1、第一节 地理信息系统及其应用,第三章 地理信息技术应用,学习目标 1.了解地理信息系统的概念及其发展。 2.掌握地理信息系统的基本组成，理解地理信息系统在城市管理中的作用。,一、地理信息系统,内容索引,课堂训练,专项提能12 GIS图层叠加示意图的判读,二、地理信息系统与城市管理,一、地理信息系统,采集,管理,GIS,空间分布,空间查询,模拟,预测,巩固发展,用户时代,GIS软件,地理数据,数据输入,数据输出,输入,地理,数据,输出,分类,扫描纸质,“分层”,扫描,图像处理,图像剪裁,矢量化,三维,重叠,1.“GIS地图”和“普通地图”的区别是什么？,答案,普通地图是用比例尺、方向、图例、注记
2、及等值线来表示地理事物的有关内容，而GIS地图则是地图的延伸，它通过采集、处理数据，建立模型来表示地理事物的有关内容。,2.如果将GIS用来监测森林火灾，可以做哪些方面的工作？,答案,GIS是处理地理空间数据的计算机系统，它可以将最新的资料经过处理后及时提供给研究、规划和决策等人员使用，因此，在监测森林火灾时可以及时知道火灾地点、范围，分析火势蔓延方向，制定灭火方案等。,知识点拨 地理信息系统的工作过程,城市规划是地理信息系统的重要工作。GIS数据存储采用“分层”技术，即将地图中的不同要素，存储在不同的“层”中。将不同的“层”要素进行重叠，就形成不同主题的地图。GIS中，不同类型的地理空间信息
3、储存在不同的图层上，叠加不同的图层可以分析不同要素间的相互关系。据此完成12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,答案,解析,GIS是地理信息系统的缩写。它能对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达。商业活动与交通区位和人口分布关系十分密切，故交通图层与人口图层叠加可以为商业网点选址提供依据。,2.对1985年与2010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.了解城市地域结构的变化 D.预测城市降水变化的趋势,城市土地利用类型的变化能够
4、反映城市地域结构的变化，土地利用变化不能反映出交通流量的状况，洪涝是天气与地形共同作用的结果，降水变化与天气状况有关。,答案,解析,方法技巧 GIS图层叠加示意图的判读方法 (1)首先要明确GIS图层叠加示意图是由哪些专题图层组成的，由于这些专题图层是由许多具有空间属性的数据在计算机中生成的，所以它们分别反映了某种专题地理事物的空间分布特征。 (2)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。例如从水系图层中可以找到河流的上游地带，而河流的上游从地形上看往往是山地，其在地形图层中则反映为等高线较为密集，有一定的坡度等特征；在水系图层中也可以找到河流的下游，而河流的下游在地形图层上常表
5、现为等高线稀疏且数值较小，该地区在土壤分布图层上则常表现为土层深厚、肥沃，在区域城市分布图层上则常表现为聚落或城市密集的特点。,(3)最后要明确图层叠加之后会形成一个可以反映多个地理要素分布特征的新图层，在新图层中的某个位置上，我们就可以综合考虑各个要素，进行人类生产、生活活动场所的选择或评价。,二、地理信息系统与城市管理,1.应用领域： 、 评估、 、国土管理、 、邮电通信、 、公安、 、公共设施、商业金融等。 2.在城市建设和管理中的典型应用：城市规划和管理、 、生态环境管理。,资源调查,环境,灾害预测,城市规划,交通运输,水利,基础设施管理,基础设施管理,知识点拨 1.地理信息系统可以解
6、决的四类基本问题 (1)与分布、位置有关的基本问题。 GIS可以方便地查询地物的位置、地物的相关属性。也可以用地物属性来查询地物位置。显示了GIS对信息空间表达的功能，它实际是回答了以下两个问题： “地点”：对象(地物)在哪里？ “状况”：哪些地方符合特定的条件，对象(地物)的属性。,(2)趋势分析 GIS能够了解地物随时间变化的过程，分析该地物发展趋势，即回答“从何时起发生了哪些变化？” (3)模式问题 对象的分布存在何种空间模式，即揭示各种地物之间的空间关系。通过GIS建立地物分布及其组合的空间模式，进而分析模式各要素间的空间关系。 (4)模拟问题 利用数据及已掌握的规律建立模型，就可以模
7、拟某个地方如果具备某种条件时将出现的结果，即回答“如果将如何”。 例如，高程与被淹没地区的关系、温室效应与海平面上升的关系。,2.地理信息系统在城市管理中的应用,GIS是用于空间分析的计算机系统，某中学地理小组将它作为课题研究。据此完成12题。 1.下列四图，是同学们为家乡所作的自然、社会经济方面的资料分析图，其中只适宜用GIS数据库软件制作的是,答案,解析,解题关键是首先要掌握GIS的相关知识，空间分析能力是GIS的主要功能，也是GIS与计算机制图软件相区别的主要特征。空间分析要求地理事物有明确的地理位置。贫困人口分布的分析是空间性的数据分析，可以用GIS软件处理和分析，故C项正确； A、B
8、、D三项只具有时间性，没有空间性，不需要用GIS软件处理分析。,2.同学们拟分析家乡人口分布与自然条件的关系，在GIS数据库中，须调用的专题图层有下列中的 地形图层 土壤图层 气候图层 人口图层 商业网点图层 农业图层 工业图层 城市图层 交通图层 A. B. C. D.,要调用图中的人口要素和自然要素图层。,答案,解析,专项提能12 GIS图层叠加示意图的判读,(1)找图层：GIS图层由许多专题图层组成，它们分别反映了某专题的空间分布特征，如上图分别有水系、土地利用、居民点、地形、土壤图层。 (2)找主题：不同的图层叠加可形成一个主题特征的新地图。如示意图中图层没有，还要找哪些图层，往往某一
9、主题地图需要叠加几种专题地图。,读图方法,找,(1)析图层：各个专题地图的叠加，能反映某一主题地图所包含的各地理要素，分析图层信息，判断出主题地图。 (2)析构成：某一主题地图涉及多个图层，综合分析其相关性，分析哪些关系密切，哪些关系不密切，得出构成其的主要图层。,析,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。,答,下图示意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
10、校分布,读图训练,答案,解析,地理信息系统图层涉及到土壤、水系、地形、土地利用及居民点分布，综合分析各选项可知工业分布与交通的关系与上述图层相关性不明显，商业分布和规划、学校布局等应该与交通运输、人口数量有更密切的联系，故BCD与该图层相关性不密切，只有耕地分类和评价与上述图层联系密切。,(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 大气污染 区域规划 造纸厂、印刷厂分布 水文地质 A. B. C. D.,垃圾深埋易对地下水造成污染，并且会对某些地表功能区的布局产生影响。深埋垃圾场选址应考虑水文地质和区域规划，而大气污染，造纸厂、印刷厂分布与深埋垃圾无关。,答案,解析,教
11、材P77 活动探究 提示 1.“GIS”一词的出现，要追溯到20世纪50年代。那个时期，由于计算机科学的兴起及其在测量学、地图制图学中的应用，人们开始用计算机来收集、存储和处理各种空间数据，并尝试通过计算机对数据进行分析，为管理和决策提供依据。 1963年，加拿大测量学家R.F.Tomlinson首先提出“GIS”这一概念，并建立了世界上第一个地理信息系统“加拿大地理信息系统”，用于自然资源的管理与规划。,活动指导,1965年，美国哈佛大学土地测量专业的一名学生J.Danggermond在其毕业论文中，设计一个简单的GIS系统，并在毕业后于1969年成立了ESRI公司，成为推动GIS发展的重要
12、里程碑。 2.面向数据处理过程的定义：认为地理信息系统由地理数据的输入、存储、查询、分析、输出等子系统组成。 面向专题应用的定义：在面向过程定义的基础上，按其分析的信息类型来定义地理信息系统，如土地利用信息系统、矿产资源管理信息系统等。 工具箱定义：这种定义基于软件系统分析的观点，认为地理信息系统包括各种复杂的处理空间数据的计算机程序和各种算法。,数据库定义：在工具箱定义的基础上，更加强调分析工具和数据库间的连接。 3.进入21世纪，我国有一大批高等院校设立了与GIS相关的专业或学科。如北京大学的地球与空间科学学院设有地理信息系统系，下设地图学与地理信息系统、摄影测量与遥感。 教材P8182
13、活动探究 提示 国外GIS软件，如哈佛大学开发的SYMAP系统软件等。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MapGIS6.6、SuperMapGIS2003、地网V5.0、CitoMap等。 教材P85 活动实践 提示 制作GIS专题简报，可按教材提供的参考步骤进行。,知识小结,课堂训练,下图是利用地理信息技术制作的“某城市中心城区月交通事故次数示意图”。读图，完成12题。1.该图的制作与应用借助于 A.遥感技术获取道路网信息，测定监测点分布 B.全球定位系统确定事故的位置，预测交通流量 C.地理信息系统查询事故频次，分析出警最优路径 D.数字地球技术，实现道路与监
14、测点的互换,答案,解析,1,2,3,遥感技术只能显示瞬时交通状况，全球定位系统只能做到对事故地点的准确定位，二者属于数据的采集系统。根据题干可知，该图为“某城市中心城区月交通事故次数示意图”，事故次数的统计只能是地理信息系统工作的范畴。,1,2,3,2.根据图中交通网络，可以推断该城区 A.甲地是城市中心商务区所在地 B.乙地适宜建大型地面停车场 C.对外联系主要通道在西北方向 D.商业网点密度东部大于西部,答案,解析,1,2,3,甲地位于环线，非市中心，也非中心商务区，排除A项； 乙地为市中心，地价昂贵，不适宜建大型停车场，排除B项； 对外联系的通道呈放射状，东、西较密集,而不是单独集中于西
15、北，排除C项； 根据监测点的分布，东部较密集，说明车流量大，商业较发达，商业网点密度应该是东部大于西部。,3.阅读材料，回答下列问题。 济南的张先生打算开一家连锁店，可济南市里已经有十几家这样的分店了，在什么地段开店才能实现利润最大化呢？他从网上调出城市电子地图，对主要商业区、居住区、城市繁华地段进行快速查询统计，各种数据、指标一目了然。他输入自己的期望值，系统很快筛选出5个最具价值的热点区域，并根据人流量、交通状况、周边地段未来发展预测等情况仿真计算出店面经营状况。张先生很快就从中选定了自己最满意的店址。 (1)材料中，张先生在进行店面选址时运用了地理信息系统的_、_、_功能。,1,2,3,
16、答案,查询,分析,模拟,(2)试说明张先生从网上进行店面选址与人工选址相比有什么优势？(3)你所在的城市在城市管理中是否出现过运用GIS帮助改善管理状况的情况？你能否借鉴材料中的经验谈一下改进意见？,答案,省时省力、方便迅速，能对各备选店址进行模拟，选址更科学有效。,1,2,3,答案,略。(该题的设计主要要求学生要关心社会，要善于把所学知识与实际生产、生活相联系。关于改进意见，只要符合当地实际情况，有道理即可)。,解析,1,2,3,通过认真阅读材料中张先生操作过程中的关键词语，如“快速查询统计”、“系统很快筛选”、“预测”等，就可确定其应用GIS的功能类型。与传统调查分析方法相比，GIS分析需要时间少，节省经费，且科学合理。,
