3S技术在地理教学中的应用.doc

3S技术在地理教学中的应用明德高级中学杨丽红 所谓3S技术即全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感技术（RS）的总称。因为三者常常集成为一个综合的应用系统，GPS进行实时定位，RS进行数据采集更新，GIS进行空间分析和综合处理等。其实三者既相对独立，又密切关联。3S在农业、工业、国防、交通、环保等众多领域得到广泛应用，并且不断拓展应用范围，取得了巨大的社会效益和经济效益，受到世界各国的重视和社会公众的关注，是当前IT界及相关应用行业的热门技术之一。1 3S基本概念1.1 RS 概述 遥感（RS）是在高空或远距离处，利用传感器接受物体辐射的电磁波信息，经加工处理成可识别的图像或电子计算机用的记录磁带，揭示被测物体的性质、形状和变化动态。遥感技术包括传感器技术、信息处理、提取和应用技术，目标信息特征的分析与测量技术等。遥感技术可应用于气象、地质、地理、农业、林业、陆地水文、海洋、测绘、污染监测及军事侦察等领域。 遥感通常按其承载传感器的平台不同分为航天遥感、航空遥感、地面遥感。根据获取信息的电磁波波段不同，可以分为可见光遥感、红外遥感、微波遥感、紫外线遥感。遥感具有感测范围大，综合宏观的特点；信息量大、手段多、技术先进的特点；获取信息快、更新周期短、动态监测的特点；用途广，效益高的特点。1.2 GIS 概述 地理信息系统（GIS）是利用现代计算机系统和数据库技术，用以输入、编辑、分析、储存及显示空间及其属性的地理资料系统。GIS是一个以地理数据为研究对象，以空间数据库为核心，采用多种数据分析与建模方法，实时提供多种空间和动态资源与环境信息，为科研、管理和决策服务的计算机应用系统。 GIS能把图形管理系统和数据管理系统有机地结合起来，不但克服了数据库和图形系统各自固有的局限性，而且使二者的优势相联合，优势更加突出，功能倍增。GIS既管理对象的位置又管理对象的其他属性，而且位置和其他属性是自动关联的，GIS提供的信息产品不仅仅是简单的文字和数据，而且还有一幅幅空间图形或图像。位置图往往比文字更能说明空间问题，它给人以直观完整而深刻的印象，GIS具备对这些带有空间属性的对象进行输入、输出、编辑、修改、查询等基本功能。1.3 GPS 概述全球定位系统（GPS）是由美国国防部为其星球大战计划，从上世纪七十年代制造GPS系统Navstar 卫星开始，历时20年，到1993年建成的空间军事系统，它被称为继阿波罗飞船登月、航天飞机之后耗费巨资的第三大浩繁空间工程。1996年3月白宫宣布“每个人都可以使用更高精度的GPS系统，降低民用GPS信号精度的做法将在10年内逐步取消”之后，GPS除军事应用外，开始在民用领域迅速扩展。GPS由三个分系统组成：一是由24颗分布于2万公里高度的6个轨道围绕地球飞行的卫星构成GPS空间卫星网（另外有3颗备份星）；二是由分布于全球的5个监测站、1个主控站、3个注入站构成的地面监测控制（支撑）系统；三是遍布全球的固定或移动的GPS用户接收系统。GPS是近年来高速发展的最具开创意义的高新技术之一，因其全球性、全能性、实时性、全天候的连续高精度导航定位、测速、授时等功能和技术优势，广泛应用于各个领域。由于全球卫星定位技术具有在军事、商业等广阔的应用前景，2002年由欧盟发起，并且中国与2003年与其正式合作，联手实施“伽利略（GALILEO）计划”。23S 技术在地理教学中的应用2.1 RS 应用 经过40多年的发展，遥感技术已成为一种影像遥感和数字遥感相结合的先进、实用的综合性探测手段，被广泛应用于资源、环境、地质、地理、气象、海洋、农业、林业及军事侦察等领域。在高中地理教学中，遥感技术可以广泛地应用于辅助教学，提高教学效果。 地表许多灾害从影响区域来说，可能涉及一个很大的区域，遥感的大范围观测的特征提供了监测灾害的可能，相关的遥感影像有助于在教学过程中帮助学生理解这些区域性过程。例如，利用遥感在草原和森林火灾监测、沙尘暴灾害监测、海洋污染监测、火山喷发和地震等监测的案例与影像，辅助讲授自然灾害的发生、发展过程，进行灾害影响分析。又如，遥感在森林火灾监测中的应用，可以帮助学生认识现代技术对森林防灾救灾中的意义。再如，火山、地震等过程对学生来说很难有直观上的认识，利用遥感影像，能够宏观、逼真地展现它们的发生过程或活动状态。2.2 GIS应用针对地理知识的特点，许多内容具有一定的空间属性，而传统的教学手段主要是运用挂图、课本插图或投影片来进行讲授，在一定程度上可以加深学生对知识的理解，但由于这些都是静态的显示，在视觉上无法即时对比感知，而且使用起来也不太方便，需要占据一定的空间，给老师板书带来不便，另外教师需要在课前花费大量时间制作和维护。而用GIS软件，通过计算机与大屏幕投影，来讲解效果就要好的多。如讲到中国的行政区划时，34个省级行政单位的名称、分布及范围可以逐个以动态闪烁的方式显示，而且分别赋予属性，可以即时查询每个省级行政区的面积、人口、社会经济情况等内容，为了突显各省级行政单位的轮廓，还可以隐去其他内容，单独显示一个省等。 用GIS技术制作相应课件进行教学具有以下优点：教师可以根据教学实际方便地对图形进行修改；可以结合教学内容在图上赋予相关的教学资料，丰富地理景观内容；可以实现地理演变的模拟演示，使学生获得更形象化的认识，起到突破难点的作用。2.3 GPS 应用在中学地理教学中，GPS的辅助作用没有GIS、RS广泛，但随着高中新课程改革的实施和学校教学条件的改善，挖掘GPS的辅助教学功能，加强其教学应用，也是地理信息技术教学应用的一个重要内容。具体来讲，GPS可以辅助讲授地图、计算机制图的发展；辅助讲授现代农业的发展；辅助讲授现代智能交通的发展，特别是GPS自动导航的作用；辅助讲授天气与气候，例如GPS在大气物理观测中的应用；辅助讲授地球研究进展，例如GPS在地球勘探、变形监测中的应用；辅助讲授宇宙、太空知识，例如GPS在航空遥感控制、卫星定轨、导弹制导、航空救援等的应用。 总之，地理信息技术（GPS，GIS，RS）应用于地理教学