福建省三明市泰宁一中高中地理《地理信息技术的应用》课件 新人教版必修3.ppt

第一章地理环境与区域发展 地理信息技术的应用 地理信息技术 指获取 管理 分析和应用地理空间信息的现代技术的总称 组成 rs gps ris 1 区域地理环境的研究 资源调查 环境监测 自然灾害防御监测 国土资源管理 国土开规划等 2 大众化应用 汽车导航等 应用 第二节地理信息技术在区域地理环境研究中的应用 区域地理环境的研究 气候 水文 环境 资源 自然灾害 植被 原始数据的获取空间定位叠加 整合 模拟区域自然过程预测 预报 为区域可持续发展提供更科学 准确得数据 各类数据历史数据 rs gps gis 曾有报道 北京中关村某高科技厂家在建设厂房时要求使用一种高科技合成 具有质轻 防晒等功能 材料作为房顶 但施工方在施工过程中为了获取更多的利润 有些房顶只使用一般材料 由于外观看不出差异 厂家被蒙在鼓里 一年后 北京某遥感专业的实习学生在判读中关村多种波段的遥感图像时 发现这家工厂的厂房屋顶材质不同 于是向厂方了解 厂方否认用了不同材质 经实习学生的进一步解释 厂家终于明白施工方用了劣质材料 因此 施工方不得不承认这一事实 并加以赔偿 为什么肉眼难以分辨 遥感却具有 火眼金睛 遥感技术可以打假 遥感技术不仅仅是打假 遥感技术是地理信息技术中获取地理信息的重要技术手段 作为一种新型的综合探测技术 遥感因近些年来广泛应用于国民经济的各个领域而备受关注 一 遥感 rs 是人们在航空器 或航天器上利用一定的技术设备 对地表事物进行远距离的感知 1 概念 航空器与航天器有何区别 航空器 在大气层中飞行的飞行器 包括气球 气艇 飞机 滑翔机 直升机等 航天器 用于航天飞行的飞行器 包括人造卫星 宇宙飞船 空间站 航天飞机 行星探测器 按运载工具 遥感可分为哪几类 航空遥感和航天遥感两类 航空器 航天器 因为地球上所有物体都在不停地发射 反射 吸收电磁波 而且不同物体对电磁波的发射 反射 吸收的特性不同 例如 植物的叶子看起来是绿色的 是因为叶子中的叶绿素对太阳光中蓝色和红色波长的光强烈反射的缘故 物体的这种对电磁波固有的特性叫做光谱特性 遥感 就是遥远的感知 为什么能进行遥远的感知呢 遥感技术 借助对电磁波敏感的仪器 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 并通过分析 揭示目标物的特征 性质及其变化的综合探测技术 传感器 不同地物反射的电磁波不同 这是遥感影像能够被判读的基础 一种物质所产生的自身辐射 或对外来辐射所产生的反射和透射 形成了该物质的一种特别标志 波谱特征 上图显示了松林 草地 红砂岩和泥浆的反射波谱曲线 可以看出 不同地物的反射率是不同的 通过对不同地物的波谱特征进行分析 就可以判断地物了 工作流程 遥感原理 是从传感器接受信息到遥感信息应用的全过程 如下图 遥感的特点及应用 探测范围大 速度快 周期短 能反应动态变化 节省人财力 受地面限制条件少 信息量大 用途广 现已广泛应用于各种资源调查 环境监测 灾害监测等 为地理信息系统提供大量的数据图象 特点 应用 以下文字材料反映了现遥感技术的哪些特点 一张比例尺为1 35000的23cm 23cm的航空图片 可反映出60多平方千米的地理景观实况 一幅陆地卫星tm 专题制图仪 图像 其覆盖面积可达34255平方千米 视域广阔 监测范围大 思考 陆地卫星 的运行周期为16天 即每16天可以对全球陆地表面成像一遍 noaa气象卫星每天能接收两次覆盖全球的图像 动态监测 实时传输 这种特点有利于及时发现病虫害 洪水及森林火灾等自然灾害 为抗灾 减灾工作提供可靠的科学依据 应用 中国大陆的卫星地形图 上海市区上空的卫星图片 长江入海口的卫星图片 上海 太湖 崇明岛 长兴岛 横沙岛 苏州 无锡 常州 常熟 南通 昆山 浦东陆家嘴航空图片 台湾岛的遥感影象 能清楚的看到全岛的地貌 北美飓风云系 乞力马扎罗的积雪这座 赤道上的雪峰 海拔5895米 永久性积雪的融化 反映了气候的变暖趋势 有人断言 不久的将来 赤道上将见不到雪峰景象了 美国国防部五角大楼 9 11事件前后的纽约 北京遥感图 这是一幅ikonos卫星图像 它采用全色 分辨率为1米的传感器 二 全球定位系统 gps 1 概念 利用卫星 在全球范围内适时进行导航 定位的系统 由卫星 24颗 地面监控系统 gps信号接收机等三大部分组成 2 组成 a 空间部分 卫星星座 b 地面控制部分 地面监控系统 c 用户设备部分 gps信号接收机 请思考 读右图 相邻两个gps星座卫星轨道平面之间的夹角是多少度 每个卫星轨道上各有几颗卫星 它们两两相隔多少度 60 4颗 90 1 gps卫星星座 由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成 gps卫星星座记作 2l 3 gps星座 24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内 轨道倾角为55度 各个轨道平面之间的夹角为60度 即轨道的升交点赤经各相差60度 每个轨道平面内 各颗卫星之间的升交角距相差90度 一轨道平面上的卫星比两边相邻轨道平面上的相应卫星超前30度 2 地面监控系统 对于导航定位来说 gps卫星是一动态已知点 星的位置是依据卫星发射的星历 描述卫星运动及其轨道的参数算得的 每颗gps卫星所播发的星历是由地面监控系统提供的 卫星上的各种设备是否正常工作以及卫星是否一直沿着预定轨道运行 都要由地面设备进行监测和控制 地面监控系统另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准 gps时间系统 这就需要地面站监测各颗卫星的时间求出钟差 然后由地面注入站发给卫星 卫星再由导航电文发给用户设备 gps工作卫星的地面监控系统包括一个主控站 三个注入站和五个监测站 3 gps信号接收机 gps信号接收机的任务是 能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号 并跟踪这些卫星的运行对所接收到的gps信号进行变换 放大和处理 以便测量出gps信号从卫星到接收机天线的传播时间 解译出gps卫星所发送的导航电文 实时地计算出测站的三维位置 甚至三维速度和时间 gps卫星发送的导航定位信号 是一种可供无数用户共享的信息资源 对于陆地 海洋和空间的广大用户 只要用户拥有能够接收 跟踪 变换和测量gps信号的接收设备即gps信号接收机 可以在任何时候用gps信号进行导航定位测量 根据使用目的的不同 用户要求的gps信号接收机也各有差异 目前世界上已有几十家工厂生产gps接收机 产品也有几百种 这些产品可以按照原理 用途 功能等来分类 手持型cps接收机 手持型gps接收机多为导航使用 液晶显示 导航画面清晰 配有背景灯 方便夜问操作 功能键齐全 不需要地面辅助设备 只要收到卫星信号 就能快速定位 不受天气 行政区域的限制 能够计算当地的国际标准时问 处于运动状态还能指出i 北方向 并将经过的地点 路线记录下来 方便返回时用 计算两点间的距离 实现坐标系间的相互转换 计算日出 日落时间 背景知识 gps的定位原理是什么 gps的基本定位原理是 卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息 用户接收到这些信息后经过计算 求出接收机的三维位置 三维方向以及运动速度和时间信息 3 特点 全能性 海陆空 航天 全球性 全天候 不受天气 气候限制 连续性 实时性 gps的用途 gps最初就是为军方提供精确定位而建立的 至今它仍然由美国军方控制 军用gps产品主要用来确定并跟踪在野外行进中的士兵和装备的坐标 给海中的军舰导航 为军用飞机提供位置和导航信息等 目前广泛应用于 军事 交通 测绘 通讯 城市 救援 农业等 车载导航系统 第9页思考题 在gps汽车导航中 信息在汽车 卫星和服务中心之间是怎样传递的 卫星发射信号 信号机接收并解算出汽车位置 驾驶员输入出发地和目的地 通过无线电告知服务中心 服务中心确定可行路线 并通过语音提示为汽车导航 gps 的应用 协助管理老年病人 高科技放牧 现在农业的新进展 gps能充当军事间谍 监控你的健康状态 gps 的应用 专门处理地理空间数据的计算机系统是地图的延伸 信息源 数据处理 数据库 空间分析 表达 地图 遥感图像以及野外考察 室内实验 社会经济统计等获得的数据 建立空间模型和数据模型 关于某一研究区域的若干图层就组成gis数据库 按一定规划对所研究的局部进行空间分析 形成可供研究 规划和决策人员使用的产品 三 地理信息系统及应用 gis 地理信息系统gis 目前已成功地应用到了包括资源管理 自动制图 设施管理 城市和区域的规划 人口和商业管理 交通运输 石油和天然气 教育 军事等九大类别的一百多个领域 在美国及发达国家 地理信息系统的应用遍及环境保护 资源保护 灾害预测 投资评价 城市规划建设 政府管理等众多领域 举例说明 下面是香港的地理信息系统中随意截取的三个界面 结论 分类信息 如学校 旅馆 医院等 查询 查询香港的三维地形或地图信息 地名查询 查询有关内容的文字 景观照片和录像信息 根据功能切换 进行缩放 修改 补充 距离测算等工作 以上工作可随时进行 并可输出新的图层 查询香港的全部或局部信息 第11页思考题 1 与地图相比 gis具有哪些优点 1 储存信息的形式不同 gis以数据库的形式储存地理空间数据 而地图以图纸的形式保存地理信息 信息量大 使用方便 2 查询的方式不同 gis通过计算机进行查询和数据更新 而地图通过肉眼进行判读 功能强大 3 gis能进行动态监测和评估预测 而地图有许多方面做不到 参考答案 2 有人说 gis是地图的延伸 你怎样理解 地图是gis的重要信息源 是gis的基础 gis是地图的发展和完善 除具备地图的基本功能外 还有地图所没有的更多功能 四 数字地球含义指把整个地球信息进行数字化后 由计算机网络来管理的技术系统 3s联系 相互独立 相互促进区别 rs gps gis 数字地球 简介1998年1月31日 美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心做 数字地球 认识21世纪我们这颗星球 的讲演 首次提出这一概念 数字地球指的是建立一个地球信息模型 将地球上每一角落的信息都收集 整理 归纳 按照地球地理坐标建立完整的信息模型 用网络联结起来 使地球上的每个人都可以快速 完整 形象地了解地球宏观和微观的各种情况 数字地球中包含有高分辨率的地球卫星图像 数字化的地图以及经济 社会和人口统计的信息 计算机通讯技术 rs gps gis 获取 空间定位 分析 处理 管理 应用 地理信息技术 数字地球 支撑 基础 数字地球指的是地球信息模型 即把地球上每一角落的信息都收集起来 按照地球上的地理坐标建立起来的完整的信息模型 1读右图讨论 数字地球的概念 想一想 构建数字地球的关键技术是什么 关键技术 计算机 卫星遥感 rs 全球定 gps 地理信息系统 gis 最主要的基础设 信息高速公路和国家空间数据基础设施 核心内容 信息化 已经建成了完善的四大计算机网络 建立了多个遥感卫星和气象卫星地面接收台站 配合中低空机载对地观测平台和地面观测台 能够接收和处理多种标准的卫星图像数据 取得了大量高分辨率的全景摄影图 2006年3月6日 自主研发的第一个数字地球原型系统通过了成果鉴定 被认为是国际上除美国外的又一先进的数字地球原型系统 信息高速公路与高速网络技术 空间信息技术与空间数据基础设施 高分辨率卫星遥感技术 大容量数据存储技术 高性能计算能力 可视化和虚拟现实技术等技术等 中国数字地球知多少 2走进数字地球 畅想数字校园 走进数字校园 教师备课数字化 从网络下载教学资料和图片 形成多媒体课件 在联网的教室中 点播高质量的视频 利用网络师生互动 电脑批改作业 学生学习数字化 丰富的媒体感受 灵活多样的师生交互 课后利用共享资源 调出教学课件继续学习 自主性加强 在网上与师生交流探讨问题 校园资源数字化 提供学习方法 提供课程学习 实验 实习等教学资源 考查学习效果 颁发学历文凭 图书馆借书 广播数字节目等 财务管理数字化 缴学生学杂费 支办公费用 经费收支查询 学校财产 收费标准文件等 数字政府 是指在现代计算机 网络通信等技术支撑下 政府机构日常办公 信息收集与发布 公共管理等事务在信息化 网络化的环境下进行的国家行政管理形式 主要作用 提高政务办公效率 网上在线办公 创造出 虚拟政府 环境 改变了政府的组织形式 节省人力资源 高度民主的政府 减少官员腐败等 表现形式 政府办公自动化 公民随机网上查询政府信息 政府进行电子化民意调查和社会经济统计 电子选举 网上公众决策讨论 政府实时信息发布 各级政府间的可视远程会议 电了商务 政府公共管理自动化 如自然灾害应急反应 智能交通控制等 3我们一起跨入未来世界 在下列选题中任选一个 描述它的特征 数字政府 数字农业 数字城市 数字环保 数字奥运 数字奥运建筑技术在展览 数字农业数字农业的基本含义是指运用数字地球技术 融合遥感 全球定位系统 地理信息系统 计算机网络等技术 根据农田的具体情况 做到 系统诊断 优化配方 技术组装 科学管理 的集约化和信息化的高新技术系统 形成精准选种 精准播种 精准施肥 精准灌溉 动态监控 机械收割以及采后处理的 链条 以实现最佳投入 产出比 同时能够保护生态环境 数字农业的根本目的是以最少的或最节省的投入 获得最高的经济收益和最佳的环境效益 数字城市所谓 数字城市 就是把 原型城市 以数字化的形式装进计算机里进行管理 数字化城市 广义上讲 是指城市的信息化 它既是城市信息化的概述 又是城市信息化的目标 是用数字化的手段来处理 分析和管理整个城市 促进城市的人流 物流 资金流 信息流 交通流的通畅 协调 数字环保数字环保是数字地球在环保信息化和环境管理决策中的具体应用 它是以环保为核心的 由基础应用 延伸应用 高级应用和战略应用的多层环保监控管理平台集成的系统 具体包括环境测控跟踪系统 环境预测预报系统 污染源平面显示管理系统 污染源异动跟踪报警系统 环境状况领导速查系统 环保增值业务管理系统 排污收费系统 环境gis系统 污染事故预警系统 环保业务工作流管理系统 环保动态仿真系统 环保决策支持系统和分布式万维拟境系统等系统 其基本实施过程就是将信息 网络 自动控制 通讯等高科技应用到环保领域 实现环保的数字化 rs技术 gis技术 gps技术等现代化技术是国土整治和区域发展研究中应用比较广泛的技术手段 完成以下问题 2 能在很短时间内获得全面资料的技术是 a 遥感技术b 地理信息技术c 全球定位技术d 电子通信技术 a 3 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 信息源c 数据库d 表达 b 4 要想随时知道自己所处位置的地理坐标 需要拥有 a 全球定位技术b gps信号接收机c 地理信息技术d 遥感技术 b 5 如果将gis用来监测火灾 可以 a 预测 判断引起火灾的原因b 预测森林火灾的所在地点c 预测森林火灾所造成的后果d 及时查明火灾地点 范围 分析火势蔓延方向 制定灭火方案 d 6 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成本d 会促进渔业生产 加大渔业资源