四类基本问题


2.地理信息系统在人文地理中应用





1．叠图分析是科学选址最常用的方法。结合下图，回答(1)～(2)题。





(1)叠图分析最常用的地理信息技术是( )


A．遥感技术 B．全球导航卫星系统


C．地理信息系统D．数字地球


(2)选定的区域适合建设( )


A．大型垃圾处理场B．大型仓储式超市


C．汽车加油站D．水源保护区


(1)C (2)D [第(1)题，叠图分析需要把多种平面图信息进行综合比较、分析，这正是地理信息系统的主要内容。第(2)题，由远离主要道路、植被保护好等要求并结合四个备选项就可判断出，该选址是水源保护区的适宜地。大型仓储式超市和汽车加油站都需要接近主要道路；大型垃圾处理场一般不会建在植被保护好的区域。]


近期，针对车主对于高架桥定位、导航的痛点，百度地图率先推出了高架导航功能，覆盖全国几乎所有采用高架桥道路设计的城市，可以更精确地判断行驶的位置位于高架桥上还是高架桥下，为用户提供更加准确的导航服务。





问题1 (综合思维)百度卫星导航系统属于对哪种地理信息技术的应用？


[提示] 全球导航卫星系统。


问题2 (综合思维)该卫星导航系统在交通运输可用于哪些方面？


[提示] 租车服务、物流配送等。


[归纳总结] 全球导航卫星系统在人文地理中的应用





2．为做好服务，上海的出租汽车都安装了卫星导航系统。据此完成(1)～(2)题。


(1)汽车卫星导航系统应用到的地理信息技术包括( )


A．遥感技术和全球导航卫星系统


B．遥感技术和地理信息系统


C．全球导航卫星系统和地理信息系统


D．数字地球


(2)汽车卫星导航系统的功能包括( )


①确定汽车的行驶路线 ②显示汽车运行中的位置


③能够大大缩短汽车的通行里程 ④对汽车进行踪迹监控


A．①②③B．①②④


C．①③④D．②③④


(1)C (2)B [第(1)题，汽车卫星导航系统的工作原理是汽车中安装的全球导航卫星用户设备接收到全球导航卫星系统卫星信息后，通过无线电信号将信息传送到计算机控制中心，计算机控制中心再根据汽车所在的位置及相关信息对汽车进行导航。第(2)题，汽车中的导航装置可显示城市道路图和该车的位置，因而可帮助驾驶者选择合理的行车线路，缩短通行时间，但不能缩短通行里程；另外计算机控制中心能对安装有全球导航卫星系统接收装置的汽车进行踪迹监控。]


材料 这是某公司的一项信息化服务演示。在一个漆黑的夜晚，一位独居的老太太突发心脏病，在倒地的一瞬间，她手臂上的手表式全球导航卫星系统发出急救信号。医护人员从“医疗急救地理信息系统”中的地图上迅速找到了她的住址，立即调度装有车载定位系统的救护车按照电子地图上的提示路径，在最短的时间内抵达老人住所，为她量血压、测心跳、输氧气……





问题1 (综合思维)材料一中的案例应用了“数字地球”的哪些技术？


[提示] 应用了全球卫星导航系统、地理信息系统和车载定位系统、电子地图等数字地球技术。


问题2 (综合思维)从政府官员、普通百姓两个角色出发，分别简述数字地球的应用前景。


[提示] 政府官员：数字地球可以为国家大型工程决策提供重要的参考数据；数字地球也能为政府对城市的管理提供依据。


普通百姓：我们坐在家里，就可以接受远程教育，进行网上购物，参加交际娱乐项目；还可以轻松游览各国的风景名胜，逛遍各国的博物馆、美术馆、艺术画廊等


2．数字地球在人文地理中的应用





3．闽北某县城2019年初安装了“智能公交”候车站台，每个站台设有动态(半分钟更新一次)公交车电子屏，可实时显示各路公交车当前到达的位置、下一班距离本站预计时间等信息，极大方便了市民出行。下图为某公交车站电子屏局部示意图。据此完成(1)～(2)题。





(1)该“智能公交”候车站台主要采用的地理信息技术是( )


A．全球导航卫星系统和遥感技术


B．遥感技术和地理信息系统


C．地理信息系统和全球导航卫星系统


D．全球导航卫星系统


(2)“智能公交”候车站台电子屏的使用，可以让乘客( )


A．减少等车时间B．更改出行计划


C．增加换乘频次D．了解车内信息


(1)C (2)A [第(1)题，“智能公交”中的公交的定位系统应用了全球导航卫星技术；而全球导航卫星技术信号与电子地图相结合等相关信息处理和应用，采用了地理信息系统技术。第(2)题，候车乘客可以直观清楚地了解到所等候车辆已驶达的站点、距离到达本站还需要多长时间。候车乘客能根据时间合理安排自己的等车计划，从而减少等车时间。]








GIS图层叠加示意图的判读





探讨1. (综合思维)该图共有哪几个图层组成？


[提示] 主要由水系分布图、土地利用分布图、居民点分布图、等高线地形图、土壤分布图5个图层组成。


探讨2.(综合思维)各个图层之间有一定的联系，判断河流流向要依据哪两个图层？


[提示] 需依据水系分布图和等高线地形图。


探讨3.(区域认知)分析居民点的合理布局需要考虑哪些图层信息？


[提示] 利用地形、水系和土地三个图层信息。





(1)明要素：明确GIS图层是由哪些专题图组成的。如上图中由水系分布图、土地利用分布图、居民点分布图、等高线地形图和土壤分布图组成。


(2)析联系：根据图层间的相互联系，分析图层叠加后反映的地理要素特征。如图中叠加后反映的可能是农业生产要素分布。


(3)抓规律：一般不同图层叠加后反映的地理事物如下表所示：





下图为某地区地理信息系统数据库示意图。读图，回答(1)～(2)题。





(1)以下图层组合最适合用遥感(RS)技术获取信息的是( )


A．①②④ B．①③⑤


C．③④⑥D．②③⑥


(2)进行农业适宜性评价可以利用的图层组合是( )


A．①②④⑤B．②③④⑤


C．②③④⑥D．①③⑤⑥


(1)A (2)C [第(1)题，遥感技术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，不适合用遥感技术获取信息。第(2)题，农业生产受气候、地形、水源和土壤等自然条件影响较大，是进行农业适宜性评价时必须考虑的因素。除了地形和土壤图层外，与水源密切相关的水系、地下水图层也需要利用。]











题组1 车辆导航调度


某科技有限公司研发了一款无桩借还车模式，人们通过智能手机就能快速租用和归还一辆单车，完成一次几公里以内的市内骑行。下图为北京某用户在一天中不同时段查询到的同一区域单车分布状况。读图完成1～2题。





1．图中不同时段单车分布差异的原因最不可能的是路口附近( )


A．办公区集中 B．紧邻城市CBD


C．公交站点集中D．工业区集中


2．图中所示的手机功能主要运用的地理信息技术是( )


A．遥感技术


B．遥感技术和全球卫星导航系统


C．遥感技术和地理信息系统


D．全球卫星导航系统和地理信息系统


1.C 2.D [第1题，图中所示区域内午夜时共享单车数量少，15：20左右，共享单车数量多，说明是人们上班或者购物集中区，所以A、B、D三项都有可能。公交站点集中区，公交车多，乘坐公交车方便，即使是骑共享单车来坐公交车以及下公交车之后骑车回家，两者的人数也应基本持平，不会出现白天与晚上共享单车数量差异这么大的情况，故C项不可能。第2题， 想要查询单车分布数量，需要每辆单车上都装有全球卫星导航定位装置以便将其位置信息反馈到手机客户端。同时为了将这些信息进行统筹计算需要用到地理信息系统技术。]


题组2 旅游信息查询、城市规划与评价


双十一活动期间，全国各省的消费热度(依据居民的线上下单数量)存在明显的地区性差异。下图为2018年双十一活动期间全国各省消费热度分布示意图。读图完成3～4题。





3．据图判断，消费热度整体上( )


A．与经济发展水平呈正相关


B．与城市化发展水平呈负相关


C．与距海远近呈正相关


D．与人口分布密度呈负相关


4．某网上商城实现商品的精准取货和快速分发，依赖于( )


①现代化交通运输 ②全球定位系统 ③遥感系统


④地理信息系统


A．①②③B．①②④


C．②③④D．①③④


3.A 4.B [第3题，图中看消费热度整体上北京、上海、广东最高，西部低区最低，可知与经济发展水平、城市化发展水平、人口密度呈正相关，与距海远近无关。第4题，商品精准取货和快速分发，依赖于现代化的交通运输、全球导航卫星系统、地理信息系统，①②④正确，B正确；遥感系统主要用于远距离获取信息，与商品精准取货和快速分发无关，③错误，ACD错误。]





P108探索


通过这个例子我们可以看出：地理信息系统是在收集信息的基础上，处理、存储、分析和应用，最大限度地合理解决问题。从这个事例可以看出GIS具有以下三种功能：地图的功能(例如标定过去几年的犯罪地点)、数据库的功能(例如总结利用过去的犯罪信息)、空间分析的功能(例如分析犯罪频率的空间规律及对犯罪行为空间建模)。


P109思考


利用地理信息技术空间分析手段，可以表达出一个区域人口、资源、环境、社会经济的分布关系和分布规律，通过分析和评价，找出人口可持续发展的规律和趋势。


P113思考


遥感、全球导航卫星系统和地理信息系统等。


P114作业题


1．全球导航卫星系统。


2．定位和导航。


3．遥感、全球导航卫星系统和地理信息系统等。遥感是三种技术的基础，是信息源的主要渠道；全球导航卫星系统是在遥感基础上实现的，其主要功能是定位与导航；地理信息系统是在前二者基础上实现的，空间信息查询定位只是地理信息系统最基本的功能之一，除此之外还有其他的基本功能。


地理信息系统在人文地理中的应用
问题
具体说明
解决与分布、位置有关的基本问题
GIS完全可以像传统地图一样，解决与“地点”“状况”有关的查询等问题
解决趋势分析问题
GIS能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
解决模式分析问题
一个地区的地物分布及其组合都有一定的规律，也就是存在着一定的模式。通过模式分析，可以揭示各种地物之间的空间关系
解决模拟问题
利用已掌握的规律建立一定的模型，可以模拟某地如果具备某种条件时出现的结果。例如，GIS可以模拟洪水的发生，为抗洪抢险提供依据，减少灾害损失
应用
具体分析
人口空间分布分析
利用地理信息系统对空间信息独有的空间分析功能，设计开发人口空间统计系统，对人口空间分布的分析具有重要作用
人口发展趋势预报
利用地理信息系统对人口出生率、死亡率、自然增长率进行分析，预测人口数量的变化
国土资源监察
利用地理信息系统将各种资源信息进行叠加和分析，生成各种国土资源综合电子地图，分析和预测国土资源问题
全球导航卫星系统在人文地理中的应用
应用领域
功能表现
具体用途
交通
定位、导航
对车辆进行跟踪、调度管理、合理分配，从而以最快的速度响应用户的乘车或配送请求，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、交通事故等紧急事件的响应效率
农业
定位
实施精准农业的耕作和捕鱼
数字地球在人文地理中应用
应用领域
具体应用
旅游信息查询
旅游资源的可视化、旅游资源和信息的查询与空间定位功能等
城市规划与评价
交通调查、人口调查、环境调查、城市用地监测等
车辆导航调度
对车辆进行导航跟踪，调度管理，合理分配车辆
叠加图层
新生(应用)主体
人口密度、地价高低与交通线路及规划图
新建商业中心选址
河流分布、坡度分布、土石分布图
泥石流易发区
水系、土地利用、居民点、地形、土壤图
土地的分类和评价
水系、土地利用、居民点、地形、土壤、水文地质、区域规划图
深埋垃圾场选址
坡向分布、岩石倾斜图
滑坡易发区