第一節(jié)地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用 一、地理信息系統(tǒng)1.概念采集、存儲(chǔ)、管理、分析和描述地球表面與地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。2.功能(1)具有一般信息系統(tǒng)的存儲(chǔ)、管理數(shù)據(jù)功能。(2)顯示數(shù)據(jù)的空間分布。(3)具有強(qiáng)大的空間查詢、分析、模擬、統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)等功能。3.發(fā)展從20世紀(jì)60年代至今,GIS發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段,如下圖所示。 4.組成(1)GIS數(shù)據(jù)可以分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)。(2)提供存儲(chǔ)、顯示、分析地理數(shù)據(jù)功能的組成部分是GIS軟件。(3)GIS人員包括從事GIS系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的專業(yè)人員,也包括使用GIS完成工作的用戶。(4)圖中M表示應(yīng)用模型,是解決各種實(shí)際問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型。 5.工作過(guò)程 思考討論GIS就是電子地圖嗎?提示:不是。電子地圖是GIS的一種應(yīng)用產(chǎn)品,GIS是可以隨時(shí)修改和更新的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng),而電子地圖只是把GIS的階段性成果做成供人們查詢的產(chǎn)品。 二、地理信息系統(tǒng)與城市管理1.GIS的應(yīng)用領(lǐng)域資源調(diào)查、環(huán)境評(píng)估、災(zāi)害預(yù)測(cè)、國(guó)土管理、城市規(guī)劃、郵電通信、交通運(yùn)輸、公安、水利、公共設(shè)施、商業(yè)金融等。2.GIS在城市建設(shè)和管理中的典型應(yīng)用 鏈接生活如果你是市110系統(tǒng)中心的工作人員,當(dāng)接到報(bào)警電話后,你將如何調(diào)度警力進(jìn)行應(yīng)急處理?提示:接到報(bào)警后,立即從GIS電子地圖上確定突發(fā)事件的發(fā)生地,并同時(shí)搜索最近的巡邏警車,通知附近各路口交警封鎖或疏導(dǎo)道路;啟動(dòng)最佳路徑功能,給警車指引道路,確保以最快的速度到達(dá)事故發(fā)生地,組織警力處理并將處理結(jié)果反饋指揮中心。 探究一 探究二地理信息系統(tǒng)主題活動(dòng)據(jù)報(bào)道,某城市建設(shè)局房地產(chǎn)管理處正在建一張房產(chǎn)數(shù)字地圖,將房產(chǎn)信息融合到地圖中。這套系統(tǒng)就是GIS房產(chǎn)地理信息系統(tǒng),系統(tǒng)建成后,全區(qū)范圍內(nèi)的商品房、單位房以及部分個(gè)人存量房都將在房產(chǎn)地理信息系統(tǒng)中擁有唯一的圖形定位,并擁有一個(gè)編碼。這個(gè)如同身份證一樣的識(shí)別標(biāo)志,將使該地區(qū)實(shí)現(xiàn)“以圖管房”。 每套房子都有了自己的“身份證”。結(jié)合材料探究: 探究一 探究二(1)該城市的GIS房產(chǎn)地理信息系統(tǒng)由哪些部分組成?提示:由硬件設(shè)備、地理數(shù)據(jù)、GIS軟件、GIS人員、應(yīng)用模型組成。(2)該城市的GIS房產(chǎn)地理信息系統(tǒng)中的地圖與傳統(tǒng)地圖在存儲(chǔ)信息的形式上有何不同?提示:該系統(tǒng)中的地圖屬于GIS地圖,它是通過(guò)建立數(shù)據(jù)模型,以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式存儲(chǔ)地理空間數(shù)據(jù),而傳統(tǒng)地圖以圖紙的形式保存地理信息。 探究一 探究二名師精講1.地理信息系統(tǒng)概念的結(jié)構(gòu)圖 探究一 探究二2.地理信息系統(tǒng)的組成及其用途 探究一 探究二3.地理信息系統(tǒng)的工作過(guò)程 探究一 探究二典例剖析【例題1】 閱讀材料,完成下列各題。健康地圖,由谷歌創(chuàng)建,在加拿大健康研究所等的支持下,向全球跟蹤地圖上添加實(shí)時(shí)的消息警告、醫(yī)療信息和其他的數(shù)據(jù)。(1)“健康地圖”中的交通數(shù)據(jù)屬于數(shù)據(jù),圖中的數(shù)據(jù)采取“”技術(shù)存儲(chǔ)。(2)某人利用健康地圖查詢甲型H1N1病例的分布狀況,屬于GIS工作過(guò)程中的環(huán)節(jié)。(3)與紙質(zhì)地圖相比,“健康地圖”具有哪些不同? 探究一 探究二解析:根據(jù)材料可知“健康地圖”是GIS的一種應(yīng)用,GIS數(shù)據(jù)可分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)兩種,確定GIS工作環(huán)節(jié)時(shí)需要關(guān)注應(yīng)用的“過(guò)程”。第(1)題,基礎(chǔ)數(shù)據(jù)指地質(zhì)、地貌、地形數(shù)據(jù)等;規(guī)劃、交通等屬于專題數(shù)據(jù);“健康地圖”包含多個(gè)圖層,這些數(shù)據(jù)采取“分層”技術(shù)存儲(chǔ)。第(2)題,“查詢”屬于操作與分析過(guò)程。第(3)題,也就是紙質(zhì)地圖與GIS的不同,可根據(jù)教材的相關(guān)內(nèi)容歸納。答案:(1)專題分層(2)操作與分析(3)儲(chǔ)存信息的形式不同;查詢的方式不同;地理信息系統(tǒng)將不同來(lái)源、不同比例尺、不同投影的地圖進(jìn)行數(shù)據(jù)綜合,并進(jìn)行空間分析。而地圖沒(méi)有這些功能。 探究一 探究二地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用主題活動(dòng)2017年7月19日晚,昆明市主城區(qū)突降暴雨,引發(fā)城市內(nèi)澇。網(wǎng)友們將城市內(nèi)澇戲稱為“看海”,戲稱的背后則是對(duì)城市走出“看?！崩Ь值钠谂?。專家表示,短期內(nèi)解決內(nèi)澇問(wèn)題是不現(xiàn)實(shí)的,這還需要一個(gè)建設(shè)周期。這期間,既要重視硬件設(shè)施的建設(shè),也要重視地理信息系統(tǒng)(GIS)等信息化技術(shù)的應(yīng)用,破局排水管網(wǎng)信息化建設(shè),打造現(xiàn)代化管理方式,防災(zāi)減災(zāi)。 探究一 探究二結(jié)合材料探究:(1)地理信息系統(tǒng)在城市建設(shè)和管理中的典型應(yīng)用有哪些?提示:城市規(guī)劃與管理、基礎(chǔ)設(shè)施管理、土地利用與管理、生態(tài)環(huán)境管理。(2)地理信息系統(tǒng)在城市排污管網(wǎng)的建設(shè)中有何作用?提示:借助GIS能夠完成工程設(shè)計(jì)、應(yīng)急搶修、日常維護(hù)管理等工作,提高工作效率。(3)地理信息系統(tǒng)可以解決哪四類基本的問(wèn)題?提示:與分布、位置有關(guān)的基本問(wèn)題;趨勢(shì)分析;模式問(wèn)題;模擬問(wèn)題。 探究一 探究二名師精講地理信息系統(tǒng)在城市建設(shè)和管理中的典型應(yīng)用 探究一 探究二拓展延伸1.地理信息系統(tǒng)在區(qū)域地理研究中的應(yīng)用 探究一 探究二2.地理信息系統(tǒng)在災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用 探究一 探究二典例剖析【例題2】地理信息系統(tǒng)(GIS)可用于城市規(guī)劃研究中。下圖示意地理信息系統(tǒng)制作的某區(qū)域不同信息的圖層。地鐵建成運(yùn)營(yíng)后,站點(diǎn)周邊地價(jià)將隨之上漲,但上漲后的地價(jià)很難超過(guò)50。讀圖,完成下列各題。 探究一 探究二 探究一 探究二(1)該區(qū)域商業(yè)中心最有可能位于()A.甲B.乙C.丙D.丁(2)地鐵建成運(yùn)營(yíng)后,地價(jià)漲幅最大的地塊是()A.甲B.乙C.丙D.丁信息獲取:由題干及圖中信息得到以下信息:地鐵站建成后,周邊地價(jià)會(huì)上漲,但是不會(huì)超過(guò)50;地價(jià)圖層中甲處地價(jià)最高,在擬建的地鐵站中,乙地地價(jià)最低。解析:第(1)題,城市中商業(yè)中心的地價(jià)是最高的,甲地塊地價(jià)最高,應(yīng)為商業(yè)中心。第(2)題,因地鐵站建成后,周邊地價(jià)會(huì)上漲,乙地塊原地價(jià)最低,地鐵運(yùn)營(yíng)后,這里的地價(jià)漲幅會(huì)最大。答案:(1)A(2)B GIS即地理信息系統(tǒng),具有地圖處理、數(shù)據(jù)庫(kù)和空間分析等功能。GIS可以像傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖一樣,解決“地點(diǎn)”“狀況”等有關(guān)查詢,且GIS還能進(jìn)行趨勢(shì)分析,復(fù)雜的“模式”分析,還可以用“虛擬模擬”進(jìn)行預(yù)測(cè)性分析。據(jù)此完成第14題。1.下面屬于地理信息系統(tǒng)組成的是() GIS軟件GIS人員應(yīng)用模型GIS數(shù)據(jù)分析GIS數(shù)據(jù)輸出A. B. C. D. 2.通過(guò)地圖、遙感圖像、野外考察等獲得數(shù)據(jù)的GIS技術(shù)程序是()A.數(shù)據(jù)處理B.數(shù)據(jù)采集C.數(shù)據(jù)分析D.信息輸出 3.GIS與傳統(tǒng)地圖的最基本差異是()A.GIS用點(diǎn)、線、面來(lái)表示地物的空間特征和屬性B.GIS用符號(hào)表示地物的屬性C.GIS用色彩來(lái)表示地物的差異D.GIS用數(shù)值表示地物的空間數(shù)據(jù)4.地理信息系統(tǒng)區(qū)別于其他信息系統(tǒng)的最本質(zhì)特征在于它是()A.空間數(shù)據(jù)B.數(shù)據(jù)信息C.圖像信息D.綜合信息 解析:第1題,地理信息系統(tǒng)由GIS軟件、GIS硬件(計(jì)算機(jī)等)、地理數(shù)據(jù)、GIS人員、應(yīng)用模型五個(gè)部分組成。第2題,獲得GIS數(shù)據(jù)的過(guò)程是數(shù)據(jù)采集。第3題,傳統(tǒng)地圖通過(guò)不同的符號(hào)、色彩組成的點(diǎn)、線、面來(lái)表現(xiàn)地理事物的空間分布,而GIS在建立數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí),首先要對(duì)紙質(zhì)地圖、文字及非數(shù)字形式的資料進(jìn)行數(shù)字化處理。第4題,地理信息系統(tǒng)是由龐大而復(fù)雜的空間資料組成的,與其他信息系統(tǒng)相比,具有空間性。答案:1.A2.B3.D4.A GIS中,不同類型的地理空間信息儲(chǔ)存在不同的圖層上,疊加不同的圖層可以分析不同要素的相互關(guān)系。據(jù)此完成第56題。5.城市交通圖層與城市人口分布圖層的疊加,可以()A.為商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)選址B.分析建筑設(shè)計(jì)的合理性C.計(jì)算城市水域面積D.估算工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值6.對(duì)1986年與2016年城市土地利用圖層進(jìn)行分析,能夠 ()A.計(jì)算交通流量的變化B.預(yù)測(cè)洪澇災(zāi)害的發(fā)生C.了解城市地域結(jié)構(gòu)變化D.預(yù)測(cè)城市降水變化趨勢(shì) 解析:在GIS中,地物空間特征和屬性的各項(xiàng)數(shù)據(jù)的結(jié)合,構(gòu)成某一主題的圖層。疊加不同的圖層可以分析不同要素間的相互關(guān)系。第5題,商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)選址主要考慮交通通達(dá)度和消費(fèi)人口的多少。城市交通圖層與城市人口分布圖層疊加,可以對(duì)不同地點(diǎn)的交通通達(dá)度和消費(fèi)人口進(jìn)行比較,從而為商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)選址提供決策依據(jù)。第6題,疊加不同的圖層可以分析不同要素間的相互關(guān)系。城市地域結(jié)構(gòu)是指各功能區(qū)的分布、組合,而住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)等構(gòu)成的地域結(jié)構(gòu)的變化,主要表現(xiàn)為城市土地利用類型的變化。答案:5.A6.C 7.下圖為某地理信息系統(tǒng)分析流程圖。讀圖,完成下列各題。 (1)讀圖可知,地理信息系統(tǒng)的工作過(guò)程主要包括、等環(huán)節(jié)。(2)在流程中的數(shù)據(jù)庫(kù)中主要管理和兩種數(shù)據(jù)。(3)下列屬于GIS硬件中的數(shù)據(jù)輸出設(shè)備的是()A.數(shù)字化儀B.打印機(jī)C.光盤機(jī)D.掃描儀 解析:第(1)題,由流程到流程明顯體現(xiàn)了數(shù)據(jù)的獲取輸入、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的操作與分析、地理信息輸出等主要的工作環(huán)節(jié)。第(2)題,流程中數(shù)據(jù)庫(kù)管理中既包括數(shù)字地圖管理、遙感圖像處理(這屬于圖形數(shù)據(jù)),也包括屬性數(shù)據(jù)庫(kù)管理(這屬于屬性數(shù)據(jù))。第(3)題,數(shù)字化儀、掃描儀為硬件中的輸入設(shè)備,光盤機(jī)為存儲(chǔ)設(shè)備。答案:(1)地理數(shù)據(jù)獲取輸入地理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理地理數(shù)據(jù)的操作和分析地理信息輸出(2)圖形數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)(3)B