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成品地理信息技术在区域地理环境研究中的应用 (1)


第二节地理信息技术在区域地理环 境研究中的应用

会考复习 黎凯瑕

1. 了解遥感的特点、工作原理 ,结 合实例,了解遥感在资源普查、环境 和灾害监测中的应用; 2.了解GPS组成、特点及其应用 3.运用有关资料,了解地理信息 系统在城市管理中的功能;

4.了解数字地球的含义。

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?

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??

?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。

2、 遥感的分类
按遥感平台的高度分类大体上可分为:

遥 感 平 台

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

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 感电磁波,并且不同物体的电磁波特性不同。 不同地物 器 遥感就是根据这个原理,利用一定的技术 反射的电 设备和装置,来探测地表物体对电磁波的反射 磁波不同, 这是遥感 和地物发射的电磁波,从而提取这些物体的信 影 像 能 够 息,完成远距离识别物体。
被判读的 基 础 。

地球上的物体都在不停地发射、反射和吸收电磁 裸露的 波,并且不同物体的电磁波特性是不同的。人们 水体 可以根据电磁波的差异来辨析物体的不同。 树木 草丛 地表 建筑物 路面

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?
人工实地调查 花费时间 时效性 利用遥感技术调查

多 差(慢)

少 好(快) 好,能全天 侯观测 少

连续性

差,不能全 天候观测


调查人员 调查成本 调查范围


小,有些地方不 能人工调查


广,能获得人眼看 不到的信息

你说我说
探究问题一:分析遥感具有哪些特点? (1)探测范围大 (2)获取信息速度快、周期短 (3)受地面条件限制少 (4)手段多,获得的信息量大 (5)提高研究工作的精度和质量、节省人力、财力、 提高效率

5.遥感的应用
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。

遥感的应用 (1)资源调查—生物资源

(1)资源调查-生物资源
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-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

(2)灾害监测

卫星遥感图片:b图红色表示淹没范围(1998.8.28)

(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

(4)遥感与天气预报
——为天气预报提供准确不同时段的卫星云图

(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 ( ) ①红外线 ② X光 ③可见光 ④紫外线 A ① ④ B ③ ④ C ① ② D ① ③

D

2、根据上图的原理,可用遥感技术直接( ) ①划分植物类型 ②判断植物生长的土壤类型 ③监测树木的生长状况 ④ 估测粮食作物的产量 A、 ① ④ B ② ③ C ③ ④ D ① ③

C

?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?

二、全球定位系统(GPS)
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

空间部分--GPS卫星星座

用户系统--GPS接收机
经纬度位置

手机和手表上的 GPS

手持型的 GPS

测绘使用的 GPS

三维坐标(经度、纬度、高度)
航空与航海使用的 GPS

用户系统--GPS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

地面监控部分

3 功能:

提供精密的三维坐标(经度、纬度、高 度)、速度、时间。 4 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。

5 GPS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。

(2)交通
车辆跟踪 规划和导航 紧急援助 交通指挥 提供出行路线

(3)救援

(4)野外测量

珠穆朗玛峰变矮了? 课本P9 :1975年 8848.13 2005年 8844.43

(5)旅游与娱乐
新兴的计算机娱乐项目 -GPS 寻宝( Geocaching )

全球的导航定位系统:
1、美国全球定位系统(GPS) 2、俄罗斯全球导航卫星系统(GLONASS)
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。

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

B

1 概念:专门处理地理空间数据的计算机系统。
——地图的延伸
信 息 源 数据 处理 数 据 库 空间 分析 信息输 出表达

2 GIS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

由不同图层构成的地理信息

水系
土地利用 地形 居民点 地块

考点3:地理信息系统(GIS)

—“地图的延伸”

图中下图是一幅具有林木、河流和房屋的景观地图, 右图是根据左图而建立的空间数据模型。

由不同图层构成的地理信息
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

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

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:即信息化、数字化的地球。

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。

数字地球:使普通百姓能够通过一定方式方便

3S技术与数字地球的关系

数字 地球
空间定位

虚拟技术 网络技术

GPS

GIS

地理信息数据

RS

应用 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。

地理信息技术

主要的功能

主要组成部分

遥感RS

对地表物体进行远距离 卫星(飞机)、传感器、 的感知,获取信息 地面接收站

全球定位系统GPS

导航、定位

GPS卫星星座、GPS信号 接收机、地面监控系统

地理信息系统GIS

对地理空间数据进行输 入、管理、分析

计算机系统

课堂练习
1、据有关报道,伊拉克军方点燃巴格达周围浇灌石油的战 壕来阻碍美军事行动,但美专家指出烟雾对美军轰炸使用的 卫星制导导弹没有影响。因为这种导弹采用了( )

D

A、IT技术

B、RS技术

C、GIS技术

D、GPS技术

2、上海某出租车公司在中心调度系统中快速查询本公司出 租车的位置信息,所采用的技术是( ) A、RS B、GIS C、RS 和 GPS D、GIS 和 GPS

D

3、遥感技术可以应用的领域有( ) ①监测水体污染 ②判断人口分布 ③农作物病虫害监测 ④估算工业产值 A.①② B. ①③ C.②③ D. ③④ 4、城市交通图层与城市人口分布图层的叠加,可( A.为商业网点选址 B.分析建筑设计的合理性 C.计算城市水域面积 D.估算工农业生产总值

B

A




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