地理1.2地理信息系统(gis)、地理信息技术与数字地球

地理1.2地理信息系统(gis)、地理信息技术与数字地球
地理1.2地理信息系统(gis)、地理信息技术与数字地球

第1章第2节第2课时

一、选择题

(2011·试题调研)利用气象卫星对寒潮、台风、暴雨、洪涝等进行监测,是提高气象预报准确度、减少气象灾害损失的重要手段。中国园林网2010年10月21日消息:今年第13号超强台风“鲇鱼”已进入我国南海,正向珠江口逼近,市委常委昨日下午在市三防指挥部召开会议,全面部署防御超强台风“鲇鱼”的工作。结合所学知识,回答1~3题。

1.气象卫星发回的卫星云图主要运用了( )

A.全球定位技术B.卫星遥感技术

C.地理信息技术D.数字地球虚拟技术

2.对西北太平洋上台风的监测,可通过分析多幅卫星的云层图片,获得( )

①台风中心位置②台风的强度和速度③台风所造成的降水范围④台风的移动方向⑤台风的登陆地区

A.①②③B.③④⑤

C.①③④⑤D.①②③④⑤

3.对“鲇鱼”的监测使用了气象卫星,国家气象局每天为电视新闻提供的卫星云图主要使用了( )

①遥感技术②地理信息系统③全球定位技术

A.①②B.①③

C.②③D.①②③

解析:第1题,气象卫星云图主要利用卫星遥感技术对各种气象要素进行监测。第2题,利用卫星遥感可以监测台风的强度、移动方向和速度,以及某个地区的天气状况。第3题,卫星云图是GIS接受了气象卫星的遥感资料,经过处理后输出图像信息。

答案: 1.B 2.D 3.A

(2011·试题调研)下图为某工程应用地理信息系统(GIS)进行选址的工作流程图。读图回答4~5题。

4.最有可能采用图示流程进行选址的工程是( )

A.汽车加油站B.地下水天然下渗补给区

C.大型游乐园D.放射性废弃物储存场

5.图示GIS处理与分析流程中,a环节所示功能为( )

A.趋势分析B.叠图分析

C.风险分析D.模式分析

解析:第4题,由图示可以看出,该工程要求有适宜的地质条件,远离人口稠密区、主要交通道路和生态保护区,应为放射性废弃物储存场。第5题,a环节为交通、人口分布等各种图层的叠加分析。

答案: 4.D 5.B

科学家观测研究表明,近30年来我国沿海海平面总体上升了9厘米,但沿海各省、市、自治区海平面的上升幅度并不相同。据此回答6~7题。

6.我国沿海海平面上升信息的获取,主要采用了( )

A.遥感(RS) B.全球定位系统(GPS)

C.地理信息系统(GIS) D.数字地球

7.对我国沿海海平面上升幅度的分析,主要采用了( )

A.全球定位系统B.地理信息系统

C.遥感技术D.地理信息技术

解析:利用遥感技术可以动态监测沿海海平面变化状况,从而获取海平面变化信息。而对海平面变化信息的分析处理,要依赖于地理信息系统的模拟演示功能。

答案: 6.A 7.B

8.GIS不仅可以像传统地图一样,解决与“地点”“状况”有关的查询,而且能进行趋势分析、复杂的“模式分析”和用“虚拟模拟”进行预测性分析。2010年3月23日发生在西藏林芝察隅的森林火灾全部扑灭。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.预测森林火灾所造成的后果

D.及时知道火灾地点、范围,以便于及时分析火势蔓延方向,制订灭火方案

解析:GIS是地图的延伸,它通过地图处理、数据库进行“空间分析”,用于监测森林火灾,可以监测火灾地点、范围,并通过复杂的“模拟分析”“虚拟模拟”预测分析火势蔓延方向,从而为制定灭火方案提供技术依据。

答案: D

9.关于数字地球的叙述,正确的是( )

①数字地球是数字化的地球②数字地球已能满足人类目前的需要③数字地球的最大特征是虚拟现实④数字地球采取集中方式存储信息

A.①②B.①③

C.②④D.①④

解析:数字地球是指数字化的地球,即把整个地球的各种信息进行数字化后,由计算机网络来管理的技术系统,其最大的特征是虚拟现实。

答案: B

GIS是用于空间分析的计算机系统,某中学地理学习小组将它用作于课题研究。据此回答10~11题。

10.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( )

11.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( )

①地形图层②土壤图层③气候图层④人口图层⑤商业网点图层⑥农业图层⑦工业图层⑧城市图层⑨交通图层

A.①②③④B.③④⑤⑥

C.⑥⑦⑧⑨D.⑤⑥⑦⑧

解析:GDP增长情况、进出口贸易增长和降水的年变化是纯数字或表格、曲线图类的数据,不牵扯三维空间,贫困人口分布是三维空间分布,可以用GIS数据库处理;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地形图层(用于了解地形与人口分布的关系)、土壤图层(用于了解土壤与人口分布的关系)、气候图层(用于了解气候与人口分布的关系)和人口图层,而商业网点图层、农业图层、工业图层、城市图层、交通图层等属于人文地理范畴。

答案:10.C 11.A

“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,对地球多分辨率、多尺度、多时间和多种类的三维描述,也就是模拟地球。据此完成12~13题。

12.数字地球即( )

A.数字化、信息化的虚拟地球B.用数字度量半径、体积、质量等的地球C.用经纬网络描述的地球D.“数字城市”和“数字校园”

13.下列有关数字地球的叙述,不正确的是( )

A.数字地球是将地球上每一点的信息,按地理坐标加以整理后构成的信息模型

B.数字地球是信息化的地球

C.数字地球可以让人们实现“信息就在指尖上”的梦想

D.数字地球的核心是可以让人们做任何想做的事

解析:数字地球即数字化、信息化的虚拟地球;数字地球的核心是用数字化手段来处理地球的各方面问题,最大限度地利用资源。

答案:12.A 13.D

二、综合题

14.(2011·试题调研)当今,“3S”技术在生产、生活和科研中的作用越来越突出。读下图,结合所学知识回答问题。

(1)GIS具有强大的查询功能,根据图1显示的查询半径,图中以北京为查询中心的地图比例尺为__________。根据图1显示的经纬度可知,地图中代表呼和浩特、济南、太原、天津的字母分别是__________。

(2)城市道路建设速度越来越快,地图测绘部门为了及时更新城市道路变化信息,需要利用____________技术。图2所示的交通监控与救援管理系统,根据交通事故发生地点,利用________技术,快速设计出警车、救护车赶往出事地的最佳行车路线,而交通事故发生地与警车、救护车的精确位置是利用________技术获取的。为了能对运动中的汽车精确定位,至少需要接收________颗卫星的信息。

(3)图3中①、②、③、④、⑤、⑥箭头指向线分别表示“3S”技术的不同应用功能,其中表示“提供影像信息功能”的是⑤和________,表示“提供空间定位信息功能”的是⑥和________,表示“反馈影像信息处理结果”的是⑥和________。

(4)图3中各个圆的重叠部分分别代表RS、GPS、GIS不同组合的综合应用,其中重叠部分乙代表GIS与RS技术的组合,丙代表____________技术的组合。在图3所示的各个综合

应用中任选一种组合,并写出应用实例: ______________________________________

________________________________________________________________________。

解析:(1)从图中可知北京与图中A的距离约等于GIS的查询半径,在此基础上,根据图中已知的图上距离和查询半径计算出该图的比例尺。再根据图中显示城市的经纬度,得到各城市与北京的方位关系,即可得到呼和浩特、济南、太原、天津代表的字母。(2)考查“3S”技术的用途。(3)考查“3S”技术的关系,解题的关键是弄清图中数码表示的地理意义。图中①、⑤表示RS对GIS和GPS的影响,②、③表示GIS对RS、GPS的影响,④、⑥表示GPS对GIS和RS的影响,在此基础上即可得到正确答案。(4)考查读图能力,可从重叠部分得出乙表示GIS与RS的结合,丙表示GIS与GPS的结合。再根据甲、乙、丙、丁表示的地理意义,选择最有把握的一个方面举例说明即可。

答案:(1)1∶50 000 000 A、D、B、C

(2)RS GIS GPS 4

(3)①④②

(4)GIS与GPS 甲:RS获取矿床露头信息,GIS分析矿产种类,GPS确定矿床露头位置;乙:RS获取水灾淹没区的动态信息,GIS分析水灾损失;丙:装载GPS接收器的运钞车发送位置信息到监测中心,GIS监测运钞车是否偏离预定线路;丁:RS获取森林火灾遥感信息,并可判断火势蔓延方向,GPS获取火灾精确位置,引导消防队员及时、准确到达灭火地点。(任答一点即可)

15.根据下列材料回答(1)~(3)题。

材料为实现黄河的长治久安,我国提出了建设“数字黄河”的现代治黄理念,借助现代化手段及传统手段采集基础数据,对全流域及相关地区的自然、经济、社会等要素构建一体化的数字集成平台和虚拟环境,以功能强大的系统软件和数学模型对黄河治理开发与管理的各种方案进行模拟、分析和研究,并在可视化的条件下提供决策支持,增强决策的科学性和预见性。“数字黄河”以众多高新技术为支撑:一是信息采集系统,利用全数字摄影测量、遥测、遥感、地理信息系统、全球定位系统等手段采集数据、图像、声音、视频等基础信息;二是数据传输系统,通过微波、超短波、光缆、卫星等快捷传输方式,传输防汛指挥、水资源管理、水质监测和水土流失治理等所需基本信息;三是数据存储及处理系统,“数字黄河”的信息是海量的,利用高容量存储和高速度运行的计算机系统完成;四是数字模拟系统,利用优越的计算机性能和水利学、气象学、环境学等学科的知识,实现对天气系统、水流及泥沙运动、生态

及水环境变化等现象的实时模拟;五是决策支持系统,通过内容全面的知识库,优化选择一个可行的黄河治理开发与管理方案。

(1)“数字黄河”的五大技术环节是____________、____________、______________、

____________和____________,其中支持优化黄河治理开发与管理方案的关键环节是________________。

(2)下列属于建设“数字黄河”的积极意义的是(多选)( )

A.洪水预报B.水量调度

C.水质监测D.水土流失监测

E.工程模拟

(3)若建立黄河流域内水能资源地理信息系统,你认为应该储存哪些方面的空间数据信息?

解析:由题目可知,“数字黄河”的五大技术环节表现为信息采集、数据传输、数据存储及处理、数字模拟和决策支持的高新技术支撑。利用“数字黄河”系统可以对黄河流域的洪水、凌汛、水土流失实施防御与治理。建立黄河流域内水能资源地理信息系统需要全流域的地质地貌、水文、经济等空间数据信息。

答案:(1)信息采集系统数据传输系统数据存储及处理系统数字模拟系统决策支持系统数字模拟系统

(2)ABCDE

(3)应储存的空间数据信息有:①全流域及干支流的水能蕴藏量;②已开发水能的量及空间分布;③重要河段水能资源的时空分布;④水能可开发河段的地质、地貌特征的相关数据;⑤流域内人类的经济活动状况等。

高中地理必修3优质教学设计1:1.2.2 地理信息系统(GIS) 地理信息技术与数字地球教案

第二节地理信息技术在区域地理环境研究中的应用 教学目的: 1.了解遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理,以及数字地球的含义。 2.举例说明遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境研究中的应用 教学重难点: 1.遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理,以及数字地球的含义 2.遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境研究中的应用 教具准备:有关挂图等、自制图表等 教学方法:比较法、图示分析法、图示法等 教学过程: 第二课时 三、全球定位系统(GPS) 1.概念: 利用卫星,在全球范围内适时进行导航、定位的系统,称为全球定位系统,简称GPS。 2.组成: 空间部分——GPS卫星星座(图).7); 地面控制部分—一地面监控系统; 用户设备部分——GPS信号接收机。 3.特点 全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性 4.应用 ⑴为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。 ⑵在区域地理环境研究中的应用。 如:野外调查是区域地理环境研究常用的方法之一,全球定位系统可以帮助野外考察人员确定考察点的地理位置(经度和纬度)、高程(海拔),从而可在野外调查中获得更为精准的数据。 ⑶ 在日常生活中应用——GPS导航 无论是在何时何地,只要拥有GPS信号接收机,就能知道自己前进的方向和所处的地理坐标。利用GPS为导航服务也成为—种新兴的行业(图1.8)。 GPS汽车导航(图1.8)汽车导航装置可显示城市道路图和该车的位置。驾驶员辅入出发点和目的地的地名然后从系统显示的可行路线中选择其中的一条。系统除动态显示该车的位置》L还通过语音提示引导驾驶员把车开到目的地。 5.GPS卫星星座

GIS复习思考题(精).doc

地理信息系统复习思考题 第一章导论 1、解释:信息、数据、地理信息、地理数据、地理信息系统 2、地理信息有何特点? 3、地理信息系统与CAD、数字制图、一般事务管理有何主要区别? 4、地理信息系统有哪些类型? 5、G IS的基本构成有哪些?务部分的主要作用? 6、G IS的基木功能有哪些?并筒要说明。 7、G IS主要应用在哪些方面? 8、G IS的发展主要经历了哪4个阶段?备有何主要特点? 第二章空间信息基础 1、G IS中为什么要考虑地图投影?我国大比例尺采用什么投影方式? 2、地理空间实体的三要素是什么?它们之间的关系是怎样的? 3、空间数据的基本特征有哪些?地理信息的数字化描述方法有哪些? 4、地图投影有哪些类型? 5、解释:地图投影、拓扑、空间数据、元数据 6、空间对象的描述要素有哪些? 7、拓扑关系中有哪儿种基本的拓扑关系?其基本含义是什么?在GIS+用拓扑有什么主要作用? 8、什么是地理空间数据?有哪些类型,并简要说明。 9、地理信息系统的应用功能主要包括哪些方面,并简要说明。 10、地形图“都江堰”的编号是H48G024026,简要说明其编号的含义。 第三章空间数据结构 1、空间实体可抽象为哪几种基本类型?它们在矢量数据结构和栅格数据结构分别是如何表示的? 2、叙述四种栅格数据存储的压缩编码方法。 3、试写出矢量和栅格数据结构的模式,并列表比较其优缺点。 4、叙述由矢景数据向栅格数据的转换的方法。 5、叙述由栅格数据向矢量数据的转换的方法。 6、简述栅格到矢量数据转换细化处理的两种基木方法。 7、解释:地理空间、栅格数据、矢量数据、空间数据结构 8、费尔曼链码的含义是什么?如何取值? 9、游程编码的含义是什么?有哪2种方式? 10、块码给栅格数据编码的方式是什么? 11、四叉树编码的基木思想是什么? 12、矢量数据的获取方式有哪些? 13、DIME编码什么?有何特点?

GIS读书报读书报告:地球空间信息学与数字地球告

读书报告:地球空间信息学与数字地球 引言:最近有幸拜读了中国科学院院士、中国工程院院士李德仁的文章《地球空间信息学与数字地球》,感觉颇受教益。李德仁教授,中国科学院院士,中国工程院院士,主要从事地理信息系统、摄影测量与遥感等领域的教学和科学研究工作。代表成果:高精度摄影测量定位理论与方法;GPS辅助空中三角测量;SPOT卫星像片解析处理;数学形态学及其在测量数据库中的应用;面向对象的GIS理论与技术;影像理解及像片自动解译以及多媒体通信等。地球空间信息科学(Geo-Spatial Information Science——Geomatics)是以全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感(RS)等空间信息技术为主要内容,并以计算机技术和通讯技术为主要技术支撑,用于采集、量测、分析、存储、管理、显示、传播和应用与地球和空间分布有关的数据的一门综合和集成的信息科学和技术。地球空间信息科学是以“3S”技术为代表,包括通讯技术、计算机技术的新兴学科。它是地球科学的一个前沿领域,是地球信息科学的重要组成部分,是数字地球的基础。美国副总统戈尔在《数字地球——认识21世纪我们这颗星球》的报告中阐述了数字地球的概念。所谓“数字地球”,可以理解为对真实地球及其相关现象统一的数字化重现和认识。其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活动诸方面的问题,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想要了解的有关地球的信息,其特点是嵌入海量地理数据,实现对地球的多分辨率、三维描述,通俗地说就是虚拟地球。 内容概述:叙述了地球空间信息学和数字地球的基本概念。讨论了地球空间信息学的形成、理论基础和技术体系,以及数字地球的关键技术和应用。分析了两者的相互关系,提出空间数据基础设施是数字地球的基本建设,发展数字地球为传统测绘行业带来了一个极好的发展机遇和一系列的挑战。 1 地球空间信息学 1.1 地球空间信息学的形成 空间定位技术、航空和航天遥感、地理信息系统和互联网等现代信息技术的发展及其相互间的渗透,逐渐形成了地球空间信息的集成化技术系统。近二三十年来,这些现代空间信息技术的综合应用有了飞速发展,使得人们能够快速及时和连续不断地获得有关地球表层及其环境的大量几何与物理信息,形成地球空间数据流和信息流,从而促成了“地球空间信息科学”的产生。 1.2 地球空间信息学的理论基础 地球空间信息科学理论框架的核心是地球空间信息机理。地球空间信息机理作为形成地球空间信息科学的重要理论支撑,通过对地球圈层间信息传输过程与物理机制的研究,揭示地球几何形态和空间分布及变化规律。主要内容包括:地球空间信息的基准、标准、时空变化、认知、不确定性、解译与反演、表达与可视化等基础理论问题。 1.3 地球空间信息学的技术体系 地球空间信息科学的技术体系是指贯穿地球空间信息采集、处理、管理、

GIS最新前沿科研成果

摘要:GIS在当前以工农业经济为主体的经济建设中的重大作用已初见端倪,它在农业、林业、水利、地矿、交通、通讯、教育、环境、人口、城市建设等几十个领域都能产生巨大的经济效益和社会效益,比如农作物监测和估产、土地覆盖物的识别和评价、地籍的管理和规划、灾害的模拟和预报以及监测和评估等。作为新的凝聚全人类梦想的目标,GIS提供了一种前所未有的认识地球的方式,它将对人类与自然的协调和平衡带来不可估量的推进作用。。本文主要研究了GIS的发展及其在环境领域的应用。 关键词:GIS ,环境领域,发展,应用 引言: 理信息系统(Geographic Information System,GIS )是一种为了获取、存储、检索、分析和显示空间定位数据而建立的计算机化的数据库管理系统(1998年,美国国家地理信息与分析中心定义)。这里的空间定位数据是指采用不同方式的遥感与非遥感手段所获得的数据,它有多种数据类型,包括地图、遥感、统计数据等,它们的共同特点是都有确定的空间位置。地理信息系统的处理对象是空间实体,其处理过程正是依据空间实体的空间位置与空间关系进行的地。 1.GIS 的发展 1.1 GIS的产生 自1962年加拿大人罗杰?汤姆林森首先提出地理信息系统的概念并领导建立了世界上第一个具有实用价值的地理信息系统———加拿大地理信息系统(Canada Geographic Information System,简称“CGIS”)以来,地理信息系统在全球范围内获得了长足的进步。作为对人类生活空间的数字化描述、分析和表达的工具,GIS正逐渐成为信息产业的一个重要组成部分,成为国民经济新的增长点。全球范围内从事GIS理论和应用研究的研发人员、科研院所和高新企业不计其数,应用科学化、科学技术化、技术产业化已经成为GIS 领域发展的主旋律。地理信息系统正在从一个单纯的应用系统发展为一个完整的技术系统和理论体系 GIS 的发展趋势 从系统角度看,在未来的几十年内,地理信息系统将向着数据标准化(interoperable GIS )、数据多维化(3d&4d GIS )、系统集成化(component GIS )、系统智能化(cyber GIS )、平台网络化(web GIS )和应用社会化(数字地球)的方向发展。 1.2.1数据标准化(interoperable GIS )、 地理数据的继承与共享、地理操作的分布与共享、GIS的社会化和大众化等客观需求,使得尽可能降低采集、处理地理数据的成本以及实现地理数据的共享和互操作成为共识。互操作地理信息系统(Interoperable GIS)的出现就是为了解决传统GIS开发方式带来的数据语义表达上不可调和的矛盾,这是一个新的GIS系统集成平台,它实现了在异构环境下多个地理信息系统或其应用系统之间的互相通信和协作,以完成某一特定任务。 1.2.2数据多维化(3d&4d GIS )、 3D:三维gis目前的研究重点集中在三维数据结构(如数字表面模型、断面、柱状实体等)的设计、优化与实现,以及体视化技术的运用、三维系统的功能和模块设计等方面。 4D:地理信息系统所描述的地理对象往往具有时间属性,即时态。随着时间的推移,地理对象的特征会发生变化,而这种变化可能是很大的,但目前大多数地理信息系统都不能很好地支持地理对象和组合事件时间维的处理。许多gis应用领域的要求都是基于时间特征的,如区域人口的变化、平均年龄的变化、洪水最高水位的变化等。对这样的应用背景,仅采取作为属性数据库中的一个属性不能很好地解决问题,因此,如何设计并运用四维GIS 来描述、处理地理对象的时态特征也是GIS的一个重要研究领域。

地球信息科学和数字地球(地理信息系统--原理、方法和应用)

地球信息科学和数字地球(地理信息系统--原理、方法和应用) 球形的地代替了平面的地,引起了大地观念的依次彻底变化。这时人们无须扩展大地的圆盘以远远超过有人烟的地区,而认为有人烟的地区只包括地球的一小部分,更大的空余地面则可留待假说玄想去填充… … 阿尔夫雷德.赫特纳 导读:本章介绍了GIS发展的一些最新的概念,包括地球信息科学,数字地球等等,这些概念的具体含义至今仍在变化。 数字地球与其说是一门技术,不如说是一个政策,它是GIS应用发展的顶点。最后介绍了国家空间数据基础设施,它是一个国家推广GIS应用重要的第一步。 1.地球信息科学 1.1几个相关概念 近十几年来,随着遥感,全球定位系统,地理信息系统以及计算机网络技术的发展,出现了一系列新的、意义相近的、与地理信息系统相关的名词,如地理信息科学(Geographical Information Science),地球测量(Geomatics,地球信息学[宫鹏],地球空间信息学[李德仁]),地球信息学(Geo-Informatics),地球信息科学(Geo-information Science)等等,这些概念提出的时间还都不长,其含义存在交叉,目前国内对其确切的译名有些也存在着争论,下面介绍地理信息科学,地球测量的概念以及地球信息科学的概念和内容。1.1.1地理信息科学 地理信息科学是1992年Goodchild提出的,与地理信息系统相比,它更加侧重于将地理信息视作为一门科学,而不仅仅是一个技术实现,主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题,包括: 1)分布式计算 2)地理信息的认知 3)地理信息的互操作 4)比例尺 5)空间信息基础设施的未来 6)地理数据的不确定性和基于GIS的分析 7)GIS和社会 9)地理信息系统在环境中的空间分析 10)空间数据的获取和集成等等 地理信息科学在对于地理信息技术研究的同时,还指出了支撑地理信息技术发展的基础理

地理信息系统与数字地球

第17卷 第1期 2001年3月福建师范大学学报(自然科学版)Jour nal of F ujia n T eacher s U niv er sity (N atural Science )V ol.17 N o.1M ar.2001文章编号:1000-5277(2001)01-0099-04 地图、地理信息系统与数字地球 陈逢珍,林志垒,林文鹏 (福建师范大学地理科学学院,福建福州 350007) 摘要:论述了传统模拟地图的特点及局限性,并在此基础上分析了地理信息系统对地图学的挑战以及数 字地球的到来对地图学、地理信息系统的挑战. 关键词:传统模拟地图;地理信息系统;数字地球 中图分类号:P 28 文献标识码:A   随着人造卫星的出现及计算机的普遍使用,人类已进入信息化时代.信息革命的浪潮正以排山倒海之势冲击着整个人类社会,也冲击着历史悠久的地图学.空间信息的表达和传输由地图—GIS —数字地球,经历了五千多年,充分体现了科学技术的进步和人类社会的发展历程.本文从三个层次剖析数字地球的到来对地图学、地理信息系统发展的影响,以及它们之间的关系. 1 传统模拟地图 传统模拟地图经过几个世纪的发展变化,其功能逐渐完善.传统模拟地图是地理信息的载体,是地理信息传输的工具,是地理环境的形象符号模型的思想已被越来越多的人所认识.长期以来,它被称为地理学的第二语言,广泛应用在地理学及相关学科的研究中,应用在国民经济建设和国防建设中.人们不仅将采集的地理信息用图型符号存储在地图中,而且将地图作为信息源,从中提取大量地理信息,借助地图分析解决政治、军事、经济、科学、文化以及生活中的各类问题.地图已经成为国家基本建设、国防建设、军事指挥、国土规划、资源管理以及国民经济可持续发展不可缺少的工具. 1.1 传统模拟地图的特性 传统模拟地图的三大基本特性是:严密的数学法则、科学的地图概括、形象的图型符号语言[1].数学法则解决了地球体(或地球体的一部分)在有限地图平面上的显示,形成了地球面上的点与地图平面上的点一一对应的数学关系,为地理信息的平面显示奠定了基础.地图概括科学地压缩了制图区的地理信息,实现了地理信息有选择、有简化的分类和分级显示,保证了地图的清晰性.图型符号语言将经过概括处理的地理信息符号化,并应用地图符号形状、尺寸、结构、色彩的变化,建立地理信息与图型符号语言之间的约定与联想,增强地图的直观性.这些基本特性揭示了传统模拟地图的内涵和本质. 1.2 传统模拟地图的局限性 传统模拟地图的局限性主要表现在:信息滞后、存储受限、传输方式单一、模拟能力有限、信息提取分析速度慢. 传统模拟地图的制作严格遵循手工制图工艺,其生产过程复杂,成图速度慢、周期长、信息更新 作者简介:陈逢珍,(1942— ),女,湖南郴州人,教授. 基金项目:福建省自然科学基金资助项目(M B2084)收稿日期:2000-08-16

GIS习题集

基础理论题 第一章绪论 1.什么是地理信息系统?它与地图数据库有什么异同?与地理信息的关系是什么? 2.地理信息系统由哪些部分组成?与其他信息系统的主要区别有哪些? 3.地理信息系统的基本功能有哪些?基本功能与应用功能是根据什么来区分的? 4.与其他信息系统相比,地理信息系统的哪些功能是比较独特的? 5.地理信息系统的科学理论基础有哪些?是否可以称地理信息系统为一门科学? 6.试举例说明地理信息系统的应用前景。 7.GIS近代发展有什么特点? 第二章空间信息系统 1.GIS的对象是什么? 地理实体有什么特点? 2.地理实体数据的特征是什么?请列举出某些类型的空间数据 3.空间数据的结构与其它非空间数据的结构有什么特殊之处?试给出几种空间数据的结构描述。 4.请说明如何建立道路的拓扑的关系。 5.各种来源的空间数据是如何准确匹配在一起的? 6.地图投影在GIS中有什么作用? 7.空间数据中的几何数据是什么?请说明它与属性数据的关系。 8.请说明分类分级对于属性数据的意义。 9.空间数据的质量问题分哪几类? 10.空间数据中的误差是如何造成的?怎样评价它们? 11.空间数据交换的主要方式是什么? 12.空间数据的元数据METADATA意义是什么? 13.数据共享有哪些主要途径?最基层的是什么,最理想的又是什么?困难在何处? 第三章空间数据结构 1. 地理信息系统中的空间数据都包含哪些? 2.矢量数据与栅格数据的区别是什么?它们有什么共同点吗? 3.矢量数据在结构表达方面有什么特色? 4.矢量和栅格数据的结构都有通用标准吗?请说明。 5.栅格数据组织有哪些方法? 6.栅格与矢量数据结构相比较各有什么特征? 7.矢量与栅格一体化的数据结构有什么好处? 8.请说明八叉树表示三维数据的原理。 9.三维空间的边界如何表示?你还能给出其它方法吗? 10.属性数据的编码是必须的吗? 第四章空间数据库 1.什么是数据库?它有什么特点? 2.数据库主要有哪几个主要的结构成分? 3.数据库是如何组织数据的? 4.DBMS的作用是什么? 5.地理实体如何存放在数据库里?

地理:1.2 第二课时 地理信息系统(GIS)、地理信息技术与数字地球

第1章第2节第2课时 一、选择题 (2011·试题调研)利用气象卫星对寒潮、台风、暴雨、洪涝等进行监测,是提高气象预报准确度、减少气象灾害损失的重要手段。中国园林网2010年10月21日消息:今年第13号超强台风“鲇鱼”已进入我国南海,正向珠江口逼近,市委常委昨日下午在市三防指挥部召开会议,全面部署防御超强台风“鲇鱼”的工作。结合所学知识,回答1~3题。 1.气象卫星发回的卫星云图主要运用了( ) A.全球定位技术B.卫星遥感技术 C.地理信息技术D.数字地球虚拟技术 2.对西北太平洋上台风的监测,可通过分析多幅卫星的云层图片,获得( ) ①台风中心位置②台风的强度和速度③台风所造成的降水范围④台风的移动方向⑤台风的登陆地区 A.①②③B.③④⑤ C.①③④⑤D.①②③④⑤ 3.对“鲇鱼”的监测使用了气象卫星,国家气象局每天为电视新闻提供的卫星云图主要使用了( ) ①遥感技术②地理信息系统③全球定位技术 A.①②B.①③ C.②③D.①②③ 解析:第1题,气象卫星云图主要利用卫星遥感技术对各种气象要素进行监测。第2题,利用卫星遥感可以监测台风的强度、移动方向和速度,以及某个地区的天气状况。第3题,卫星云图是GIS接受了气象卫星的遥感资料,经过处理后输出图像信息。 答案: 1.B 2.D 3.A (2011·试题调研)下图为某工程应用地理信息系统(GIS)进行选址的工作流程图。读图回答4~5题。 4.最有可能采用图示流程进行选址的工程是( ) A.汽车加油站B.地下水天然下渗补给区

C.大型游乐园D.放射性废弃物储存场 5.图示GIS处理与分析流程中,a环节所示功能为( ) A.趋势分析B.叠图分析 C.风险分析D.模式分析 解析:第4题,由图示可以看出,该工程要求有适宜的地质条件,远离人口稠密区、主要交通道路和生态保护区,应为放射性废弃物储存场。第5题,a环节为交通、人口分布等各种图层的叠加分析。 答案: 4.D 5.B 科学家观测研究表明,近30年来我国沿海海平面总体上升了9厘米,但沿海各省、市、自治区海平面的上升幅度并不相同。据此回答6~7题。 6.我国沿海海平面上升信息的获取,主要采用了( ) A.遥感(RS) B.全球定位系统(GPS) C.地理信息系统(GIS) D.数字地球 7.对我国沿海海平面上升幅度的分析,主要采用了( ) A.全球定位系统B.地理信息系统 C.遥感技术D.地理信息技术 解析:利用遥感技术可以动态监测沿海海平面变化状况,从而获取海平面变化信息。而对海平面变化信息的分析处理,要依赖于地理信息系统的模拟演示功能。 答案: 6.A 7.B 8.GIS不仅可以像传统地图一样,解决与“地点”“状况”有关的查询,而且能进行趋势分析、复杂的“模式分析”和用“虚拟模拟”进行预测性分析。2010年3月23日发生在西藏林芝察隅的森林火灾全部扑灭。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.预测森林火灾所造成的后果 D.及时知道火灾地点、范围,以便于及时分析火势蔓延方向,制订灭火方案 解析:GIS是地图的延伸,它通过地图处理、数据库进行“空间分析”,用于监测森林火灾,可以监测火灾地点、范围,并通过复杂的“模拟分析”“虚拟模拟”预测分析火势蔓延方向,从而为制定灭火方案提供技术依据。 答案: D 9.关于数字地球的叙述,正确的是( ) ①数字地球是数字化的地球②数字地球已能满足人类目前的需要③数字地球的最大特征是虚拟现实④数字地球采取集中方式存储信息 A.①②B.①③

高中地理必修3优质教学设计2:1.2.2 地理信息系统(GIS) 地理信息技术与数字地球教案

第一章地理环境与区域发展 1.2地理信息技术在区域地理环境研究中的应用 教学目的: 1.了解遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理,以及数字地球的含义。 2.举例说明遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境研究中的应用 教学重难点: 1.遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理,以及数字地球的含义 2.遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境研究中的应用 教具准备:有关挂图等、自制图表等 教学方法:比较法、图示分析法、图示法等 教学过程: 第二课时 三、全球定位系统(GPS) 1.概念: 用卫星,在全球范围内适时进行导航、定位的系统,称为全球定位系统,简称GPS。 2.组成: 空间部分——GPS卫星星座(图).7); 地面控制部分—一地面监控系统; 用户设备部分——GPS信号接收机。 3.特点 全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性 4.应用 (1)为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。 (2)在区域地理环境研究中的应用。 如:野外调查是区域地理环境研究常用的方法之一,全球定位系统可以帮助野外考察人员确定考察点的地理位置(经度和纬度)、高程(海拔),从而可在野外调查中获得更为精准的数据。

(3)在日常生活中应用——GPS导航 无论是在何时何地,只要拥有GPS信号接收机,就能知道自己前进的方向和所处的地理坐标。利用GPS为导航服务也成为—种新兴的行业(图1.8)。 GPS汽车导航(图1.8)汽车导航装置可显示城市道路图和该车的位置。驾驶员辅入出发点和目的地的地名然后从系统显示的可行路线中选择其中的一条。系统除动态显示该车的位置》L还通过语音提示引导驾驶员把车开到目的地。 5.GPS卫星星座 GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。它们均匀分布在六个轨道平 面内。全球任何地点在任何时刻地平面上空至少有四颗GPS卫星。 思考 在GPS汽车导航中,信息在汽车、卫星和服务中心之间是怎样传递的? 点拨:汽车中的GPS用户设备接收了GPS卫星信息,解算出本车的位置、速度等信息,并通过无线电信号传送至服务中心。服务中心再根据汽车所在的位置、及时通过语言提示为汽车导航。 阅读 通过该材料大致了解我国的卫星导航定位系统 四、地理信息系统(GIS) 1.概念 专门处理地理空间数据的计算机系统,称为“地理信息系统”,简称“GIS”。 阅读 通过这个材料,使学生了解如下问题: 2.地理信息系统的简要程序 教师指图讲解,使学生对地理信息系统的过程有一般性了解。 3.应用 应用的领域相当广泛,凡是用到地图或需要处理地理空间数据的领域都可用到。

高中地理必修3优质教学设计9:1.2.2 地理信息系统(GIS) 地理信息技术与数字地球教案

1.2.2 地理信息系统(GIS)地理信息技术与数字地球 学习目标 1.说出遥感的一般原理和主要工作过程。结合实例,了解遥感(RS)在资源普查、环境和灾害监测中的应用。 2.说出全球定位系统的组成及一般工作过程。举例说出全球定位系统(GPS)在定位导航中的应用。 3.说出地理信息系统的一般工作程序。运用有关资料,了解地理信息系统(GIS)在城市管理中的功能。 4.列表比较“3s”技术的区别。 5.了解数字地球的含义。 教学重点、难点 1.了解RS的工作过程以及在资源普查、环境和灾害监测中的应用。 2.举例说出全球定位系统(GPS)在定位导航中的应用。 3.运用有关资料,了解地理信息系统(GIS)在城市管理中的功能。 4.理解数字地球的含义。 教学方法 读图表资料分析法、例举法、讲授法 教学课时:2课时 教学过程 第二课时 导入:以前研究地理环境,先要通过查阅地图和书籍获知“在哪里”和“是什么”这样的地理信息,再结合实地考察和所掌握的地理知识,来分析各种地理现象的特点和规律。这样做,得到的信息少,速度慢,准确度比较低。现在我们借助地理信息技术可以更好地研究地理环境。 书P9图1.5、图1.6洞庭湖及荆江地区卫星遥感图像,图1.5b和图1.6b是在遥感影像提供信息源的基础上利用地理信息系统处理而成。

四、地理信息系统 1.概念:专门处理地理空间数据的计算机系统,成为地理信息系统,简称GIS。 阅读书P12“GIS的简要程序”,简单了解GIS的工作过程。 2.应用──在城市管理中的应用 讨论:书P12活动2 城市110指挥中心在接到报警电话后,能在最短的时间内指挥警车到达出事地点。为提高出警效率,许多城市配备了巡誓车。应用地理信息技术可大大提高出警效率(图1.11)。——★参考答案★—— (1)110指挥中心要随时掌握每辆巡警车在城市中的位置,可以利用哪一种地理信息技术?可以利用全球定位系统 (2)110指挥中心要确定哪一辆巡警车离出事地点最近,可以利用哪一种地理信息技术?可以利用地理信息系统 (3)110指挥中心要判定最近的警车至出事地点的道路是否畅通,还需要利用哪些技术?如果存在严重交通堵塞,110指挥中心又该怎么办? 还要用到摄像和视频传输技术。如果存在严重交通堵塞,需要另外找较近的且有条件较快赶到出事地点的巡警车(需要综合运用上述技术)。 (4)假如你是110指挥中心的调度员,描述在接到报警电话到指挥警车前往出事地点的工作程序。 接警→确认出事地点的位置→(在显示各巡警车的地理信息系统中)了解其周围巡警车的位置→分析确定最近(或能最快到达)的巡警车→通知该巡警车。 (5)由此例推想,地理信息技术还可以应用于城市管理的哪些部门中? 城市交通组织和管理、商业组织和管理、城市规划、卫生救护、物流等部门,都可利用地理信息技术。 资料:见课件《利用地理信息系统进行市区择房》 小结:地理信息系统在城市交通、土地利用、城市规划等方面都具有强大的管理功能。 资料:戈尔“数字地球”的提出。 阅读:书P14第二段,认识数字地球的概念、原理。 五、数字地球

gis试卷

地理信息系统2011-2012学年第二学期试卷 一、名词解释(本题共5道小题,每题3分,共15分) 1地理信息系统 2地学空间数据 3地图投影 4拓扑 5数据压缩 二、选择题(本题共5道小题,每题2分,共10分) 1我国现行的大于1:50万比例尺的各种地形图,都采用投影 A兰勃特(Lambert)等角正轴切(割)圆锥投影 B亚尔勃斯(Albers)等积正轴切(割)圆锥投影 C墨卡托(Mercator)等角正轴切圆柱投影 D高斯 克吕格(Gauss-Kriiger)等角圆柱横轴切投影 2下面哪种栅格数据结构是非压缩的数据形式? A游程编码结构B栅格矩阵结构C四叉树数据结构D块状数据结构 3矢量数据不适用于以下哪个方面的研究? A大范围小比例尺的自然资源、环境、农林业等区域问题的研究 B城市分区或详细规划 C土地管理 D公共管理 4网格数据的基本坐标是行和列( i,j ),其坐标原点一般取图的 A左上角B右上角C左下角D右下角 5在点的内插算法中,哪种属于整体拟合? A Kriging B移动平均法C最小二乘法D样条函数法 三、填空题(本题共10个小空,每题1分,共10分) 1分层结构的GIS数据组织,需要各层数据都应有统一的(即统一的底图)和统一的,如果数据资料来源(坐标、投影)不一样,要通过GIS 的功能进行变换。 2.属性数据内容很多,包括名称、级别、类别、数量、性质和代码等多个项目。其中最基本的是特征代码,亦称。 3.GIS的空间分析功能是以为基础,采用一系列空间图形操作和分析

算法,以一个或多个数据平面(数据层)作为输入,通过空间运算,形成新的数据。 4 GIS三个层次模型:模型、逻辑数据模型和物理数据模型。 5当栅格数据只有两个值(0,1)时,通常称之为,此时该值表示该点是否有数据或有无图形经过 6栅格数据指将空间分割成各个规则的网格单元,然后在各个格网单元内赋以空间对象相应的的一种数据组织方式;矢量结构是通过记录的方式来表示点、线、面等地理实体。 7GIS数据库中存贮管理专题的部分,称为GIS属性数据库 8多边形叠置中,细碎部分归并的规则可以有两种,以相邻的多边形面积大小来优先划分即细碎多边形的处理结果被划分到相邻的面积最大的多边形中去;以和相邻多边形的优先划分,即把细碎多边形划分到相邻边最长的多边形里。 四、判断题(本题共5题,每题2分,共10分) 1 GIS管理和处理空间位置数据和属性数据两种数据。 2线性存储方式同常规四叉树不同,在线性四叉树中只记录叶结点信息,不存储中间结点。常规四叉树每个结点需要5个变量:四个子结点的指针和本结点的属性值。 3拓扑关系主要表现为下列三种关系:拓扑邻接关系、拓扑关联关系、拓扑包含关系。其中不同拓扑元素之间的关系为包含关系。 4跟栅格数据相比,矢量数据适于进行比例尺变化和投影变换;但不利于与遥感图像及扫描数据相匹配建库和使用。 5空间尺度的大小与区域大小和数据使用要求有关,地图比例尺大小与区域及地图的用途有直接关系,即数据尺度与相应地图比例尺呈正比变化。 五、问答题(共5题,每题11分) 1根据地图投影变形性质的不同,投影可分为等角投影、等积投影、等距投影,分析三者的不同。 2矢栅一体化的原理及特点。

高中地理必修3优质教学设计4:1.2.2 地理信息系统(GIS) 地理信息技术与数字地球教案

1.2节地理信息技术在区域地理环境研究中的应用 第2课时 课前准备 学生利用课外时间上网,进入中国地理信息系统网站,了解相关的信息。 导入新课 师 (创设问题情境)大家利用课外时间上网了解了地理信息系统,那么,请大家讨论交流什么是地理信息系统?它是怎样工作的好吗? (学生讨论、回答,由于学生对此了解不多,可能回答不好。这里只要能引发学生的学习兴趣即可。) 推进新课 板书: 三、地理信息系统 (一)概念与工作过程 师 请同学们阅读课本P12阅读材料“GIS的简要程序”,简单了解GIS的工作过程。 地理信息系统(GeographicInformationSystem,简称GIS)作为获取处理、管理和分析地理空间数据的重要工具、技术和学科,近年来得到了广泛关注和迅猛发展。从技术和应用的角度,GIS是解决空间问题的工具、方法和技术。从学科的角度,GIS是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科,具有独立的学科体系。从功能上,GIS具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能。GIS是指在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 (教师展示图片) 师 请学生阅读教材中关于香港的GIS的介绍。思考GIS能帮助我们做什么呢?请大家先推测一下。 生 可以了解城市的地貌、主要道路、城市各地区的地理情况。 板书: (二)典型应用 师

GIS在城市管理、城市规划、大地测量、国防等许多方面都有重要的作用,例如在城市管理方面。 (教师展示图片)(图片来自南师大汤国安教授) 城市地下管网管理体系示意图 师 请同学读“城市地下管网管理体系示意图”。图中粗线圈中有一条虚线穿过。如果我们准备沿虚线进行地下施工,为了不破坏地下管线便在GIS中查一下经过虚线管道有哪些。粗箭头所指就是该地的剖面图。同学们看了是不是一目了然呢? 学生讨论:从图中看出地下管道的粗细、深度、与地面物体的相对位置等。这样施工时就可以顺利进行而且不破坏地下管道。 师 人们都说农业社会是资源经济,谁拥有资源(自然资源、人力资源等)谁就主宰世界。在工业社会,谁拥有资本谁就主宰社会。到了21世纪人类将进入信息社会,谁拥有知识,谁就主宰世界,称之为知识经济或信息经济。 1998年1月31日,美国副总统戈尔(ALGORE)在洛杉矶加利福尼亚科学中心举行的开放地理信息系统协会(OGC)年会上发表了题为“数字地球:理解21世纪我们这颗星球(TheDigitalEarth:Understandingourplanetinthe21stCentury)”的报告。提出了一个通俗易读的概念——“数字地球”,如他早期提出的“信息高速公路”(InformationHighway)一样引起了世界许多国家的关注和科技工作者尤其是地学工作者热烈深入的讨论和研究。它勾绘出了信息时代人类在地球上生存、工作、学习和生活的时代特征。在3S技术的发展下,我们对区域的研究日益深刻,对地球的认识更加全面,所以才提出了数字地球的概念,那么什么是数字地球呢? 板书: 一、数字地球 (一)概念 师 数字地球是新的信息概念,“数字地球”是指在全球范围内建立一个以空间位置为主线,将信息组织起来的复杂系统,即按照地理坐标整理并构造一个全球的信息模型。地球上每一点的全部信息,按地理位置组织、存储起来,并提供有效、方便和直观的检索手段和显示手段,使每一个人都可以快速、准确、充分和完整地了解及利用地球上各方面的信息。在这个意义上,“数字地球”就是一个全球范围的以地理位置及其相互关系为基础而组成的信息框架,并在该框架内嵌入我们所能获得的信息的总称。数字地球技术系统的基础技术:遥感(RS)、

GIS与数字地球

GIS与数字地球 教学目标:1、了解GIS基本构成、主要功能;理解GIS在城市管理中的应用,能应用GIS 查询信息; 2、了解数字地球的含义及其核心思想,理解其应用前景。 重点:GIS在城市管理中的应用 难点:GIS的原理,数字地球的概念 教学过程: 练习: 1、(2004*烟台)“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、①②③ B、②③④ C、①②④ D、①③④ 2、(2005*上海)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:(单选) A、RS B、GIS C、RS和GPS D、GIS和GPS 2)在分析20世纪90年代以来上海市彩红外遥感图像时,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)根据三颗卫星提供的资料,运用数学原理就可以计算出地面静止物体的位置。若有四颗卫星提供资料,除可进一步提高定位的精确度以外,还可以迅速计算出物体的空间位置。 4)下列选项中,不可以应用3S技术的有:(单选) 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、阅读下列材料回答1)~3)题。 材料一从1999年3月24日,以美国为首的北约以南联盟科索沃省自治问题为借口,对南联盟进行了大规模空袭,给南联盟人民的生命和财产造成了巨大的损失。材料二2001年9月11日,美国发生了一系列恐怖主义袭击事件,过后美国在阿富汗进行了一场反恐怖主义战争,摧垮了塔利班政权。 1)要南联盟,尽管美国空军飞行员多次飞低,但由于地面目标确认不好导致最初的轰炸效果不好,造成这种情况的原因不是: A、南联盟地形复杂,便于地面目标的隐藏 B、地中海气候,冬半年多为阴雨天 C、飞行员技术水平和传感器的质量不高 D、南联盟地下军事防御工事多 2)对南联盟大规模轰炸的信息资料主要应用了:①全球定位系统②遥感③地理信息系统A、①②③ B、①② C、②③ D、①③ 3)在地面部队的配合下,美国对塔利班政权大至军事设施,小至主要组织成员的打击异常精确,其精确度主要是依靠: A、遥感 B、地理信息技术 C、全球定位系统 D、美国联邦特工的侦探

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