1、第一节地理信息系统及其应用学习目标定位1.了解地理信息系统的概念及其发展。2.掌握地理信息系统的基本组成，理解地理信息系统在城市管理中的作用。一、地理信息系统自主预习1地理信息系统概念它是一种以采集、存储、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统，简称GIS功能除了一般的存储、管理数据外，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、统计和预测等功能发展阶段开拓期巩固发展期大发展期用户时代组成GIS人员、GIS软件、硬件设备、地理数据、应用模型硬件设备及工作过程计算机主机、数据输入设备、数据输出设备、数据传输设备、存储设备；工作过程主要包括地理数据的输入、存储，地理
2、数据的操作和分析，以及地理信息输出等环节地图数字化过程纸质地图扫描图像处理图像拼接图像剪裁图像配准矢量化编辑与修改。GIS可输出地形图、专题图和剖面图，也可以输出三维地图2.思考教材P77活动提出的问题。合作探究读“某地理信息系统分析流程图”，回答下列问题。(1)此图为_信息系统分析流程图。与一般的信息系统相比，该信息系统具有哪些优点？(2)图中分别代表该地理信息系统的哪些工作环节？(3)GIS的数据源是多种多样的，图形数据输入的常用方法和数据存储采用的技术分别是什么？答案(1)地貌GIS除了一般的信息系统的功能外，还具有显示数据的空间分布，强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能优势。(
3、2)信息获取、地理数据的存储、地理数据的操作与分析、地理信息输出。(3)扫描纸质地图后进行数字化处理；“分层”技术，即将地图中的不同地理要素，存储在不同的“图层”中。反思归纳地理信息系统的工作过程练习巩固阅读材料，完成下列各题。健康地图，由谷歌创建，在加拿大健康研究所等的支持下，向全球跟踪地图上添加实时的消息警告、医疗信息和其他的数据。(1)“健康地图”中的交通数据属于_数据；图中的数据采取_技术存储。(2)在“健康地图”的制作过程中，需要用_法将纸质地图转化为数字地图。(3)某人利用健康地图查询甲型H1N1病例的分布状况，属于GIS系统工作过程中的_环节。(4)与纸质地图相比，“健康地图”具
4、有哪些不同？答案(1)专题分层(2)扫描(3)操作与分析(4)储存信息的形式不同；查询的方式不同；地理信息系统将不同来源、不同比例尺、不同投影的地图进行数据综合，并进行空间分析，而纸质地图没有这些功能。二、地理信息系统与城市管理自主预习1应用领域：资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通信、交通运输、公安、水利、公共设施、商业金融等。2在城市建设和管理中的典型应用：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。3思考教材P85活动提出的问题。合作探究读“某城区公共卫生地理信息系统部分显示”，思考并回答下列问题。(1)在图中所示的地理信息系统中，可能用到哪些方面的数
5、据？(2)地理信息系统在城市管理中具有哪些优势？(3)GIS和地图、电子地图有何区别？答案(1)在该系统中用到了卫生资源点和传染病分布等信息。(2)在城市管理中，可以对相关信息进行综合分析。发生应急事件时，输入应急路线的起点和终点，系统会分析出两点间的最优路径，并计算出路径的长度以及经过的路线名称，从而为应急事件处置提供决策支持。(3)GIS与地图的基本区别在于GIS将地物的各种特征数据化。GIS与电子地图的区别是：GIS是可以随时修改和更新的计算机软件系统，而电子地图只是把GIS的阶段性成果做成供人们查询的产品。反思归纳地理信息系统在其他领域的应用举例1在灾害监测中的应用应用地理信息系统，并
6、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、全球定位系统技术及网络技术相结合，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：3地理信息系统在医疗救护方面的应用练习巩固GIS是用于空间分析的计算机系统，某中学地理小组将它作为课题研究。据此完成下列问题。(1)下列四图，是同学们为家乡所作的自然、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()(2)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，须调用的专题图层有下列中的()地形图层土壤图层气候图层人口图层商业网点图层农业图层工
7、业图层城市图层交通图层ABCD答案(1)C(2)A课堂小结知识提纲强化记忆1口诀法记忆地理信息系统的功能地理信息系统功能多，存储、管理数据不用说；显示数据空间分布快，提供空间查询很灵活；分析和模拟神通广，统计和预测美名播。2数字法记忆地理信息系统的系统组成、工作环节和在城市建设和管理中的应用“五”、“四”、“四”“五”五个组成：硬件、软件、地理数据、人员和应用模型。“四”四个工作环节：输入、存储、分析、输出。“四”四项应用：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。课堂检测在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。据此回
8、答12题。1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2对1990年与2009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了解城市地域结构变化D预测城市降水变化趋势答案1.A2.C3阅读材料，回答下列问题。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，并根据人流量、交通
9、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)略。(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。关于改进意见，只要符合当地实际情况，有道理即可)。活动指导教材P77活动提示1.略。
10、2目前，对地理信息系统的定义还存在分歧，可归结为以下四类：(1)面向数据处理过程的定义：认为地理信息系统由地理数据的输入、存储、查询、分析、输出等子系统组成。(2)面向专题应用的定义：在面向过程定义的基础上，按其分析的信息类型来定义地理信息系统，如土地利用信息系统、矿产资源管理信息系统等。(3)工具箱定义：这种定义基于软件系统分析的观点，认为地理信息系统包括各种复杂的处理空间数据的计算机程序和各种算法。(4)数据库定义：在工具箱定义的基础上，更加强调分析工具和数据库间的连接。3略教材P8182活动提示国外GIS软件，如哈佛大学开发的SYMAP系列软件等。目前，国内下列GIS软件在解决实际工程能
11、力和技术创新等方面表现突出，如MapGIS6.6、SuperMapGIS2003、地网V5.0、CiloMap等。教材P85活动课题GIS的发展历程提示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，世界上第一个运行性的地理信息系统是在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
12、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23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，19781980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，1
13、9811985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。分层训练基础过关 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可以像传统纸质地图一样，解决“地点”、“状况”等有关查询，且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14题。1下面属于地理信息系统组成的是()GIS软件GI
14、S人员应用模型GIS数据分析GIS数据输出ABCD2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3GIS与传统地图的最基本差异是()AGIS用点、线、面来表示地物的空间特征和属性BGIS用符号表示地物的属性CGIS用色彩来表示地物的差异DGIS用数值表示地物的空间数据4地理信息系统区别于其他信息系统的最本质特征在于它是()A空间数据B数据信息C图像信息D综合信息答案1.A2.B3.D4.A随着计算机和网络技术的不断发展，传统的纸质地图越来越不能满足人们的需要，电子地图作为一个新兴产品，已经备受人们的青睐。读图，完成56题。5根据你对地图的
15、理解和对这两种地理图像的了解，选择正确的选项()A甲属于地图，乙不属于地图B甲不属于地图，乙属于地图C甲、乙均属于地图D甲、乙均不属于地图6若你是一位对南京陌生的北京游客，准备到南京游览长江大桥、中山陵和雨花台，下列对地图的使用，最恰当的一项是()A在北京市上网查询南京电子地图，了解旅游景点的分布，确定旅游线路；到南京购买南京市旅游地图，使用南京旅游地图进行旅游活动B在北京市上网查询GoogleEarth，了解旅游景点的分布，确定旅游线路；到南京购买南京市旅游地图，使用南京旅游地图进行旅游活动C到南京上网查询GoogleEarth，了解旅游景点的分布，确定旅游线路D在北京市购买南京地图，了解旅
16、游景点的分布，确定旅游线路答案5.A6.A叠加分析就是将同一地区的两层或多层地图要素重叠在一起进行图层和属性运算，产生新的图层和属性的过程。图中甲、乙分别为同一地区两种要素分布图。据此完成78题。7若将甲、乙两图层进行叠加，得到的新图是()8若甲、乙分别为城市交通网和地租等值线图层，叠加后生成新图层的图形信息是()A城市道路网类型B污染工业布局规划C城市功能分区结构D城市商业网点分布答案7.A8.D9阅读材料，完成下列各题。基于GIS的供水运营管理信息系统分析与设计一文中写到：针对供水管网GIS的特点和应用现状，提出建立基于GIS的供水运营管理信息系统。整个系统通过GIS平台上的信息共享与集成
17、，能够实现各类信息的综合、分析和决策，从而深化GIS在供水行业中的应用，有效提高企业的工作效率和管理水平。在该系统的工作过程中，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、交通线路等。(3)表现形式：图形、地图或表格。输出形式
18、：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。能力提升如图示意某地理专题研究建立的地理信息系统图层。读图，回答1011题。10叠加丙与丁图层可以研究()A河流分布B地形特征C商店布局D客货流量11为了较合理地得出丙图，需要叠加的图层有()A甲与乙B甲与丁C乙与丁D甲、乙、丁答案10.C11.D利用GIS技术可监控一定地区生态系统的变化情况。以下三幅简图是人们根据GIS技术监控某地区历时多年的某一生态系统演变的卫星图像绘制而成的。据此完成1213题。12图中不同形状的点代表不同的物种，请分析比较三幅图的信息，该生态系统变化的趋势是()A某一物种的个体数量增加B少数
19、物种的个体数量减少C部分物种消失，生态环境脆弱D生物新物种不断替代原有物种13如果图中反映的是某个候鸟栖息地，不同形状的点代表不同的物种，请分析比较三幅图的信息，该生态系统变化的趋势是()A更多的候鸟种群适应该地生态环境B相同的候鸟种群适应该地生态环境C只有较少的种群、较少的个体能够适应该地生态环境D生态环境能够不断地为更多的候鸟种群提供栖息条件答案12.C13.C14.结合下面材料，回答下列问题。万安县地处赣中偏南，是著名的优质早稻和脐橙产区。本县根据气候、地形和土地利用等因素，采用地理信息系统和气候区划方法，对早稻和脐橙种植区进行综合气候区划，使农业走上了可持续发展道路。(1)材料中，万安县脐橙种植区划运用了地理信息系统的哪些功能？(2)除气候要素外，你认为该农业区划数据库的建立还需要哪些地理图层？(3)根据材料，试分析赣南成为“中国脐橙之乡”的优越自然条件。答案(1)分析、模拟与统计功能。(2)地形图层、水文图层、土地利用和土壤图层。(3)气候温暖湿润，光热丰富，雨热同期；地形坡度平缓、土层深厚、土质肥沃、灌溉水源充足。
