4.2地理信息技术的应用课件（45张）
文档属性
| 名称 | 4.2地理信息技术的应用课件（45张） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 13.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 中图版（2019） | ||
| 科目 | 地理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-09 07:15:42 | ||
图片预览
文档简介
(共45张PPT)
第二节 地理信息技术的应用
地理信息技术
GIS
GNSS
RS
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。
RS
RS
(遥感)
全称：Remote Sensing
缩写：RS
中文：遥感
意为“远距离感知”
遥感（Remote sensing，简称RS），就是遥远的感知，是指借助对电磁波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。
遥感就相当于：高空拍照
遥感拍摄的是地球表面，其目的是获取地物信息
RS
载体：高空气球、飞机、卫星
感应：拍摄、扫描
工作原理
遥感常用电磁波段：
紫外线、可见光、红外线、微波
电磁波
传感器
目标物
不同物体对电磁波发射、反射和吸收的特性不同
RS
主要环节
电磁波
传输
目标物
地面系统
信息处理
专业图件
传感器
遥感技术系统：由遥感平台、传感器、信息传输装置、数字或图像处理设备以及相关技术等组成。
RS
遥感不完全是人的视力的延伸
遥感能够精确地观测到距离更遥远、范围更广阔的地物，相比人眼更及时、更持久，被认为是人的视力的延伸。但遥感能观察到可见光之外人眼看不见的光线，如紫外线、红外线、微波等，故遥感并不全是人的视力的延伸。
遥感技术的优点
精度高、质量高、效率高，节省人力、物力。与实地测绘相比，具有探测范围大、获得资料速度快、周期短、受地面限制少的特点。
类型：航天遥感、航空遥感、近地面遥感等
RS
遥感的应用
总的来说，遥感主要用于获取地面信息
资源调查
环境监测
自然灾害
防御监测
土地利用
现状调查
土地资源
调查
病虫害和农业生态环境
调查及监测
农作物长势
监测和估产
大地测量
遥感技术的应用
应用领域 具体内容 备注
资源调查 矿产资源 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“发现”矿产 人们只需要分析遥感图像就可以划定蕴藏矿产的大致区域
生物资源 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、健康状况、产量等数据 为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门服务
环境、灾害监测 环境监测 土地荒漠化、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、植被变化、水体污染、大气污染等 有利于人们了解环境变化，使环境得到保护和改善
自然灾害防御监测 旱灾、水灾、滑坡、病虫害、森林火灾、泥石流、地震、农林病害等 有利于防灾减灾
农业生产 林业 清查森林资源、监测火灾和病虫害 着火树木、病害树木与正常树木的反射光谱不同
农业 识别农作物、估算产量、灾情预报 植物生长情况不同，其反射波谱特征不同
可见光航拍遥感影像
红外遥感影像
微波遥感影像
美国国防部五角大楼
2005年的北京奥运场馆
2008年的北京奥运场馆
自然灾害防御监测
GIS
GIS
Geographical Information System
缩写：GIS
中文：地理信息系统
专门处理地理信息的计算机系统
专门处理地理空间数据的计算机系统，称为“地理信息系统”，简称“GIS”。
地理信息系统能对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达。
GIS，其实是专门思考地理问题的大脑
GIS
功能：GIS除了具有一般信息系统的存储、管理数据功能外，还能显示数据的空间分布，并具有强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能。
GIS
工作过程
GIS
GIS具有地图所不具备的特点
信息量大、使用方便。地理信息系统可提供反映区域状况的各种空间信息，并可建立提示区域结构特征和发展规律的模型。
功能强大、完备。可以提供查询检索、空间分析、修改补充、距离测算等多种功能。
能够进行动态监测和预测评估。
GIS
GIS系统功能强大
信息查询
位置分析
模式研究
地图浏览
模拟分析
面积测量
距离测量
趋势研究
标记地图
“四角度”归纳地理信息系统的应用
与分布、位置有关的基本问题
查询“地点”和“状况”。
查询符合一定条件的地物的分布、位置。
趋势分析
模式分析
模拟问题
GIS
在区域地理环境研究中的应用
在城市管理中的应用
在灾害监测中的应用
由不同图层构成的地理信息
居民点
地块
水系
土地利用
地形
GIS叠加示意图的判读
首先要明确GIS图层叠加示意图是由哪些专题图层组成的，其次要明确不同的专题图层反映的地理事物之间的空间联系，最后要明确图层叠加之后反映的地理要素特征。
叠加图层 新生(应用)主体
人口密度与交通线路及规划图 新建商业中心选址
河流分布、坡度分布、土石分布 泥石流易发区
水系、土地利用、居民点、地形、土壤 耕地的分类和评价
水系、土地利用、居民点、地形、土壤、水文地质、区域规划 深埋垃圾场选址
人口密度图、行政区划图、行政区人口基数 各行政区人口增长率
坡向分布、岩石倾斜 滑坡易发区
某中学校区遥感图
某中学校区电子地图
对象 多边形3
名称 某某校区教学楼三栋
性质 建筑
面积 520平方米
高度 17.8米
用途 教室
归属 某某中学
主管单位 某某教育局
用GIS软件为地图上的对象添加属性到数据库。
这样，当用户点击该楼时，计算机就能分析或查询它的各种信息了。
正在编辑：“多边形3” 的属性
Global Naviation Satellite System
缩写：GNSS
中文：全球导航卫星系统
主要是用来定位、导航的
利用卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球导航卫星系统，简称GNSS。
GNSS
用户设备部分
空间部分
地面控制部分
组成：空间部分 + 地面控制部分 + 用户设备部分
GNSS
空间星座 由21颗工作卫星、3颗备用卫星组成
地面控制系统 包括1个主控站、3个注入站和5个监控站
用户系统 用于接收GPS卫星发射的信号
1
2
3
4
S1
S3
S4
S2
全球任何地点在任何时刻，地平面上空至少有四颗GPS卫星。
GPS
其实GNSS的定位功能，比我们刚刚理解的要强大:
三维坐标
运动速度
精确授时
为导航服务
能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度
GNSS
欧洲
伽俐略
美国
GPS
俄罗斯
GLONASS
中国
北斗
世界主要导航卫星系统：
全球定位系统的应用
应用领域 功能表现 具体用途
军事 定位、导航 主要用来给航行中的军舰、飞机及导弹提供定位和导航信息，同时也广泛应用于野外军事行动中单兵和移动装备定位及跟踪
测量 定位 GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘察、地壳运动观测、地基测量
交通 定位、导航 对车辆进行跟踪、调度管理、合理分配车辆，从而以最快的速度响应用户的乘车或配送请求，降低能源消耗，节省运行成本。同时GPS对车辆还具有导航功能
救援 定位 可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急调遣，从而提高紧急事件处理部门对火灾、犯罪现场、交通事故等紧急事件的响应效率
农业 定位 实施“精准农业耕作”及捕鱼
区域地理研究 在区域环境中利用较多的是导航服务，地面监控系统把信息传给GPS卫星，得出处理后的考察点的地理位置和高程，获得精准数据，从而确定位置和前进方向，进而导航 中国北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。 共有55颗卫星！
“3S”在实际中的应用
“3S”在实际应用中往往是两种以上技术的综合利用：如卫星云图是RS和GIS的应用；物流运输是BDS和GIS的应用；救灾是RS、BDS和GIS的综合应用等。
“抗疫”背后的“3S”力量
案例1：央视《新闻联播》报道：中国北斗全面助力抗击新冠肺炎疫情
在定位导航支持下的载重无人机以及物流车等运输工具对医疗物资的进行精准投放。车载定位终端向入网车辆推送疫情信息，推荐道路行驶及运输服务信息。另外，定位导航系统还可应用于物流行业，缓解疫情期间迅速增长的物流配送压力。
载重无人机对医疗物资的进行精准投放
利用遥感热成像测温系统大大降低社区及人员密集场所出现的"接触式"、"遗检漏检"、"高误差"的防疫风险。
遥感防疫车（图片源于网络）
案例2：遥感：实现"非接触式"操作，避免交叉感染。
案例3：卫星遥感监测武汉火神山医院、雷神山医院
2020年1月25日，武汉大学李德仁院士带领包含多个单位遥感骨干力量的联合工作组，决定用航天遥感手段见证火神山医院、雷神山医院建设进程，提供医院建设对周围环境影响的初步评估。同时利用高分辨率夜光卫星（吉林一号视频03星）见证了医院的一步步建成。
高分二号遥感影像图（2019年10月29日）
火神山医院建设前情况
卫星遥感图
火山神医院周边白天和夜间对比
航拍遥感影像图
火神山医院建设前与建设中邻近水域水环境高光谱对比分析
案例4：地理信息系统（GIS）在此次疫情中发挥的作用
发现疫情，及时上报
制作感染人数示意图
疫情发展态势分析
活动：利用地理信息技术防控新冠肺炎疫情
请判断以下内容主要使用了什么地理信息技术？它们是如何互相配合完成对新冠肺炎疫情的防控的？
1. 通过（ ）技术精准获取每天人群迁移数据；
5. 在疫情期间紧急施工建设中，基于（ ）的高精度定位设备确保工地迅速完成，为施工争取了宝贵时间；
2. 通过（ ）技术采集社会活动、旅游活动等数据，便于对群众的定点疏散和管控，抑制疫情的蔓延；
3. 通过（ ）技术可为疫情期间的紧急建设场地提供生态环境监测，保障施工生态安全；
6. 构建不同部门和不同区域的联防联控信息系统，疫情实时上报及共享系统、应急物流管理信息系统、医疗物资定点救助信息系统等，为地方政府实现更高效的应急公共管理提供决策服务，主要应用了（ ）技术；
4. 借助（ ）技术分析某地人口感染上升趋势，并进一步分析空间扩散的风险和主要路径，同时还为公众提供直观的可视化数据；
GNSS
RS
RS
GIS
GNSS
GIS
应用组合：
RS+GIS
GNSS+RS+GIS
GNSS+GIS
地理信息技术的应用
GNSS
RS
GIS
远距离获取地物信息
（是什么？有什么？）
实时定位、导航
（在哪里？）
分析、处理、表达
（为什么？有何联系？
怎么做？怎么办？）
地理
数据
决策应用
指导实践
大脑
眼睛
“3S”技术手段选取的方法
“点”与“面”判断GPS
GPS的主要功能是定位和导航。它的最大特点是工作对象是“一个点”或“多个点”，明显区别于RS和GIS的工作对象——“面”。在“3S”技术中选取适当手段时，要看其工作对象是“点”还是“面”，如果是“点”则选用GPS，如果是“面”则选用RS或GIS。
“想”与“看”区分GIS、RS
GIS是地图的延伸，主要功能是进行空间数据的分析和处理。对“事象”的发展变化进行预测、评估，需要计算、思考，即“想”，凡是需要“想”的选GIS。RS是人的视力的延伸，主要功能是收集信息，尤其对于大范围、大面积、人不易观测的地物信息的获取，即“看”，只“看”不用“想”的选用RS。
关键词判断“3S”技术
RS：“获取”空间信息。
GPS：“定位”“导航”“精确”“精密”“精准”等。
GIS：“分析”“处理”“查询”“输入”等。
数字地球
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技术系统。
概念
特点：信息化、网络化、全球化。
关键技术
课程结束
第二节 地理信息技术的应用
地理信息技术
GIS
GNSS
RS
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。
RS
RS
(遥感)
全称：Remote Sensing
缩写：RS
中文：遥感
意为“远距离感知”
遥感（Remote sensing，简称RS），就是遥远的感知，是指借助对电磁波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。
遥感就相当于：高空拍照
遥感拍摄的是地球表面，其目的是获取地物信息
RS
载体：高空气球、飞机、卫星
感应：拍摄、扫描
工作原理
遥感常用电磁波段：
紫外线、可见光、红外线、微波
电磁波
传感器
目标物
不同物体对电磁波发射、反射和吸收的特性不同
RS
主要环节
电磁波
传输
目标物
地面系统
信息处理
专业图件
传感器
遥感技术系统：由遥感平台、传感器、信息传输装置、数字或图像处理设备以及相关技术等组成。
RS
遥感不完全是人的视力的延伸
遥感能够精确地观测到距离更遥远、范围更广阔的地物，相比人眼更及时、更持久，被认为是人的视力的延伸。但遥感能观察到可见光之外人眼看不见的光线，如紫外线、红外线、微波等，故遥感并不全是人的视力的延伸。
遥感技术的优点
精度高、质量高、效率高，节省人力、物力。与实地测绘相比，具有探测范围大、获得资料速度快、周期短、受地面限制少的特点。
类型：航天遥感、航空遥感、近地面遥感等
RS
遥感的应用
总的来说，遥感主要用于获取地面信息
资源调查
环境监测
自然灾害
防御监测
土地利用
现状调查
土地资源
调查
病虫害和农业生态环境
调查及监测
农作物长势
监测和估产
大地测量
遥感技术的应用
应用领域 具体内容 备注
资源调查 矿产资源 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“发现”矿产 人们只需要分析遥感图像就可以划定蕴藏矿产的大致区域
生物资源 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、健康状况、产量等数据 为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门服务
环境、灾害监测 环境监测 土地荒漠化、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、植被变化、水体污染、大气污染等 有利于人们了解环境变化，使环境得到保护和改善
自然灾害防御监测 旱灾、水灾、滑坡、病虫害、森林火灾、泥石流、地震、农林病害等 有利于防灾减灾
农业生产 林业 清查森林资源、监测火灾和病虫害 着火树木、病害树木与正常树木的反射光谱不同
农业 识别农作物、估算产量、灾情预报 植物生长情况不同，其反射波谱特征不同
可见光航拍遥感影像
红外遥感影像
微波遥感影像
美国国防部五角大楼
2005年的北京奥运场馆
2008年的北京奥运场馆
自然灾害防御监测
GIS
GIS
Geographical Information System
缩写：GIS
中文：地理信息系统
专门处理地理信息的计算机系统
专门处理地理空间数据的计算机系统，称为“地理信息系统”，简称“GIS”。
地理信息系统能对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达。
GIS，其实是专门思考地理问题的大脑
GIS
功能：GIS除了具有一般信息系统的存储、管理数据功能外，还能显示数据的空间分布，并具有强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能。
GIS
工作过程
GIS
GIS具有地图所不具备的特点
信息量大、使用方便。地理信息系统可提供反映区域状况的各种空间信息，并可建立提示区域结构特征和发展规律的模型。
功能强大、完备。可以提供查询检索、空间分析、修改补充、距离测算等多种功能。
能够进行动态监测和预测评估。
GIS
GIS系统功能强大
信息查询
位置分析
模式研究
地图浏览
模拟分析
面积测量
距离测量
趋势研究
标记地图
“四角度”归纳地理信息系统的应用
与分布、位置有关的基本问题
查询“地点”和“状况”。
查询符合一定条件的地物的分布、位置。
趋势分析
模式分析
模拟问题
GIS
在区域地理环境研究中的应用
在城市管理中的应用
在灾害监测中的应用
由不同图层构成的地理信息
居民点
地块
水系
土地利用
地形
GIS叠加示意图的判读
首先要明确GIS图层叠加示意图是由哪些专题图层组成的，其次要明确不同的专题图层反映的地理事物之间的空间联系，最后要明确图层叠加之后反映的地理要素特征。
叠加图层 新生(应用)主体
人口密度与交通线路及规划图 新建商业中心选址
河流分布、坡度分布、土石分布 泥石流易发区
水系、土地利用、居民点、地形、土壤 耕地的分类和评价
水系、土地利用、居民点、地形、土壤、水文地质、区域规划 深埋垃圾场选址
人口密度图、行政区划图、行政区人口基数 各行政区人口增长率
坡向分布、岩石倾斜 滑坡易发区
某中学校区遥感图
某中学校区电子地图
对象 多边形3
名称 某某校区教学楼三栋
性质 建筑
面积 520平方米
高度 17.8米
用途 教室
归属 某某中学
主管单位 某某教育局
用GIS软件为地图上的对象添加属性到数据库。
这样，当用户点击该楼时，计算机就能分析或查询它的各种信息了。
正在编辑：“多边形3” 的属性
Global Naviation Satellite System
缩写：GNSS
中文：全球导航卫星系统
主要是用来定位、导航的
利用卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球导航卫星系统，简称GNSS。
GNSS
用户设备部分
空间部分
地面控制部分
组成：空间部分 + 地面控制部分 + 用户设备部分
GNSS
空间星座 由21颗工作卫星、3颗备用卫星组成
地面控制系统 包括1个主控站、3个注入站和5个监控站
用户系统 用于接收GPS卫星发射的信号
1
2
3
4
S1
S3
S4
S2
全球任何地点在任何时刻，地平面上空至少有四颗GPS卫星。
GPS
其实GNSS的定位功能，比我们刚刚理解的要强大:
三维坐标
运动速度
精确授时
为导航服务
能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度
GNSS
欧洲
伽俐略
美国
GPS
俄罗斯
GLONASS
中国
北斗
世界主要导航卫星系统：
全球定位系统的应用
应用领域 功能表现 具体用途
军事 定位、导航 主要用来给航行中的军舰、飞机及导弹提供定位和导航信息，同时也广泛应用于野外军事行动中单兵和移动装备定位及跟踪
测量 定位 GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘察、地壳运动观测、地基测量
交通 定位、导航 对车辆进行跟踪、调度管理、合理分配车辆，从而以最快的速度响应用户的乘车或配送请求，降低能源消耗，节省运行成本。同时GPS对车辆还具有导航功能
救援 定位 可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急调遣，从而提高紧急事件处理部门对火灾、犯罪现场、交通事故等紧急事件的响应效率
农业 定位 实施“精准农业耕作”及捕鱼
区域地理研究 在区域环境中利用较多的是导航服务，地面监控系统把信息传给GPS卫星，得出处理后的考察点的地理位置和高程，获得精准数据，从而确定位置和前进方向，进而导航 中国北斗卫星导航系统
北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。 共有55颗卫星！
“3S”在实际中的应用
“3S”在实际应用中往往是两种以上技术的综合利用：如卫星云图是RS和GIS的应用；物流运输是BDS和GIS的应用；救灾是RS、BDS和GIS的综合应用等。
“抗疫”背后的“3S”力量
案例1：央视《新闻联播》报道：中国北斗全面助力抗击新冠肺炎疫情
在定位导航支持下的载重无人机以及物流车等运输工具对医疗物资的进行精准投放。车载定位终端向入网车辆推送疫情信息，推荐道路行驶及运输服务信息。另外，定位导航系统还可应用于物流行业，缓解疫情期间迅速增长的物流配送压力。
载重无人机对医疗物资的进行精准投放
利用遥感热成像测温系统大大降低社区及人员密集场所出现的"接触式"、"遗检漏检"、"高误差"的防疫风险。
遥感防疫车（图片源于网络）
案例2：遥感：实现"非接触式"操作，避免交叉感染。
案例3：卫星遥感监测武汉火神山医院、雷神山医院
2020年1月25日，武汉大学李德仁院士带领包含多个单位遥感骨干力量的联合工作组，决定用航天遥感手段见证火神山医院、雷神山医院建设进程，提供医院建设对周围环境影响的初步评估。同时利用高分辨率夜光卫星（吉林一号视频03星）见证了医院的一步步建成。
高分二号遥感影像图（2019年10月29日）
火神山医院建设前情况
卫星遥感图
火山神医院周边白天和夜间对比
航拍遥感影像图
火神山医院建设前与建设中邻近水域水环境高光谱对比分析
案例4：地理信息系统（GIS）在此次疫情中发挥的作用
发现疫情，及时上报
制作感染人数示意图
疫情发展态势分析
活动：利用地理信息技术防控新冠肺炎疫情
请判断以下内容主要使用了什么地理信息技术？它们是如何互相配合完成对新冠肺炎疫情的防控的？
1. 通过（ ）技术精准获取每天人群迁移数据；
5. 在疫情期间紧急施工建设中，基于（ ）的高精度定位设备确保工地迅速完成，为施工争取了宝贵时间；
2. 通过（ ）技术采集社会活动、旅游活动等数据，便于对群众的定点疏散和管控，抑制疫情的蔓延；
3. 通过（ ）技术可为疫情期间的紧急建设场地提供生态环境监测，保障施工生态安全；
6. 构建不同部门和不同区域的联防联控信息系统，疫情实时上报及共享系统、应急物流管理信息系统、医疗物资定点救助信息系统等，为地方政府实现更高效的应急公共管理提供决策服务，主要应用了（ ）技术；
4. 借助（ ）技术分析某地人口感染上升趋势，并进一步分析空间扩散的风险和主要路径，同时还为公众提供直观的可视化数据；
GNSS
RS
RS
GIS
GNSS
GIS
应用组合：
RS+GIS
GNSS+RS+GIS
GNSS+GIS
地理信息技术的应用
GNSS
RS
GIS
远距离获取地物信息
（是什么？有什么？）
实时定位、导航
（在哪里？）
分析、处理、表达
（为什么？有何联系？
怎么做？怎么办？）
地理
数据
决策应用
指导实践
大脑
眼睛
“3S”技术手段选取的方法
“点”与“面”判断GPS
GPS的主要功能是定位和导航。它的最大特点是工作对象是“一个点”或“多个点”，明显区别于RS和GIS的工作对象——“面”。在“3S”技术中选取适当手段时，要看其工作对象是“点”还是“面”，如果是“点”则选用GPS，如果是“面”则选用RS或GIS。
“想”与“看”区分GIS、RS
GIS是地图的延伸，主要功能是进行空间数据的分析和处理。对“事象”的发展变化进行预测、评估，需要计算、思考，即“想”，凡是需要“想”的选GIS。RS是人的视力的延伸，主要功能是收集信息，尤其对于大范围、大面积、人不易观测的地物信息的获取，即“看”，只“看”不用“想”的选用RS。
关键词判断“3S”技术
RS：“获取”空间信息。
GPS：“定位”“导航”“精确”“精密”“精准”等。
GIS：“分析”“处理”“查询”“输入”等。
数字地球
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技术系统。
概念
特点：信息化、网络化、全球化。
关键技术
课程结束