第二节地理信息技术在区域地理环境研究中的应用[上课]

1、导入新课导入新课不识庐山真面目，不识庐山真面目，只缘身在此山中。只缘身在此山中。 苏轼的苏轼的题题西林壁西林壁 足不出户，可知天下事。足不出户，可知天下事。在伊拉克战争中，曾经有记者问一位飞行在伊拉克战争中，曾经有记者问一位飞行员：员：“你知道去轰炸哪个城市吗？你知道去轰炸哪个城市吗？” “那你怎么去轰炸呢？那你怎么去轰炸呢？”9.11事件前后的纽约事件前后的纽约卖点：卖点：GPSGPS为什么这款手机如此抢手？卖点是什么？第二节第二节 地理信息技术在区域地理信息技术在区域地理环境研究中的应用地理环境研究中的应用第一章第一章 地理环境与区域发展地理环境与区域发展地理信息技术指地理信息技术指获取、

2、管理、分析和应用获取、管理、分析和应用地理空间信息地理空间信息的现代技术的总称。的现代技术的总称。应用：资源调查、环境监测、自然灾害防应用：资源调查、环境监测、自然灾害防御监测、国土资源管理、国土开发规划等。御监测、国土资源管理、国土开发规划等。包括包括遥感遥感(RS)、全球定位系统、全球定位系统(GPS)和地理和地理信息系统信息系统(GIS) 简称简称“3S” 技术技术地理信息技术概述地理信息技术概述1.概念：概念：人们在航空器、或航天器上利用一定的技术设备，对人们在航空器、或航天器上利用一定的技术设备，对地表事物进行远距离的感知。地表事物进行远距离的感知。一、遥感技术（一、遥感技术（RS）

3、按遥感平台的高度分类大体上可分为：按遥感平台的高度分类大体上可分为：地面遥感地面遥感：高塔、车、船为遥感平台高塔、车、船为遥感平台航空遥感：航空遥感：飞机、气球、飞艇等飞机、气球、飞艇等航天遥感：航天遥感：卫星、飞船、空间站等卫星、飞船、空间站等遥感平台遥感平台航空器航空器航天器航天器3.3.遥感技术的原理遥感技术的原理 地物在不断地吸收、发射（辐射）和反射地物在不断地吸收、发射（辐射）和反射电磁波，并且不同物体的电磁波特性不同。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设备和装置，来

4、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。息，完成远距离识别物体。传传感感器器树木树木水体水体草丛草丛裸露的裸露的地表地表路面路面建筑物建筑物地球上的物体都在不停地发射、反射和吸收电磁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。可以根据电磁波的差异来辨析物体的不同。不 同 地 物不 同 地 物反 射 的 电反 射 的 电磁波不同，磁波不同，这 是 遥 感这 是 遥 感影 像 能 够影 像

5、能 够被 判 读 的被 判 读 的基础。基础。4.4.主要环节：主要环节：物体辐射物体辐射和反射电和反射电磁波磁波收收集集传传输输信息处理信息处理信息分析信息分析专业图件专业图件统计数字统计数字（目标物）（目标物）（传感器）（传感器）（遥感地面系统）（遥感地面系统）（成果）（成果）5 5遥感的优越性遥感的优越性 从监测的范围、速度，人力和财力的投入等方从监测的范围、速度，人力和财力的投入等方面看，遥感具有哪些特点？面看，遥感具有哪些特点？人工实地调查人工实地调查利用遥感技术调查利用遥感技术调查花费时间花费时间时效性时效性连续性连续性调查人员调查人员调查成本调查成本调查范围调查范围多多少少差（慢

6、）差（慢）好（快）好（快）多多少少高高低低小，有些地方不小，有些地方不能人工调查能人工调查广，能获得人眼看广，能获得人眼看不到的信息不到的信息差，不能全差，不能全天候观测天候观测好，能全天好，能全天侯观测侯观测（2 2）遥感信息作为重要的信息源，为区域地理环境研）遥感信息作为重要的信息源，为区域地理环境研究从究从定性到定量、从静态到动态、从过程到模式的转定性到定量、从静态到动态、从过程到模式的转化和发展，化和发展，提供了条件。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，区域地理环境研究的前提是获取地理信息。例如，将将多次或逐月、逐年的遥感影像图叠加，就可反映城市多次或逐月、逐年的

7、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，的扩张、海岸的侵蚀、湖泊的消长，等等。在区域地等等。在区域地理环境研究中理环境研究中, ,遥感广泛应用于资源凋查、环境监测、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。自然灾害防御监测等领域。 （1 1）资源调查）资源调查生物资生物资源源1 1、4 4 遥感的应用遥感的应用 农业方面，利用遥感技术可以识别各类农作物，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；计算种植面积，并根据作物生长情况估计产量；例：例：19721972年美国不清楚苏联国内谷物收成情况，年美国不清楚苏联国内谷物

8、收成情况，导致苏联从美国市场抢购几百亿千克谷物，导致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，美国国内粮价飞涨，19771977年，美国遥测苏联小麦年，美国遥测苏联小麦产量，同苏联官方公布的实际数字只差产量，同苏联官方公布的实际数字只差1%1%，美国，美国从此能在国际市场上占有销售优势。从此能在国际市场上占有销售优势。（1 1）资源调查）资源调查- -生物资源生物资源（1 1）资源调查）资源调查- -矿产资源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：卫星遥感图片：b b图红色表示淹没范围图红色表示淹没范围(199

9、8.8.28)(1998.8.28)（2 2）灾害监测）灾害监测高分辨率卫星遥感高分辨率卫星遥感影像监测汶川地震影像监测汶川地震 、舟曲泥石流。舟曲泥石流。（2 2）灾害监测）灾害监测印印尼尼海海啸啸前前后后卫卫星星图图蒙古中部蒙古中部-3 3月月1919日日1414时，有大片黄色沙尘区在时，有大片黄色沙尘区在内蒙古中部形成，随后该沙尘区向东移动并进去中内蒙古中部形成，随后该沙尘区向东移动并进去中国。国。内蒙古中部内蒙古中部-3 3月月2020日日1111时，在该沙尘暴的西时，在该沙尘暴的西南侧，也就是中国内蒙古中部又有一片新的沙尘区南侧，也就是中国内蒙古中部又有一片新的沙尘区形成，两片沙尘区

10、在东移过程中发展，区域不断扩形成，两片沙尘区在东移过程中发展，区域不断扩大，最后连成一片大，最后连成一片影响北京影响北京-3 3月月2020日日1616时，沙尘区开始影响中时，沙尘区开始影响中国北京地区国北京地区 （2 2）灾害监测）灾害监测 （3 3）环境监测）环境监测为天气预报提供准确不同时段的卫星云图为天气预报提供准确不同时段的卫星云图 （4 4）遥感与天气预）遥感与天气预报报北美飓风云系北美飓风云系 1从监测的范围、速度，人力和财力的投入等方面看，从监测的范围、速度，人力和财力的投入等方面看，遥感具有哪些特点遥感具有哪些特点?点拨：点拨： 范围更广、速度更快、需要人力更少、财力投入少。

11、范围更广、速度更快、需要人力更少、财力投入少。点拨：同意。可以从遥感的定义分析。从某种意义上说，点拨：同意。可以从遥感的定义分析。从某种意义上说，人们人们“看看”的过程就是在遥感，眼睛相当于传感器。的过程就是在遥感，眼睛相当于传感器。 2有人说：遥感是人的视力的延伸。你同意这种看法吗有人说：遥感是人的视力的延伸。你同意这种看法吗?1.概念：概念：利用卫星，在全球范围内适时进行导航、定位的系统。利用卫星，在全球范围内适时进行导航、定位的系统。全球定位系统（全球定位系统（GPS）空间部分空间部分卫星星座卫星星座2.组成组成: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G

12、PS信号接收机信号接收机a.空间部分空间部分GPS卫星星座卫星星座GPS卫星星座由卫星星座由21颗工作卫星和颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。它们均匀分布在六颗在轨备用卫星组成。它们均匀分布在六个轨道平面内。全球任何地点在任何时刻地平面上空至少有四颗个轨道平面内。全球任何地点在任何时刻地平面上空至少有四颗GPS卫星。卫星。b.地面控制部分地面控制部分地面监控系统地面监控系统c.用户设备部分用户设备部分GPS信号接收机信号接收机用户系统用户系统GPSGPS接收机接收机 手机和手表上的 GPS 手持型的 GPS 测绘使用的 GPS 航空与航海使用的 GPS 经纬度位置经纬度位置 提供精密的提供精密

13、的三维坐标三维坐标（经度、纬度、高经度、纬度、高度度）、）、速度速度、时间时间。4 4 特点特点 (1) (1)全球，全天候工作全球，全天候工作。 (2)(2)能为用户提供能为用户提供连续、实时的三维位置连续、实时的三维位置、三、三维速维速度和精密时间，不受天气度和精密时间，不受天气的影响。的影响。 (3)(3)定位精度高：定位精度高：精度甚至可达厘米级和毫米级。精度甚至可达厘米级和毫米级。 (4)(4)功能多，应用广：功能多，应用广：随着人们对随着人们对GPSGPS认识的加深，认识的加深，GPSGPS不仅在测量、导航、测速、测时等方面取得更广不仅在测量、导航、测速、测时等方面取得更广泛的应用

14、而且其应用领域不断扩大。泛的应用而且其应用领域不断扩大。5 GPS5 GPS的应用的应用定位、导航定位、导航（1 1）军事）军事定位、导航定位、导航 导弹的飞行、飞机的导航、精确打击的实现，无不依赖于导弹的飞行、飞机的导航、精确打击的实现，无不依赖于GPS，由于它的精确度目前已达到，由于它的精确度目前已达到10米内，该系统曾被美军在海米内，该系统曾被美军在海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争中广泛运用，并发挥了巨大威湾战争、科索沃战争、阿富汗战争中广泛运用，并发挥了巨大威力。据国外媒体早先报道，即使是美国的民用手持力。据国外媒体早先报道，即使是美国的民用手持GPS接收器在接收器在水平面上的定位精度

15、都可以达到水平面上的定位精度都可以达到5米，足见其军用系统定位精度之米，足见其军用系统定位精度之高。高。 车辆跟踪车辆跟踪 紧急援助紧急援助 交通指挥交通指挥 提供出行路线提供出行路线规划和导航规划和导航（2 2）交通）交通（3 3）救援）救援（4 4）野外测量）野外测量 珠穆朗玛峰变矮了？珠穆朗玛峰变矮了？课本课本P9 P9 ：19751975年年 8848.138848.13 2005 2005年年 8844.438844.43新新兴兴的的计计算算机机娱娱乐乐项项目目- -G GP PS S 寻寻宝宝（G Ge eo oc ca ac ch hi in ng g） （5 5）旅游与娱乐）旅

16、游与娱乐下图是非洲第一高峰乞力马扎罗山，海拔下图是非洲第一高峰乞力马扎罗山，海拔5 895米，米，距离赤道仅距离赤道仅300多千米，其峰顶雪冠正面临着在多千米，其峰顶雪冠正面临着在50年内年内消失的威胁。据此回答消失的威胁。据此回答下下题。题。1图中影像的获取主要采用的地理信息技术是图中影像的获取主要采用的地理信息技术是()A遥感遥感(RS) B全球定位系统全球定位系统(GPS)C地理信息系统地理信息系统(GIS) D数字地球数字地球解析解析图中影像是遥感卫星图像，是利用遥感技图中影像是遥感卫星图像，是利用遥感技术获得的。术获得的。A2有关全球定位系统的正确叙述是有关全球定位系统的正确叙述是(

17、)A能够为各类用户提供精密的三维坐标、速度和能够为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间时间B包括空间和用户设备两大部分包括空间和用户设备两大部分C有有24颗工作卫星组成卫星星座颗工作卫星组成卫星星座D可以帮助野外考察人员确定除海拔外的地理位可以帮助野外考察人员确定除海拔外的地理位置数据置数据解析全球定位系统包括空间、地面控制和用户设备三部分，解析全球定位系统包括空间、地面控制和用户设备三部分，由由21颗工作卫星和颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，能够为用户提供精密颗在轨备用卫星组成，能够为用户提供精密的三维坐标、速度和时间。的三维坐标、速度和时间。A3下列情况不需借助下列情况不需借助GPS的

18、是的是()A在野外防止迷失方向在野外防止迷失方向B为汽车导航为汽车导航C测量珠峰高度测量珠峰高度D了解小麦病虫害的程度了解小麦病虫害的程度解析小麦病虫害的情况可以利用遥感技术或实解析小麦病虫害的情况可以利用遥感技术或实地观测，不需借助地观测，不需借助GPS。D4下列现象中，通过遥感影像图的叠加无下列现象中，通过遥感影像图的叠加无法反映出来的是法反映出来的是()A城市的扩张城市的扩张 B海岸的侵蚀海岸的侵蚀 C湖泊的消长湖泊的消长 D人口的增减人口的增减D5台风是我国沿海地区的主要灾害，要对台风进行监台风是我国沿海地区的主要灾害，要对台风进行监控，及时预警减少灾害的最佳地理信息技术是控，及时预警

19、减少灾害的最佳地理信息技术是()A遥感技术遥感技术 B地理信息系统地理信息系统(GIS) C全球定位系统全球定位系统(GPS) D气象预报气象预报A解析对动态事物的监控需要遥感技术。解析对动态事物的监控需要遥感技术。专门处理地理空间数据的计算机系统。专门处理地理空间数据的计算机系统。 地图的延伸地图的延伸数据数据处理处理信信息息源源数数据据库库空间空间分析分析信息输信息输出表达出表达2 GIS的强大功能的强大功能数据库管理系统的功能数据库管理系统的功能强大的查询、分析功能强大的查询、分析功能模拟与模拟与 决策功能决策功能强大的查询功能强大的查询功能空间模拟空间模拟+查询功能查询功能3 3、应用

20、、应用 （1 1）在区域地理研究中，提供反映区域）在区域地理研究中，提供反映区域状况的空间信息。对区域条件进行更精确状况的空间信息。对区域条件进行更精确的分析、评价。的分析、评价。 （2 2）对环境和自然灾害动态监测及评估）对环境和自然灾害动态监测及评估预测、城市管理等预测、城市管理等 （3 3）凡是用到）凡是用到地图地图或需要处理或需要处理地理空间地理空间数据数据的领域，都要借助的领域，都要借助GISGIS，GISGIS是地图的是地图的延伸延伸。结合生活实际，举例分析结合生活实际，举例分析GIS的应用。的应用。1、城市规划和管理、城市规划和管理:例如例如,规划部门可以把用的资料记录到数据库中

21、规划部门可以把用的资料记录到数据库中,随时查询和统计随时查询和统计,分析城市现状分析城市现状;还可以把城市地下管网的分布输入还可以把城市地下管网的分布输入系统系统,进行有效管理。进行有效管理。2、城市基础设施管理、城市基础设施管理:道路交通道路交通,提供查询提供查询,如某个加油站如某个加油站,立交桥的立交桥的位置位置;某辆车某一时刻处于什么位置及某段时间某路段的车流量等某辆车某一时刻处于什么位置及某段时间某路段的车流量等,利用利用GIS技术发布通讯信息技术发布通讯信息,可及时把交通拥挤、交通事故显示。可及时把交通拥挤、交通事故显示。3、土地利用与管理、土地利用与管理:土地权属关系土地权属关系,

22、地块轮廓等进行监控地块轮廓等进行监控,违章用地违章用地4、生态环境管理、生态环境管理:生态规划、绿化面积、大气等方面信息的查询与生态规划、绿化面积、大气等方面信息的查询与分析。分析。5、电子地图的使用：、电子地图的使用：在线查询最佳路线，最近目的地等。在线查询最佳路线，最近目的地等。地理信息技术地理信息技术主要的功能主要的功能主要组成部分主要组成部分遥感遥感RSRS对地表物体进行对地表物体进行远距离的感知，远距离的感知，获取信息获取信息卫星（飞机）、卫星（飞机）、传感器、地面接传感器、地面接收站收站全球定位系统全球定位系统GPS导航、定位导航、定位GPSGPS卫星星座、卫星星座、GPSGPS信

23、号接收机、信号接收机、地面监控系统地面监控系统地理信息系统地理信息系统GISGIS对地理空间数据对地理空间数据进行输入、管理、进行输入、管理、分析分析计算机系统计算机系统五、地理信息技术与数字地球五、地理信息技术与数字地球1 1、概念、概念 数字地球是指数字化的地球数字地球是指数字化的地球，即把整个地球信息，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。进行数字化后，由计算机网络来管理的技术系统。2 2、作用、作用 将不同空间、时间的自然、人文的大量信息进行将不同空间、时间的自然、人文的大量信息进行整合，进行立体、动态的显示，为生产、研究活动提整合，进行立体、动态的显示，为生产、

24、研究活动提供实验条件和试验基地。供实验条件和试验基地。严格地讲严格地讲： 以计算机技术、多媒体技术和大规模以计算机技术、多媒体技术和大规模储存技术为基础，以宽带网络为纽带，运用海量储存技术为基础，以宽带网络为纽带，运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它来作为工具支持和多种类的三维描述，并利用它来作为工具支持和改善人类的活动和生活质量。和改善人类的活动和生活质量。通俗地讲通俗地讲： 用数字的方法将地球、地球上的活动及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，实现在网络上整个地球环境的时空变

25、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生存、可持续发展的流通，并使之最大限度地为人类生存、可持续发展和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。数字地球是信息化的地球数字地球是信息化的地球地球的虚拟对照体地球的虚拟对照体联系：联系： 地理信息技术为构建数字地地理信息技术为构建数字地球奠定了基础。球奠定了基础。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。 3“3S”的关系的关系“点、想、看”三字诀判别“3S”1“点点”与与“面面”判断判断GPSGPS的主要功能是定位和导航。它的最大的主要功能是定位和导航。它的最大特点是工作对象是一个特点是工作对象是一个“点点”或或“多个点多个点”，明显区别于明显区别于RS和和GIS技术的工作对象技术的工作对象“面面”。在在“3S”技术中选取适当手段时，要看其工技术中选取适当手段时，要看其工作对象是作对象是“点点