1.2地理信息技术在区域地理环境研究中的应用00

1、导入新课导入新课 不畏浮云遮望眼，不畏浮云遮望眼， 只缘身在最高层。只缘身在最高层。 王安石王安石登飞登飞 来峰来峰 欲穷千里目欲穷千里目, ,更上一屋楼。更上一屋楼。 王之涣王之涣 登鹳雀楼登鹳雀楼 足不出户，可知天下事。足不出户，可知天下事。 遥感（遥感（RSRS） 全球定位系统（全球定位系统（GPSGPS） 地理信息系统（地理信息系统（GISGIS） 地理信息技术与数字地球地理信息技术与数字地球 什么是地理信什么是地理信 息技术？它都息技术？它都 应用在哪些方应用在哪些方 面？面？ 地理信息技术地理信息技术 获取获取 地理地理 空间空间 信息信息 现代现代 技术技术 的总的总 称称 管理

2、管理 分析分析 应用应用 .地理信息技术的概念地理信息技术的概念 地理信息技术地理信息技术 包括包括 遥感（遥感（RSRS） 全球定位系统（全球定位系统（GPSGPS） 地理信息系统（地理信息系统（GISGIS） 虚拟环境、网络虚拟环境、网络GISGIS等等 .地理信息技术的应用地理信息技术的应用 （1）广泛应用于）广泛应用于区域地理环境区域地理环境研研 究，在资源调查、环境监测、自然灾害究，在资源调查、环境监测、自然灾害 防御监测、国土资源管理、国土开发规防御监测、国土资源管理、国土开发规 划等许多领域中发挥着重要作用。划等许多领域中发挥着重要作用。 1972年年(左左)和和1987 年年(

3、右右)拍摄的非洲拍摄的非洲 乍得湖照片显示，乍得湖照片显示， 这个世界第六大湖这个世界第六大湖 已经减少了已经减少了90% 卫星照片显卫星照片显 示南极洲的示南极洲的 最大冰架出最大冰架出 现裂缝现裂缝 珠峰区域卫星图片珠峰区域卫星图片 应用地理信息技术，可以应用地理信息技术，可以 模拟特定区域的自然过程，预模拟特定区域的自然过程，预 测、预报区域内可能发生的灾测、预报区域内可能发生的灾 害或环境变化。还可以将社会、害或环境变化。还可以将社会、 人文、经济统计数据和自然地人文、经济统计数据和自然地 理数据叠加起来以作出更为精理数据叠加起来以作出更为精 确的区域可持续发展的情况分确的区域可持续发

4、展的情况分 析。析。 （2）地理信息技术的大众化）地理信息技术的大众化 应用已成为趋势。如应用已成为趋势。如GPS汽车汽车 导航、空间信息网站、城市多导航、空间信息网站、城市多 媒体地理信息系统等。媒体地理信息系统等。 GPSGPS汽车导航汽车导航 一、遥感（）一、遥感（） 1. 1. 遥感的概念遥感的概念 所谓遥感，是人们在所谓遥感，是人们在航空器航空器( (如飞如飞 机、高空气球机、高空气球) )或或航天器航天器( (如人造卫星如人造卫星) ) 上利用一定的上利用一定的技术装备技术装备，对地表物体进，对地表物体进 行行远距离的感知远距离的感知。 人造卫星遥感示意图人造卫星遥感示意图 2 2

5、遥感的装置遥感的装置 （）传感器（）传感器遥感的关键装置遥感的关键装置 作用：传感器在航空或航天器上接受作用：传感器在航空或航天器上接受 地面物体反射或辐射的电磁波信息，并以地面物体反射或辐射的电磁波信息，并以 图像胶片或数据磁带记录下来，传送到地图像胶片或数据磁带记录下来，传送到地 面接收站。面接收站。 （）组成（）组成 遥感平台、传感器、地面接收站、信遥感平台、传感器、地面接收站、信 息处理系统等。息处理系统等。 3 .3 . 遥 感 的 主 要 环 节遥 感 的 主 要 环 节 目标物 物体辐射或 反射电磁波 传感器 收集传输 地面遥感系统 信息处理 成果 专业图件统计数字 电 磁 波

6、电 磁 波 1998年夏秋，长江流域发生了罕见年夏秋，长江流域发生了罕见 的大洪水，中科院遥感所等科研部门，利的大洪水，中科院遥感所等科研部门，利 用飞机遥感监测和卫星遥感监测技术，对用飞机遥感监测和卫星遥感监测技术，对 洞庭湖及荆江地区洪灾情况进行监测，在洞庭湖及荆江地区洪灾情况进行监测，在 很短的时间内获得了较全面的资料，给抗很短的时间内获得了较全面的资料，给抗 洪决策提供了科学依据，为夺取抗洪斗争洪决策提供了科学依据，为夺取抗洪斗争 立了大功。立了大功。 1998年洞庭湖及荆江地区飞年洞庭湖及荆江地区飞 机、卫星遥感影像对洪水监测机、卫星遥感影像对洪水监测 4 4遥感的优越性遥感的优越性

7、 （1）提高研究工作的精度和质量，节）提高研究工作的精度和质量，节 省人力、财力，提高效率。省人力、财力，提高效率。 传统的工作方法传统的工作方法 从点从点线实地观测线实地观测 面上的分析研究面上的分析研究 遥感技术遥感技术 从面上的区域分析研究从面上的区域分析研究 有重点的选择若干点有重点的选择若干点 线进行野外验证和检查线进行野外验证和检查 （2）遥感信息作为重要的信息源，为）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，提到动态、从过程到模式的转化和发展，提 供了条件。供了条件。 区域地理环境研究

8、的前提是获取地理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。在区域地理的侵蚀、湖泊的消长，等等。在区域地理 环境研究中环境研究中, ,遥感广泛应用于资源凋查、环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。境监测、自然灾害防御监测等领域。 1从监测的范围、速度，人力从监测的范围、速度，人力 和财力的投入等方面看，遥感具有和财力的投入等方面看，遥感具有 哪些特点？哪些特点？ 点拨点拨: 范围更广、速度更范围更广、速度更

9、快、需要人力更少、快、需要人力更少、 财力投入少。财力投入少。 2有人说：遥感是人的视力的有人说：遥感是人的视力的 延伸。你同意这种看法吗延伸。你同意这种看法吗? 点拨点拨: 同意。可以从遥感的定义同意。可以从遥感的定义 分析。从某种意义上说，分析。从某种意义上说， 人们人们“看看”的过程就是在的过程就是在 遥感，眼睛相当于传感器。遥感，眼睛相当于传感器。 5 5遥感技术的应用遥感技术的应用 遥感在遥感在农业方面农业方面的应用的应用 （1）遥感在农业方面的应用主要包括土地）遥感在农业方面的应用主要包括土地 资源调查、土地利用现状调查、病虫害和农业资源调查、土地利用现状调查、病虫害和农业 生态环

10、境调查及监测，以及农作物长势监测和生态环境调查及监测，以及农作物长势监测和 估产等方面。估产等方面。 （2）遥感在土地资源与土壤调查中应用广）遥感在土地资源与土壤调查中应用广 泛。泛。 （3）作物估产是体现遥感在农业方面综合）作物估产是体现遥感在农业方面综合 应用的最好例证。应用的最好例证。 长白山遥感图片长白山遥感图片 遥感寻宝遥感寻宝 遥感技术的应用范围遥感技术的应用范围 很广。除了以上介绍的森很广。除了以上介绍的森 林火灾、洪水监测外，还林火灾、洪水监测外，还 广泛应用于农业、地质、广泛应用于农业、地质、 海洋研究、环境监测等许海洋研究、环境监测等许 多方面。而且我国的遥感多方面。而且我

11、国的遥感 技术也已经在世界上具领技术也已经在世界上具领 先地位。先地位。 二、全球定位系统（二、全球定位系统（ GPS） 1 .1 .全球定位系统的概念全球定位系统的概念 利利 用用 卫卫 星星 全球范围内全球范围内 实时实时 导导 航航 定定 位位 系统系统 全球范围内全球范围内 实时实时 2.2.全球定位系统的组成全球定位系统的组成 包括三大部分：包括三大部分： 空间部分空间部分GPS卫星星座；卫星星座； 地面控制部分地面控制部分地面监控系统；地面监控系统； 用户设备部分用户设备部分GPS信号接收机。信号接收机。 GPS卫星星座卫星星座 由由21颗工作卫星和颗工作卫星和 3颗在轨备用卫星颗

12、在轨备用卫星 组成。这组成。这24颗卫星颗卫星 均匀分布在六个轨均匀分布在六个轨 道平面内。全球任道平面内。全球任 何地点在任何时刻何地点在任何时刻, 地平面上空至少有地平面上空至少有 四颗四颗GPS卫星。卫星。 GPS卫星星座卫星星座 地面监控系统地面监控系统 GPS 系统的幕后工作系统的幕后工作 者，主要包括一个主控站、者，主要包括一个主控站、 四个监控站、一个上行注入四个监控站、一个上行注入 站。监控站的主要任务是取站。监控站的主要任务是取 得卫星观测数据并将这些数得卫星观测数据并将这些数 据传送至主控站，主控站收据传送至主控站，主控站收 集各监控站对集各监控站对GPS 卫星的卫星的 全

13、部观测数据，利用这些数全部观测数据，利用这些数 据计算每颗据计算每颗GPS 卫星的轨卫星的轨 道和卫星时钟校正值，并将道和卫星时钟校正值，并将 这些数据和实时预报的星历这些数据和实时预报的星历 图通过上行注入站发送给对图通过上行注入站发送给对 应的卫星。应的卫星。 GPS 信号接收机信号接收机 GPS卫星发送的导航定位卫星发送的导航定位 信号，对于陆地、信号，对于陆地、 海洋和空海洋和空 间的广大用户，只要用户拥有间的广大用户，只要用户拥有 能够接收、跟踪、变换和测量能够接收、跟踪、变换和测量 GPS信号的接收设备，信号的接收设备， 即即 GPS信号接收机。可以在任何信号接收机。可以在任何 时

14、候用时候用GPS信号进行导航定位信号进行导航定位 测量。测量。 全能性全能性(陆地、海洋、航空和航天陆地、海洋、航空和航天) 全球性全球性 全天候全天候 连续性连续性 实时性实时性 3.全球定位系统的工作特点全球定位系统的工作特点 （）为各类用户提供精密的三维坐标、速（）为各类用户提供精密的三维坐标、速 度和时间。度和时间。 4.4.全球定位系统的应用全球定位系统的应用 （）在区域地理环境研究中的应用。（）在区域地理环境研究中的应用。 例如：野外调查是区域地理环例如：野外调查是区域地理环 境研究常用的方法之一，全球定位境研究常用的方法之一，全球定位 系统可以帮助野外考察人员确定考系统可以帮助野

15、外考察人员确定考 察点的地理位置（经度和纬度）、察点的地理位置（经度和纬度）、 高程（海拔），从而可在野外调查高程（海拔），从而可在野外调查 中获得更为精准的数据。中获得更为精准的数据。 （）在日常生活中应用（）在日常生活中应用GPS导航导航 无论是在飞行的飞机上，行驶的无论是在飞行的飞机上，行驶的 汽车和船舶上，还是徒步在野外考察、汽车和船舶上，还是徒步在野外考察、 旅行，只要拥有手掌大小的旅行，只要拥有手掌大小的GPS信号信号 接收机，就能随时知道自己前进的方接收机，就能随时知道自己前进的方 向和所处的地理坐标。利用向和所处的地理坐标。利用GPS为导为导 航服务已成为一种新兴的行业。航服务

16、已成为一种新兴的行业。 GPS 汽车导航汽车导航 汽车导航装置可显示城市道汽车导航装置可显示城市道 路图和该车的位置。驾驶员输入路图和该车的位置。驾驶员输入 出发点和目的地的地名，然后从出发点和目的地的地名，然后从 系统显示的可行路线中选择其中系统显示的可行路线中选择其中 的一条。系统除动态显示该车的的一条。系统除动态显示该车的 位置外，还通过语音提示，引导位置外，还通过语音提示，引导 驾驶员把车开到目的地。驾驶员把车开到目的地。 . .我国的卫星导航定位系统我国的卫星导航定位系统 面对世界卫星导航定位技术的迅猛发展，我国作为面对世界卫星导航定位技术的迅猛发展，我国作为 航天大国，也在积极探索

17、适应自己国情的卫星导航定位航天大国，也在积极探索适应自己国情的卫星导航定位 技术。技术。1983年，我国航天专家创造性地提出了利用两颗年，我国航天专家创造性地提出了利用两颗 地球静止轨道卫星实现区域导航定位的设计方案，经过地球静止轨道卫星实现区域导航定位的设计方案，经过 多次演示实验证明，该系统方案正确可行。多次演示实验证明，该系统方案正确可行。2000年年10月月 31日和日和12月月21日，我国相继发射了两颗日，我国相继发射了两颗“北斗一号北斗一号”卫卫 星，作为导航定位的工作卫星。星，作为导航定位的工作卫星。2003年年5月月25日我国发日我国发 射了第三颗射了第三颗“北斗一号北斗一号”

18、卫星，作为导航定位的备用卫卫星，作为导航定位的备用卫 星。这三颗星。这三颗“北斗一号北斗一号”卫星组成了中国的卫星导航定卫星组成了中国的卫星导航定 位系统。该系统是我国独立自主开发、研制和建立的，位系统。该系统是我国独立自主开发、研制和建立的， 可以提供全天候、高精度、大范围、快速实时的导航定可以提供全天候、高精度、大范围、快速实时的导航定 位服务。位服务。 北斗导航卫星北斗导航卫星 三、地理信息系统（三、地理信息系统（GIS） 1 .1 .地理信息系统的概念地理信息系统的概念 专门处理专门处理地理空间数据地理空间数据的的计算计算 机系统机系统，称为，称为“地理信息系统地理信息系统”， 简称简

19、称“GIS”GIS”。 信息源信息源表达表达 空间分析空间分析 数据库数据库数据处理数据处理 地图、遥地图、遥 感图象、感图象、 以及野外以及野外 考察、室考察、室 内实验、内实验、 社会统计社会统计 等获得的等获得的 数据数据 建立空建立空 间模型间模型 和数字和数字 模型模型 地物空地物空 间特征间特征 和属性和属性 的各项的各项 数据的数据的 结合结合 按一定规按一定规 划对所研划对所研 究的局部究的局部 或局部与或局部与 相邻部分相邻部分 或整个区或整个区 域进行空域进行空 间分析间分析 将系统处将系统处 理和分析理和分析 的结果形的结果形 成可供研成可供研 究、规划究、规划 和决策人

20、和决策人 使用的产使用的产 品品 . . GISGIS的简要程序的简要程序 3.3.地理信息系统的应用地理信息系统的应用 地理信息系统可应用的领域相当广泛，凡地理信息系统可应用的领域相当广泛，凡 是用到地图或需要处理地理空间数据的领域都是用到地图或需要处理地理空间数据的领域都 可以借助可以借助GIS。 （）在区域地理环境研究中，地理（）在区域地理环境研究中，地理 信息系统可提供反映区域状况的各种空间信息系统可提供反映区域状况的各种空间 信息。通过对有关信息进行分析、加工，信息。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，揭建立能反映区域内各种因素相互关系，揭 示区域结构、

21、特征和发展规律的模型。示区域结构、特征和发展规律的模型。 （）利用地理信息系统所提供的查询检（）利用地理信息系统所提供的查询检 索、空间分析等功能，还可对区域内自然资源索、空间分析等功能，还可对区域内自然资源 和条件、区位和交通条件、人口和劳动力条件，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。以及经济和社会条件进行更精确的分析、评价。 （）在利用遥感、全球定位系（）在利用遥感、全球定位系 统等提供的地理信息的基础上，运用统等提供的地理信息的基础上，运用 地理信息系统，可以对环境和自然灾地理信息系统，可以对环境和自然灾 害 进 行 动 态 监 测 及

22、评 估 预 测 。害 进 行 动 态 监 测 及 评 估 预 测 。 四川汶川地震四川汶川地震 （）地理信息系统在城市管理中的应（）地理信息系统在城市管理中的应 用已得到推广。用已得到推广。 城市与区域规划中要处理许多不同性质和不同特点的问题，它涉城市与区域规划中要处理许多不同性质和不同特点的问题，它涉 及资源、环境、人口、交通、经济、教育、文化和金融等多个地理变及资源、环境、人口、交通、经济、教育、文化和金融等多个地理变 量和大量数据。地理信息系统的数据库管理有利于将这些数据信息归量和大量数据。地理信息系统的数据库管理有利于将这些数据信息归 并到统一系统中，最后进行城市与区域多目标的开发和规

23、划，包括城并到统一系统中，最后进行城市与区域多目标的开发和规划，包括城 镇总体规划、城市建设用地适宜性评价、环境质量评价、道路交通规镇总体规划、城市建设用地适宜性评价、环境质量评价、道路交通规 划、公共设施配置，以及城市环境的动态监测等。这些规划功能的实划、公共设施配置，以及城市环境的动态监测等。这些规划功能的实 现，是以地理信息系统的空间搜索方法、多种信息的叠加处理和一系现，是以地理信息系统的空间搜索方法、多种信息的叠加处理和一系 列分析软件列分析软件( (回归分析、投入产出计算、模糊加权评价、回归分析、投入产出计算、模糊加权评价、0-l0-l规划模型、规划模型、 系统动力学模型等系统动力学

24、模型等) )加以保证的。我国大城市数量居于世界前列，根加以保证的。我国大城市数量居于世界前列，根 据加快中心城市的规划建设，加强城市建设决策科学化的要求，利用据加快中心城市的规划建设，加强城市建设决策科学化的要求，利用 地理信息系统作为城市规划、管理和分析的工具，具有十分重要的意地理信息系统作为城市规划、管理和分析的工具，具有十分重要的意 义。义。 四、地理信息技术与数字地球四、地理信息技术与数字地球 1 .“3S”1 .“3S”的关系的关系 （）联系：（）联系： 既互为独立发展又既互为独立发展又 相互促进。相互促进。 （）区别：（）区别： 遥感主要用于地理信息数据的获取；遥感主要用于地理信息

25、数据的获取； 全球定位系统主要用于地理信息的空全球定位系统主要用于地理信息的空 间定位；间定位； 地理信息系统主要用来对地理信息数地理信息系统主要用来对地理信息数 据进行管理、查询、更新、空间分析和据进行管理、查询、更新、空间分析和 应用评价。应用评价。 农业、林业、国土资源、地矿、军事、交通、测绘、水利、通讯、交通、农业、林业、国土资源、地矿、军事、交通、测绘、水利、通讯、交通、 公安、教育、能源等各行业公安、教育、能源等各行业 应用应用 领域领域 为各类用户提供精为各类用户提供精 密的三维坐标、速密的三维坐标、速 度和时间度和时间 能对地理空间数据进行输能对地理空间数据进行输 入、管理、分

26、析和表达入、管理、分析和表达 段时间内获得全面资料段时间内获得全面资料 以便及时安排防灾、救以便及时安排防灾、救 灾灾 作用作用 全能性、全球性、全能性、全球性、 全天候、连续性、全天候、连续性、 实时性实时性 采集、管理、分析、输采集、管理、分析、输 出地理空间信息出地理空间信息空间分空间分 析多要素、综合动态预测析多要素、综合动态预测 计算机系统支持计算机系统支持 范围大、速度快、周期范围大、速度快、周期 短、限制少、应用广短、限制少、应用广 特征特征 信息源数据处理数据库空信息源数据处理数据库空 间分析表达间分析表达 电磁波电磁波-收集收集-传输传输-处处 理理-分析分析-成果成果 技术

27、技术 环节环节 GPS卫星星座、卫星星座、 地面监控系统、地面监控系统、 GPS信号接收机信号接收机 计算机硬件、软件计算机硬件、软件遥感平台、传感器、遥遥感平台、传感器、遥 感信息的传输与处理感信息的传输与处理 技术技术 装备装备 地图的延伸地图的延伸人的视力的延伸人的视力的延伸别名别名 GPSGISRS代号代号 利用卫星在全球范利用卫星在全球范 围内适时进行导航、围内适时进行导航、 定位的系统定位的系统 专门处理地理空间数据的专门处理地理空间数据的 计算机系统计算机系统 利用一定的技术装备在利用一定的技术装备在 航空器或航天器上对地航空器或航天器上对地 物进行遥远的感知物进行遥远的感知 概

28、念概念 全球定位系统全球定位系统地理信息系统地理信息系统遥感技术遥感技术 2 2数字地球数字地球 （1 1）数字地球的概念）数字地球的概念 数字地球是指数字化的地球，即把整个地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球信息进行数字化后，由计算机网络来管理的 技术系统。技术系统。 （2 2）数字地球的）数字地球的 原理和应用原理和应用 数字地球是将不同数字地球是将不同 空间、时间的自然、人空间、时间的自然、人 文的大量信息，按地理文的大量信息，按地理 坐标，从区域到全球进坐标，从区域到全球进 行整合，并进行立体的、行整合，并进行立体的、 动态的显示，能为复杂动态的显示，能为复杂 的生产、研究活动提供的生产、研究活动提供 实验条件和试验基地。实验条件和试验基地。 课堂小结课堂小结 一、地理信息技术一、地理信息技术 1 1概念概念 地理信息技术是指获取、管理、分析和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化技术的总称，主应用地理空间信息的现代化技术的总称，主 要包括遥感（要包括遥感（RS）、全球定位系统（）、全球定位系统（GPS） 和地理信息系统（和地理信息系统（GIS）等。）等。 应用应用广泛广泛 二、遥感技术