1、单元活动 地理信息系统与城市管理学习目标 1.了解地理信息系统的概念、工作流程及其功能。2.了解地理信息系统在灾害监测和经济活动中的应用。3.通过实例分析说明地理信息系统在城市基础设施管理以及在医疗救护中的作用。一、地理信息系统1.概念：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.优点：图形化、可视化、及时更新信息等。3.数据类型数据类型反映信息别称举例 空间数据地理空间位置地图数据、图形数据城市的经、纬度坐标属性数据与地理位置有关的事物其他特征文字数据、非图形数据城市人口、经济总量4.基本构成：系统硬件、系统软件、数据、应用人员、应用模型。5.主要功
2、能：数据采集、数据分析、决策应用等。6.解决的主要问题：地物空间分布及位置分析、趋势分析、模式分析及模拟结果等。7.工作流程信息源 数据采集 数据处理 数据库 模拟结果与决策方案 信息输出 数据分析二、地理信息系统的应用1.在灾害监测中的应用(1)借助于遥感技术，可有效地监测和预报洪涝灾害、森林火灾等。(2)可分析灾害影响范围，确定救灾物资调配的最佳路径。(3)为受灾人员、财产的安全有效转移提供决策依据。(4)进行灾情统计与评估。(5)为灾后重建提供决策支持。2.在经济活动中的应用(1)通过对各种相关信息的收集、管理与分析，将有助于做出正确的判断和决策。(2)结合遥感技术、全球定位系统及网络技
3、术，可为现代经济活动提供全新的数据地图决策信息。三、城市管理中的地理信息系统1.主要应用领域：城市的信息管理与服务、交通道路管理、环境管理，以及城市规划、防灾减灾等方面。2.其他应用领域：城市治安管理、医疗救护、车辆导航等方面。探究点一 地理信息系统及其应用图甲为“某区域的地理信息空间数据地图”，每个小方格表示实际长宽各 10 米，图中 r表示河流，s 表示林木，h 表示住房，f 表示耕地，图乙中数据表示相应区域内各方格的平均海拔(单位：米)。读图并回答问题。1.该河流的流向是由_流向_。答案 东北 西南解析 根据图甲中 r 为河流，将 r 按顺序连线可知河流流向为东北西南，根据图乙中河流两端
4、的海拔可知该河流是由东北流向西南。2.该处的森林覆盖率为_。答案 18%解析 根据图中 s 为林木，可计算出其所占该区域的面积比例。3.耕地面积为_米 2，其平均海拔为_米。答案 1 800 76解析 根据图甲可知耕地的面积，结合图乙可计算出其平均海拔。4.从地形看，此处住房面临的主要问题是容易遭受_灾害。答案 洪水解析 由图甲可知房屋位于河边，根据图乙可知该房屋地势较低，易受洪水威胁。1.GIS 的组成及功能组成用途硬件计算机和网络设备，存储设备，数据输入、显示和输出的外围设备GIS 基本设备软件主要包括以下几类：操作系统软件、数据库管理软件、系统开发软件、GIS 软件等GIS 软件提供存储
5、、显示、分析地理数据的功能 数据基础数据地质、地貌、地形数据等GIS 建立在地理数据的基础上，数据的组织和处理是 GIS 应用系统建设中的关键环节专题数据市政规划、房地产、交通、环保、公用事业数据等应用模型解决不同的问题，要使用不同的模型，如商业选址模型、路径分析模型等解决各种实际问题的数学模型 人员从事 GIS 系统开发的专业人员组织、协调、管理、应用使用 GIS 完成工作的用户2.GIS 的应用(1)GIS 在灾害监测中的应用应用地理信息系统，并借助于遥感技术，可有效地监测和预报洪涝灾害、森林火灾等。地理信息系统监测洪灾的工作流程。通过遥感技术获得遥感图像通过地面系统收集、接收信息通过计算
6、机系统将接收到的信息进行数据处理，建立数据库，然后对洪灾进行空间分析通过图表、地图等形式将信息输出，依据系统处理分析的结果，确定洪灾面积、受灾人员、财产损失等情况，同时进行灾情统计与评估，并制定洪灾治理方案。(2)GIS 在经济活动中的应用地理信息系统与遥感技术、全球定位系统及网络技术相结合，可为现代经济活动提供全新的数据地图决策信息。下图是地理信息系统在商业活动中的应用示意：GIS 即地理信息系统，具有地图处理、数据库和空间分析等功能。GIS 不但可以像传统地图一样，解决与“地点”“状况”等有关的查询，而且还能进行趋势分析，复杂的“模式”分析，还可以用“虚拟模拟”进行预测性分析等。据此完成
7、12 题。1.如果将 GIS 技术用来监测森林火灾，可以()A.预测森林火灾的所在地点B.预测森林火灾所造成的后果C.预测、判断引起火灾的原因D.及时查明火灾地点、范围，分析火灾蔓延方向，制定灭火方案2.有的渔民已经使用 GIS 技术寻找鱼群，如果渔业生产普遍引进这一技术，则()A.可以使渔获量持续增长B.可能导致过度捕捞，使渔业资源枯竭C.大幅度增加渔业生产的成本D.促进渔业生产，利于渔业资源的可持续利用答案 1.D 2.B解析 第 1 题，在灾害监测防治中，GIS 可以监测发生地点、路径等，据此可制定相应减灾方案。第 2 题，渔业生产普遍引进 GIS 技术，可能导致捕捞量大于鱼类自身生长量
8、，破坏水域生态系统。探究点二 城市管理中的地理信息系统读图，回答下列问题。1.上面的图片反映了目前我国大多数城市存在的交通拥堵现象。若应用 GIS 解决城市交通拥堵问题，其发挥出的积极作用主要有哪些？答案 快速查询道路通行状况，迅速定位事故地点，提供交通疏散方案；为道路规划提供最佳路径分析；查询路况信息，为道路养护和应急抢修服务等。2.未来五年上海将计划形成“海、陆、空、铁、水五路并举的格局”，城市土地利用状况将发生一定的变化。五年以后，如果你要了解上海市近五年以来土地使用性质、地块轮廓的变化，在 GIS 系统中，你可直接进行对比分析的图层是什么？答案 近五年以来上海市每年的土地利用图层。3.
9、如果你想利用假期去上海复旦大学参观学习，但你对上海市又不熟悉，你将如何利用 GIS进行路径查询？答案 利用网络 GIS 调出复旦大学所在地区的地图，查出车站到复旦大学最合理的公交路线。地理信息系统在城市管理中的应用应用主要功能举例说明城市信息管理与服务主要向城市居民提供日常工作与生活所需的各种信息提供旅游景点分布与详情，商业网点的布局及各自特色，城市道路与建筑物的空间分布城市规划进行城市与区域多目标的开发和规划规划部门可以把有用的资料记录到数据库里，随时查询和统计，并用三维影像显示城市；还可以把城市地下管网的分布输入系统中，进行有效管理城市交通道路管理显示有关道路的路况、交通流量、沿线环境等空
10、间和属性信息，可以提供多类型的查询查询空间信息：某个加油站、立交桥的坐标位置；查询时间信息：某辆车某一时间处于什么位置及某时某地的车流量等；查询路面质量、沿路环境、居民分布情况等；发布交通信息：及时把交通拥挤情况、车流量、交通事故、交通环境情况发送给驾驶员，显示在车内显示屏幕上，帮助驾驶员找出最佳行车路线 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为提高火灾防救工作的针对性，可以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城市环境管理环境规划与决策、监测、评价、预测与模拟对城市多种信息如大气、水、土地、噪声等
11、进行管理和处理读“某城市部分地区经过数字化处理的交通线、功能分区、地价图层”，完成 34 题。3.若布局合理，则该城市盛行风向最不可能的为()A.东风B.西南风C.西北风D.东北风4.若在该区域新建物流中心，最宜选择在()A.甲B.乙C.丙D.丁答案 3.B 4.D解析 第 3 题，图示工业区布局在城区的西南方，所以该城市盛行风向最不可能为西南风。第 4 题，丁处地价低且靠近工业区和主干道，最宜布局物流中心。地理信息系统是 20 世纪 60 年代迅速发展起来的，20 世纪 90 年代以来在社会经济信息化中发挥了重要作用，现已在许多领域得到广泛应用。据此回答 12 题。1.地理信息系统()A.主
12、要是记录地理事物的计算机系统B.具有空间分析能力，没有动态预测的能力C.是地图绘制系统D.是专门处理地理空间数据的计算机系统2.地理属性数据()是与地理位置有关的反映事物其他特征的信息 是反映事物地理空间位置的信息 城市的经纬度坐标属于属性数据 城市人口数量属于属性数据A.B.C.D.答案 1.D 2.D解析 第 1 题，地理信息系统是专门处理地理空间数据的计算机系统，这种系统既具有空间分析能力，又具有动态预测能力。第 2 题，地理信息系统中存储和处理的数据可分为两大类：反映事物地理空间位置的信息，称为空间数据；与地理位置有关的反映事物其他特征的信息，称为属性数据。目前，网购已经成为当前购物的
13、主要方式之一。下图示意某公司的电子产品生产、网上销售流程。读图回答 34 题。3.该电子产品三大仓储基地选址的主要条件是()A.靠近名牌大学，便于储备研发人才B.接近消费市场，便于成品就近配送C.地处大中城市，有充足的仓储用地D.交通运输便利，便于产品供应市场4.地理信息系统能够辅助该公司()A.决策空间布局B.调控生产流程C.调研买家意愿D.开发新型产品答案 3.B 4.A解析 第 3 题，仓储基地选址主要是接近最大的消费人群，上海、北京、武汉分别是华东、华北、华中最大的消费市场，仓储基地选在这三个城市有利于市场布局和产品配送，降低运费。第 4 题，地理信息系统是通过计算机对地理空间数据进行
14、相关分析的技术，其能够辅助该公司决策空间布局。5.下图示意为某专题研究建立的地理信息系统(GIS)图层。据此完成下列各题。(1)图示的“图层”按自然和人文两个方面分类，属自然地理方面的是_，属人文地理方面的是_。(2)上图数据库最可能是用来进行()A.农业布局规划B.工业布局规划C.商场选址规划D.学校选址规划(3)若要研究邮电通信点的布局问题，你认为还应该增加哪些图层？请简要说明原因。答案(1)水系、地形和土壤 土地利用、居民点(2)A(3)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：一是要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。解析 第(1)题，数据
15、存储采用“分层”技术，不同的图层包含不同的信息要素，一个 GIS 系统，往往包含多个图层，根据不同的工作需求，可将不同的“图层”进行叠加，形成不同的地图，从而方便进行相关的地理研究。图示的“图层”属于自然地理方面的有水系、地形和土壤，属于人文地理方面的有土地利用、居民点。第(2)题，图中的数据库数据均与农业有关，所以可能用来进行农业布局规划。第(3)题，邮电通信点的布局需要具备两个条件：一是要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。因此，要研究邮电通信点的布局问题，至少还需要该地区的交通线路图和居民分布密度图。GIS 即地理信息系统，具有地图处理、数据
16、库和空间分析等功能。GIS 可以像传统纸质地图一样，解决“地点”“状况”等有关查询问题，但 GIS 还能进行趋势分析、复杂的“模式”分析，还可以用“虚拟模拟”进行预测性分析。据此完成 13 题。1.下面属于地理信息系统组成的是()GIS 软件 GIS 人员 地理数据 GIS 数据分析 GIS 数据输出A.B.C.D.2.通过地图、遥感图像、野外考察等获得数据的 GIS 技术程序是()A.数据处理B.数据采集C.数据分析D.信息输出3.地理信息系统能解决的主要问题包括()数据采集 地物空间分布及位置分析 决策应用 趋势分析A.B.C.D.答案 1.A 2.B 3.C解析 第 1 题，地理信息系统
17、由 GIS 软件、GIS 硬件(计算机等)、地理数据、GIS 人员和应用模型组成。第 2 题，获得数据的过程是数据采集。第 3 题，解答该题时必须注意正确区分地理信息系统的功能和能解决的问题，数据采集、数据分析和决策应用属于地理信息系统的功能，而地物空间分布及位置分析、趋势分析、模式分析以及模拟结果等则是地理信息系统主要解决的问题。GIS 中，不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上。叠加不同的图层可以分析不同要素间的相互关系。据此完成 45 题。4.城市交通图层与城市人口分布图层的叠加，可以()A.为商业网点选址提供参考B.分析建筑设计的合理性C.计算城市水域面积D.估算工农业生产总值5.对
18、 1985 年与 2015 年城市土地利用图层进行分析，能够()A.计算交通流量的变化B.预测洪涝灾害的发生C.了解城市地域结构的变化D.预测城市降水变化的趋势答案 4.A 5.C解析 GIS 的数据存储采用“分层”技术，即将地图中的不同要素，存储在不同的“层”中。将不同“层”中的要素叠加，就形成不同主题的地图。第 4 题，城市交通图层能显示城市各地区的交通通达度，城市人口分布图层能显示城市不同地区人口分布密度，两图层叠加，可以显示城市人口密度最大、交通通达度最好的地区，而这恰好是商业网点的最佳选址。第 5题，城市土地利用状况的变化可很好地反映城市地域结构的变化。某市寻找适合布局工厂的地点，该
19、厂址要满足两个条件：地形平坦；距河流 1km 范围内。图 1 中“空间资料”是该市地形与河流的空间分布，每一小方格代表 1km2(该区面积共 16km2)；“属性资料”是地形和河流的类别资料。根据选址条件，对照空间资料和属性资料，符合条件为“1”，不符合条件为“0”，若同一小方格内有两种不同属性类别分布时，为求简化，占有面积比例较大的属性作为评估对象。据此完成 67 题。6.图 2 是四幅“河流”资料的评估值图，其中正确的是()A.B.C.D.7.根据地形、河流两项资料的综合评估，图 3 中适合布局工厂的地点是()A.甲、乙B.乙、丙C.乙、丁D.甲、丙答案 6.B 7.A解析 第 6 题，结
20、合图中的地域及河流信息可知，河流流经的方格均为平地且距河流均在 1km的范围内，应为“1”；第一行和第二行的左边两格大部分为平地且大部分距河流在 1km 范围内，应为“1”；第三行的左边两格和第四行均为平地且大部分距河流在 1km 范围内，也符合条件，应为“1”。综上可知，选项 B 正确。第 7 题，由上题可知，甲、乙的评估值为“1”，适合布局工厂；而丙、丁的评估值为“0”，不适合布局工厂。读“某工程应用地理信息系统选址的工作流程图”，回答 89 题。8.最有可能采用图示流程进行选址的工程是()A.汽车加油站B.地下水天然下渗补给区C.大型游乐场D.放射性废弃物储存场9.图示 GIS 处理与分
21、析流程中，a 环节所示功能为()A.趋势分析B.叠图分析C.风险分析D.模式分析答案 8.D 9.B解析 此图显示 GIS 的工作流程，采用叠图分析的方式，最终选址在低人口密度、不接近主要道路、适宜地质的非生态保护区，说明该工程具有很强的污染性。GIS 是用于空间分析的计算机系统，某中学地理学习小组将它用于课题研究。据此完成1011 题。10.下列四图是同学们为家乡所作的自然和社会经济方面的资料分析图，其中只适宜用 GIS 数据库软件制作的是()11.同学们拟分析家乡人口分布与自然条件的关系，在 GIS 数据库中，需调用的专题图层有()地形图层 土壤图层 气候图层 人口图层 商业网点图层 农业
22、图层 工业图层 城市图层 交通图层A.B.C.D.答案 10.C 11.A解析 第 10 题，GIS 是专门处理地理空间数据的计算机系统，贫困人口的分布属于空间方面的数据范畴，适宜用 GIS 分析。第 11 题，为自然因素，为人口分布情况，为社会因素，所以需用分析人口分布与自然条件的关系。(2018河北模拟)地理信息系统在地理学研究中应用越来越广泛，某科研小组利用地理信息系统研究了海南岛土壤侵蚀状况，潜在土壤侵蚀不考虑地表覆盖因素和土地管理因素。下表示意海南岛部分生态系统类型土壤侵蚀量。据此完成 1213 题。生态系统类型面积(hm2)土壤侵蚀总量(t/a)现实潜在 热作园及经济林551 08
23、7.0307 820.92 052 188.9防护林63 466.06 977.249 839.6红树林1 801.02.7873.4沟谷雨林3 832.049.447 983.012.该科研小组在研究过程中，需调用的专题地图包括海南岛()A.土地利用图B.粮食生产总量图C.交通分布图D.人口分布图13.海南岛水土保持效果最好的生态系统类型是()A.热作园及经济林B.防护林C.红树林D.沟谷雨林答案 12.A 13.D解析 第 12 题，该科研小组比较不同植被条件下土壤侵蚀状况，需调用的专题地图包括海南岛土地利用图，A 对。表格中没有粮食作物面积、交通、人口分布信息，B、C、D 错。第13 题
24、，读表，我们可用各类型生态系统的潜在土壤侵蚀量与现实土壤侵蚀量的比值表示生态系统防止土壤侵蚀的能力，可以计算出沟谷雨林的水土保持效果最好。14.阅读下列材料，回答问题。济南的张先生打算开一家连锁店，可济南市里已经有十几家这样的分店了，在什么地段开店才能实现利润最大化呢？他从网上调出城市电子地图，对主要商业区、居住区、城市繁华地段进行快速查询统计，各种数据、指标一目了然。他输入自己的期望值，系统很快筛选出 5 个最具价值的热点区域，可根据人流量、交通状况、周边地段未来发展预测等情况仿真计算出店面经营状况。张先生很快就从中选定了自己最满意的店址。(1)材料中，张先生在进行店面选址时运用了地理信息系
25、统的_、_、_功能。(2)试说明张先生从网上进行店面选址与人工选址相比有什么优势。(3)你所在的城市在城市管理中是否出现过运用 GIS 帮助改善管理状况的情况？你能否借鉴材料中的经验谈一下改进意见？答案(1)查询 分析 模拟(2)省时省力、方便迅速，能对各备选店址进行模拟，选址更科学有效。(3)该题的设计主要要求学生要关心社会，要善于把所学知识与实际生产、生活相联系，举例合理即可。关于改进意见，只要符合当地实际情况，合理即可。解析 通过认真阅读材料中张先生操作过程中的关键词语，如“快速查询统计”“系统筛选”“预测”等，就可确定其应用 GIS 的功能类型。与传统调查分析方法相比，其选址耗时少，节
26、省经费，且科学合理。15.2013 年 12 月 28 日，由中国北车研发的 CRH380B 型高寒动车组 G1202 次高铁从哈尔滨西站正式开通发车，并于当晚抵达上海虹桥车站。在保障动车组安全运行过程中，GIS 起了非常重要的作用。在该过程中，如果：(1)让你来对现有的相关纸质地图进行数字化，你将如何进行？请完成操作流程简图。(2)在相关数据的存储过程中，可采用“_”技术，在确定交通线路时一般涉及哪些不同的图层？(答 3 条即可)(3)如果让你来向公众演示该系统中各类数据之间的关系，你可以为公众提供哪几种表现形式？这些形式可以通过哪几种输出形式输出？(4)你需要查询某项地理要素，该系统可以向你提供哪几类地图？答案(1)(2)分层 地形地质、土地利用类型、聚落等。(3)形式：图形、地图或表格。输出形式：计算机的显示器屏幕、绘图仪、打印机。(4)地形图、专题图、剖面图、三维地图。
