地理信息技术在区域地理环境研究中的应用课件

导入新课,不识庐山真面目，只缘身在此山中。苏轼的题西林壁,欲穷千里目,更上一屋楼。王之涣登鹳雀楼,足不出户，可知天下事。,我国神舟号飞船,法国SPOT-4卫星,火箭发射,国际空间站,第二节地理信息技术在区域地理环境研究中的应用,教学重点：1、遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用；2、全球定位系统在定位导航中的应用；3、地理信息系统的原理；4、数字地球的基本内容。教学难点：1、遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理，以及数字地球的含义；2、遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境研究中的应用。,教学重难点,自学思考一：,地理信息技术的概念？地理信息技术主要类型？地理信息技术广泛应用于哪些方面？,1、遥感RS（RemoteSenting）,、全球定位系统GPS（GlobalPositionSystem）,3、地理信息系统GIS(GeographicInformationSystem),3S技术,地理信息技术概况,地理信息技术是指获取、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术的总称。地理信息技术科学体系的核心技术包括3S。遥感（RS）全球定位系统（GPS）地理信息系统（GIS）地理信息技术广泛应用于区域地理环境研究（资源调查、环境监测、自然灾害防御监测、国土资源管理、国土开发规划）；大众化应用也成为趋势,自学思考二：,什么是遥感？遥感的主要环节有？遥感技术的原理是什么？遥感具有哪些特点？遥感技术有什么作用？广泛应用于哪些领域？,一.遥感（RS）,1.概念：（遥远感知）,人们在航空器或航天器上利用一定的技术装备，对地表物体进行远距离的感知。,按遥感平台的高度分类大体上可分为：,2、遥感的分类,地面遥感：高塔、车、船为遥感平台航空遥感：飞机、气球、飞艇等航天遥感：卫星、飞船、空间站等,遥感平台,3.主要环节：,物体辐射和反射电磁波,收集,传输,信息处理信息分析,专业图件统计数字,（目标物）,（传感器）,（遥感地面系统）,（成果）,4.遥感技术的原理,地物在不断地吸收、发射（辐射）和反射电磁波，并且不同物体的电磁波特性不同。遥感就是根据这个原理，利用一定的技术设备和装置，来探测地表物体对电磁波的反射和地物发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。,地球上的物体都在不停地发射、反射和吸收电磁波，并且不同物体的电磁波特性是不同的。人们可以根据电磁波的差异来辨析物体的不同。,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。,5遥感的优越性,思考1：从监测的范围、速度，人力和财力的投入等方面看，遥感具有哪些特点？,多,少,差（慢）,好（快）,多,少,高,低,小，有些地方不能人工调查,广，能获得人眼看不到的信息,差，不能全天候观测,好，能全天侯观测,遥感的特点：(1)感知的视野宽，范围大；(2)获得资料快、周期短的特点；(3)精度高、质量高、效率高；(4)遥感的运用比传统的方法节省大量的人力、财力。,思考答案,有人说：遥感是人的视力的延伸。你同意这种看法吗?,从某种意义上说有一定的道理,但不全面。人眼“看”的过程就是在遥感,眼睛相当于传感器.人眼在可见光范围内有很高的光谱分辨率，但在可见光之外则是“睁眼瞎子”.由于技术的进步和应用领域的不断开拓,传感器的功能比人眼有了很大提高,例如感应的波谱范围更宽，从紫外线到可见光、红外线，并延伸到微波，提高光谱分辨率和空间分辨率；在夜晚或恶劣天气情况下也能使用；并有一定的穿透能力等。微波遥感，对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有一定的穿透能力，又能夜以继日的全天侯工作。可见遥感不仅仅是人的视力的延伸,遥感比人眼的监测距离更远,范围更大,性能更强。,思考2：,遥感信息作为重要的信息源，为区域地理环境研究从定性到定量、从静态到动态、从过程到模式的转化和发展，提供了条件。区域地理环境研究的前提是获取地理信息。例如，将多次或逐月、逐年的遥感影像图叠加，就可反映城市的扩张、海岸的侵蚀、湖泊的消长，等等。在区域地理环境研究中,遥感广泛应用于资源凋查、环境监测、自然灾害防御监测等领域。,5遥感的应用,（1）资源调查生物资源,遥感的应用,农业方面，利用遥感技术可以识别各类农作物，计算种植面积，并根据作物生长情况估计产量；,例：1972年美国不清楚苏联国内谷物收成情况，导致苏联从美国市场抢购几百亿千克谷物，导致美国国内粮价飞涨，1977年，美国遥测苏联小麦产量，同苏联官方公布的实际数字只差1%，美国从此能在国际市场上占有销售优势。,（1）资源调查-生物资源,（1）资源调查-矿产资源,通过分析遥感图像可以划定蕴藏矿产的大致区域,卫星遥感图片：b图红色表示淹没范围(1998.8.28),（2）灾害监测,（2）灾害监测,汶川5.12地震前后RS影响对比,印尼海啸前后卫星图,（3）环境监测,为天气预报提供准确不同时段的卫星云图,（4）遥感与天气预报,台湾岛的遥感影象：能清楚的看到全岛的地貌。,乞力马扎罗的积雪,美国国防部五角大楼,9.11事件前后的纽约,(04年广东）在遥感技术中，可以根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状况。读图回答1-2题。,1、图中重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波段是（）红外线X光可见光紫外线ABCD,2、根据上图的原理，可用遥感技术直接（）划分植物类型判断植物生长的土壤类型监测树木的生长状况估测粮食作物的产量A、BCD,C,D,自学思考三：,全球地位系统的概念？GPS的组成部分？GPS的功能及特点？GPS广泛应用于哪些方面？,1概念：利用卫星，在全球范围内适时进行导航、定位的系统。,2组成：,空间部分GPS卫星星座,用户设备部分GPS信号接收机,地面控制部分地面监控系统,二、全球定位系统（GPS）,2、组成GPS系统包括三大部分：,GPS卫星星座(空间部分),地面监控系统(地面控制部分),GPS信号接收机(用户设备部分),空间部分GPS卫星星座,用户系统GPS接收机,用户系统GPS接收机,地面监控部分,地面监控系统,监测、控制,GPS卫星星座,发送导航定位信号,GPS信号接收机,3工作原理,1、GIS技术的简要程序（地理信息系统的工作流程）,STARTA,STARTB,STARTC,STARTD,卫星星座,用户设备,流动站接收信号,GPS接收天线,地面监控站,基准站电台发送信号,名词链接：“时间同步”，是指卫星上的时钟与用户设备内的时钟是精确同步的（譬如说校准到两者之间几万年才差1秒钟）。“单程测距”，是指从导航卫星上发出的无线电测距信号在传播到用户设备的这一单向行程中，就可以把它们之间的距离测量出来。,通常应用三颗卫星的数据就可以进行定位，但要保证对目标实时观测（诸如提供目标运动数据等），则需要至少四颗卫星的信号。,4.接收机信号的解读与操作,表示接收机所在的经纬度位置。,数字表示被接收信号的卫星编号，黑色柱长短表示信号的强弱。,卫星分布图描绘了在你处位置（圆心）仰望天空能搜索到的卫星，大圆表示地平线，小圆为抬以45角仰望天空的范围，越靠近中心，卫星信号越强。,5功能：,提供精密的三维坐标（经度、纬度、高度）、速度、时间。,6特点（三全两性）,(1)全球，全天候工作。(2)能为用户提供连续、实时的三维位置、三维速度和精密时间，不受天气的影响。另外：(3)定位精度高：单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。(4)功能多，应用广：随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量、导航、测速、测时等方面取得更广泛的应用而且其应用领域不断扩大。,7GPS的应用定位、导航,（1）军事,定位、导航,军事是GPS技术最早的应用领域,主要是为各种军事活动提供定位导航.在现代战争中，不仅陆、海、空三军，而且许多高科技武器弹药等，也都开始采用GPS技术进行定位导航。目前精确制导武器复合制导的重要技术手段。装备GPS制导系统之前,美军BGM-10C“战斧”巡航导弹误差约为9米；在其“惯性和地形匹配”制导系统中加入GPS后，误差降至3米，制导精度大大提高。,车辆跟踪紧急援助交通指挥提供出行路线规划和导航,（2）交通,（3）救援,（4）野外测量,珠穆朗玛峰变矮了？,课本P9：1975年8848.132005年8844.43,（5）旅游与娱乐,3、北斗卫星导航定位系统，是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），是除美国的GPS、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。,全球的导航定位系统：,2、俄罗斯全球导航卫星系统（GLONASS）,1、美国全球定位系统（GPS）,补充:,美欧中俄太空“四强”逐鹿目前GPS(美国)无疑还占据主导地位，但从技术和前景看，四大系统各有优劣：如果说GPS胜在成熟，伽利略(欧洲)胜在精准，那么格洛纳斯(俄罗斯)的最大价值就在于抗干扰能力强，而中国的北斗卫星导航系统的优势则在于互动性和开放性。,中国正在建设的北斗卫星导航系统空间段由颗静止轨道卫星和颗非静止轨道卫星组成，提供两种服务方式，即开放服务和授权服务。开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务，定位精度为10米，授时精度为50纳秒，测速精度为0.2米秒。授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务信息。,教材P9思考：,（1）GPS卫星不断发射信号；（2）汽车中的GPS用户设备接收了GPS卫星信息：位置、速度等，驾驶员输入出发地和目的地，并通过无线电信号传送至服务中心；（3）服务中心为其确定可行路线，并通过卫星传输给汽车。（4）服务中心及时通过语言提示，汽车在GPS卫星信号的引导下到达目的地。,1概念：专门处理地理空间数据的计算机系统。地图的延伸,数据处理,信息源,数据库,空间分析,信息输出表达,三、地理信息系统（GIS）,2GIS的强大功能,数据库管理系统的功能,强大的查询、分析功能,空间模拟与分析的辅助决策功能,社会因素,植物分布,工程地质,土地利用现状,基本情况,构成全部状况的研究,由不同图层构成的地理信息,强大的查询功能,空间模拟+查询功能,模拟问题,三维水灾模拟,数字地球：即信息化、数字化的地球。,四、地理信息技术与数字地球,地理信息技术：是指获取、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术的总称。,数字地球:使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们所想了解的有关地球的信息，其特点是嵌入海量地理数据，实现多分辨率、三维对地球的描述，即“虚拟地球”。通俗地讲，就是用数字的方法将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化装入电脑中，实现在网络上的流通，并使之最大限度地为人类的生存、可持续发展和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。,2.有关数字地球的主要软件:(1)googleearth(2)NASA的Worldwind1.3,网络技术,RS,GPS,GIS,广泛应用于农业、林业、国土资源、军事、测绘、交通、邮电、环境、城市管理、土地管理、金融、公安等行业。,3S技术与数字地球的关系,虚拟技术,B,1999年3月27日，北约部队一架F一117A隐形战斗机被南联盟防空部队击落。飞行员跳伞后在脚触地的一刹那，通过手持型信号发射器发出紧急呼救信号，当间谍卫星把呼救信号传送到北约空袭南联盟指挥所后，美军立即安排了救援行动。6小时后，当一架EA一6B电子干扰机发现飞行员的准确位置时，一架MH一6oG搜索与救援直升机降落在飞行员面前，把飞行员接上直升机并安全返回基地。,1飞行员发出的呼救信号是（）A.GIS系统信号B.GPS系统信号C.RS系统信号D以上都不对,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.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,4、据有关报道，伊拉克军方点燃巴格达周围浇灌石油的战壕来阻碍美军事