地理信息技术在地理环境研究中的应用.ppt

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1、第二节地理信息技术在地理环境研究中的应用,考点,1。遥感(RS)在资源普查，环境和灾害监测中的应用 2。全球定位系统(GPS)在定位导航中的应用 3。地理信息技术(GIS)在城市管理中的功能 4。数字地球的含义,考试趋势:侧重基本原理、主要功能及社会实践中的应用。如河流建大坝水位上涨时通过分析预测可能淹没的地区的面积，并通过与人口分布图层叠加预测需要搬迁的人口，估算对生产、生活、经济的影响，为决策提供技术支持。,一、概述 1、地理信息技术的概念 2、地理信息技术在区域地理研究中的作用 二、遥感技术及应用 （1）遥感（RS）的概念 人们在航空器（如飞机、高空）或航天器(如卫星)上利用一定的的技术

2、装备，对地表物体进行远距离的感知。 （2）遥感的工作原理 （3）遥感的主要环节 （4）遥感的主要特点 （5）遥感的应用 （6)遥感图象的阅读,RS（Remote Sensing）,遥感,1.遥感工作的基本原理,不同的物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理探测地表物体对电磁波的反射从而提取这些物体信息，完成远距离识别物体。,地物反射波谱曲线图,两方面的图象信息:1.同一地物在不同电磁波段的反射率差异 2. .不同地物在同一电磁波段的反射率差异,2、分类： 按遥感平台高度（运载工具）分：地面遥感、航空遥感、航天遥感 按：电磁波段分：可见光遥感、红处线遥感、微波遥感 按：传感器的工作形式：被

3、动式（接收来自地物的电磁波）、主动式（发射讯号，接收目标物反射这种辐射波的强度，如侧视雷达）,1遥感的特点 提问从监测的范围、速度，人力和财力的投入等方面看，遥感具有哪些特点? 1）.探测范围大：我国只要600多张左右的陆地卫星图像就可以全部覆盖。 （2）.获取资料的速度快、周期短：实地测绘几年、十几年甚至几十年重复一次。航空摄影测量数年才能重复测量一次。陆地卫星每16天可以覆盖地球一遍。 （3）.受地面条件限制少：对于自然条件恶劣、地面工作难以开展的地区，如高山、冰川、沙漠、沼泽等，或因国界限制不易到达的地区，用遥感，特别是航天遥感方法，则比较容易获取资料。 （4）.手段多，获取的信息量大：

4、选用不同的波段和不同的遥感仪器，取得所需的信息。 用途广：遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、地理、海洋、水文、气象,思考：遥感的特点？,监测范围大 速度快、周期短动态的变化、投入少 受地面条件限制少 手段多获得信息量大 用途广 ：农业、林业、地质、矿产、水文、测绘、环境变保护、防灾救灾、军事等,典型地物在遥感片上的特征：,水体对蓝、绿光难以吸收；对近红外波段吸收很强；水中的杂质影响吸收能力。 植被对可见光吸收强，反射绿光；对近红外波段反射强；不同植物的反射能力与其叶绿素含量有关；反射能力随不同季节叶绿素含量的变化而变化。 城市居民点多为混凝土结构的城市居民区，吸收能力差，反射能力强；混凝土

5、热容量很小，昼夜温差大。,遥感图像判读分析,遥感图像分类 了解遥感图像的基本分类：航空遥感片与航天遥感片；或彩色航空遥感片、黑白近红外遥感片、热红外遥感片、侧视雷达遥感片等。 遥感图像的判读标志 包括直接判读标志和间接判读标志。前者如形状、大小、阴影、色调、组合图案；后者如地理位置、人类活动、水系格局、植被分布。 航空遥感片的立体观察 在不同位置拍摄同一地物的两张相片，就能构成一个立体相对。在此要求掌握反光式立体镜的使用方法。,遥感图象的阅读-假彩色,草、树和庄稼通常为红色、水是灰和蓝色、城市蓝灰色,遥感图象的阅读-真彩色,黑白图象一般建筑物为灰白色 草地和森林较深,（5）遥感的应用,遥感在资

6、源普查中的应用,1。测绘制图 2。自然资源调查。 3。环境与灾害监测评价,遥感在环境和灾害监测中的应用,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红外光X光可见光紫外光。 、 B、 、 D、 答案,各种辐射的波长范围,太阳辐射能量最强的部分主要 集中在波长较短的_部分，称为_。,可见光,短波辐射,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。读下图回答4344题。 12、图7中，重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波段是 A C A红外线 BX光 C可见光 D紫外线 13、根据图7的原理，可用遥感技术直接 C A划分植物类型 B判读植物生长的土壤类型 C监测树木的生

7、长状况 D估计粮食作物的产量,、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 A、判断水体污染 B、判断人口分布 C、进行导航 D、估算工业生产总值 答案A 2、根据图示的原理可用遥感技术直接 A、划分植物类型、B判读植物生长的土壤类型 C、监测树木的生长状况 D、监测土地利用状况 答案,三、全球定位系统及应用,1、全球定位系统（）的概念 利用卫星网络来获得地面某点的经纬度和高程的系统。（在全球范围内适时进行导航、定位系统。）,GPS定位示意图,1.卫星定位的基本原理,GPS系统 就是用户同时向已知其位置的3个导航卫星分别进行距离测量，然后再以该卫星为球心，

8、以所测得的距离为半径，在空间画出3个球面，则该3个球面的相交点，就是用户的所在位置了。,2、全球定位系统的组成,由三部分组成 空间部分 由21颗工作卫星和3颗在轨道备用卫星组成，24颗卫星均分布在6个轨道平面内 地面监控 用户设备部分GPS接收机,相邻两个GPS星座卫星轨道平面之间的夹角是多少度？,答案：600,通常应用三颗卫星的数据就可以进行定位，但要保证对目标实时观测（诸如提供目标运动数据等）， 则需要至少四颗卫星的信号。,2.全球定位系统的系统组成,全球定位系统,4.接收机信号的解读与操作,表示接收机所在的经纬度位置,数字表示被接收信号的卫星编号，黑色柱长短表示信号的强弱。,卫星分布图描

9、绘了在你处位置（圆心）仰望天空能搜索到的卫星，大圆表示地平线，小圆为抬以45角仰望天空的范围，越靠近中心，卫星信号越强。,作用：可以快速精确地确定地面某点的 位置（经度、纬度）和高程，甚至速度、距离和航向等。,3.全球定位系统的作用和特点：,特点：（1）全天候，不受天气影响； （2）全球覆盖； （3）三维定速定时高精度； （4）快速省时高效率； （5）应用广泛、多功能。,应用领域,GPS卫星,四、地理信息系统,1、地理信息系统（GIS）的概念 是靠计算机实行地理信息的收集、处理、存储、分析和应用的系统。,2、 GIS技术的简要程序,信息源,数据处理,数据库,空间分析,可视化表达（地图、三维视图

10、、多媒体）,空间模型，数据模型,2、GIS组成/数据,定位 拓扑关系 属性,用户,主板书,退出,24.左图是林木、河流和房屋的景观图，右图是根据左图建立的数据模型。 据此回答： 1右图中的r表示（ ） A.林木 B.河流 C.房屋 D.农田 2图中区域的林木覆盖率约为 %，图中河流流向是 。 3该平原地区林木为典型的亚热带常绿阔叶林，河水补给主要是（ ） A.雨水 B.地下水 C.积雪融水 D.冰川融水,4可以分析处理该空间数据变化的系统是（ ） A.全球定位系统 B.地理信息系统 C.遥感系统 D.测量系统,B,10,自南向北,A,B,3、GIS的流程,信息输入,数据处理,数据库管理,空间分

11、析 （查询）,可视化表达 （地图、三维视图、多媒体等）,主板书,退出,3、地理信息系统的应用 (1)地系统可以解决的四类基本问题 A、与分布、位置有关的基本问题 B、趡势分析 C、模式分析 D、模 拟问题 (2)地理信息系统在城市管理中的应用 查询、修改、补充距离测算等,1、城市信息管理与服务,登陆网站：(中原地图） 1、如何利用GIS进行城市管理与信息服务？ 2、GIS可以解决城市管理中的哪些问题？,主板书,退出,2、城市规划,登陆网站(三亚城市规划信息网） 1、如何利用地理信息系统GIS进行城市与区域多目标的开发和规划？ 2、GIS在城市规划中具有哪些优势与作用？能解决哪些问题？ 3、能否

12、运用GIS为学校或自己的村庄进行规划？,主板书,退出,3、城市道路交通管理,登陆 （北京公交网） 1、如何利用地理信息系统GIS进行城市道路交通管理？ 2、GIS在城市道路交通管理中具有哪些优势与作用？能解决哪些问题？,主板书,退出,4、城市抗震防灾,1、如何利用地理信息系统GIS进行城市抗震防灾？ 2、GIS在城市抗震防灾中具有哪些优势与作用？能解决哪些问题？,主板书,退出,4、城市抗震防灾,利用GIS可以实时跟踪灾害的发生、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。,主板书,退出,5、城市环境管理,主板书,退出,P、13思考题,与地图相比地理信息系统有哪些优

13、点？ 查询速度快、 信息量大，管理方便 数据更新容易 可进行空间分析和应用评价,24.左图是林木、河流和房屋的景观图，右图是根据左图建立的数据模型。 据此回答： 1右图中的r表示（ ） A.林木 B.河流 C.房屋 D.农田 2图中区域的林木覆盖率约为 %，图中河流流向是 。 3该平原地区林木为典型的亚热带常绿阔叶林，河水补给主要是（ ） A.雨水 B.地下水 C.积雪融水 D.冰川融水,4可以分析处理该空间数据变化的系统是（ ） A.全球定位系统 B.地理信息系统 C.遥感系统 D.测量系统,B,10,自南向北,A,B,数字地球,五、地理信息技术与数字地球,数字地球 数字地球是以计算机技术、

14、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活动和生活质量。数字地球是一个庞大而复杂的系统，需要诸多信息科学技术的支撑。一是信息高速公路与高速网络技术，二是高分辨率卫星遥感技术，三是空间信息技术与空间数据基础设施，四是大容量数据存储技术，五是可视化和虚拟现实技术。,通俗地讲，数字地球（Digital Earth）就是用数字的手法将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化装入电脑中，实现网上流通，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

15、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活动和生活质量。,数字地球的定义,一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。,数字地球的核心思想,二是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。,数字地球的基础全球网络与分布式存储,数字地球的最大特征与依据虚拟现实技术,数字地球的重要信息源高分辨率卫星影像,活动,1。地理信息系统。关系：遥感（RS)提供了信息源、地理信息系统(GIS)对信息进行加工、分

16、析、统计。 2。,对地表物体进行远距离的感知,获取信息,卫星(飞机)、传感器、地面接收站,导航、定位,空间部分 地面监控 用户设备部分,对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达（地图处理，数据库，空间分析）,计算机系统,练习,为了规划鸟类自然保护区，在获取了不同鸟类的觅食半径等资料后，准确划定保护区范围可以采用的效率最高的技术手段是 AGIS BGPS CRS D手工绘图,【答案】A,图4示意为某专题研究建立的地理信息系统（GIS）图层。据此完成1516题。 图4 15.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.学校分布 16.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.,A,D,小结,1“3S”技术之间的关系： 联系： 既互为独立发展又 。 区别 遥感主要用于地理信息数据的 ； 主要用于地理信息的空间定位； 地理信息系统主要用来对 进行管理、查询、更新、空间分析和 。,