课件58张PPT。 第二章的内容主要是将第一章的地理理论联系到中国和世界的热点问题实际中。知识回顾“以我国西北地区为例来说明荒漠化的危害与治理”、“以洞庭湖为例来说明湿地资源的开发与保护”、“以田纳西河流域为例来阐述流域的综合治理与开发”、“以美国农业为例来说明区域农业可持续发展”、“以珠江三角洲为例来说明区域工业化与城市化进程”的问题等专题地理的内容。第三章第一节
地理信息系统及其应用 一、地理信息系统学习目标 1．地理信息系统的概念是什么?地理信息系统的发展历程是怎样的?其组成包括哪几部分?地理信息系统的工作过程怎样?
了解地理信息系统的概念和发展，掌握地理信息系统的组成和工作过程。
2．地理信息系统的应用包括哪些领域?在城市管理和建设中有什么作用?
了解地理信息系统的应用领域。理解在城市管理和建设中的作用。（一）．地理信息系统的概念地理信息系统(Geographical information system，简称GIS)是一种以采集、存储、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。 目前GIS的发展有两大趋势：(1)与计算机及遥感技术结合。提供数据的采集、储存、检查、操作与分析。组合式GIS技术的发展还使之与其他计算机信息系统集成，跨语言使用，提供无限扩展的数据系统；(2)最新的GIS技术已经发展到对地理空间信息进行可视化的动态分析，在三维图形中对信息进行交互操作，并结合网络、多媒体和立体视觉给人创造一个虚拟的数字地球和数字城市。来自地理环境的信息大部分与位置和空间分布有关．所以GIS应用非常广泛。GIS的广泛应用创造了巨大的经济效益和社会效益。现代地理信息技术正深刻地改变着人们的生活和工作，同时也冲击着传统的思维方式和教育观念。[背景知识1] 地理信息系统的内涵是什么? 地理信息系统从外部看表现为计算机软硬件系统，但其内涵却是由计算机程序和地理数据组成的地理信息模型。是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。 [背景知识2] 地理信息系统的特征是什么? 具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力，具有空间性和动态性。
以地理研究和决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测能力．产生高层次的地理信息。
由计算机支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法．作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务 [背景知识3] 地理信息系统的基本功能是什么? 地理信息系统应具备五项基本功能—
数据输入、数据编辑、数据存储与管理、空间查询与空间分析、可视化表达与输出 [阅读指导] 地理信息系统能为我们做些什么？1、 位置．即在某个地方有什么。位置可以是地名、邮政编码或地理坐标等：如在一个陌生城市。我们可以利用它调出所在位置附近的地图，查询目标地点。
2、条件．即符合某些条件的实体在哪里：如在某个地区寻找面积不小于l 000 M：的不被植被覆盖的。且地质条件适合建大型建筑的区域。 3、趋势．即在某个地方发生的某个事件及其随时间的变化过程。
4、模式．即在某个地方的空间实体的分布模式。模式分析揭示了地理实体之间的空间关系。
5、模拟，即某个地方如果具备某种条件会发生什么。通过模拟的，分析现实的。 例1 读以下资料，回答下列问题。地理信息系统(GIS)与一般信息系统的主要差别是．GIS所采集的信息是按地理空间分布特征来反映地理实体结构及其动态变化规律的。如目前我国已应用GIS对各地区各时段的“非典型肺炎”临床诊断病例、疑似病例等指标分类汇总．在地图上进行“地点”“状况”的位置标定。每日发布各地疫情通报。供有关部门查询分析．制定相应的防治策略。(1)下列课题中。主要是应用GIS进行研究的有( )A、近50年来．世界粮食总产量与人均产量变化趋势分析
B、近10年来，上海市区人口分布变化特征与城市建设相关性分析
C、浙江省西部地区土地利用状况与农业结构变化特征分析
D、上海市浦东新区内环线主要道路交叉点交通流量状况通报及优化公交线网、站点分布的方案设计BCD解析：(1)题要求学生注意"GIS所采集的信息是按地理空间分布特征。来反映地理实体结构及动态变化规律的”，而A选项中世界粮食总产量与人均产量变化不是地理空间分布特征。 因此不能应用GIS进行研究。 (2)试设计一项应用GIS的课题研究项目。 设计项目：如“江汉平原某年水稻长势的监测分析”“中等城市垃圾填埋场选址模式及其与交通、环境关系的分析”“油轮在某海域发生大量漏油事故时，预测其污染范围及对海洋生物的影响”等。（二）．地理信息系统的发展（三）地理信息系统的组成输入输出传输存储数据管理输出（三）地理信息系统的组成(阅读指导) GIS的数据管理 GIs的数据管理方式主要有两种：
一种是以图形的方式(图形数据)进行管理，另一种是以数据表(属性数据)的形式进行管理。这样，可根据用户需要将这些信息图 文并茂地输送给用户，便于分析及决策使用。（四）．地理信息系统的工作过程 [教材图表点拨] 图3—8 地图数字化过程 常见的纸质地图、文字以及非数字形式的资料，都必须转换为数字形式，才能被 计算机存储、识别和处理。实现从图形到数字的转换过程，称为数字化。图形数据的 输入，常用的方法是扫描纸质地图后进行数字化 (背景知识)矢量———假定地理空间是连续的，通过记录坐标的方式尽可能精确地表示点、线、多边形等地理实体，坐标空间设为连续，允许任意位置、长度和面积的精确定义。对于点实体，矢量结构中只记录其在特定坐标系下的坐标和属性代码；对于线实体，
用一系列的点坐标表示；多边形是指边界完全闭合的空间区域，用一系列坐标对的连线表示。 图层—一将空间信息按其几何特征及属性划分成的专题。
专题地图——以表现某一属性的位置或若干个选定属性之间关系为主要目的的地图。 [阅读指导] 数字化与GIS数据源 地理数据的采集方法包括实地调查、采样；传统的测量方法，如三角测量法、三边测量法；人口普查；生物遥测学；数字摄影技术；全球定位系统(GPS)；现代遥感技术等。其中，遥感数据已经成为GIs的重要数据来源，利用卫星拍摄的高分辨率遥感技术影像，人们可以迅速获得几周前甚至几天前的最新数据，并且数据真实准确，成本也很低。 和用GIS中的地理数据，实现地理分析、评价、预测和辅助决策，是GIS的重要应用领域。网上的电子地图采用图层管理的方法，用户可以选择需要的图层进行显示、查询、分析。 [阅读指导] GIS的查询与分析 P81-82活动的参考答案 国外GIS软件，如哈佛大学开发的SYMAP系列软件等。
目前，国内下列GIS软件在解决实际工程能力和技术创新等方面表现突出，如MapCIS6．6、SuperMapGIS2003、地网V5．0、CitoMap等。 例2 甲图为一幅具有林木、河流和住房的景观图，乙图是根据该图而建立的空间数据模型。由此比较地图与地理信息系统对地物的表示有何差异。 解析：该题的命题目的是让学生知道地理信息系统是如何建立的，如何将地面地理信息转变为地理信息系统中的数据。从题中我们可以看出地理信息系统简要的工作程序，是将区域内地物的有关信息(林木、河流和住房)转变为计算机可以识别的数据结构，建立起区域地物信息数据模型和空间模型。首先建立区域的栅格结构图，根据区域大小，将乙图空间按规则分成一个个小块，地物所在位置用它们所占据的栅格的行、列号来定义，地物属性通过赋予栅格属性值来表示，如林木用s表示，河流用r表示，住房用h表示。这样，地图就转变成了空间数据，将其储入计算机，就可建立这个区域的地理信息系统数据库。从中可以看出地理信息技术与地图在许多方面有相同，也有不同的地方。
参考答案： (1)储存信息的形式不同。地理信息系统通过建立数据模型，以数据库的形式储存地理空间数据，而地图以图纸的形式保存地理信息。
(2)查询的方式不同。地理信息系统通过计算机进行查询和数据更新，而地图则通过肉眼进行判读，获得地理信息。GIS获取的信息更有针对性，速度也更快。
(3)地理信息系统可以将不同来源、不同比例尺、不同投影的地图数据进行综合，并进行空间分析，而地图有许多方面做不到。第三章第一节
地理信息系统及其应用 二、地理信息系统与城市管理 目前，GIS广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通信、交通运输、公安、水利、公共设施、商业金融等人们生产生活的各个领域。灾害邮电商业监控管理[阅读指导] GⅡS在道路交通中的应用道路的通行状况，定位事故点，
提供交通疏散的方案 最佳路径分析、最小造价分析 工程进度、工程质量 路况信息、道路养扩 例3 “GIS’’的英文全名是Ge。graphical informatlon system，也叫地理信息系统，具有地图处理、数据库和空间分析这三项功能。GIs可以像传统地图一样，解决与“地点…‘状况”有关的查询。但GIs能进行趋势分析，复杂的“模式分析”和用“虚拟模拟’’进行预测性分析等。据此完成(1)～(2)题。 (1)如果将GIS用来监测森林火灾，可以( )
A．用来分析、判断引起火灾的原因
B．预测森林火灾的发生地点
C.预测森林火灾后所造成的后果
D．及时知道火灾地点、范围、分析
火势蔓延方向，制定灭火方案D(2)有的渔民已经利用GIS技术来寻找鱼群。如果普遍引用这技术( )A. 可以使渔获量持续增长
B. 可能导致过度捕捞，使渔业资源枯竭
C. 绝对会增加渔业的生产成本
D. 会促进渔业生产，加大对渔业资源的
开发利用，提高渔民的生活水平B解析：(1)GIS技术已经广泛应用到日常生产和生活的众多领域。(2)GIS可以用来寻找鱼群，暂时增加捕捞量，随着产量增加，生产成本会逐渐降低，但由于过度捕捞会导致渔业资源枯竭，最终会降低渔民的生活水平1．地理信息系统是( )A主要记录地理事物的计算机系统
B．具有空间分析能力，没有动态预测能力
C是地图绘制系统
D．是专门处理地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统体验成功D2．地理信息区别于其他信息的最本质特征在于它是( )A.空间信息
B.数据信息
C.图像信息
D.综合信息A3．地理信息系统比地图优越的功能有( )①不仅有平面信息，还有三维立体的信息 ②有很便捷的检索功能和大容量的信息库 ③可以随时进’行信息的切换、缩放、补充测算等，获得更新的信息 ④不仅有空间数据信息，还有景观照片和动态的影像信息
A.①② B．②③
C.②③④ D．①②③④D 4．应用GIS技术的最终目的是( ) A．处理信息
B.记录信息
C.便于信息查询
D.为地理决策提供信息D5．GIS与地图最基本的差异是( )A.GIS用点、线、面来表示地物的空间特征和属性
B．GIS用符号表示地物的属性
C.GIS用色彩表示地物的差异
D．GIS用数值表示地物的空间数据D课后作业1、复习第二教材的P77—81的“知识联网”、“技巧点拔”和“范例指导”。
2、做第二教材的P77—81的“练习巩固”和“智能升级”课件42张PPT。知识回顾1．地理信息系统的概念地理信息系统(Geographical information system，简称GIS)是一种以采集、存储、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。 知识回顾1．遥感技术的概念遥感(Remote sensing,简称RS)，顾名
思义，就是遥远地感知。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，并通过分析，揭示
目标物的特征、性质及其变化的综合探
测技术。 知识回顾 2. 遥感类型(按运载工具分)航天遥感航空遥感近地遥感第三章第三节
全球定位系统及其应用 一、全球定位系统齐读课本P95第一自然段学习目标 1．什么是全球定位系统?它由哪几部分组成?全球定位系统的基本原理是什么?GPS接收机包括哪几种?
了解全球定位系统的概念、组成，理解全球定位系统的基本原理，掌握GPS接收机的种类。
2．全球定位系统应用领域包括哪些?有什么作用?
了解全球定位系统的应用和作用。（一）．全球定位系统的概念 全球定位系统(Global positioning system，简称GPS)是具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。[跨越障碍] 全球定位系统的特点是什么 (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。
(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。 [阅读指导] GPS的起源 在卫星定位系统出现之前，远程导航与定位主要用无线电导航系统。
1．无线电导航系统
缺点：覆盖的工作区域小；电波传播受大气影响；定位精度不高。2．卫星定位系统
最早的卫星定位系统是美国的子午仪系统(TRANSIT)，1958年研制．1964年正式投入使用。由于该系统卫星数目较少(5～6颗)，运行高度较低(平均1 000 km)，从地面站观测到卫星的时间间隔较长(平均1．5 h)，因而它无法提供连续的实时三维导航，而且精度较低。为满足军事部门和民用部门对连续实时和三维导航的迫切要求，1973年美国国防部制定了GPS计划。3．GPS发展历程
GPS实施计划共分三个阶段：
第一阶段为方案论证和初步设计阶段。从1973年到1979年，共发射了4颗试验卫星。研制了地面接收机及建立地面跟踪网。
第二阶段为全面研制和试验阶段。从1979年到1984年，又陆续发射了7颗试验卫星。研制了各种用途的接收机。实验表明，GPS定位精度远远超过设计标准。 第三阶段为实用组网阶段。1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功，表明GPS系统进入工程建设阶段。1993年底实用的GPS网即(21+3)GPS星座已经建成，今后将根据计划更换失效的卫星。
（二）．全球定位系统的组成空间由2l颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内地 面由分布在全球的5个地面站(包括5个监控站、1个主控站和3个注入站，主控站和注入站都位于监控站里)组成用 户导航型接收机、测地型接收机、授时接收机请思考：读右图，①相邻两个GPS星座卫星轨道平面之间的夹角是多少度?( )
②每个卫星轨道上各有几颗卫星?它们两两相隔多少度? ( )60°4颗；90°(1)GPS卫星星座 由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。GPS卫星星座记作(2l+3)GPS星座。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角为55度，各个轨道平面之间的夹角为60度，即轨道的升交点赤经各相差60度。每个轨道平面内。各颗卫星之间的升交角距相差90度。一轨道平面上的卫星比两边相邻轨道平面上的相应卫星超前30度。(2)地面监控系统 对于导航定位来说．GPS卫星是一动态已知点。星的位置是依据卫星发射的星历——描述卫星运动及其轨道的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历是由地面监控系统提供的。
卫星上的各种设备是否正常工作以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准——GPS时间系统。这就需要地面站监测各颗卫星的时间求出钟差。然后由地面注入站发给卫星，卫星再由导航电文发给用户设备。GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。(3)GPS信号接收机 GPS信号接收机的任务是：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间。GPS卫星发送的导航定位信号，是一种可供无数用户共享的信息资源。对于陆地、海洋和空间的广大用户，只要用户拥有能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收设备即GPS信号接收机。可以在任何时候用GPS信号进行导航定位测量。根据使用目的的不同，用户要求的GPS信号接收机也各有差异。目前世界上已有几十家工厂生产GPS接收机，产品也有几百种。这些产品可以按照原理、用途、功能等来分类。[背景知识] GPS的定位原理是什么?GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后经过计算，求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。例1 下列关于全球定位系统的叙述。不正确的是( )A ．GPS是利用卫星进行导航、定位的系统
B．GPS包括两大部分，即空间部分和地面控制部分
C ．GPS卫星星座由24颗卫星组成
D．野外旅行，只要拥有GPS信号接收机，可随时知道自己所处的经纬度B解析：全球定位系统包括三大部分。
即空间星座、地面控制系统和用户系统。(三) . GPS 接收机的类型根据用途分类． GPS 接收机分为导航型接收机、测地型接收机和授时接收机。［阅读指导］手持型 CPS 接收机手持型
GPS
接收机
多为导
航使用液晶显
示，导
航画面
清晰，
配有背
景灯，
方便夜
问操作．
功能键
齐全不需要地
面辅助设
备，只要
收到卫星
信号，就
能快速定
位，不受
天气、行
政区域的
限制能够计算当地的
国际标准时问，
处于运动状态还
能指出 i 〔 北方
向，并将经过的
地点、路线记录
下来，方便返回
时用；计算两点
间的距离，实现
坐标系间的相互
转换；计算日出、
日落时间例 2 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。据此回答（ l ）一（ 2 ）题。（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（2）北约轰炸的科索沃，其气候属于（ ）A ．温带海洋性气候
B ．温带季风气候
C ．地中海气候
D ．热带沙漠气候C解析： （1）全球定位系统具有定位功能 · 手持型 GPS 接收机不需要地面辅助设备，只要能接收到卫星信号，就能快速定位，不受天气、行政区域的限制。（ 2 ）科索沃位于巴尔干半岛，属于地中海气候。第三章第三节
全球定位系统及其应用 二、全球定位系统与定位导航1 . GPS 静态导航定位与动态导航定位静态定位中， GPS 接收机在捕获和跟踪 GPS 卫星的过程中固定不变，接收机高精度地测量 GPS 信号的传播时间，利用 GPS 卫星在轨的已知位置，解算出接收机天线所在位置的三维坐标。而动态定位则是用 GPS 接收机侧定一个运动物体的运行轨迹。 GPS 信号接收机所位于的运动物体叫做载体（如航行中的船舰，空中的飞机，行走的车辆等）。载体上的 GPS 接收机天线在跟踪 GPS 卫星的过程中相对地球而运动，接收机用 GPS 信号实时地测得运动载体的状态参数（瞬间三维位置和三维速度）
2 . GPS 的用途 GPS 最初就是为军方提供精确定位而建立的，至今它仍然由美国军方控制。军用 GPS 产品主要用来确定并跟踪在野外行进中的士兵和装备的坐标、给海中的军舰导航、为军用飞机提供位置和导航信息等。2 . GPS 的用途 目前 GPS 系统的应用已经十分广泛，我们可以应用 GPS 信号进行海空和陆地的导航、导弹的制导、大地测量和工程侧量的精密定位、时间的传递和速度的测量等。【 阅读指导 】 车载 GPS 的功用通过车载 GPS,
可以在显示屏
上及时查看车
辆所在的经纬
度、运行轨迹、
速度、行进方
向等车载电台把定
位信息发送给
监控中心，在
电子地图上 显
示出来，可对
车辆进行调度
指挥城市公共汽车
调度管理，旅
游区车辆报警
与调度，海关、
公安、海防等
部门对车辆的
调度与监控【 阅读指导 】 GPS 在航海、航空导航中的应用向用户提供船舶位置、
航速、航向信息、海
图、海迹显示避免船只冲撞，
确保航行安全把自己的位置
和航向发送到
航海管理 中 心便于中心的跟
踪、搜寻和救援空域航路、着
陆、机场监视
和管理实现空域划分、空
中交通流量管理、
飞行路径管理例 3 在伊拉克战争中，伊拉克点燃巴格达周围的战壕石油阻碍美军进攻，但美军事专家指出，烟雾对于美军的卫星制导导弹没有影响 ， 请问美军的卫星制导导弹采 用的技术是（ ）
A． GIS 系统 B . RS 技术 C . GPS 技术 D . lT技术C解析：美军使用的导弹采用全球定位系统枝术，实行定位轰炸，烟雾不会产生形响。体验成功读图全球定位系统（ GPS ）是利用卫星在全球范围内适时进行导航、定位的系统。，完成 1 一 2 题。1 ．图中的甲、乙两区域是两颗卫星在某一时刻分别所覆盖的区域，其服务范围大小是( )
A ．甲等于乙 B ．甲大于乙 C ．甲小于乙 D ．无法确定2 ．下面关于甲、乙两区域卫星图像的解析，正确的是( )
A ．甲区域位于乙区域的西北方向
B ．甲区域为温暖广阔的浅海，渔业和石油资源丰富
C ．乙区域分布有世界最大的热带雨林区，但破坏较为严重
D ．甲乙两区域均为热带草原，牧场广阔，牛羊成群课件60张PPT。第三章第二节
遥感技术及其应用 一、遥感技术 学习目标 1．什么是遥感?遥感技术的发展历程包括哪些主要标志?遥感技术系统的组成有哪些不同的分类方法?
理解遥感技术的概念，了解其发展历程，掌握遥感技术系统的组成和分类。
2．遥感技术在资源普查中主要应用于哪些领域?有何作用?
了解遥感技术在资源普查中的重要应用领域和作用。
3．遥感技术在环境灾害监测中的作用是如何实现的?
掌握遥感技术在环境灾害监测中的作用。1．遥感技术的概念 遥感(Remote sensing,简称RS)，顾名思义，就是遥远地感知。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，并通过分析，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。用于资源评估、环境监测、灾害预警及其他地物变化的分析等。简单地说，遥感就是利用一定的技术装备在航天器或航空器上对地物进行感知。[背景知识] 遥感技术的基本原理是什么? 地球上的物体都在不停地发射、反射和吸收电磁波，并且不同物体的电磁波特性是不同的。人们根据电磁波的差异来辨析物体的不同，遥感技术就是在这个原理的基础上发展起来的。[背景知识] 遥感技术有什么特点? 遥感具有监测范围大、瞬时成像、实时传输、快速处理、迅速获取信息和实施动态 监测等特点。 [背景知识] 遥感技术的工作过程怎样? 信息获取——
信息传输——
信息接收与处理——
信息解译与分析——
遥感应用 二、发展（背景知识）遥感影像地图——遥感影像地图就像上帝的眼睛在观看大地。遥感，即遥远感知的意思，是一种利用运载工具，携带各种遥感仪器，从远距离无接触的记录敏感地 面景物电磁波特性的一种方法，它成像速度快、信息量大、内容客观，广泛用于地质地 理、农业、测绘、军事、气候气象、海洋、资源、天文、环境、灾害监测等方面。（待续）（背景知识） 遥感影像正逐步实现人们长期的梦想——“千里之外，明察秋毫”。早在二战时期就用此来区分活的植物和伪装的死植物，因为活的植物在假彩色底片上显示出红色，而伪装植物在底片上呈现蓝色或紫色。[教材图表点拨] 图3—25 全球天然假彩色图像(光学合成遥感图) 此图是利用不同地物的电磁波的差异，用遥感技术制作的全球图像，陆地和海洋的分布清晰，陆地上植被覆盖区、裸地、沙漠和冰雪覆盖区以及云层覆盖区一目了然。[跨越障碍] 假彩色图像反应的地物颜色是其真实颜色 在成像过程中如果分类和还原没有按照对应关系，相片的色彩为人工合成，与天然实物色彩不同，就不可能为真彩色，而称为假彩色，地物颜色并非其真实颜色。（二）遥感技术系统与遥感类型：遥感技术系统 [教材图表点拨] 图3—27 遥感技术系统 本示意图形象地表达了遥感的工作过程。从图中可以看出，在遥感平台上的传感器，使用光学仪器或电子仪器，接收地面物体反射或发射的电磁波信号，并以图像胶片或数据磁带的形式记录下来，传送到地面接收站，经过技术处理后，进行解译与分析，最终服务于资源勘探、动态监测和有关部门的规划决策等。[背景知识] 遥感平台——遥感工作过程中，承担感知电磁波特性的“实验室’’是遥感平台，它的作用就是稳定地运载传感器。除了卫星，常用的遥感平台还有飞机、气球等。当在地面试验时，还会用到地面三角架这样简单的遥感平台。 传感器——直接获得目标物信息的仪器，用以测量和记录目标物反射或发射的 电磁波的强度和特性，是遥感技术系统的重要组成部分和关键技术装备。针对不同的应用和波段范围，人们已经研究出很多种传感器，探测和接收物体在可见光、红外线和微波范围内的电磁辐射。例1 下列说法中，不正确的是( ) A．遥感感知事物时不直接接触地物
B．遥感技术是遥感信息接收与应用的过程
C．遥感获取的信息是电磁波信息
D．遥感对地面不反射和辐射电磁波的物体无法感知D解析：本题考查遥感的概念、工作原理、技术环节等内容。遥感是利用传感器等技术装备，在航空器或航天器上通过接受和处理地面目标物辐射或反射的电磁波而对地物进行感知的技术系统。由此可知A、B、C三项都正确。地面上所有物体都反 射和发射电磁波，没有不反射和发射电磁波的物体，所以遥感技术的应用范围很广，应用价值很大因此D 项不正确。（二） ．遥感类型航天遥感 、航空遥感 、近地遥感 紫外遥感、可见光遥感 、红外遥感 、
微波遥感、多谱段遥感环境遥感、大气遥感 、资源遥感 、
海洋遥感、地质遥感 农业遥感、林业遥感主动式、被动式 遥感类型完成第二教材P81 “知识联网”。
阅读第二教材P81 “技巧点拨”。利用卫星、航天飞机、
宇宙飞船、航天空间站
等携带遥感仪器的遥感覆盖范围大，
不受领空限制，
可进行重复不
定期观测等利用飞机携带遥感仪器
的遥感。包括 600 一
10 000 米的低、中空遥
感， 10 000 一 25 000 米
的高空、超高空遥感机动性强，可以
根据研究主题选
择适当的传感器、
适当的飞行高度
和飞行区域距地面高度在几
十米以内的遥感用于城市遥感、
海面污染监测、
森林火灾监测
等中、高分辨
率的遥感活动[方法技巧 ] 遥感探测与传感器运载工具飞行高度的关系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。一般说来，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；反之亦然。需要注意的是，遥感对地物的分辨率除与飞行高度有关外，还与传感器的性能有关。【 阅读指导 】 飞速发展的中国卫星遥感P91活动参考答案一种物质所产生的自身辐射，或对外来辐射所产生的反射和透射，形成了该物质的一种特别标志一一波谱特征。图 3 一 33 显示了松林、草地、红砂岩和泥浆的反射波谱曲线。可以看出，不同地物的反射率是不同的，通过对不同地物的波谱特征进行分析，就可以判读地物。例 2 下列技术中，关键装置为传感器的是（ ）A ．遥感技术
B ．地理信息技术
C ．全球定位技术
D ．电子通信技术A解析：遥感技术系统由遥感平台、传感器、信息传输接收装置、数字或图像处理设备以及相关技术等组成。其中，传感器是遥感技术信息获取和传输的关键装置。巩固练习：第二教材P82：第1、第2题。二、遥感与资源普查：
完成第二教材P82知识联网。参考答案：1.D 2.（3） 收集 （4） （1） （2）传感器二、遥感与资源普查 1 ．遥感技术在资源普查中的应用领域 勘探矿产资源，调查生物资源、水资源等是遥感技术在资源普查中的重要应用领域。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
大致区域为农业、林业、
城市绿化、环
境保护等部门
服务【 方法技巧 】 分析和解译遥感图像应注意的问题 由于不同地区地物的差异、合成图像波段的差异、地物特征的季节差异等，因此不同地区、不同波段、不同季节的图像解译是不同的。具体情况具体分析，有的还应当结合实地调查进行解译。1、在卫星图像上，怎样通过颜色差异判断植物的生长状况？
2、根据植物健康状况在反射波谱中变化的原理，遥感还可
以应用到哪些领域？P92活动第1小题参考答案1 ．在特定的卫星图像上，健康的植被往往呈鲜红色，长势比较弱的植被颜色比较浅，由此可判定植物的生长状况。P92活动第2小题参考答案2 ．不同的地物和地物的不同状况，有不同的反射率，根据这个原理，可以利用遥感的工作有判断水体污染、分析城市大气污染、监测灾害、普查资源等等。P92活动第3小题参考答案3 ．在矿产资源调查方面，可以利用遥感资料进行成矿条件的地质分析，提出矿产普查勘探的方向，指出矿区的发展前景。我国吉林省铜矿资源较为丰富，通过对全省陆地卫星图像的分析，不同物质的波谱特征不同，发现铜矿的分布与线性构造密切相关，对于开发这个地区的铜矿具有重要意义。例 3 ( 2004 · 广东、广西）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 ）-（ 3 ）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 ② B ． ② ③ C ． ③ ④ D ． ① ③D( 2 ）根据图中的原理，可用遥感技术直接( )① 划分植物类型 ② 判读植物生长的土壤类型 ③ 监测树木的生长状况 ④ 估计粮食作物的产量
A ． ① ② B ． ② ③
C ． ③ ④ D ． ① ③C(3)不同的地物和地物的不同状况也有不同的反射率，根据这个原理，可以利用遥感的工作有( )① 判断水体污染 ② 判断人口分布 ③ 分析城市大气污染 ④ 估算工业生产总值 A ． ① ② B ． ② ③ C ． ③ ④ D ． ① ③D 解析： ( 1 ）可直接从图中找出健康植物与重度病害植物反射波谱曲线的交．点，向横坐标作垂线，可看出重度病害植物反射率高的波段大致是 0 . 60 一0 . 80 微米。 ( 2 ）植物的健康状况可通过遥感技术来判断，粮食作物的产量高低也与作物的健康状况有关。（ 3 ）水体污染与否，城市大气质量状况均属于“地物的不同状况”，它们的反射率也不相同。二、遥感与环境灾害监测随着遥感技术的发展，遥感将不仅为人们提供信息资源，改变人们的生产、生活与交往方式，而且在环境监测、灾害预警等方面发挥巨大作用，有助于灾害的预防、环境的治理和保护。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、大气污染等旱情、水灾、滑坡、
虫害、森林火灾等
泥石流、地震、农
林病有利于人们了
解环境变化，
使环境得到保
护和改善有利于
防灾减灾遥感在林业和农业方面的应用练习：第二教材P83 练习巩固1、2题三、遥感与环境灾害监测P93-94活动第1小题参考答案1 ．首先对三幅图的主要地物进行判读，比较相同地物在面积、数量、密度、长度等方面的变化，然后运用相关原理进行解释。从三幅图的对比中可以看出，黄河三角洲的面积在扩大，主要是泥沙沉积造成的；植被覆盖区的范围增加，是由于人们的种植和植树产生的；黄河水的泥沙增多，原因是水土流失的加剧；居住区和水产业建筑区的面积增加。P94活动第2小题参考答案2 ．我国的环境与灾害问题有：土地荒漠化、土壤盐渍化、环境污染、海洋生态、植被破坏、水旱灾害、滑坡、地震、泥石流、农林病虫害、森林火灾等。遥感技术可以及时探知森林火灾发生的地点和范围，可分析大火蔓延的方向，为灭火总指挥部制定灭火计划、做出灭火部署提供科学依据。P94活动第3小题参考答案3 ．根据不同地物的不同状况有不同的反射率，可以利用遥感判断水污染和大气污染。美国利用卫星图像研究烟尘污染，监测到纽约因倾倒垃圾、酸液所引起的污染范围。他们曾经利用 1972 年 10 月 10 日的陆地卫星图像，发现有一股从纽约新建的国际造纸公司排人恰普林湖的污染流，这股污染流一直流到附近的佛蒙特州，地面的观测也证实了这个结论，为此佛蒙特州以卫星图像为证据，对该厂提出了法律诉讼。例 4 1987 年 8 月，我国返回卫星上搭载水稻种子，返回后经地面种植，培育出的水稻穗多粒大。亩产达 600 kg ，最高达 750 kg ，蛋白质含量增加 8 ％一 20 % ，生长期平均缩短 10 天。水稻的这种变异的来源是( ) A ．基因重组 B ．基因突变 C ．遗传 D ．变异D结构整合体验成功1 ．遥感技术的工作原理是( ) A ．不同地物的海拔高度不同 C ．不同地物的电磁波特性不同 B ．不同地物的表面温度不同 D ．不同地物的化学特征不同C2 ．运用遥感技术监测森林火灾与人工监测相比．优点有( )① 获取资料快，可及时进行动态分析 ② 受地面限制少．避免人员伤亡 ③ 获取信息量大 ④ 探测范围大，可在客观上进行监测 A ． ① ② ③ B ． ① ③ ④ C ． ① ③ ④ D ． ① ② ③ ④D3 ．遥感技术在农业方面的应用有( )① 识别各种农作物 ② 计算种植面积 ③ 根据作物生长情况估计产量 ④ 农作物灾情预报
A ． ① ② ③ B ． ② ③
C ． ① ③ ④ D ． ① ② ③ ④D4 ．遥感技术可为开发、保护海洋提供支持，下列内容适合运用遥感技术的是( )① 海上冰山漂流监测 ② 海上石油污染监测 ③ 近海赤潮灾害监测 ④ 海岸港口工程规划 A ． ① ② B ． ① ② ③ C ． ① ② ③ ④ D ． ② ③C5 ．传感器的主要作用是( )A ．只接哎地面物体的反射波谱 B ．只记录接收地面物体辐射波谱 C ．接收地面物体反射或辐射的电磁波信息
D ．对获得的信息进行处理分析C完成：第二教材P83 “知识联网”练习：第二教材P84：练习巩固第1、2题。参考答案:1、D 2、C课本P93 活动1阅读：P44 “遥感卫星的科学试验功能综合练习：第二教材P86-2课件36张PPT。知识回顾 （一）．全球定位系统的概念 全球定位系统(Global positioning system，简称GPS)是具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。（二）．全球定位系统的组成空间由2l颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内地 面由分布在全球的5个地面站(包括5个监控站、1个主控站和3个注入站，主控站和注入站都位于监控站里)组成用 户导航型接收机、测地型接收机、授时接收机(三) . GPS 接收机的类型根据用途分类． GPS 接收机分为导航型接收机、测地型接收机和授时接收机。学习目标 1 ．数字地求的含义是什么？数字地球的技术基础有哪些？
了解数字地球的含义和技术基础。
2 ．数字地球的应用包括哪些方面？
了解数字地球的应用。第三章第四节
数字地球一、数字地球的含义齐读课本P103第一自然段1 ．数字地球的概念数字地球是：信息化的地球 ― 地球的虚拟对照体。数字地球将有关地球上每一点的信息，按地球的地理坐标加以整理，然后构成一个全球的信息模型。人们可以快速、形象地了解地球上的任何一点、任何方面的信息，从而实现“信息就在指尖上”的梦想。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人电脑中，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。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。【 背景知识 】 数字地球的核心思想 数字地球的核心思想：是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会等方面的问题，最大限度地利用资源，并使普通百姓能够通过一定方式，方便地获得他们所想了解的有关地球的信息。
数字地球的特点：数字地球的特点是嵌人海量地理数据，实现多分辨率、三维的地球的描述，即“虚拟地球”。【 阅读指导 】 “数字地球”的提出1998 年
1 月
31 日时任
美国
副总
统的
阿尔．
戈尔《 数字
地球：
展望21
世纪我
们这颗
行星 》是一种可以
嵌人海量地
理数据的、
多分辩率的
和三维的地
球的表示，
可以在其上
添加许多与
我们所处星
球有关的数据。遥感技术、
地理信息
系统、网
络技术、
虚拟现实
技术可持续
发展，
农业、
灾害、
资源、
教育等
方面P104活动 美国宇航局和地质调查局等部门在 1998 年联合举行的数字地球研讨会上，对“数字地球”的概念是这样表述的： The Digital Earth is a virtual rep- ) resentation of our planet that enables a person to experience and use the vast amounts of natural , cultural and historical data being gathered about the earth . The Digital Earth comprises data interfaces and standards enabling access to geo-referenced data from remote sensing , cartographic , demographic，medical , and other sources , based on the interests of the user .P104活动的参考答案1 ．高清星球是我们星球的真实体现，它使人经历和使用被集结的大量自然、文化和历史资料。只要使用者感兴趣，该星球包括资料连接和水准，以至于使它能接近来自遥远传感、制图、统计、医学材料的编码资料。2 ．数字地球的技术基础 要在电子计算机上实现数字地球不是一件简单的事，它需要诸多学科，特别是信息科学技术的支撑。这其中主要包括：信息高速公路与高速网络技术、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。（1）信息高速公路与高速网络技术一个数字地球所需要的数据已不能通过单一的数据库来存贮，而需要由成千上万的不同组织来维护。这意味着参与数字地球的服务器将需要由高速网络来连接。为此，早在 1993 年 2 月美国前总统克林顿就提出实施美国国家信息基础设施（ Nll ) , 通俗形象地称为“信息高速公路”，它主要由计算机服务器、网络和计算机终端组成。美国为此计划投入 4000 亿美元，耗时 20 年。到 2000 年的目标是提高生产率 20 ％一 40 % ，获取 35 000 亿美元的效益。 在 Internet 流量爆发性增长的驱动下，远程通信载体已经尝试使用 10G / S 的网络，而每秒 1 015 byte 的因特网正在研究中。相信在 21 世纪将会有更加优秀的宽带高速网供人们使用。信息高速公路 是一个集电话、电脑、电视等功能于一体，能够综合传输和处理图、文、声、像等各种信息的一个全社会的立体化通信网。国际互联网 是当前信息领域发展最快、作用最大、影响最广、公众关注程度最高的通信网络，它是信息高速公路的具体体现。
（2）高分辨率卫星遥感技术 20 世纪的遥感卫星影像，在卫星遥感问世的 20 多年分辨率已经有了飞快的提高，这里所说的分辨率指空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率。空间分辨率指影像上所能看到的地面最小目标尺寸，用像元在地面的大小来表示。 从遥感形成之初的 80 米，已提高到 30 米， 10 米， 5 . 8 米，乃至 2 米．军用甚至可达到 10 厘米。在 21 世纪获取 1 米或优于 1 米的空间分辨率影像将会十分方便。光谱分辨率指成像的波段范围，处得愈细，波段愈多，光谱分辨率就愈高，现在的技术可以达到 5 一 6 nm （纳米）量级， 400 多个波段。细分光谱可以提高自动区分和识别目标性质和组成成分的能力。时间分辨率指重访周期的长短，目前一般对地观测卫星为 15 一 25 天的重访周期。通过发射合理分布的卫星星座可以 3 一 5 天观测地球一次。 高分辨率卫星遥感图像在 21 世纪将可以优于 1 米的空间分辨率，每隔 3 一 5 天为人类提供反映地表动态变化的翔实数据，从而实现“秀才不出门，能观天下事”的理想。（3）空间信息技术与空间数据基础设施 空间信息是指与空间和地理分布有关的信息，据统计，世界上的事情有 80 ％与空间分布有关．空间信息用于地球研究即为地理信息系统。为了满足数字地球的要求，将影像数据库、矢量图形库和数字高程模型 (DEM)三库一体化管理的 GlS 软件和网络 GPS ，将在 21 世纪十分成熟和普及。从而可实现不同层次的互操作，一个 GIS 应用软件产生的地理信息将被另一个软件读取。 当人们在数字地球上，进行处理、发布和查询信息时，将会发现大量的信息都与地理空间位置有关。例如，查询两城市之间的交通连接，查询旅游景点和路线，购房时选择价廉而又环境适宜的住宅等都需要有地理空间参考。由于尚未建立空间数据参考框架，致使目前在万维网上制作主页时还不能轻易将有关的信息连接到地理空间参考上。因此，国家空间数据基础设施是数字地球的基础。大容量数据存储技术 数字地球将需要存贮 10 1 5 字节的（ Quadrillions ）信息。美国 NASA 的行星地球计划 EOS 一 AMI 1999 年上天，每天将产生 1 000 GB （即 1 TB ）的数据和信息， 1 米分辨率影像覆盖广东省，大约有 1 TB 的数据，而广东才是中国的 1 / 53 。所以要建立起中国的数字地球，仅仅影像数据就有 53TB ，这还只是一个时刻的多时相的动态数据，其容量就更大了。目前美国的 NASA 和 NOAA 已着手建立用原型并行机管理的可存贮 1 800TM 的数据中心，数据盘带的查找由机器手自动而快速地完成，相信在 21 世纪，还会有新的突飞猛进。可视化和虚拟现实技术 可视化是实现数字地球与人交互的窗口和工具，没有可视化技术，计算机中的一堆数字是无任何意义的。数字地球的一个显著的技术特点是虚拟现实技术。建立了数字地球以后，用户戴上显示头盔，就可以看见地球从太空中出现。 人造虚拟现实技术在摄影测量中早已是成熟的技术，近几年的数字摄影测量的发展，已经能够在计算机上建立可供量测的数字虚拟技术。当然，当前的技术是对同一实体拍摄照片，产生视差，构造立体模型，通常是当模型处理。进一步的发展是对整个地球进行无缝拼接，任意漫游和放大，由三维数据通过人造视差的方法，构造虚拟立体。高性能计算能力 地球是一个复杂的巨系统，地球上发生的许多事件、变化和过程又十分复杂而呈非线性特征，时间和空间的跨度变化大小不等，差别很大，只有利用高速计算机，我们今日和跨世纪的未来，才有能力来模拟一些不能观测到的现象。利用数据挖掘（ Data Mining ）技术，我们将能够更好地认识和分析所观测到的海量数据，从中找出规律和知识。例 1 “数字地球”的出现是科技创新的又一典范。这意味着（ ）A ．科技创新日益全球化
B ．科学技术是先进生产力的集中体现
C ．科技的发展离不开雄厚的经济实力
D ．任何科技必然为政治服务B例 2 “数字地球”的核心技术包括（ ）① 遥感技术 ② 全球定位系统 ③ 地理信息系统 ④ 现代通信技术
A ． ① ② ③
B ． ② ③ ④
C ． ① ② ④
D ， ① ③ ④A【 阅读指导 】 一次虚拟旅行看到出现在太空中蔚蓝色的、美丽的地球会看到大洲、国家、城市，最后是房屋、
树木以及其他各种自然和人造物体深人查看细节可以询问所在地区的土地利用，动植物种类，实时的
气候道路，以及人口等方面的文本、图像、视频信息能够跨越时空，返回到数日、数年、
数世纪以前的环境，甚至可以与恐龙接触例 3 少数字地球”的组成除了地图测绘系统（ EOS ）、全球定位系统（ GPS ）外，还包括（ ）
A．航空遥感 B . WPS
C ．地理信息系统
D ．汉字处理系统C解析：“数字地球”是地图测绘、航空卫星遥感、探空和深钻技
术的深化，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，实现地球图
层间物质流、能量流与信息流数据的集成，便于对全球化问题
进行广泛研究。（二）数字地球与我们的生活“数字城市”：从广义上说，是通过宽带多媒体信息网络、地理信息系统等基础设施平台，整合城市信息资源并加以充分利用，建立电子商务、电子政务、科技信息系统、劳动和社会保障信息系统等子系统，通过发展信息家电、网上教育、远程医疗，建设信息化社区，最终实现城市国民经济和社会发展的全面信息化。“数字化社区”：顾名思义，就是通过数字技术将管理、服务的提供者与每个住户相联结的社区。这种数字化的网络系统 · 使社区的管理者与住户之间可以实时地进行各种形式的信息交互，由于现代网络浏览器的先进性以及多态的表现性，加上各种网络多媒体技术的应用，从而营造出了一个丰富多彩的虚拟社区。“地球村”：信息高速公路的出现，国际互联网的使用，“数字地球”的产生，“缩小”了我们生活的空间，“缩短”了我们联系交往的时间，使我们生活的世界成为一个全球性、同时性的“地球村”。“数字化生存”：我国 IT 界有关人士这样描述未来普通人的数字化生存状态：宽带将代替电话拨号的窄带方式成为家庭和外部信息交流的高速公路。单芯片技术产生的数字产品会不断丰富、满足用户高品质数字化生活的需要。所有产品通过有线网络或无线网络联成一体并实现设备之间的数据交换、资源共享以及自动化控制。
