32.现代化技术在国土整治中的应用.doc

现代化技术在国土整治中的应用 教学内容分析随着我国信息产业的发展和国民经济信息化进程的推进，基础地理信息已成为宏观决策、规划和管理、微观生产建设、科学研究和日常生活所需要的空间支撑信息。中国21世纪议程中明确提出：“大力发展信息产业，特别是加快建设国家基础地理信息系统。”本节教材主要介绍航空航天遥感（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）等现代技术及其在国土整治中的应用。遥感技术是比较成熟的技术，教材对遥感技术的概念、工作原理及其作用等内容的介绍比较详细。教师还要适当介绍一些航空、航天遥感相片与普通地图的区别，加深学生对通过现代化科技手段远距离探测、感知地理环境事物、获取图像信息的认识，理解“遥感是人的视觉的延伸”这句话的含义。要注意遥感技术在经济建设与国土整治方面应用的教学，例如对气象、水文预报、灾情预报、农业生产预测等。地理信息系统是信息时代的标志性技术之一。地理信息属于空间信息，具有多维结构、时序明显等特征。GIS技术对于地图制图、空间信息处理、国土资源变化的预测和监测等方面功能强大。要让学生认识GIS技术的重要作用及其应用的广泛性，认识到“GIS技术是地图的延伸，凡是用到地图或需要处理空间数据的领域，都可以借助GIS技术”，从而加深学生对计算机信息技术的认识和了解。全球定位系统是利用卫星进行全球范围内的导航、定位的高科技信息技术，是现代化高新技术的重要组成部分。这种技术的难度比较高，在教学中让学生对这些知识有一个概要的了解，形成初步的认识即可。有条件的可让学生亲自操作“GPS信号接收机”，学会“实时定位”的基本方法，体验GPS技术所具有的魅力。另外，教师还可以让学生适当了解一些有关“数字地球”的知识。知识结构教学思路设计“3S”技术属于现代科技知识和手段，对学生来说比较新颖，学生接触到的相关知识较少，所以，在教学上会有一定难度。教师在准备教学时要注意搜集与本课内容相关的信息、资料，以辅助教学，使学生获得比较直接的、感性的认识，以便于帮助学生了解这部分知识，增强学生学习的兴趣。在教学过程中，教师要多采用直观性教学的方法，设置学生参与的情境，让学生从可以看到的实际现象、图象资料开始，有感性到理性，由浅入深地去认识“3S”技术的基本知识及其应用原理。教学目标1知识目标（1）让学生理解在国土整治中引入现代技术的必要性。（2）让学生理解遥感、GIS、GPS等现代技术的基本概念及主要用途。2能力目标培养学生的识图能力、空间想像能力、形象思维能力、探究问题的能力。3情感目标帮助学生进一步树立正确的学习观，树立努力掌握先进的科学技术、为国家现代化建设服务的意识。教学手段建议教师采用多媒体辅助手段进行教学，以增强学生对“3S”技术的直观认识，并可以适当扩充教学的容量。有条件的学校，还可以让学生实地参观，如“地理信息系统研究中心”、“卫星地面接收站”等。教具准备立体镜、航空照片、卫星照片、GPS信号接收机、自制投影图片等。教学过程情景导入放录像中国50年大庆时，一架架雄姿英发的战鹰，排着始终如一的队形，分秒不差地通过天安门广场上空。投影片据广州日报报道（200216），广州110护车神城市机动车防盗劫联网报警系统正式开通运行。它标志着广州机动车安全技术防范进入新一代网络化阶段。从报警中心电脑屏幕上，记者看到城区电子地图上布满了红点，这是该系统布下的监控定位点，在广州八大区共有1500个。该报警系统由车辆报警发射装置与系统报警中心相连，系统报警中心又和公安110指挥中心联网。该系统将24小时不间断接报警情。四道防线力拒车贼：第一道防线：当入网车辆出现非正常打开车门、点火、移动或遇到交通事故时，车上的报警装置将立即将信号传送给车主。第二道防线：报警信号还将传送给现场附近的保安。第三道防线：报警中心的电脑屏幕中自动弹出报警汽车所在位置、移动方向、车型、车牌号等基本资料。同时，110护车神系统在城市外通路口安装有自动登录控制仪，对被盗抢车辆自动反控停车，形成保护车辆的电子屏障。第四道防线：如查出确实有警情，车辆报警信息即时自动传至公安110指挥中心，便于公安机关调动最近警力及时处理警情。提问1建国50周年大庆那完美的一瞬，单靠空军的高超技艺就能完成吗？2看了这篇报道，你有什么想法？以上的录像和报道，是利用遥感技术、地理信息系统和全球定位系统来完成的，你想知道究竟吗？学完本节课，你就能找到原因了。录像片1998年长江流域特大洪水灾害时，中央电视台连续几天对受灾地区的水位和受灾面积的即时报道。提问1如此准确、详细的信息是怎样在这么短的时间里得到的？2不用量测也能知道海水的温度吗？以上主要是利用了遥感技术而得到的信息。教师讲解板书一、遥感技术及其应用1遥感概念遥远的感知，简称RS，是一种不通过直接接触目标物而获取其信息的一种技术。包括空对地，地对空，空对空遥感，它是实时获取、动态处理空间信息的观测、分析的先进技术系统。2遥感技术从传感器接受信息到遥感信息的应用过程称遥感技术。如空对地遥感：从不同的工作平台上（如气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机）的探测仪器（传感器）对地球表面的电磁辐射（包括反射和发射）特征信息进行探测，并经信息的传输、处理及其判读分析，以对地球资源及其环境等进行调查、监测、评价研究的综合探测技术。3遥感特点具有探测范围大，速度快，周期短，形式多，适应性强等特点。遥感信息可以提供地物之间的空间位置、空间相互关系、属性及其变化等信息。4遥感像片的判读同学们读火山航空相片。问题讨论航空相片与普通地图有何区别？5遥感应用已经广泛应用于陆地水资源调查、土地资源调查、植被资源调查、地质调查、城市遥感调查、海洋资源调查、测绘、考古调查、环境监测和规划管理等，为地理信息系统提供大量的数据和图像。http：/159. 226.117.45/GeoBeans/chinapro/default.htm教师讲解板书二、地理信息技术及其应用1概念专门处理地理空间数据的计算机系统，简称GIS。GIS是建立在地球科学、信息科学和系统科学等基础上的边缘科学，它研究的主要内容是地球系统内的信息流，即关于自然、人文现象和空间分布与组合的信息，是对地理环境的数量、质量、分布特征、相互联系和运动规律的具体描述，从而产生对资源、环境、区域规划、管理决策、灾害防治等方面的有用信息，成为科学研究和领导决策的重要依据。2基本功能A数据采集与编辑功能：B地理数据库管理功能：C空间分析功能：D制图功能：3组成投影展示教师适当讲解。4应用凡是考虑到空间地理位置的地方都可以利用GIS。广泛应用于农业、林业、国土资源、地矿、军事、交通、测绘、水利、广播电视、通讯、电力、公安、社区管理、教育、能源等几乎所有的行业，并正在走进人们日常的工作、学习和生活中。（1）对全球变化的动态监测由于GIS具有庞大的动态数据库，所以可以进行动态监测。例如联合国粮农组织在意大利建立的RS与GIS中心，负责对欧洲和非洲的农作物生长和病虫害防治提供实时的监测和技术服务。（2）为基础产业服务可进行全国范围的自然资源调查、环境研究、土地调查与利用、各种灾害预测和防治等工作。例如，在一张全国土地覆盖和利用状况分布图中，可以查到：全国耕地空间分布、全国森林分布、全国草地分布、全国沙化分布、全国水域分布、全国建设用地分布、全国未利用土地分布等二十四个专题图，可以在图中进行面积计算，还可以查到某地的温度和湿度等各种数据，为区域规划的制定提供了有力的依据。（3）为城市建设服务可用于土地管理、环境保护、污染治理、市政工程服务和城市规划等。例如重庆市公路局启动了重庆市公路管理地理信息系统的建设。（4）为企业服务如森林管理员坐在计算机终端旁，通过对数字地图的变焦和漫游，便可在几分钟内检查林场中任一地块的采伐情况和产权变化。（5）为工程施工服务例如南水北调三条路线的对比、西部大开发的规划、北京沙尘暴的研究（6）为军事服务在美国人发动的所有战争中，先进技术都是他们的压倒性优势，现在他们拥有全球命令和控制系统以及联合监视和目标攻击系统。如在科索沃战争中，美军仅以损失一架飞机的代价，完成了对敌方持续11周的空中打击。投影片美海军应用水下全球定位系统技术法国的ASCA公司已为美海军开发了利用水下全球定位系统（GPS）技术进行搜索与救援以及对抗水雷的系统，它可以利用水下的GPS信号确定目标的经、纬度和深度坐标。该系统可用于跟踪沉在水下的飞机或潜艇中释放的移动黑匣子声波发送器，只需要不到半天的时间就能寻找到目标。在2001年夏天进行的一次试验中，该系统只用了1个小时就寻找到了目标。水下GPS系统的另一项可能的应用就是进行爆炸性军火处理（EOD），可以用来处理在科索沃战争中投放在地中海的没有爆炸的哑弹。此外，该技术还可以用于水雷对抗等许多领域中。教师讲解板书三、全球定位系统及其应用1概念利用卫星，在全球范围内实时进行导航、定位的系统称全球定位系统，简称GPS。2组成（1）空间部分：GPS卫星星座由六个轨道面内的24颗卫星组成，其中有3颗是备用卫星（见课本插图）。卫星的基本功能是：接收和储存由地面监控站发来的导航信息，并执行控制指令；进行必要的数据处理工作；提供精密的时间标准；发送定位信息；调整卫星的姿态和启用备用卫星。（2）地面监控部分；由分布全球的五个地面站组成注：主控站和注入站都位于监控站里。（3）用户设备部分接收GPS卫星发射的信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作。3特点能提供精密的三维坐标、速度和时间，并且具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性等特点。4应用全球定位系统以其精度高、速度快、费用省、操作简便等特性被广泛应用于农业、林业、水利、交通、航空、测绘、安全防范、军事、电力、通讯、城市管理等部门。计算机展示http：//shuziditu/images/1/4.gif（GPS专用数字地图）例如，我国从1985年进行全国土壤普查，到1996年才完成工作。现在借助GPS来定点采样，同样的土壤分析和整理制图只要半年时间即可完成，效率提高了20倍。教师小结各种高新技术都具有组合技术的性质，同样，遥感、地理信息系统和全球定位系统三者联合，形成了强大而神奇的功能。它们之间的关系见下图。随着知识经济时代的来临，信息将成为人类社会财富的源泉。而信息的获取，需要强大的技术支撑，只有掌握了最先进的技术，国家才能繁荣富强。作为新世纪的主人，你有什么打算吗？问题讨论分析渔民利用定位技术捕鱼的利弊。你认为应该如何趋利避害？板书设计 第二单元 中国的国土整治与区域发展 22 现代化技术在国土整治中的应用 教师参考资料一、遥感遥感技术系统包括：空间信息采集系统（包括遥感平台和传感器）、地面接收和预处理系统（包括辐射校正和几何校正）、地面实况调查系统（如收集环境和气象数据）、信息分析应用系统。常用的传感器：航空摄影机（航摄仪）、全景摄影机、多光谱摄影机、多光谱扫描仪（Multi Spectral Scanner, MSS）、专题制图仪（Thematic Mapper, TM）、反束光导摄像管（RBV）、HRV（High Resolution Visible range instruments）扫描仪、合成孔径测视雷达（Side-Looking Airborne）。遥感特点：二、地理信息系统GIS组成：GIS的基本功能：A数据采集与编辑功能：遥感图像、地图和各种统计与实践数据是其主要信息来源，通常是通过图形数字化、数据规范化和数据编码来采集数据的，并且数据是动态的，可以定期更新。具有多源性和海量数据的特征。B地理数据库管理功能：对数据信息进行重新组织，增强数据间关系的描述，使数据信息能以多种方式为尽可能多的用户提供服务，实现数据信息资源的共享。所以此系统具备：数据库定义功能、数据库装入功能、数据库管理功能、数据库保护功能和数据库通讯功能。C空间分析功能：具备分析和变换能力。通过对原始数据进行构建模型和分析处理之后，得到需要的结果和知识，并以此作为决策的依据。D制图功能：可以在极短时间内制作各种各样的地图，并且在地图的存储方式和可视化方面取得了巨大的突破。例如现在在日本，只要在电脑里输入宾馆的电话号码，则宾馆所处的位置、房间的布局和设施等就会展现在眼前。三维可视地理信息系统，是一套以数字正射影像（DOM）、数字地面模型（DEM）、数字线画图（DLG）和数字栅格图（DRG）作为综合处理对象的GIS系统。该系统结合了三维可视化技术（Visual）与虚拟现实技术（Virtual Reality），完全再现管理环境的真实情况，把所有管理对象都置于一个真实的三维世界里，真正做到了管理意义上的“所见即所得”。三、地球空间信息学地球空间信息学是为研究全球变化和解决人类环境的可持续发展问题提供理论基础和技术支持的地球信息科学的一个重要分支，它为地球科学问题的研究提供数字基础、空间信息框架和信息处理的技术方法。地球空间信息学就是以全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）和遥感（RS）等空间信息技术为主要内容，并以计算机技术和通讯技术为主要的技术支撑，用于采集、测量、分析、存储、管理、显示、传播和应用于地球和空间分布有关数据的一门综合集成的信息科学技术，也是数字地球的基础。它们之间的关系见图：在环境监测与分析、资源调查与开发、灾害监测与评估、区域规划、城市管理与发展等许多领域都广泛使用。指导教师点评广东省教育厅教研室 高级教师 周顺彬RS、GIS、GPS是高新技术在地理学研究中的最新手段，对于高中生乃至中老年地理教师来讲都是比较生疏的，因