第二节 地理信息技术的应用课件(共47张PPT)
文档属性
| 名称 | 第二节 地理信息技术的应用课件(共47张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 16.2MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 中图版（2019） | ||
| 科目 | 地理 | ||
| 更新时间 | 2025-09-18 17:18:06 | ||
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文档简介
(共47张PPT)
地理中图（2019）版 高一必修一
第二节 地理信息技术的应用
地理信息技术是指获取、记录、加工、管理和传播地理信息的各种技术手段﹐主要有全球导航卫星系统（GNSS)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)。
全球导航卫星系统及其应用
全球导航卫星系统是能在地球表面或近地空间的任何地点，提供全天候的三维坐标、速度、时间信息的导航定位系统。它主要包括美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的格洛纳斯全球导航卫星系统(GLONASS)、欧盟的伽利略导航卫星系统(GALILEO)以及中国的北斗导航卫星系统(BDS)等。
其中美国的导航系统发展最早，也比较完善，在世界范围内使用广泛。北斗导航卫星系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统，是继美国全球定位系统和俄罗斯格洛纳斯全球导航卫星系统后世界上第三个成熟的全球导航卫星系统。
北斗导航卫星系统
北斗导航卫星系统是我国着眼于国家安全和社会经济发展需要，自主建设、独立运行的导航卫星系统，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。
图4-2-2北斗导航卫星系统
北斗导航卫星系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。它融合了导航与通信能力,具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。2018年底,“北斗三号”基本系统完成建设,开始提供全球服务。
目前,北斗导航卫星系统已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度.救灾减灾和应急搜救等领域。
全球导航卫星系统的主要功能是定位、导航等,这在森林普查与规划、海洋调查与监测、气象及地质灾害的监测与救援等领域都有广泛应用。
在林业调查方面,全球导航卫星系统的应用能够有效提高森林资源的管理效率。由于全球定位系统测量的精度高,操作简便,而且仪器体积小、便于携带,可以全天候操作,因而广泛应用于测定森林面积、道路位置、森林火灾地区位置,界定边界线,估算木材含量，寻找水源等林业测量领域。在得到调查样地的详细位置,充分了解森林资源多样性的基础上,可以适时做出调整,为林业的发展做进一步规划。
在海洋观测方面,引入全球导航卫星系统能够实现对地壳运动、海平面变化、海洋气象等方面的有效监测。例如，引入全球导航卫星系统技术建立全球定位系统连续运行观测站，是国际上正在采用的重要对地观测手段，主要用于地壳运动监测、大气和海平面变化监测等方面。它可以提供潮汐观测站站址的周、月、年变化率，监测海平面实际变化;能够及时提供大气中水汽含量变化信息，为海洋气象预报服务;还能在线提供空间位置基准，为海岸带和近海海洋调查服务。
在气象观测领域，全球导航卫星系统技术发挥着越来越重要的作用。例如，使用全球定位系统研究大气，特别是研究对流层的大气特征。我国多个地区也已经全面开始应用北斗导航卫星系统，进行区域自动气象站的建设，弥补了原有气象站的不足。随着技术的发展，全球导航卫星系统将成为新一代气象观测系统的主要部分，在天气预报中发挥重要作用。
遥感及其应用
遥感,即“遥远的感知”。广义的理解，遥感泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、声波、地震波等的探测;狭义的理解,遥感指应用探测仪器，不与探测目标近距离接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示目标的特征和变化的综合性探测技术。遥感技术的出现，为人类提供了一条认识地球的重要途径。
遥感的工作过程
遥感的核心在于获取信息的遥感技术设备，主要包括遥感平台和传感器。传感器可以接收地面物体反射或辐射的电磁波信息,并以影像胶片或数据磁带的形式记录下来,传送到地面接收站。地面接收站对遥感信息进行处理和判读分析，并进行野外实地验证，最后生成遥感影像，为资源助探、动态监测和规划决策服务。
遥感系统工作过程
遥感影像遥感影像是各种传感器所获信息的产物，是遥感探测目标的信息载体,主要包括航空像片和卫星影像。
遥感影像由成千上万的像元组成。像元是遥感影像上能够详细区分的最小单元，简称图像分辨率。1米分辨率指影像上的一个像元表示地面上1平方米的范围。由此可知，该数值越小，影像显示地表信息细节的能力越强，分辨率就越高。
遥感影像有黑白和彩色之分。黑白影像是根据物体的灰度差异呈现的，一般建筑物颜色较浅，草地和森林颜色较深。彩色影像有真彩色和假彩色之分，真彩色影像上地物颜色能够真实反映实际地物的颜色特征,符合人的认知习惯;假彩色影像是将图像上地物颜色转变为与实际地物不一致的色彩，可以提高特定目标物的可鉴定度。
在图4-2-8的假彩色影像上，草、树和庄稼覆盖区域为红色，水为灰色和蓝色，城市为蓝灰色。假彩色影像中不同地物的色彩并不是固定的,需要根据实际情况进行地物判读。
遥感的应用目前，遥感已经广泛应用于自然地理研究的诸多领域,在地貌、气候、水文、土壤和植被的调查和监测中都发挥着重要作用。例如，识别不同的地貌类型,观测全球气候变化,监测海水运动与变化，识别植被类型与分布结构,监测灾害并预警等,都少不了遥感技术的应用。
在环境和灾害监测方面,遥感技术能够快速准确地获取区域的环境和灾害信息，及时发现环境和灾害的变化，预测将要出现的问题。由遥感技术获得的环境和灾害动态观测数据，通过地理信息系统的快速分析和处理,能够为决策部门提供科学依据。
洪水前后遥感影像叠加可得到洪水淹没范围；火灾发生前后影像叠加可得到过火面积。
遥感在水文与水资源研究方面的应用
遥感主要应用于水资源调查、水土流失调查、冰雪检测、海岸带及浅海地形调查等。利用遥感不仅能确定地表江河、湖沼和冰雪的分布、面积、水量和水质，还能勘查浅层地下水资源。例如，通过判读分析青藏高原地区的遥感影像，不仅发现了地图上已有的部分湖泊面积、形状的差错，还发现了300多个地图上没有的湖泊。遥感能为水文研究提供长期动态情报，帮助预报和监测早情、融雪、径流、洪水。例如，卫星遥感可以实时监测洪水的动向，调查洪水泛滥范围,迅速确定洪涝面积和受灾程度。
地理信息系统及其应用
客观世界是由庞大而复杂的空间信息组成的,对这些信息加以管理和应用是一项重要课题，而地理信息系统的出现解决了这一问题。
地理信息系统是依靠计算机实现地理信息的收集、处理、储存、分析和应用的系统。
地理信息系统为地理信息资源的共享提供了最便捷的技术支持。利用地理信息系统可以储存庞大的空间数据，不但能随时制作电子地图,还有详细的属性资料可供查询，并能进行多种空间分析，以此来模拟区域内的资源、人口等要素的空间规律和发展趋势。这是地理信息系统区别于其他信息系统的一个重要标志。
地理信息系统工作流程图
某城市交通管理地理信息系统输出的月交通事故图
定位
查询
测距
图层叠加
导航
测量面积
作为地理信息的自动处理与分析系统，地理信息系统的功能遍及数据采集、数据分析、决策应用的全部过程。地理信息系统一般可以解决以下问题。
位置分析。解决与“位置”有关的问题。例如，分析可可西里藏羚羊的空间分布情况。
趋势研究。包括空间趋势和随时间的演变趋势，如分析过去20年青藏高原地区冰川面积和分布的变化情况。
模式研究。特定区域地理事物的分布及其组合都有一定的规律,通过模式分析，可以揭示各种地物之间的空间关系。例如，分析一个地区的地形、土壤与特定作物种植之间的关系。
模拟分析。利用地理信息系统,将已掌握的地理规律用数学方法表达出来，即建立模型，来模拟其中某种因素的变化，以及产生的结果。例如，建立洪水预测模型,就可根据降水量、降水强度、降水持续时间，预测洪水发生的时间和可能淹没的范围。
案例研究
地理信息技术在四川九寨沟防震减灾应对中的应用
2017年8月8日21时19分，四川省阿坝州九寨沟县发生7.0级地震，震源深度20千米，造成巨大损失。漳扎镇周边及景区发现多处滑坡及潜在滑坡体，九寨沟黄龙机场到漳扎镇的544国道沿线发现5处滑坡;在九寨沟景区盆景滩以上、火花海以下形成了堰塞湖。在此次地震灾害中,从震前的预警到震后一系列的应急响应，地理信息技术发挥了巨大的辅助决策作用。
地震发生后,通信中断、道路堵塞，根据应急指挥中心的三维地理信息软件，能确定装有全球导航卫星系统的失踪车辆的具体位置，并提供三维地形图，为成功营救提供重要的辅助决策信息。另外，车载全球导航卫星系统可以有效调度救灾车辆,减轻交通负担。
全球导航卫星系统在地震中的应用
在地震灾区通信、交通被严重破坏的情况下，通过使用航空遥感技术和卫星遥感技术，可以及时为抗震救灾指挥部提供大量灾区遥感图像。通过实时监测灾情,把握动态，为科学评估灾情提供支持，为防灾抗灾、抢险救灾提供重要的决策依据。
遥感在地震中的应用
漳扎镇小学 地震前
漳扎镇小学 地震后
及时提供重要城镇和主要居民点的类型、不同分辨率的卫星和航空遥感数据及分析信息,为各级抗震救灾指挥系统了解灾情、部署救援行动提供重要且及时的信息。
准确确定水系和河道的阻塞状况，监测预报滑坡、堰塞湖等次生灾害。配合堰塞湖的疏导工程，不断监测堰塞湖特别是堰塞坝的分布及其准确位置,分析堰塞湖动态变化。
及时准确地掌握交通状况,帮助相关部门迅速地实施救援工作。
为了配合灾后重建总体规划工作,国家基础地理信息中心一直密切跟踪有关方面的应用，并根据需求积极提供基础地理信息服务。具体说来，在地震中，地理信息系统在以下方面发挥了重要作用。
地震监测、预警。有研究数据显示，如果在地震波到达时提前3秒收到预警，伤亡人数可降低14%;提前10秒，伤亡人数可降低39%;提前20秒,伤亡人数可降低63%
地理信息系统在地震中的应用
应急指挥与管理。
移动和车载制图。
以地图的方式保证公众信息畅通（包括灾害影响到的地区、灾害的扩大范围和潜在影响、撤离线路、避难场所，以及食物和水的所在地)。
资源跟踪和管理。
课堂小结
谢谢
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地理中图（2019）版 高一必修一
第二节 地理信息技术的应用
地理信息技术是指获取、记录、加工、管理和传播地理信息的各种技术手段﹐主要有全球导航卫星系统（GNSS)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)。
全球导航卫星系统及其应用
全球导航卫星系统是能在地球表面或近地空间的任何地点，提供全天候的三维坐标、速度、时间信息的导航定位系统。它主要包括美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的格洛纳斯全球导航卫星系统(GLONASS)、欧盟的伽利略导航卫星系统(GALILEO)以及中国的北斗导航卫星系统(BDS)等。
其中美国的导航系统发展最早，也比较完善，在世界范围内使用广泛。北斗导航卫星系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统，是继美国全球定位系统和俄罗斯格洛纳斯全球导航卫星系统后世界上第三个成熟的全球导航卫星系统。
北斗导航卫星系统
北斗导航卫星系统是我国着眼于国家安全和社会经济发展需要，自主建设、独立运行的导航卫星系统，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。
图4-2-2北斗导航卫星系统
北斗导航卫星系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。它融合了导航与通信能力,具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。2018年底,“北斗三号”基本系统完成建设,开始提供全球服务。
目前,北斗导航卫星系统已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度.救灾减灾和应急搜救等领域。
全球导航卫星系统的主要功能是定位、导航等,这在森林普查与规划、海洋调查与监测、气象及地质灾害的监测与救援等领域都有广泛应用。
在林业调查方面,全球导航卫星系统的应用能够有效提高森林资源的管理效率。由于全球定位系统测量的精度高,操作简便,而且仪器体积小、便于携带,可以全天候操作,因而广泛应用于测定森林面积、道路位置、森林火灾地区位置,界定边界线,估算木材含量，寻找水源等林业测量领域。在得到调查样地的详细位置,充分了解森林资源多样性的基础上,可以适时做出调整,为林业的发展做进一步规划。
在海洋观测方面,引入全球导航卫星系统能够实现对地壳运动、海平面变化、海洋气象等方面的有效监测。例如，引入全球导航卫星系统技术建立全球定位系统连续运行观测站，是国际上正在采用的重要对地观测手段，主要用于地壳运动监测、大气和海平面变化监测等方面。它可以提供潮汐观测站站址的周、月、年变化率，监测海平面实际变化;能够及时提供大气中水汽含量变化信息，为海洋气象预报服务;还能在线提供空间位置基准，为海岸带和近海海洋调查服务。
在气象观测领域，全球导航卫星系统技术发挥着越来越重要的作用。例如，使用全球定位系统研究大气，特别是研究对流层的大气特征。我国多个地区也已经全面开始应用北斗导航卫星系统，进行区域自动气象站的建设，弥补了原有气象站的不足。随着技术的发展，全球导航卫星系统将成为新一代气象观测系统的主要部分，在天气预报中发挥重要作用。
遥感及其应用
遥感,即“遥远的感知”。广义的理解，遥感泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、声波、地震波等的探测;狭义的理解,遥感指应用探测仪器，不与探测目标近距离接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示目标的特征和变化的综合性探测技术。遥感技术的出现，为人类提供了一条认识地球的重要途径。
遥感的工作过程
遥感的核心在于获取信息的遥感技术设备，主要包括遥感平台和传感器。传感器可以接收地面物体反射或辐射的电磁波信息,并以影像胶片或数据磁带的形式记录下来,传送到地面接收站。地面接收站对遥感信息进行处理和判读分析，并进行野外实地验证，最后生成遥感影像，为资源助探、动态监测和规划决策服务。
遥感系统工作过程
遥感影像遥感影像是各种传感器所获信息的产物，是遥感探测目标的信息载体,主要包括航空像片和卫星影像。
遥感影像由成千上万的像元组成。像元是遥感影像上能够详细区分的最小单元，简称图像分辨率。1米分辨率指影像上的一个像元表示地面上1平方米的范围。由此可知，该数值越小，影像显示地表信息细节的能力越强，分辨率就越高。
遥感影像有黑白和彩色之分。黑白影像是根据物体的灰度差异呈现的，一般建筑物颜色较浅，草地和森林颜色较深。彩色影像有真彩色和假彩色之分，真彩色影像上地物颜色能够真实反映实际地物的颜色特征,符合人的认知习惯;假彩色影像是将图像上地物颜色转变为与实际地物不一致的色彩，可以提高特定目标物的可鉴定度。
在图4-2-8的假彩色影像上，草、树和庄稼覆盖区域为红色，水为灰色和蓝色，城市为蓝灰色。假彩色影像中不同地物的色彩并不是固定的,需要根据实际情况进行地物判读。
遥感的应用目前，遥感已经广泛应用于自然地理研究的诸多领域,在地貌、气候、水文、土壤和植被的调查和监测中都发挥着重要作用。例如，识别不同的地貌类型,观测全球气候变化,监测海水运动与变化，识别植被类型与分布结构,监测灾害并预警等,都少不了遥感技术的应用。
在环境和灾害监测方面,遥感技术能够快速准确地获取区域的环境和灾害信息，及时发现环境和灾害的变化，预测将要出现的问题。由遥感技术获得的环境和灾害动态观测数据，通过地理信息系统的快速分析和处理,能够为决策部门提供科学依据。
洪水前后遥感影像叠加可得到洪水淹没范围；火灾发生前后影像叠加可得到过火面积。
遥感在水文与水资源研究方面的应用
遥感主要应用于水资源调查、水土流失调查、冰雪检测、海岸带及浅海地形调查等。利用遥感不仅能确定地表江河、湖沼和冰雪的分布、面积、水量和水质，还能勘查浅层地下水资源。例如，通过判读分析青藏高原地区的遥感影像，不仅发现了地图上已有的部分湖泊面积、形状的差错，还发现了300多个地图上没有的湖泊。遥感能为水文研究提供长期动态情报，帮助预报和监测早情、融雪、径流、洪水。例如，卫星遥感可以实时监测洪水的动向，调查洪水泛滥范围,迅速确定洪涝面积和受灾程度。
地理信息系统及其应用
客观世界是由庞大而复杂的空间信息组成的,对这些信息加以管理和应用是一项重要课题，而地理信息系统的出现解决了这一问题。
地理信息系统是依靠计算机实现地理信息的收集、处理、储存、分析和应用的系统。
地理信息系统为地理信息资源的共享提供了最便捷的技术支持。利用地理信息系统可以储存庞大的空间数据，不但能随时制作电子地图,还有详细的属性资料可供查询，并能进行多种空间分析，以此来模拟区域内的资源、人口等要素的空间规律和发展趋势。这是地理信息系统区别于其他信息系统的一个重要标志。
地理信息系统工作流程图
某城市交通管理地理信息系统输出的月交通事故图
定位
查询
测距
图层叠加
导航
测量面积
作为地理信息的自动处理与分析系统，地理信息系统的功能遍及数据采集、数据分析、决策应用的全部过程。地理信息系统一般可以解决以下问题。
位置分析。解决与“位置”有关的问题。例如，分析可可西里藏羚羊的空间分布情况。
趋势研究。包括空间趋势和随时间的演变趋势，如分析过去20年青藏高原地区冰川面积和分布的变化情况。
模式研究。特定区域地理事物的分布及其组合都有一定的规律,通过模式分析，可以揭示各种地物之间的空间关系。例如，分析一个地区的地形、土壤与特定作物种植之间的关系。
模拟分析。利用地理信息系统,将已掌握的地理规律用数学方法表达出来，即建立模型，来模拟其中某种因素的变化，以及产生的结果。例如，建立洪水预测模型,就可根据降水量、降水强度、降水持续时间，预测洪水发生的时间和可能淹没的范围。
案例研究
地理信息技术在四川九寨沟防震减灾应对中的应用
2017年8月8日21时19分，四川省阿坝州九寨沟县发生7.0级地震，震源深度20千米，造成巨大损失。漳扎镇周边及景区发现多处滑坡及潜在滑坡体，九寨沟黄龙机场到漳扎镇的544国道沿线发现5处滑坡;在九寨沟景区盆景滩以上、火花海以下形成了堰塞湖。在此次地震灾害中,从震前的预警到震后一系列的应急响应，地理信息技术发挥了巨大的辅助决策作用。
地震发生后,通信中断、道路堵塞，根据应急指挥中心的三维地理信息软件，能确定装有全球导航卫星系统的失踪车辆的具体位置，并提供三维地形图，为成功营救提供重要的辅助决策信息。另外，车载全球导航卫星系统可以有效调度救灾车辆,减轻交通负担。
全球导航卫星系统在地震中的应用
在地震灾区通信、交通被严重破坏的情况下，通过使用航空遥感技术和卫星遥感技术，可以及时为抗震救灾指挥部提供大量灾区遥感图像。通过实时监测灾情,把握动态，为科学评估灾情提供支持，为防灾抗灾、抢险救灾提供重要的决策依据。
遥感在地震中的应用
漳扎镇小学 地震前
漳扎镇小学 地震后
及时提供重要城镇和主要居民点的类型、不同分辨率的卫星和航空遥感数据及分析信息,为各级抗震救灾指挥系统了解灾情、部署救援行动提供重要且及时的信息。
准确确定水系和河道的阻塞状况，监测预报滑坡、堰塞湖等次生灾害。配合堰塞湖的疏导工程，不断监测堰塞湖特别是堰塞坝的分布及其准确位置,分析堰塞湖动态变化。
及时准确地掌握交通状况,帮助相关部门迅速地实施救援工作。
为了配合灾后重建总体规划工作,国家基础地理信息中心一直密切跟踪有关方面的应用，并根据需求积极提供基础地理信息服务。具体说来，在地震中，地理信息系统在以下方面发挥了重要作用。
地震监测、预警。有研究数据显示，如果在地震波到达时提前3秒收到预警，伤亡人数可降低14%;提前10秒，伤亡人数可降低39%;提前20秒,伤亡人数可降低63%
地理信息系统在地震中的应用
应急指挥与管理。
移动和车载制图。
以地图的方式保证公众信息畅通（包括灾害影响到的地区、灾害的扩大范围和潜在影响、撤离线路、避难场所，以及食物和水的所在地)。
资源跟踪和管理。
课堂小结
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com) 中小学教育资源网站
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欢迎加入21世纪教育网教师合作团队！！月薪过万不是梦！！
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