地理信息技术在区域地理环境研究中的应用

1、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分类地理信息技术的分类地理信息技术的应用地理信息技术的应用广泛应用：广泛应用：区域地理环境区域地理环境研究，在

2、研究，在资源调查、资源调查、环境监测、自然灾害防御监测、国土资源管理、环境监测、自然灾害防御监测、国土资源管理、国土开发规划国土开发规划等许多领域中发挥着重要作用。等许多领域中发挥着重要作用。大众化应用：大众化应用：GPSGPS汽车导航、空间信息网站、城汽车导航、空间信息网站、城市多媒体地理信息系统市多媒体地理信息系统等。等。二、遥感（二、遥感（RS）：）：是人们在是人们在航空器、或航天器上航空器、或航天器上利用一定的技术设利用一定的技术设备，对地表事物备，对地表事物进行远距离的感知进行远距离的感知。1 1、概念：、概念：顾名思义，顾名思义，“遥感遥感”概念中的关键词一是概念中的关键词一是“远

3、距远距离离”，即不直接接触地物；二是，即不直接接触地物；二是“感知感知”，即要，即要用装备和技术获得地物的信息。用装备和技术获得地物的信息。思考：思考： 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? 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。航空器航空器航天器航天器组成：组成：遥感平台、传感器、地面接收站、信息处理系统遥感平台、传感器、地面接收站、信息处理系统传感器传感器遥感的关键装置遥感的关键装置传感器作用：在

4、航空或航天器上传感器作用：在航空或航天器上接受地面物体反射或辐接受地面物体反射或辐射的电磁波信息射的电磁波信息，并以图像胶片或数据磁带记录下来，并以图像胶片或数据磁带记录下来，传送到地面接收站。传送到地面接收站。2 2、遥感的装置、遥感的装置电电磁磁波波传输传输电电磁磁波波传感器传感器收集收集目标物目标物物体辐射物体辐射或反射电或反射电磁波磁波成果成果专业图件专业图件统计数字统计数字地面遥感地面遥感系统系统信息处理信息处理3 3、遥感的主要环节、遥感的主要环节 4 4、遥感的优点、遥感的优点提高提高研究工作的研究工作的精度和质量精度和质量，节省人力、财力节省人力、财力，提高效率提高效率。传统的

5、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5 5、应用：、应用：对比图对比图1.51.5和图和图1.61.6，水域有何变化？，水域有何变化？提示：提示：通过两图比较，可看出该地区通过两图比较，可看出该地区1 1个月内淹没地个月内淹没地区的动态变化，水域有了明显的扩大。区的动态变化，水域有了明显的扩大。遥感信息作为重要的遥感信息作为重要的信息源信息源，为区域地理环，为区域地理环境研究境研究从定性到定量、从静态到动态、从过从定性到定

6、量、从静态到动态、从过程到模式程到模式的转化和发展，提供了条件。的转化和发展，提供了条件。（1 1）资源普查、环境和灾害监测方面的应用）资源普查、环境和灾害监测方面的应用具体内容具体内容备注备注资资源源普普查查矿产矿产资源资源蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或环形构造带，较容易借助遥感技术环形构造带，较容易借助遥感技术“发现发现”矿产矿产只需要分析遥感图只需要分析遥感图像就可以划定蕴藏像就可以划定蕴藏矿产的大致区域矿产的大致区域生物生物资源资源通过遥感图像解译或图像处理技术，通过遥感图像解译或图像处理技术，提取植被的分布、类型、结构、健康提取植被的分布、类型、结构

7、、健康状况、产量等数据状况、产量等数据为农业、林业、城为农业、林业、城市绿化、环境保护市绿化、环境保护等部门服务等部门服务环境管环境管理理荒漠化、土壤盐渍化、海上冰山漂流、荒漠化、土壤盐渍化、海上冰山漂流、海洋生态、全球气候变化及其影响、海洋生态、全球气候变化及其影响、植被变化、水体污染、大气污染等植被变化、水体污染、大气污染等有利于人们了解环有利于人们了解环境变化，保护和改境变化，保护和改善善环境环境灾害监灾害监测测旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等农林病虫害、森林火灾等有利于防灾减灾有利于防灾减灾（2 2）农业、林业方面的应用）农业、林业

8、方面的应用在农业方面，利用遥感技术可以在农业方面，利用遥感技术可以识别各类农作物识别各类农作物，计算计算其种植面积其种植面积，并根据作物生长情况，并根据作物生长情况估计产量估计产量。在林业方。在林业方面，利用遥感技术可以面，利用遥感技术可以清查森林资源清查森林资源，监测森林火灾和监测森林火灾和病虫害病虫害。如下图所示：。如下图所示：20112011年年6 6月月4 4日，智利南部普耶韦火山开始喷发，美国国家航空航天日，智利南部普耶韦火山开始喷发，美国国家航空航天局局(NASA)(NASA)的的AquaAqua卫星在火山喷发后不久拍摄到下图所示的卫星图像。卫星在火山喷发后不久拍摄到下图所示的卫星

9、图像。灰褐色的火山灰云笼罩了大地，强风将火山灰吹向阿根廷以及大西灰褐色的火山灰云笼罩了大地，强风将火山灰吹向阿根廷以及大西洋方向，甚至飘到了数百千米之外的布宜诺斯艾利斯省。读图，回洋方向，甚至飘到了数百千米之外的布宜诺斯艾利斯省。读图，回答答(1)(1)(2)(2)题。题。(1)(1)要获取火山喷发的卫星影像图，主要应用的地理信息要获取火山喷发的卫星影像图，主要应用的地理信息技术是技术是( () ) A ARSRS B BGISGIS C CGPS DGPS D数字地球数字地球(2)(2)如果利用卫星对火山灰进行监测，通过分析多幅火山如果利用卫星对火山灰进行监测，通过分析多幅火山灰图片，可以获

10、得灰图片，可以获得( () )火山灰喷出的起始位置火山灰喷出的起始位置火山灰飘浮速度火山灰飘浮速度火山灰火山灰影响的范围影响的范围火山灰飘浮的方向火山灰飘浮的方向此时段当地的风向此时段当地的风向A A B B C C D DA AD D三、全球定位系统（三、全球定位系统（GPS）：）：1 1、概念与组成：、概念与组成：利用利用卫星卫星，在，在全球范围全球范围内内实时实时进行进行导航、定位导航、定位的系统。其组成由的系统。其组成由卫星（卫星（24颗）、地面监控系颗）、地面监控系统、统、GPS信号接收机信号接收机等三大部分组成。等三大部分组成。GPS卫星星座卫星星座GPS卫星星座由卫星星座由21颗

11、工颗工作卫星和作卫星和3颗在轨备用颗在轨备用卫星组成。这卫星组成。这24颗卫星颗卫星均匀分布在六个轨道平均匀分布在六个轨道平面内。全球任何地点在面内。全球任何地点在任何时刻任何时刻,地平面上空地平面上空至少有四颗至少有四颗GPS卫星。卫星。地面监控系统地面监控系统 GPS 系统的幕后工作者，主系统的幕后工作者，主要包括一个主控站、四个监要包括一个主控站、四个监控站、一个上行注入站。监控站、一个上行注入站。监控站的主要任务是取得卫星控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送观测数据并将这些数据传送至主控站，主控站收集各监至主控站，主控站收集各监控站对控站对GPS 卫星的全部观测卫星的全部观

12、测数据，利用这些数据计算每数据，利用这些数据计算每颗颗GPS 卫星的轨道和卫星时卫星的轨道和卫星时钟校正值，并将这些数据和钟校正值，并将这些数据和实时预报的星历图通过上行实时预报的星历图通过上行注入站发送给对应的卫星。注入站发送给对应的卫星。 GPS 信号接收机信号接收机 GPS卫星发送的导航定位信号，卫星发送的导航定位信号，对于陆地、对于陆地、 海洋和空间的广大用海洋和空间的广大用户，只要用户拥有能够接收、跟户，只要用户拥有能够接收、跟踪、变换和测量踪、变换和测量GPS信号的接收信号的接收设备，设备， 即即GPS信号接收机。可以信号接收机。可以在任何时候用在任何时候用GPS信号进行导航信号进

13、行导航定位测量。定位测量。特点：特点：“三全两性三全两性”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 3、全球定位系统的工作特点及功能、全球定位系统的工作特点及功能4 4、全球定位系统的应用、全球定位系统的应用全球定位系统可以为用户提供精密的全球定位系统可以为用户提供精密的三维三维坐标（经度、纬度、高度）、速度和时间坐标（经度、纬度、高度）、速度和时间（1）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境研究常用例如：野外调查是区域地理环境研究常用的方法之一，全球定位系统可以帮助野

14、外考察的方法之一，全球定位系统可以帮助野外考察人员人员确定考察点的地理位置（经度和纬度）、确定考察点的地理位置（经度和纬度）、高程（海拔）高程（海拔），从而可在野外调查中，从而可在野外调查中获得更为获得更为精准的数据精准的数据。（2）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，行驶的汽车和船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、旅行，只要拥有舶上，还是徒步在野外考察、旅行，只要拥有手掌大小的手掌大小的GPS信号接收机，就能随时知道自信号接收机，就能随时知道自己前进的方向和所处的地理坐标。利用己前进的方向和所处的地理坐标。利用GPS为为导航服务已

15、成为一种新兴的行业。导航服务已成为一种新兴的行业。补充：遥感（补充：遥感（RS）和全球定位系统（）和全球定位系统（GPS）都是获取地球表面信息的方式，但是二者都是获取地球表面信息的方式，但是二者有明显区别。有明显区别。遥感（遥感（RS）可获取可获取一片地区一片地区的图像的图像，观测的是一个，观测的是一个面面。而。而全球定位系全球定位系统（统（GPS）获取的是获取的是某个点的三维坐标、某个点的三维坐标、速度和时间信息速度和时间信息，观测的是一个，观测的是一个点点。、我国的卫星导航定位系统、我国的卫星导航定位系统三颗三颗“北斗一号北斗一号”卫星卫星组成了中国的组成了中国的北斗导航试验北斗导航试验系

16、统系统。该系统是我国独立自主开发、研制和建立的，可该系统是我国独立自主开发、研制和建立的，可以提供以提供全天候、高精度、大范围、快速实时的导航定位全天候、高精度、大范围、快速实时的导航定位服务服务，在，在测绘、电信、水利、交通运输、渔业生产、勘测绘、电信、水利、交通运输、渔业生产、勘探、防灾救灾和国家安全探、防灾救灾和国家安全等诸多领域发挥重要作用。等诸多领域发挥重要作用。 在北斗导航试验系统的基础上我国将建设由在北斗导航试验系统的基础上我国将建设由5 5颗静颗静止轨道卫星和止轨道卫星和3030颗非静止轨道卫星颗非静止轨道卫星组成的组成的北斗卫星全球北斗卫星全球导航系统导航系统。1 1在地震时

17、，在地震时， 可以利用全球定位系统监测的是可以利用全球定位系统监测的是( ( ) ) A A山体位移山体位移 B B地震震级地震震级 C C震源深度震源深度 D D地震烈度地震烈度2 2有关全球定位系统的叙述，不正确的是有关全球定位系统的叙述，不正确的是 ( () ) A AGPSGPS是利用卫星进行导航、定位的系统是利用卫星进行导航、定位的系统 B BGPSGPS包括两大部分，即空间部分和地面控制部分包括两大部分，即空间部分和地面控制部分 C CGPSGPS卫星星座由卫星星座由2424颗卫星组成颗卫星组成 D D野外旅行，只要拥有野外旅行，只要拥有GPSGPS信号接收机，就可以随信号接收机，

18、就可以随 时知道自己所处的经纬度时知道自己所处的经纬度A AB B四、地理信息系统（四、地理信息系统（GIS）：）：专门专门处理处理地理空间数据地理空间数据的的计算机系统计算机系统，称为，称为“地地理信息系统理信息系统”，简称，简称“GIS”。1 1、概念与组成：、概念与组成：2 2、简要程序：、简要程序：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、遥感图地图、遥感图象、以及野外象、以及野外考察、室内实考察、室内实验、社会统计验、社会统计等获得的数据等获得的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间特地物空间特征和属性的征和属性的各项数据的各项数据的结合

19、结合按一定规划按一定规划对所研究的对所研究的局部或整个局部或整个区域进行空区域进行空间分析间分析将系统处理将系统处理分析的结果分析的结果形成可供研形成可供研究、规划和究、规划和决策人使用决策人使用的产品的产品(1)(1)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：3 3、地理信息系统的应用、地理信息系统的应用(2)(2)在城市管理中的应用：在城市管理中的应用：应用应用主要功能主要功能城市信息管理城市信息管理与服务与服务主要向城市居民提供日常工作与生活所需的主要向城市居民提供日常工作与生活所需的各种信息各种信息城市规划城市规划进行城市与区域多目标的开发和规划进行城市与区域多目标的开发

20、和规划城市道路交通城市道路交通管理管理显示有关道路的路况、交通流量、沿线环境显示有关道路的路况、交通流量、沿线环境等空间和属性信息等空间和属性信息城市抗灾减灾城市抗灾减灾实时跟踪灾害发生、发展过程，对灾害进行实时跟踪灾害发生、发展过程，对灾害进行快速分析、评价和模拟，辅助开展灾后的应快速分析、评价和模拟，辅助开展灾后的应急和恢复工作急和恢复工作城市环境管理城市环境管理环境规划与决策、监测、评价、预测与模拟环境规划与决策、监测、评价、预测与模拟地理信息系统可以解决如下四类基本问题地理信息系统可以解决如下四类基本问题 (1) (1)与分布、位置有关的问题：与分布、位置有关的问题：GISGIS可以像

21、传统地图可以像传统地图一样，解决一样，解决与与“地点地点”“”“状况状况”有关的查询有关的查询。 (2) (2)趋势分析问题：趋势分析问题：GISGIS能通过了解某地物随时间变能通过了解某地物随时间变化的过程，化的过程，分析该地物的发展趋势分析该地物的发展趋势。 (3) (3)模式问题：一个地方的地物分布及其组合都有一模式问题：一个地方的地物分布及其组合都有一定的规律，也就是存在着一定的模式。通过模式分析，定的规律，也就是存在着一定的模式。通过模式分析，可以可以揭示各种地物之间的空间关系揭示各种地物之间的空间关系。 (4) (4)模拟问题：利用已掌握的规律建立起一定的模型，模拟问题：利用已掌握

22、的规律建立起一定的模型，就就可以模拟某个地方如果具备某种条件时，即将出现的可以模拟某个地方如果具备某种条件时，即将出现的结果结果。例如，。例如，GISGIS可以模拟洪水的发生，为抗洪抢险提供可以模拟洪水的发生，为抗洪抢险提供依据，减少灾害损失。依据，减少灾害损失。下列有关地理信息系统的应用，正确的说法是下列有关地理信息系统的应用，正确的说法是( () ) A AGISGIS只能应用于经济活动只能应用于经济活动 B B应用地理信息系统，并借助于遥感技术，可有效应用地理信息系统，并借助于遥感技术，可有效 地监测和预报洪涝灾害、森林火灾等地监测和预报洪涝灾害、森林火灾等 C CGISGIS能用于大型

23、商场的选址，不能进行市场分析能用于大型商场的选址，不能进行市场分析 D D城市管理部门制定规划与日常工作所作出的决策城市管理部门制定规划与日常工作所作出的决策 都不需要地理信息系统都不需要地理信息系统B B“3S”技术既独立发展，又相互促进技术既独立发展，又相互促进遥感主要用于地理信息遥感主要用于地理信息数据的获取数据的获取；（定面）（定面）全球定位系统主要用于地理信息的全球定位系统主要用于地理信息的空间空间定位定位；（定点）；（定点）地理信息系统主要用来对地理信息数据地理信息系统主要用来对地理信息数据进行进行管理、查询、更新、空间分析和应用管理、查询、更新、空间分析和应用评价评价。 五、数字

24、地球五、数字地球：五、数字地球五、数字地球数字地球是指数字化的地球，即数字地球是指数字化的地球，即把整个地球信息进行数把整个地球信息进行数字化后，由计算机网络来管理字化后，由计算机网络来管理的技术系统。的技术系统。1 1、概念与组成：、概念与组成：2 2、数字地球原理与应用：、数字地球原理与应用：数字地球是将数字地球是将不同空间、时间不同空间、时间的的自然、人文自然、人文的大量信息，的大量信息，按地理坐标，从区域到全球按地理坐标，从区域到全球进行整合进行整合，并进行，并进行立体的，立体的，动态的显示动态的显示，能为复杂的生产、研究活动，能为复杂的生产、研究活动提供实验条件提供实验条件和试验基地

25、和试验基地。 例如例如 （1 1）为可持续发展提供依据）为可持续发展提供依据 （2 2）为政府决策提供数据）为政府决策提供数据 （3 3）为老百姓提供方便。远程教育，网上购物等。）为老百姓提供方便。远程教育，网上购物等。3 3、“3S”“3S”技术与数字地球的关系：技术与数字地球的关系： 数字地球是数字地球是对真实地球及其相关现象的统一对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现与再认识性的数字化重现与再认识，是遥感技术、全球定，是遥感技术、全球定位系统、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等位系统、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等多种技术的综合利用。多种技术的综合利用。数字地球不能简单地说是数字地球不能简单地说是“3S”“3S”技术的综合技术的综合，因为，因为“3S”“3S”技术仅仅是数字技术仅仅是数字地球的部分支撑技术。地球的部分支撑技术。数字地球的建立，使人们拥有了规模巨大的、能够精确数字地球的建立，使人们拥有了规模巨大的、能够精确描述地球的数字化的空间，是巨大的信息库。它的作用描述地球的数字化的空间，是巨大的信息库。它的作用有有( () )各国科学家共同研究全球环境和气候变化，预防灾害；各国科学家共同研究全球环境和气候变化，预防灾害；提供全球性的教育界面，学习新知识，掌握新技术；提供全球性的教育界面，学习新知识