1、第一节地理信息系统及其应用生活链接随着智能手机的快速发展，将自行车系统加入到智能手机中就可以加快自行车的发展，提高自行车的利用率。在此基础上，利用地理信息系统能够开发出功能非常强大的软件，更加便利人们的生活。课程标准学习目标核心素养运用有关资料，了解地理信息系统(GIS)在城市管理中的功能。了解：地理信息系统发展。知道：地理信息系统的基本构成及基本功能。理解：地理信息系统的工作原理及其在城市管理中具体应用。应用：学会使用常见的地理信息系统产品，并能充分利用其主要功能解决相关问题。综合思维：归纳、总结地理信息系统的工作原理和用途。地理实践力：结合实例，理解地理信息系统在城市建设和管理中的应用。自
2、主预习固根基主干引导 夯基固本一、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、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。2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。3发展4组成硬件设备计算机主机、数据输入设备、数据输出设备、数据传输设备、存储设备地理数据基础数据和专题数据GIS软件提供存储、显示、分析地理数据的功能GIS人员GIS系统开发人员和用户应用模型解决实际问题的数学模型5工作过程：主要包括地理数据的输入、存储，地理数据的操作和分析，以及地理信息输出等环节。(1)地理数据的输入：将收集好的各种数据
3、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数字化处理。(2)GIS数据存储：采用“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。将不同的“图层”要素进行重叠，就形成不同主题的地图。自我探究涉及人类生产、生活的课题都可以用GIS进行研究吗？答案地理信息系统是按地理空间分布特征来反映地理实体结构和动态变化规律的，因此，不反映地理空间分布特征的有关课题，一般不用GIS进行研究。二、地理信息系统与城市管理1GIS的应用领域：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
4、GIS在城市建设和管理中的应用(1)城市规划和管理：城市规划的设计、工程选址、城市管理、辅助决策。(2)基础设施管理：工程设计、应急抢修、日常维护管理等。(3)土地利用与管理：对土地利用状况的监控和管理。(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决策分析、环保设施的管理等。3GIS的新进展主要包括网络GIS、三维GIS与虚拟GIS、多媒体GIS等。自我探究GIS在病人急救过程中可提供哪些服务？答案GIS在病人急救过程中，可提供如下服务：快速锁定病人的位置；搜寻距离病人最近的医院和救护车；提供救护车最佳行车路线，以赢得抢救时间等。1地理信息系统建立的基础是()A应用模型
5、B地理数据CGIS硬件 DGIS软件答案B解析地理信息系统建立的基础是地理数据。2地理信息系统的构成主要包括()A硬件、软件、数据、人员、应用模型B电脑、软件、数据、人员、应用模型C计算机、数字化仪、扫描仪、绘图仪D硬件、软件、数据、文字、应用模型答案A解析地理信息系统的构成主要包括硬件、软件、数据、人员、应用模型。教材P77活动1略。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
6、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1
7、963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、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23年就翻一番。GIS已渗透到各行各业，愈来愈多的国际
8、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，19811985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
9、展和实际应用效益。主题探究提素能创设情境 激活思维探究点地理信息系统2016年10月25日，北京超图软件股份有限公司在京发布了其新产品“SuperMap GIS 8C(2017)”，添加了空间大数据引擎，为用户基于地理信息的大数据处理、挖掘与分析提供了便利。“超图提供的不是大数据本身，而是大数据的处理能力与处理平台，让更多人拥有处理时空大数据能力。”超图副总裁、研究院院长李绍俊介绍，新版本提供大宗数据的自动分割功能，增加了空间统计分析模块，可用于疾病、犯罪等空间数据的统计分析。此外，新版本还优化了三维地图显示性能，支持VR头盔，并首次添加室内导航功能。据此探究下列问题。(1)“SuperMap
10、 GIS 8C(2017)”属于“3S”系统中的哪一类？(2)“SuperMap GIS 8C(2017)”的工作过程需要哪些环节？答案(1)GIS。(2)信息输入、数据处理、数据库管理、空间分析、信息输出等。地理信息系统可以解决的四类基本问题及工作程序(1)解决的四类基本问题与分布、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。显示了GIS对信息空间表达的功能，它实际是回答以下两个问题：a“地点”：对象(地物)在哪里？b“状况”：哪些地方符合特定的条件，对象(地物)的属性。趋势分析。GIS能够了解地物随时间变化的过程，分析该地物发展趋势，
11、即回答“从何时起发生了哪些变化？”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。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。(2)工作程序地理信息系统能对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达，其简要程序和每个程序含义图示如下：从南海、东海、黄海到渤海，我国18 000 km的大陆海岸线上，每天都在上演“填海大戏”。读图，完成(1)(2)题。(1)通过图示GIS空间分析，能
12、得到近年来我国()A填海区人口迁入数量B填海区植被类型C填海区土地利用类型D填海区面积(2)图示GIS应用的领域是()A环境评估 B国土管理C城市规划 D灾害预测解题思路第(1)题，研究不同时期的RS影像，分析海岸线位置的变化，可判断陆地面积变化。第(2)题，由填海造陆进程可知，GIS应用领域是国土管理。答案(1)D(2)B方法指导GIS图层叠加示意图的判读技巧(1)首先要明确GIS图层叠加示意图是由哪些专题图层组成的，由于这些专题图层是由许多的具有空间属性的数据在计算机中生成的，所以它们分别反映了某种专题地理事物的空间分布特征。(2)其次要明确不同的专题图层反映的地理事物之间的空间联系。例如
13、，从水系图层中可以找到河流的上游地带，而河流的上游从地形上看往往是山地，其在地形图层中则反映为等高线较为密集，有一定的坡度等特征；在水系图层中也可以找到河流的下游，而河流的下游在地形图层上常表现为等高线稀疏且数值较小，该地区在土壤分布图层上则常表现为土层深厚、肥沃，在区域城市分布图层上则常表现为聚落或城市密集的特点。(3)最后要明确图层叠加之后会形成一个可以反映多个地理要素分布特征的新图层，在新图层中的某个位置上，我们就可以综合考虑各个要素，进行人类生产、生活活动场所的选择或评价。探究点地理信息系统与城市管理读某城区公共卫生地理信息系统部分显示，探究下列问题。(1)在图中所示的地理信息系统中，
14、可能用到哪些方面的数据？(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)在该系统中用到了医疗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。1地理信息系统在城市管理中的功能2地理信息系统在灾害监测中的
15、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。3地理信息系统在医疗救护方面的应用下图为某专题研究建立的地理信息系统(GIS)图层。据此完成(1)(2)题。(1)该专题研究可能是()A耕地分类和评价 B工业分布与交通的关系C商业分布和规划 D学校布局(2)若利用该地理信息系统进行深埋垃圾场选址，应增加下列图层中的()大气污染区域规划造纸厂、印刷厂分布水文、地质A B C D解题思路第(1)题，根据图示的图层信息：土壤、地形、居民点、土地利用和水系分布可以说明该专题研究可能是耕地的分类和评价。第(2)题，垃圾深埋易对地下水造成污染，并且会对某些地表功能区的布局产生
16、影响，故需要区域规划和水文地质图层信息。答案(1)A(2)D方法指导地理信息系统与一般信息系统的区别类别区别一般信息系统只能存储、管理数据，不能将数据在空间上的分布表现出来地理信息系统除了一般信息系统的功能外，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、统计和预测等功能小题速测试身手对点迁移 及时反馈探究点1地理信息系统香港电子地图是GIS(地理信息系统)的典型反映，与普通地图相比，具有很多优点。据此完成12题。1GIS技术与普通地图的共同特点是()A信息量一样大B都便于查询各种信息C都可以进行空间分析D都利于数据化处理各种信息答案C解析GIS是地理信息系统的简称，它是在地图的基
17、础上发展起来的，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。它的信息量大，有利于数据的管理和查询，但其与普通地图一样都可以进行空间分析。2下列有关香港电子地图内容的叙述，错误的是()A可以方便地查询香港的三维地形或地图信息B可以分类或局部查询相关地理信息C可以直接及时准确监控香港所发生的任何事件D可随时切换、缩放、更新、修改新的图层答案C解析由于地理信息系统信息来源相对有一定滞后性，所以不能直接及时准确监控事件的发生、发展过程。探究点2地理信息系统与城市管理在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。据此回答34题。3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答案A解析在GIS中，地物空间特征和属性的各项数据的结合，构成某一主题的图层。城市交通图层与城市人口分布图层的叠加可以为商业网点选址提供依据。4对比1990年与2009年城市土地利用图进行分析能够()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C解析城市地域结构是指各功能区的分布、组合，而住宅区、商业区、工业区等构成的地域结构的变化首先表现为土地利用的变化。