3.3.1 地理信息系统及其应用
参考答案
【反思小结】
重要知识点
关键点总结
我的反思
地理信息系统
地理信息系统的概念、组成和工作过程是最基本的地理知识，是区分遥感、全球定位系统的关键，应理解掌握
地理信息系统
与城市管理
地理信息系统解决的四类基本问题、应用领域及在城市管理中的应用都是常考内容
【课前准备区】
①分析 ②描述 ③地理分布 ④数据 ⑤存储 ⑥管理 ⑦空间分布 ⑧空间查询 ⑨巩固发展 ⑩用户时代 ?GIS软件 ?应用模型 ?输入 ?操作和分析 ?输出 ?扫描21世纪教育网版权所有
?数字化 ?分层 ?主题 ?图形 表格 绘图仪 环境评估 灾害预测 城市规划 交通运输 工程选址 城市管理 工程设计 监控 环境评价 决策分析21教育网
【探究点一】
1．应有五个主要的组成部分：硬件、GIS软件、地理数据、应用模型和GIS人员。
硬件设备是地理信息系统的骨架，主要有计算机主机、数据输入设备、数据输出设备、数据传输设备和存储设备；21cnjy.com
GIS软件提供存储、显示、分析地理数据的功能，主要包括数据输入与编辑、数据管理、数据操作及显示和输出等；【来源：21·世纪·教育·网】
地理数据是GIS的基础，根据内容不同，可以分为基础数据和专题数据；
应用模型是解决各种实际问题的数字模型，解决不同的问题，GIS要使用相应的模型，如人口扩散模型、商业选址模型、路径分析模型等；21·cn·jy·com
GIS人员是地理信息系统需求、设计的核心，包括从设计、维护的专家到那些使用系统完成他们每天工作的人员。www.21-cn-jy.com
2．纸质地图都必须转换为数字形式，才能为计算机存储、识别和处理，常用的方法是扫描纸质地图后进行数字化处理。地图中的不同要素存储在不同的“图层”中，用户和决策者对操作结果进行判断分析后，就能获得有用的信息。2·1·c·n·j·y
【典例解析】
(1)A (2)D [图层叠加即为图层因素的综合，图层叠加分析就是综合分析的方法，图示中的图层信息是解题的关键。第(1)题，土壤、地形、土地利用和水系分布可以说明耕地的分类和评价；而B项工业分布与交通的关系则需要工厂和交通线的图层，与土壤没关系；C项商业分布和规划则需要商业网点的图层，图中没有呈现，且商业与土壤、水系分布无关；学校的分布与土壤、水系无关。第(2)题，通过分析可知，深埋垃圾场对大气污染小，故不能选①；造纸厂、印刷厂是市场指向型的企业，与垃圾处理厂没有直接关联，故③不合题意；而深埋垃圾场需要考虑地质条件稳定的地势低洼地或沟谷、远离城区、对居民区地下水没有或污染小等条件。]21·世纪*教育网
【探究点二】
1．快速查询道路通行状况，迅速定位事故地点，提供交通疏散方案；为道路规划提供最佳路径分析；查询路况信息，为道路养护和应急抢修服务等。www-2-1-cnjy-com
2．近五年以来上海市每年的土地利用图层。
3．利用网络GIS调出复旦大学所在地区的地图，查出车站到复旦大学最合理的公交路线。
4．接到报警后，立即从GIS电子地图上确定突发事件的发生地，并同时搜索最近的巡逻警车，通知附近各路口交警封锁或疏导道路；启动最佳路径功能，给警车指引道路，确保以最快的速度到达事故发生地，组织警力处理并将处理结果反馈指挥中心。
【典例解析】
(1)A (2)C [在GIS中，地物空间特征和属性的各项数据的结合，构成某一主题的图层。叠加不同的图层可以分析不同要素间的相互关系。第(1)题，商业网点选址主要考虑交通通达度和消费人口的多少。城市交通图层与城市人口分布图层叠加，可以对不同地点的交通通达度和消费人口进行比较，从而为商业网点选址提供决策依据。第(2)题，叠加不同的图层可以分析不同要素间的相互关系。城市地域结构是指各功能区的分布、组合，而住宅区、商业区、工业区等构成的地域结构的变化，就主要表现为城市土地利用的变化。]
3.3.1 地理信息系统及其应用
题目
3.3.1 地理信息系统及其应用
第1课时
学习
目标
1.说明地理信息系统的基本构成。
2.说明地理信息系统的基本功能，阐明地理信息系统在城市管理中的作用。
学习
疑问
学生填写
学习
建议
学生填写
【预学能掌握的内容】
一、地理信息系统
1．概念：地理信息系统是一种以采集、存储、管理、①________和②________地球表面与③____________有关④________的空间信息系统。
2．功能：除了一般的⑤________、⑥________数据外，还能显示数据的⑦______________，并具有强大的⑧____________、分析、模拟、统计和预测等功能。
3．发展：开拓期→⑨______________期→大发展期→⑩____________。
4．组成：硬件设备、地理数据、?__________、GIS人员、?__________。
5．工作过程
主要包括地理数据的?________、存储，地理数据的?______________，以及地理信息?______等环节。
环节
过程
地理数
据的输入
将收集好的各种数据资料，经过分类和格式转换后，就可输入到计算机中。其中对图形数据的输入，常用的方法是?______纸质地图后进行?________处理
GIS的数
据存储
采用“?______”技术，即将地图中的不同要素，存储在不同的“图层”中。将不同的“图层”要素进行重叠，就形成不同?______的地图
对GIS数
据的操作
与分析
对GIS数据的操作，可以使各类数据之间的关系以直观的形式表现出来，这种形式可以是?______、地图或______。用户和决策者对操作结果进行判断分析后，就可获得有用信息
GIS的
输出
将编辑好的GIS信息在计算机显示器的屏幕上显示，或通过________、打印机等输出
二、地理信息系统与城市管理
1．应用领域：资源调查、__________、__________、国土管理、__________、邮电通信、__________、公安、水利、公共设施、商业金融等。
2．GIS与城市管理
（1）城市规划和管理：城市规划的设计、____________、____________、辅助决策。
（2）基础设施管理：____________、应急抢修、日常维护管理等。
（3）土地利用与管理：土地利用状况的________和管理。
（4）生态环境管理：城市生态规划、____________、环境与区域可持续发展的______、环保设施的管理等。
【探究点一】地理信息系统的组成及功能
〖合作探究〗
一个好的、完整的GIS系统，存储了该地区或该目标的众多空间信息，这些信息能随时方便地从数据库中调用，能快速地以图形、图像、表格或文本形式在屏幕上显示，或者打印、绘制出来，并且可以对这些信息进行综合分析，提取有用信息，通过计算来模拟真实世界，进而提出相应的决策意见。它是规划、管理和决策的有效工具。下图表明了GIS的这一性能。
1．从图中可以看出，GIS系统应有几个主要的组成部分？各部分的主要功能是什么？
2．GIS在计算机显示器的屏幕上常常显示一幅地图，这就是电子地图，这种电子地图与我们使用的纸质地图有什么不同？
〖概括小结〗
1、地理信息系统（GIS）的组成和工作过程
地理信息系统由硬件、软件、地理数据、人员、应用模型等组成，其工作过程主要包括地理数据的输入、存储，地理数据的操作和分析，以及地理信息输出等环节。
简要工作过程如下图所示：
〖典例解析〗
下图示意为某专题研究建立的地理信息系统（GIS）图层。据此完成1～2题。
1．该专题研究可能是
A．耕地分类和评价 B．工业分布与交通的关系 C．商业分布和规划 D．学校布局
2．若利用该地理信息系统进行深埋垃圾场的选址，在下列图层中应增加
①大气污染 ②区域规划 ③造纸厂、印刷厂分布④水文地质
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
【探究点二】地理信息系统与城市管理
〖合作探究〗
根据图示，回答下列问题。
1．上面的漫画反映了我国目前大多数城市存在的交通拥堵现象。若应用GIS解决城市交通拥堵问题，其发挥出的积极作用主要有哪些？
2．未来五年上海将计划形成“海、陆、空、铁、水五路并举的格局”，城市土地利用状况将发生一定的变化。五年以后，如果你要了解上海市近五年以来土地使用性质、地块轮廓的变化，在GIS系统中，你可直接进行对比分析的图层是什么？
3．如果你想利用假期去上海复旦大学参观学习，但你对上海市又不熟悉，你将如何利用GIS进行路径查询？
4．如果你是市110系统中心的工作人员，当接到报警电话后，你将如何调度警力，进行应急处理？
〖概括小结〗
1、地理信息系统在城市建设和管理中的典型应用
应用
主要功能
举例说明
城市信息
管理与服务
主要向城市居民提供日常工作与生活所需的各种信息
提供旅游景点分布与详情、商业网点的布局及各自特色、城市道路与建筑物的空间分布
城市规划
和管理
进行城市与区域多目标的设计、选址、开发和规划、辅助决策
规划部门可以把有用的资料记录到数据库里，随时查询和统计，并用三维影像显示城市市貌，还可以把城市地下管网的分布输入系统中，进行有效管理
城市道路
交通管理
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。可以提供多类型的查询
查询空间信息：某个加油站、立交桥的坐标位置；查询时间信息：某辆车某一时间处于什么位置及其某时间某地的车流量等；查询路面质量、沿路环境、居民分布情况等。发布交通信息：及时地把交通拥堵情况、车流量、交通事故、交通环境情况显示在车内显示屏幕上，帮助驾驶员找出最佳行车路线
土地利用
与管理
有效地完成对土地利用状况的监控和管理
土地使用性质变化、地块轮廓变化、土地权属关系变更等
城市救
灾减灾
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，并辅助开展灾后的应急和恢复工作
为了提高火灾防救工作的针对性，可以建立各防火区的火灾信息系统，并建立相应的救护路线模型和灾后损失评估模型
城市环
境管理
环境规划与决策、监测、评价、预测与模拟
对城市多种信息如大气、水、土地、植被、噪声等进行管理和处理
2、巧绘关联图，理解地理信息系统的工作流程
→→→
〖典例解析〗
GIS中，不同类型的地理空间信息存储在不同的图层上，叠加不同的图层可以分析不同要素的相互关系。据此回答1～2题。
1．城市交通图层与城市人口分布图层的叠加，可以
A．为商业网点选址提供依据 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
2．对1985年与2000年城市土地利用图层进行分析，能够
A．计算交通流量的变化 B．预测洪涝灾害的发生
C．了解城市地域结构变化 D．预测城市降水变化趋势
3.3.2 遥感技术及其应用
参考答案
【反思小结】
重要知识点
关键点总结
我的反思
遥感技术
遥感技术的概念、原理、工作过程是基础地理知识，也是出题的切入点。
遥感与资源普查
遥感在资源普查中的应用特别是在农业、林业、探矿方面常涉及。
遥感与环境监测
遥感在环境监测、灾害监测中的应用是常考点，应重点理解掌握。
【课时准备区】
①电磁波 ②不与探测目标接触 ③辐射 ④散射 ⑤变化 ⑥广阔 ⑦大 ⑧地球 ⑨瞬时 ⑩实时 ?快速 ?动态监测 ?遥感平台 ?传感器 ?信息传输装置 ?数字或图像处理设备 ?专题卫星 ?飞机 ?大 ?领空 定期 重复
强 研究主题 污染 森林火灾 中高 发现 区域 缩短 分布 健康 产量 生活环境与灾害 .分布及面积 决策依据21cnjy.com
【探究点一】
1．C
2．探测范围大；获得资料的速度快、周期短，能反映动态变化；受地理条件限制少；手段多，获得的信息量大。21·cn·jy·com
3．遥感技术视域广阔，不受天气、地理条件的限制，更重要的是它能迅速获得地物信息，为及早部署防汛抗洪争取时间，在洪水灾害预报上有着重大意义。www.21-cn-jy.com
【典例解析】
(1)飞机 航空摄影 高
(2)地面反射或辐射的电磁波信息 地面接受太阳辐射光或大气对太阳辐射散射光的能量、自身受热也能产生电磁波辐射 不同物体、不同环境条件，其反射或辐射的电磁波是不同的，传感器具有识别这种电磁波的能力【来源：21·世纪·教育·网】
解析 本题考查遥感技术的运载工具和区别遥感技术分辨率的高低。从图中可以看出，此类型为航空遥感。由于距地面近，对地物的分辨率较高。在B图，由于传感器接受到地物反射或辐射的电磁波，利用原理是不同物体或同一物体在不同环境下反射或辐射电磁波波长不同。21·世纪*教育网
【探究点二】
1．方案：首先获得太湖水质状况遥感影像资料(或建立太湖水质遥感监测预报系统)，然后对水质出现的异常状况进行分析，提出预报(或根据遥感信息对水质状况监测分析，提出防治措施)。2·1·c·n·j·y
措施A：防止工业三废(或农田废水、工业废水、其他废弃物)直接排入湖中。措施B：保护太湖周边生态环境；对已污染水体进行(人工或生化方法)处理。www-2-1-cnjy-com
2．如下表：
序号
应用领域
课题名称
1
资源普查
野生藏羚羊种群数量及分布
2
农作物估产
江淮地区水稻种植面积及产量分析
3
工程建设及规划
青藏铁路选线分析
3.这种“需要收集哪些方面资料”类的题目，需要从“问题”形成条件或发生过程入手，“反推”需要收集的资料。21世纪教育网版权所有
沙尘天气的发生需要下列条件：大风提供沙尘运动的动力，疏松、裸露、干燥的地表提供沙源。因此，需要收集气压、地面温度、湿度和植被覆盖状况等资料。
【典例解析】
(1)A (2)C (3)C
解析 第(1)题，遥感技术是“人的视力的延伸”，对某项事物的观测要利用的就是遥感技术。第(2)题，地震是长期内应力作用下岩层断裂，能量释放产生的，遥感是对地理事物的感知，却无法对一种作用力进行监测。第(3)题，遥感技术的工作原理是通过各种地物不同的反射率来区分地物。森林是否有火灾、土地是否干旱、植物病虫害程度不同都会使反射率发生变化，在遥感影像中能反映出来；而洪峰流量大小不能改变反射率，故在遥感影像中不能反映出来。21教育网
3.3.2 遥感技术及其应用
题目
3.3.2 遥感技术及其应用
第1课时
学习
目标
1.说明遥感的概念和基本工作过程。
2.结合实例了解遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用。
学习
疑问
学生填写
学习
建议
学生填写
【预学能掌握的内容】
一、遥感技术
1．定义：简称RS，是指借助对①________敏感的仪器，在②__________________________的情况下，记录目标物对电磁波的③________、反射、④__________等信息，并通过分析，揭示目标物的特征、性质及其⑤________的综合探测技术。
2．优点：视域⑥________，监测范围⑦____，可覆盖整个⑧________。能够⑨________成像、⑩________传输、?________处理，迅速获取信息和实施?____________。
3．系统组成：?____________、?________、?________________、?_______________以及相关技术等。
4．常见的三种遥感
航天遥感
航空遥感
近地遥感
使用的运载
工具或遥感
平台的高度
地球资源、海洋、气象等?________，航天飞机、宇宙飞船、航天空间站等
利用?____携带遥感仪器，距地面高度600～25 000米
距地面高度在几十米以内
主要优点
或主要应
用范围
覆盖范围?____，不受?________限制，可进行________、________观测等
机动性______，可根据____________选择适当的传感器、适当的飞行高度和飞行区域
主要应用于城市遥感、海面____监测、____________监测等______分辨率的遥感任务中
二、遥感与资源普查
1．勘探矿产资源：借助遥感技术“________”矿产的存在，划定蕴藏矿产的大致________，大大________探矿时间。
2．调查生物资源、水资源：通过对遥感图像解译或图像处理技术，提取植被的____________、类型、结构、________状况、________等信息，为相关部门提供服务。
三、遥感与环境灾害监测
1．有助于人类重新审视“地球家园”，提高人们对周围____________________的认识。
2．遥感与洪涝灾害监测：通过对洪水灾害前后的遥感图像进行对比，可以获得受灾区域的______________，为分洪和灾后重建提供____________。
【探究点一】遥感技术的原理与工作流程
〖合作探究〗
根据材料，回答下列问题。
材料一 通过遥感技术重新测量，科学家提出：“长江变短了”。最近，科学家对长江重新测量后发现，它的长度为6 211.3千米，比公认的6 300千米短了80多千米。但这一结果并没有改变长江是亚洲第一长河和世界第三长河的地位。主持测量的中国科学院遥感应用研究所的研究人员称：“尽管这一数字的变化对长江沿岸居民的生活几乎没有影响，但反映了人们对地球了解程度的加深，并有可能成为国家更新重要地理数据的参考。”
材料二 1998年夏秋，长江流域发生了罕见的特大洪水，洞庭湖及荆江地区受灾比较严重。国家利用飞机和卫星对该地区进行了遥感监控，获得了大量的遥感影像图片，通过计算机处理后制成了淹没地区分布图，图中淹没地区的分布及各部分的范围一目了然。而且，利用计算机可对淹没面积按各种要求进行快速、准确的统计。
1．材料一说明了遥感技术在哪个领域的应用
A．海洋 B．地质 C．水文 D．军事侦察
2．根据以上材料，简述遥感技术的特点。
3．简述遥感技术在洪水灾害预报上的意义。
〖概括小结〗
1．遥感技术的原理
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。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。
2．遥感技术的工作流程
3．遥感技术的主要环节和功能
〖典例解析〗
读“遥感技术工作原理示意图”，回答下列问题。
1．从A图中可以看出，此遥感技术所利用的运载工具是______________，这种运载工具采用的是________________的方式对地面物体进行感知和识别。这种方式的遥感技术，对地面的分辨率是较______(高或低)的。
2．在B图中，传感器接受到的是______________________，它的产生是由于___________
______________________，在这个遥感过程中，传感器之所以能够对地面物体进行分辨，
其原理是____________________________________________________________________。
【探究点二】遥感技术在资源普查、环境灾害监测中的作用
〖合作探究〗
根据材料，回答下列问题。
材料一 不同物体和物体的不同状态具有不同的电磁波特性，卫星传感器探测地表物体对电磁波的反射和物体自身发射的电磁波，然后按照一定的规律把电磁波辐射转换为图像，经过处理，提取物体信息，完成远距离识别物体和物体的状态，这就是遥感工作的基本原理。例如，森林发生火灾时，着火树木的温度比没有着火树木的温度高，在电磁波的热红外波段会辐射出比未着火树木更多的能量，卫星拍摄到的影像上，着火的森林比没有着火的森林显示更亮的浅色调。据此原理，森林管理部门建立森林火灾实时监测预报系统，全天候对森林遥感信息进行监控。如出现火情，就能对火灾面积、蔓延情况进行动态分析，以作出相应的防灾措施。遥感技术同样对病虫害、洪水灾害等有不同的分辨功能。
材料二 2010年4月23日，受沙尘暴天气影响，兰州市区沙尘漫天，能见度极低。据兰州中心气象台介绍，从23日凌晨起，甘肃出现今年首次区域性沙尘暴天气，敦煌市出现特强沙尘暴，另有多个地区为强沙尘暴。
1．根据材料一，请你设计运用遥感技术对我国太湖水质状况监测的方案，并提出治理的措施。
2．请拟列出卫星遥感技术的三个应用领域及相关的课题名称。
序号
应用领域
课题名称
例
防灾减灾
长江流域洪水动态分析
1
2
3
3.沙尘天气经常发生在自然环境恶劣、测站稀少的地区，用气象卫星监测沙尘天气是一种有效的方法。如果让你来主持沙尘天气的预报，你将利用遥感技术收集哪些方面的资料？
〖概括小结〗
1．遥感技术在资源普查中的应用
应用领域
具体内容
备注
探矿
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”矿产的存在
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
对森林、草原、绿地以及农作物等资源的调查
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、产量等信息
为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门服务
2．遥感技术在林业和农业方面的应用
部门
应用
主要原理
林业
清查森林资源、检测火灾和病虫害
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
3．遥感技术在环境灾害监测中的应用
遥感技术是环境和灾害监测的重要手段。遥感监测的区域范围大，获取环境和灾害信息快速准确，能够及时发现环境和灾害的变化。同时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处理和分析，能够为决策部门提供科学的依据。遥感在环境灾害监测中的具体应用见下表：
应用领域
具体内容
备注
环境监测
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
灾害监测
旱情、水灾、滑坡、虫害、森林火灾、泥石流、地震等
有利于防灾减灾
4．遥感探测的范围、获取资料的速度和周期、对地物的分辨率与运载工具飞行高度的关系
装有传感器的遥感平台，除了卫星外，常用的遥感平台还有飞机、气球等。传感器运载工具的飞行高度对遥感探测的范围、速度、周期、分辨率等影响很大。一般来说，运载工具飞得越高，探测的范围越大，获得资料的速度越快，周期越短，对地物的分辨率越低，否则相反。其关系如图所示：
〖典例解析〗
2008年9月6日上午11时25分，中国在太原卫星发射中心成功的以“一箭双星”方式将环境与灾害监测预报小卫星(简称“环境减灾”)A、B卫星送入太空。据此回答1～2题。
1．“环境减灾”卫星对生态环境和灾害进行动态监测，直接应用的地理信息技术是
A．遥感 B．地理信息系统 C．全球定位系统 D．数字地球
2．“环境减灾”卫星不能直接监测的自然灾害是
A．台风 B．洪涝 C．地震 D．森林病虫害
3．从某一时刻的遥感影像图中，不能获取的信息是
A．森林火灾面积 B．土地干旱程度 C．洪峰流量 D．植物病虫害程度
3.3.3 全球定位系统及其应用
参考答案
【反思小结】
重要知识点
关键点总结
我的反思
全球定位系统
全球定位系统的概念、组成、工作原理是应该掌握的基础知识。分清与遥感、地理信息系统的差异是理解掌握的关键
全球定位系统
与定位导航
全球定位系统的定位导航作用是常考点，常与RS结合考查其应用
【课前准备区】
①三维导航 ②21 ③3 ④1 ⑤监控 ⑥时钟 ⑦主控 ⑧5 ⑨监测与调控 ⑩GPS数据处理 ?接收 ?三维坐标 ?时间 ?导航型 ?速度 ?大地测量 ?高 ?授时
?军事 ?厘米 毫米 1 厘米级 毫微秒 交通、邮电、地矿、建筑 农业、气象、土地管理、金融、公安 地壳 地震 GIS RS21世纪教育网版权所有
【探究点一】
1．60 2.4 90
3．空间星座、地面控制系统和用户系统三部分。
4．全球定位系统能够提供三维坐标、速度和时间信息，并且具有全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全天候、连续性、实时性等特点。21教育网
【典例解析】
(1)全球定位系统 全方位 实时三维导航 定位
(2)21 3 2万千米 4 4 定位星座
(3)1 3 5 收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算GPS卫星的轨道和卫星时钟数据 在每颗卫星运行至上空时，将导航数据及主控站的指令注入到卫星
(4)接收机硬件 GPS数据处理软件
(5)欧盟 30
解析 本题考查GPS基础知识，包括GPS的功能、系统组成等。
【探究点二】
1．“二战”时的德军飞行员依靠的是人眼的视力发现目标，一旦低层有云雾出现，人会看不清地面的物体。而第二次海湾战争中，因为美军采用了全球定位系统，能提供精确的三维坐标、速度和时间，并且具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的特点，不受烟雾的影响。21cnjy.com
2．美国飞行员用的是GPS技术。手持型GPS接收机在军事领域的应用历史可以追溯到第一次海湾战争，当时的美国士兵中已有相当一部分配带有手持型GPS接收机，因为当时多国部队是跨国界、跨地区作战，对地理环境相当陌生，地图作用是有限的，正是因为有了手持型GPS接收机的帮助，才使许多美国士兵及时发出求救信号，最终得以生还。
【典例解析】
(1)D (2)农业 建筑(非农业) (3)运动 (4)ABD
解析 (1)查询出租车的位置信息，首先要利用GPS进行定位，在此基础上才可能利用地理信息系统快速查询该公司出租车的位置信息。(2)20世纪80年代以来，上海市经济发展很快，外环线周围交通便利，地价较低，第二、三产业发展快，而且根据上海市远红外遥感图像中红色块状区域面积越来越小，而蓝灰色区域面积越来越大，可知农业用地在缩小，非农业用地在扩大。(3)应明确地面上任何地点至少可以看到4颗GPS卫星，但只要能接收到3颗卫星的信号即可确定静止物体的位置，但对运动物体特别是高速运动的物体而言，用4颗卫星可迅速获得其所在的位置，并且还可以提高GPS定位的精确度。(4)导弹发射的精确制导和珠穆朗玛峰高程的精确测量需要使用全球定位系统，人口密度与商业网点布局的相关分析涉及地理事物分布的空间数据，需要借助地理信息系统进行分析，而人口出生率和死亡率的统计不涉及地理事物的定位与空间分布，不涉及3S技术。21·cn·jy·com
3.3.3 全球定位系统及其应用
题目
3.3.3 全球定位系统及其应用
第1课时
学习
目标
1.说明全球定位系统的主要组成部分及主要工作原理。
2.能举例说明全球定位系统在定位导航中的作用。
学习
疑问
学生填写
学习
建议
学生填写
【预学能掌握的内容】
一、全球定位系统
1．概念
全球定位系统，简称GPS，是具有在海、陆、空进行全方位、实时①____________与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。
2．组成
GPS由空间星座、地面控制系统和用户系统三部分组成，它们具有不同的空间位置、组成和分布特点。
系统
结构
位置
组成和分布
功能
空间
星座
空间
由②______颗工作卫星和③____颗 在轨备用卫星组成
为全天候的全球定位提供可能
地面
监控
系统
地面
④____个主控站
收集各⑤______站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算GPS卫星的轨道和卫星⑥________数据
3个注入站
在每颗卫星运行至上空时，将导航数据及⑦______站的指令注入到卫星
⑧____个监控站
⑨____________卫星上的各种设备的工作、运行情况
用户
系统
(接
收设
备)
用户
包括接收机硬件、⑩______________软件等用户设备，硬件由天线单元和?________单元组成
捕获GPS卫星信号，实时地计算出?____________、速度以及?________
3．GPS接收机的常见种类
GPS接收机种类很多，按照不同的标准，有不同的分类方法。根据用途可将GPS接收机分成下列类型：
类型
应用
特点
?____
用于运动载体的导航，按具体用途分为车载型、航海型、航空型和星载型
能够实时地给出载体的位置和?______；价格便宜，应用广泛
测地型
用于精密?____和精密工程测量
定位精度?____，仪器结构复杂；价格较贵
?____
用于天文台及无线电通讯
利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时
二、全球定位系统与定位导航
1．最初设计目的：?________目的。
2．精度
（1）静态导航定位：能达到?______级甚至__________级的精度。
（2）动态定位：能达到____米以内的精度。
（3）速度测量：能达到________精度。
（4）时间测量：能达到________级精度。
3．应用领域
目前GPS已在________________________，以及______________________________等部门和行业得到广泛应用。科学家用它来监测______的微小移动，从而帮助预报__________。GPS与______、______结合，可以为资源调查、工程管理、精细农业服务等。
【探究点一】全球定位系统的组成、特点、应用原理
〖合作探究〗
根据所学知识，回答下列问题。
1．GPS系统共有24颗在轨卫星，相邻两个GPS星座卫星轨道之间的夹角为________度。
2．每个卫星轨道上各有________颗卫星，两两相隔约为________度。
3．全球定位系统有哪几部分构成？
4．全球定位系统的特点是什么？
〖概括小结〗
1、GPS的组成和工作原理
2、在解答有关GPS应用类的题目时，一定要牢牢把握其两大功能：①定位：地球上的任何一个地点，都有特定的经度、纬度和高程。GPS定位可迅速显示出你所在地点的精确位置，帮助你解决自己“在哪里”的难题。②导航：GPS手持机导航可以帮助你解决“去哪里”和“如何去”的问题，这样无论你身在何处，都不会迷路。
〖典例解析〗
读“GPS组成图”，回答下列问题。
1．GPS是________________的简称，是具有在海、陆、空进行________、________________与________功能的新一代卫星导航与定位系统。
2．GPS的空间星座由________颗工作卫星、____________颗备用卫星组成，高度约________。在全球的任何地方、任何时间都可监测到________颗以上的卫星。在GPS导航定位时，要想获得准确的三维信息，必须接收到________颗GPS卫星的信号，它们被称为__________。
3．地面监控系统包括________个主控站，________个注入站和__________个监控站。主控站的作用是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________，
注入站的作用是_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
4．用户系统用于接收GPS卫星发射的信号，GPS接收机包括________________________和__________________等用户设备。
5．目前中国正在积极参与________合作开发研制的“伽利略”计划，该系统空间星座由________颗卫星组成。
【探究点二】全球定位系统与定位导航
〖合作探究〗
根据材料，回答下列问题。
材料一 浓雾协助英法联军创造了“九日奇迹”。1940年5月24日，德军以“闪电战”攻破马其诺防线，把40万英法联军包围在法国的敦刻尔克海滩上。这时德军离港口仅10英里。但在5月24日中午，希特勒却下令部队停止前进，直到5月26日下午才取消命令又继续前进。利用这两天时间，联军在沙滩上布置好环形防线，掩护撤退。……从26日到31日都是大雾天气，浓厚的云雾笼罩在海峡上空，加上油库燃烧形成的黑烟，使德军战斗机找不到轰炸目标。到4日上午，联军共撤出34.6万人，他们就是后来诺曼底登陆时作战的主力。有人说是浓雾创造了奇迹，因为这不是一次普通的撤退，撤出的是整个英国的未来！
材料二 据有关报道，第二次海湾战争中，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使用的卫星制导导弹没有任何影响。
材料三 在第二次海湾战争中，许多美国飞行员在被击落后能得以生还，人们常常惊羡于美国人的神奇。
1．材料一和材料二中同样是烟雾，为什么能阻滞德军的袭击，而不能对美国的轰炸产生影响？
2．在材料三中美军是如何确定飞行员的位置并进行组织救援的？
〖概括小结〗
1、GPS在不同应用领域的作用
应用领域
作用
救援
广泛应用于消防、救护、交通疏导、搜寻自然灾害及突发事故中失踪人员、渔船救助等突发事件方面，对消防人员、救护人员、交通警察等救援人员进行应急调遣，提高对紧急事件的响应效率，克服恶劣条件的影响，及时地进行处理或救援，装有GPS设备的特种车辆在遇到突发事件时可及时进行报警、定位，从而减少损失
交
通
航
海
一是GPS航海自主导航系统：向用户提供位置、航速、航向和时间信息以及海图航迹显示等。二是港口管理和进港引导系统：主要用于港口、码头的船舶高度整理、进港引导，以确保航行安全和秩序。三是航路交通管理系统：主要用于近海和内河船舶导航和管理
航空
实现最佳空域划分与管理。空中交通流量管理以及飞行路线管理，保证了空中交通管制的安全性和灵活性。通过GPS接收设备，民航飞行员能驾机准确着陆并安全、及时出入停机坪，使各飞行航班能够紧凑排列，提高机场利用率
公共
交通
实时播放路况信息，自动匹配最优行车路线。能最大限度地满足乘客的要求，从而减少空载率，降低能源消耗。节省运营成本，并使行车、乘车安全系数大大提高
旅游
探险
旅游者可以在陌生的城市里迅速找到自己所在位置，确定前往目的地的最优行进方式和路线；野外探险者可以快捷地找到合适的道路和宿营地点，并在发生险情时，迅速定位、报警，以便及时、有效地得到救援
军事
为各种军事活动定位、导航，如许多高科技武器配备了GPS系统，精确制导，大大提高了命中率
生产和
工程建设
可以利用GPS系统发展“精准农业”，精确地喷洒化肥和农药；同时也广泛运用在工程定位、测量领域，提高工程建设的效率和精确性
科学研究
可以监测地壳运动等
〖典例解析〗
联系遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)有关知识，回答下列问题。
1．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
2．在分析20世纪90年代以来上海市远红外遥感图像时，发现外环线周边地区的红色块状区域面积越来越小，而蓝灰色区域面积越来越大。据此可以判断，该地区________用地面积在缩小，而________用地面积在扩大。
3．根据3颗卫星提供的资料，运用数学原理就可以计算出地面静止物体的位置。如下图所示，有4颗卫星提供资料，除可进一步提高定位的精准度外，还可迅速计算出________物体的空间位置。
4．下列选项中，不可以应用“3S”技术的是
A．导弹发射的精确制导 B．珠穆朗玛峰高程的精确测量
C．人口出生率、死亡率的统计 D．人口密度与商业网点布局的相关分析
3.3.4 数字地球
参考答案
【反思小结】
重要知识点
关键点总结
我的反思
数字地球的含义
数字地球的概念、关键技术是最基本的地理知识，需要重点掌握
数字地球与我们的生活
数字地球的应用，对我们生活的影响应理解掌握
【课前准备区】
①信息化 ②虚拟对照体 ③地理坐标 ④快速 ⑤形象 ⑥数字化 ⑦自然和社会 ⑧资源 ⑨信息高速公路 ⑩空间 ?空间信息 ?空间数据交换标准 ?存储 ?虚拟现实21世纪教育网版权所有
?计算 ?治安 ?警力 ?生物多样性 ?施药 ?施肥 产量 学术研究
【探究点一】
1．数字地球，通俗地讲就是建立一个“虚拟地球”，用数字化的方法，将地球上的所有信息转化为数字信息装入计算机中，实现在网络上流通。它的应用领域小到人们日常的工作、生活、娱乐等，大到人类的生存与可持续发展。严格地讲，数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用海量地球信息对地球进行了多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作为工具来支持和改善人类的活动和生活质量。21教育网
2．关键技术：信息高速公路和高速网络技术、高分辨率卫星遥感技术、空间信息技术与空间数据基础设施，大容量数据存储技术，可视化和虚拟现实技术、高性能计算能力。
3．城市设施的数字化、城市的网络化、城市的智能化。
4．意义：能够充分和高效地利用信息，使信息快速流动，提高对城市的管理效率，提高生产和贸易效益，扩大生产规模，增加财富收入，节约资源和保护环境，提高服务质量，促进社会经济发展，为人类创造高效的、信息化的工作环境和舒适方便、安全、现代化的生活环境。21cnjy.com
【典例解析】
C [因特网、信息高速公路都与数字地球有关，但它们并不等同于数字地球，数字地球是一个庞大而复杂的系统，涉及诸多关键技术，信息高速公路和高速网络技术是其关键技术。数字地球不仅可以处理自然方面的问题，还可以处理社会问题。]www.21-cn-jy.com
【探究点二】
1．土地资源利用状况调查，合理布局农业；监测预报气候变化，旱涝、长势、产量预测，提高抗灾能力；农业污染环境状况监测与预报，并提出解决措施等。
2．全球温室效应；海平面上升；臭氧层破坏；地震分布带；地形遥感；全球生态环境监测；全球气候预报；生物分布；生产结构监测等。2·1·c·n·j·y
【典例解析】
B [数字地球能够及时提供地球表面各点信息，虚拟过去和将来的环境变化，为人们处理自然和社会方面的问题提供信息服务，但数字地球本身无法控制自然现象和人类社会的发展变化。]21·cn·jy·com
3.3.4 数字地球
题目
3.3.4 数字地球
第1课时
学习
目标
1.说明“数字地球”的概念。
2.通过资料，说出“数字地球”的关键技术。
3.说明“数字地球”与GIS、GPS、RS之间的关系。
学习
疑问
学生填写
学习
建议
学生填写
【预学能掌握的内容】
一、数字地球的含义
1．含义：数字地球是①__________的地球——地球的②____________。
2．制作：将地球上每一点的信息，按照地球的③____________加以整理，然后构成一个全球的信息模型。
3．优点：可以④________、⑤________地了解地球上的任何一点、任何方面的信息。
4．核心：用⑥______的手段来处理整个地球的⑦________等方面的问题，最大限度地利用⑧________，并使人们能够通过一定方式，方便地获得有关地球的信息。
5．关键技术
（1）⑨________________与高速网络技术
（2）高分辨率卫星遥感技术：提供最基本的⑩__________数据
（3）?________技术：构成数字地球的空间核心技术
（4）空间数据基础设施：空间数据管理体系、空间数据交换网、?__________________等
（5）大容量数据?________技术
（6）可视化和?____________技术
（7）高性能?________能力
二、数字地球与我们的生活
1．利用数字地球的数据可掌握各地的?______状况，有助于恰当部署?________打击犯罪。
2．可模拟环境变化对濒危物种的影响，以便于采取有效措施保护?______________。
3．掌握作物病虫害及其生长情况，科学?__________、?________，可以提高作物________。
4．学者们可以利用数字地球开展____________。
【探究点一】数字地球的含义和技术基础
〖合作探究〗
阅读下列材料，回答下列问题。
材料一：“数字地球”是1998年当时的美国副总统阿尔·戈尔首次提出的。进入21世纪，“数字地球”成为我国的发展战略，其核心思想有两点：一是用数字化手段管理好地球；二是最大限度地利用信息资源。
材料二：“数字城市”是“数字地球”的重要组成部分，它综合运用地理信息系统、遥感、全球定位系统、网络、多媒体及虚拟仿真等技术，以数字的形式获取、存储和再现城市资源、基础设施、人文、经济等各个方面的信息，从而提高城市管理效率、节约资源和保护环境，为城市发展提供决策支持。
材料三：“数字城市”的内容包括：城市设施的数字化、城市的网络化、城市的智能化。“数字城市”能够为人类创造高效的、信息化的工作环境和舒适方便、安全、现代化的生活环境。
1．“数字地球”的含义是什么？
2．“数字地球”的关键技术主要有哪些？
3．“数字城市”的主要内容有哪些？
4．“数字城市”建设的意义是什么？
〖概括小结〗
1、“数字地球”的关键技术及其应用
关键技术
应用价值
信息高速公路与高速网络技术
能迅速调集大量所需的数据
高分辨率卫星遥感技术
能提供翔实、动态的数据，形成“数字地球”最基本的空间数据
空间信息技术与空间数据基础设施
GIS、GPS与网络构成“数字地球”的空间核心技术，空间数据基础设施则提供空间数据的管理体系、交换网、交换标准等
大容量数据存储技术
能集中或分散存储大量的空间数据
可视化和虚拟现实技术
可视化技术是实现“数字地球”与人交互的窗口和工具；虚拟现实(简称VR)技术能够生成虚拟环境
高性能计算能力
能处理大量复杂数据，更好地认识和分析地理现象
〖典例解析〗
1．关于“数字地球”的正确叙述是
A．“数字地球”就是指因特网
B．“数字地球”就是指“信息高速公路”
C．“数字地球”将有关地球上每一点的信息按地球地理坐标加以整理，然后构成一个全球的信息模型
D．“数字地球”的核心就是用数字化的手段来处理地球上自然方面的问题
【探究点二】“数字地球”的应用
〖合作探究〗
阅读材料，回答下列问题。
数字地球是对地图测绘系统(EOS)、全球定位系统(GPS)与地理信息系统(GIS)的综合，目前在社会经济中得到了广泛利用。以农业为例，它在农业信息遥感、太空农业等领域有广阔的研究前景，一些国家利用资源卫星进行农业资源调查、作物长势和产量监测等。例如，美国利用资源卫星在估测本国小麦产量的同时，还对其他国家小麦产量进行估测，根据所得数据制定生产布局、储运、加工等计划，确定对外贸易策略，由此每年可获利数亿美元。
1．根据材料推断数字地球相关技术在“我国农业可持续发展”方面可做哪些工作？
2．在全球问题的研究中，除农业外，还有哪些领域可以应用数字地球的相关技术？
〖概括小结〗
1、数字地球的具体应用领域及实例
数字地球最基本的任务就是全面、及时地提供可信的数据，因此其应用领域是无处不在的，只要我们能够想到的方面，数字地球就能提供帮助，具体举例说明如下：
应用领域
“数字地球”举例
意义
可持续
发展
模拟人类生产生活活动对环境的影响
制定可持续发展对策
数字化空间实验室
从全球角度研究可持续发展问题
政府
决策
虚拟大型水库建成后，库区周围和上下游的环境变化
为修建水库的可行性和水库修建后可能出现的问题，提供决策依据
GIS分析犯罪模式和犯罪频率
合理分配警力资源
百姓
生活
模拟教育、商场、娱乐、风景名胜、博物馆、美术馆、艺术画廊的景象
坐在家中享受生活
2、数字地球与“3S”技术之间的关系
数字地球的研究和建设为“3S”技术的发展创造了条件，“3S”技术的发展为数字地球的建设提供了技术支持，具体关系如下图所示：
〖典例解析〗
下列有关数字地球应用的叙述，正确的是
A．可以控制犯罪的发生
B．可为国家大型工程决策提供重要的参考数据
C．可以控制降水发生的时间和地点
D．可以控制地质灾害的发生
