第二节　地理信息技术在区域地理环境研究中的应用

1 / 22第二节 地理信息技术在区域地理环境研究中的应用本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址文章来源m 第二节地理信息技术在区域地理环境研究中的应用目标定位1记忆地理信息技术的概念；理解地理信息技术在区域地理环境研究中所起的作用。2.记忆遥感的概念和工作过程；结合实例，理解遥感在区域地理环境研究中的巨大作用。3.记忆全球定位系统的概念和组成；了解它在区域地理环境研究和交通等方面的用途。4.运用有关资料，了解地理信息系统(GIS)在城市管理中的功能。5.理解数字地球的概念，并弄清“3S”之间的关系及其与数字地球的关系。核心点一“3S”技术对比“3S”技术是指遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)，在现代社会中应用越来越广泛。遥感技术(RS)地理信息系统(GIS)全球定位系统2 / 22(GPS)概念利用一定的技术装备，在航空器(如飞机)或航天器(如卫星)上，对地表物体进行远距离感知是对数据进行输入、管理、分析、表达的系统利用卫星，在全球范围内适时进行导航、定位的系统技术程序(或组成部分)物体辐射和反射电磁波 信息收集 信息传输 信息处理分析 专业图件、统计数字信息源 数据处理 数据库 空间分析 表达空间部分GPS 卫星星座地面控制部分地面监控系统用户设备部分GPS 信号接收机特点探测范围大，获得资料的速度快、周期短，限制少，适应性强，应用广计算机系统支持；空间分析、多要素、综合、动态预测全能性、全球性、全天候、连续性、实时性用途资源勘探、动态监测、规划决策城市信息管理与服务、城市规划、城市道路交通管理、城市抗震防灾、城市环境管理、流行病防治为用户提供精密的三维坐标、速度和时间，应用于军事、测量、交通、救援、农业等领域思维拓展遥感图片的判读方法3 / 22色调、灰阶：是电磁波辐射能量差异在像片上的反映。色调在彩色像片上是最直观、最明显的解译标志，由于不同地物与电磁波辐射相互作用的机理不尽相同，反射、散射、吸收、透射和发射的特性也不同，在彩色像片上反映为色调的差异；根据地物在像片上的颜色差别，反过来认识地物的属性。灰阶是黑白像片的主要解译标志，根据像片边框上附的灰阶表和像片上的具体影像进行对比，从而确定该影像的灰阶。例如，在卫星影像上，水文要素(如湖泊、河流等)为深蓝色或者蓝黑色，人工建筑(如城市、村庄、道路等)呈现灰白色或者浅蓝色，植被呈现红色。形状：地物的形状与其在像片上的形状之间是一种透视关系，因此，根据影像的形状可以判定像片上与之相似的有关地物。例如，湖泊等自然地物的边界多为圆滑的；人工建筑、工程的边界往往棱角分明；森林、湖泊、城市为面状或斑状；道路、河流多是线状；村庄为不规则的点状或星状；道路的宽度往往不发生变化，而河流的宽度则弯曲多变等。大小：地物在像片上的大小取决于像片的比例尺，根据地物大小能在许多形状相似的影像中区分出地物的属性。如飞机场和足球场在图像上形状相似，但根据大小可将其区分开。阴影：分本影和落影。本影是物体未被阳光直接照射4 / 22到的阴暗部分，如阴坡。本影可造成立体感；落影是太阳光斜射时，地物投射在地面上的影子。落影的形状可用来判别地物的性质，也可量算地物的高度与面积。如圆形的水塔、树冠、烟囱等在图像上都呈圆点状，根据落影形状特征就可加以区别。结构：是群体物体有规律的组合反映影像的特征。例如，在卫星影像上，与湖泊相连的线状地物多为河流、沟渠；与村庄相连的线状地物则多为道路；对于难以分辨的小池塘和小村庄，则要进行分析，即与道路连接的是村庄，与河流连接的则是池塘。相关标志：是建立在自然界各种事物互相联系、互相制约的基础上，例如，卫星像片上可利用地貌特征推断岩性，利用植被推断土壤类型、温度带、气候类型、地下水状况等。核心点二“3S”技术与数字地球的关系思维拓展(1)图解地理信息系统在商业活动中的应用(1)图解地理信息系统与城市管理(2)图解地理信息技术在医疗救护方面的应用5 / 22类型 1 遥感及应用下图反映了雪地、沙漠、湿地、小麦的反射光谱曲线。读图回答问题。(1)可见光的波段范围为 微米。(2)从图中可以看出，不同的地物在同一波段其反射率不同，同一地物在不同的波段其反射率也不同，这是在照片上判读各种地物的基础。例如，利用微米波段的照片，可以把 与其他地物区分开；利用微米波段的照片可以把沙漠与小麦、湿地区分开；利用微米波段的照片可以把 与区分开。答案(1)(2)雪地小麦湿地解析雪地的反射光谱在微米有一个强反射峰值，因此利用该波段图片就可以把雪与其他地物区分开。湿地的反射率均很低，而小麦在微米形成一个强反射峰值，因此利用此波段照片可以把小麦与湿地区分开。【变式练习 1】读“遥感直观示意图” ，回答(1)(2)题。6 / 22(1)关于遥感技术装备名称的判断，正确的是(双选)()A为卫星为红外扫描仪 B为传感器为发射塔c为卫星为传真机 D为红外扫描仪为地面接收站(2)遥感技术可应用的领域有(双选)()A人口普查 B森林普查c农作物病虫害监测 D交通定位导航答案(1)AD(2)Bc解析第(1)题，遥感技术装备主要是由航天器或航空器、传感器、遥感地面系统三部分组成。从图中表达的意思看，为航天器，为传感器，为地面系统。第(2)题，遥感技术应用领域广泛，在区域地理环境研究中，广泛应用于资源调查、环境监测、自然灾害防御监测等领域。在四个选项中，人口普查是详细的人对人的具体的统计工作，不能通过遥感完成，交通定位导航运用的是 GPS 技术。类型 2 全球定位系统及应用格林尼治时间 XX 年 12 月 28 日 5 时 19 分，由俄罗斯“联盟FG”火箭运载的“伽利略”计划首颗实验卫星“GIoVEA”从哈萨克斯坦的拜科努尔航天中心发射升空。7 / 22欧洲向“卫星定位技术独立”迈出重要一步。随着越来越多国家参与到“伽利略”计划中，世界将从美国主导卫星定位系统走向竞争合作共存的新局面。GPS 系统由 24 颗卫星组成，这些卫星均匀地分布在 6 个相对于赤道夹角为 55度的近圆形轨道。这种布局可以保证在全球的任何一点、任何时刻均能收到 4 颗以上的卫星信息。根据以上材料和下图，回答(1)(2)题。(1)下列不属于卫星定位技术应用范畴的是()A野外考察时用以空间定位B为行驶的汽车提供精密的速度、时间信息c为飞行中的民航客机提供三维坐标D为无线移动手机用户提供实时的通信服务(2)GPS 卫星轨道夹角为()A120B30c45D60答案(1)D(2)D解析GPS 的作用主要是用来全球定位，所以第(1)题答案应选 D 项。(2)24 颗卫星平均分布在 6 个轨道平面上，所以每两个轨道夹角应该是 360/6，D 项正确。【变式练习 2】XX 年 2 月 7 日上午，在西北某军用机场，三架轰炸机相继呼啸升空，向内蒙古黄河上空飞去。战机按预定方案先后 5 次进入冰凌堆积区实施轰炸，24 枚8 / 22炸弹全部命中目标。黄河炸凌今年首次试航试投任务圆满完成。在黄河凌情监测中可能用到的是_技术，在飞机轰炸目标时，可能用到_技术来完成空间定位。ARSGISBRSGPScGPSRSDGISRS答案B解析RS 技术主要应用于资源普查、环境和灾害监测，GPS 技术主要应用于定位导航中。类型 3 地理信息系统的应用“GIS”的英文全名是GeographicalInformationSystem，也叫地理信息系统。具有地图处理、数据库和空间分析这三大功能。GIS 不仅可以像传统地图一样，解决与“地点” “状况”有关的查询，而且能进行趋势分析，复杂的“模式分析”和用“虚拟模拟”进行预测性分析。据此回答(1)(2)题。(1)如果将 GIS 用来监测森林火灾，可以()A分析、判断引起火灾的原因B预测森林火灾的发生地点c预测森林火灾后所造成的后果D及时知道火灾的地点、范围，分析火势蔓延方向，制定灭火方案(2)有的渔民已利用 GIS 技术来寻找鱼群，如果普遍引用9 / 22这一技术()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会增加渔业的生产成本D会促进渔业生产，加大对渔业资源的开发利用，提高渔民的生活水平答案(1)D(2)B解析第(1)题，地理信息系统可以对自然灾害进行动态监测及评估预测。第(2)题，c、D 选项存在明显错误，A 项中的“持续增长”不正确，因为鱼类生产的可再生是有条件的，否则会导致渔业资源枯竭。【变式练习 3】下列关于地理信息系统在区域研究中的作用的叙述，不正确的是()A地理信息系统可提供反映区域状况的各种空间信息B通过对有关信息进行分析、加工，建立能反映区域内各种因素相互关系，揭示区域结构、特征和发展规律的模型c可以对区域内自然资源和条件、区位和交通条件、人口和劳动力条件，以及经济和社会条件进行更精确的分析、评价D地理信息系统可以不借助其他技术手段，就可以对环境和自然灾害进行动态监测及评估预测10 / 22答案D解析地理信息系统必须在利用遥感、全球定位系统等提供的地理信息的基础上，才可以对环境和自然灾害进行动态监测及评估预测。类型 4 数字地球对数字地球的理解，不正确的是()A数字地球是指数字化的地球，即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B数字地球只能整合空间地理信息，不能整合时间上的地理信息c数字地球可以对地理信息进行立体的、动态的显示D数字地球能为复杂的生产、研究活动提供实验条件和试验基地答案B解析数字地球是将不同空间、时间的自然、人文的大量信息，按地理坐标，从区域到全球进行整合，并进行立体的、动态的显示，能为复杂的生产、研究活动提供实验条件和试验基地。【变式练习 4】构建数字地球的基础是()A遥感 B全球定位系统c地理信息系统 D地理信息技术答案D11 / 22解析数字地球是指数字化的地球，即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。所以说，构建数字化地球的基础是地理信息技术。1在沙漠中迷路时，可用哪种方式获知自己所处的具体位置信息()A指南针 BGPS 设备 c遥感图像 D地形图答案B解析GPS 为全球定位系统，利用 GPS 设备，可迅速确定自己所处的位置。GIS 与一般信息系统的差别是，GIS 所采集的信息是按地理空间分布特征来反映地理实体结构及其动态变化规律的。下面第一幅图为我国山东某区域的地理信息空间数据图，每个小方格表示实际长宽各 10 米，图中 r 表示河流，s 表示林木，h 表示住房，f 表示耕地；下面第二幅图数据表示相应区域内各方格的平均海拔高度(单位：米)。回答 25题。1234567891012 / 22sssssrssssssrsffsssrffffrffffhrffffrrffrffrrssrs123456789101234567891013 / 228484818680797775778186858286827777757779767677787878777577787676767676767577788076767676767574777880767676767474767781837676757475767681828276767475767677828483757574757676778184857575747576767782858512345678910 2该地的森林覆盖率为()14 / 22A18%B11%c30%D无法知道答案A3该地河流的流向是()A由西南向东北 B由北向南 c由东北向西南 D由南向北答案c4为配合区域荒山绿化，该地区准备栽培一批果树。比较适合的果树是()A柑橘 B苹果 c芒果 D草莓答案B5从地形上看，图中住房面临的主要问题是()A泥石流灾害 B干旱灾害 c地震灾害 D洪水灾害答案D6读“遥感技术工作原理示意图” ，回答下列问题。(1)从 A 图中可以看出，此遥感技术所用的运载工具是 ，这种运输工具采用的是 的方式对地面物体进行感知和识别，这种方式的遥感技术，对地面物体的分辨率是较 (高或低)的。(2)对 A 图中，航空摄影采用 的方式对地面物体进行感知，其目的是15 / 22_。(3)在 B 图中，传感器接受到的是 ，它的产生是由于 ，在这个遥感过程中，传感器之所以能够对地面物体进行分辨，其原因是_。答案(1)飞机成像高(2)多次成像增加监测的范围和信息量(3)地物反射或辐射的电磁波有太阳辐射由于地面物体的种类、性质、环境条件的不同，其反射或辐射的电磁波也各不相同解析按传感器的运输工具不同把遥感分为航空遥感和航天遥感；按传感器记录方式的不同，把遥感技术分为图像方式和非图像方式等。基础过关16 / 22由于长期以来，人多地少，人地矛盾尖锐，导致我国生态环境问题突出。据此回答 12 题。1在不同地区生态环境问题有差异，下列地区与主要生态环境问题搭配，不正确的一组是()A.“三北”地区荒漠化 B.南方丘陵地区水土流失c.河流下游与近海水污染 D.京津唐工业区重酸雨区答案D解析在不同的地区因为自然环境和人类活动的差异，分别出现了不同的环境问题。 “三北”地区为干旱半干旱区，植被一旦被破坏极易产生土地荒漠化；南方丘陵地区，坡度大，降水多且集中，所面临的生态问题是水土流失；河流下游和沿海往往是人口稠密、工农业发达的地区，水污染现象司空见惯；京津唐工业区位于北方，空气中的浮尘显碱性，不会成为我国的重酸雨区。2要对云贵高原石漠化土地蔓延进行宏观监控，宜选用的地理信息技术是()A地理信息系统(GIS)B全球定位系统(GPS)c卫星遥感定期拍摄 D人工科学考察答案c解析云贵高原的石漠化是一个动态发展的过程，对其变化的研究，最好是借助于地理信息技术中的遥感。全球定位系统(GPS)是利用卫星在全球范围内实时进行导17 / 22航、定位的系统。据此完成 35 题。3上图中的甲、乙两区域是两颗卫星在某一时刻分别所覆盖的区域，其服务范围大小是()A甲等于乙 B甲大于乙 c甲小于乙 D无法确定答案c解析由经纬网的性质可知，甲的范围小于乙。4下面关于甲、乙两区域卫星图像的解析，正确的是()A甲区域位于乙区域的西北方向B甲区域为温暖广阔的浅海，渔业和石油资源丰富c乙区域分布有世界最大的热带雨林区，但破坏较为严重D甲、乙两区域均为热带草原，牧场广阔，牛羊成群答案c解析由经纬网定位可知，乙区域应在南美洲的亚马孙地区。5GPS 与地图最基本的差异是()A空间模型 B数据模型 c阅读速度 D空间分析能力答案B解析GPS 是一种数据模型，它易与 GIS 和 GDP 相混淆。6下列关于全球定位系统的叙述，不正确的是()AGPS 是利用卫星进行导航、定位的系统18 / 22BGPS 包括两大部分，即空间部分和地面控制部分cGPS 卫星星座由 24 颗卫星组成D野外旅行，只要拥有 GPS 信号接收机，就可随时知道自己所处的经纬度答案B解析全球定位系统包括三大部分，即空间星座、地面控制系统和用户系统。7阅读下列材料，回答问题。这是某公司的一项信息化服务演示。在一个漆黑的夜晚，一位独居的老太太突发心脏病，在倒地的一刹那，她手臂上的手表式 GPS 发出红色急救信号。医护人员从“医疗急救 GIS”中的地图上迅速找到了她的住址，立即调度装有车载定位系统的救护车按照电子地图上的路径提示，在最短的时间内抵达老人的房间，为她量血压、测心跳、输氧气(1)“数字地球”有什么特点？(2)材料中的案例应用了哪些“数字地球”的技术？答案(1)数字地球的特点有：具有空间性、数字性和整体性，三者的融合统一是与其他系统相区别的根本标志；可迅速充实和联网；是一种开放式的数据平台；提供信息服务是最主要的任务；服务对象覆盖整个社会层面。19 / 22(2)GPS(全球定位系统)、GIS(地理信息系统)和车载电子系统、电子地图等数字地球技术。能力提升判读卫星遥感图像时常使用对比分析法，具体说就是对不同时间、不同地面物体的卫星图像进行对比和分析。如图，虚实两线分别代表玉米和大豆两种农作物在不同时间对两种不同电磁波的反射强度(图中符号分别代表播种30、75、100、140 天后两种农作物反射的电磁波强度)。读图完成 810 题。8区分两种农作物播种面积的最佳遥感图像应拍自播种()A30 天后 B75 天后 c100 天后 D140 天后答案A解析主要是借助图中图例反映的事物选择，重在对“区分”两字的把握。9该卫星图像可能拍自()A江汉平原 B松嫩平原 c洞庭湖平原 D太湖平原答案B解析该区域的粮食作物主要是玉米和大豆，可推知为东北地区的松嫩平原。10限制该地农业发展的主要自然因素是()20 / 22A地势较高，热量不足 B纬度较高，热量不足c地处内陆，水源不足 D地处沿海，旱涝频繁答案B解析东北地区纬度较高，热量不足，作物只能一年一熟。GIS 即地理信息系统，在国民经济各部门得到了广泛的应用。GIS 数据库由若干图层组成。据此完成 1112 题。11下列课题中，主要应用 GIS 进行研究的有()近 50 年来，某省粮食总产量与人均产量变化趋势分析近 20 年来，某市市区人口分布变化特征与城市建设相关性分析某市郊区土地利用状况与农业结构变化特征分析某市市区主要道路交通流量状况分析及公交线路、站点分布的方案设计ABcD答案c解析图层有土壤、地形、居民点、土地利用及水系