基于GIS視覺信息疊加的高中區(qū)域地理

陳功照 歷文龍 李計(jì)英

中圖分類號:G441文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1673-0992(2009)12-370-01

摘要:區(qū)域是一個(gè)復(fù)雜的綜合地理單元,最能體現(xiàn)學(xué)生對高中地理知識的掌握與運(yùn)用程度。而GIS作為新興學(xué)科,已經(jīng)在世界得到廣泛應(yīng)用,并應(yīng)用于課堂教學(xué)當(dāng)中。本文章主要就是應(yīng)用GIS的視覺疊加分析來進(jìn)行高中區(qū)域地理課堂教學(xué),這將有利于提高學(xué)生的綜合分析思想,替提高學(xué)生的學(xué)習(xí)探究能力。

關(guān)鍵字:區(qū)域;疊加分析;地理

一、前言

早在上世紀(jì)90年代,美國就召開了首屆GIS在教育上的應(yīng)用會議,會后便開始計(jì)劃利用GIS技術(shù)使學(xué)生叫地理課堂教學(xué)內(nèi)容與說在的區(qū)域的社會、環(huán)境等因素聯(lián)系起來,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注當(dāng)?shù)厣鐣狳c(diǎn)問題[1],GIS技術(shù)將這些問題可視化并尋求解決方案,最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的GIS知識,提高他們的素質(zhì)。

GIS作為一門新的技術(shù)學(xué)科,在我國發(fā)展歷史很短,但是發(fā)展迅速,在東部沿海省份已經(jīng)深入各行各業(yè)中在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用才剛剛起步,目前還沒有專業(yè)的GIS教育軟件,但是隨著越來越多的高素質(zhì)的有經(jīng)過GIS技術(shù)培訓(xùn)的教師進(jìn)入工作崗位,極大地促進(jìn)了GIS在中學(xué)的發(fā)展。疊加分析是地理信息系統(tǒng)最常用的提取空間隱含信息的手段之一。地理信息系統(tǒng)的疊加分析是將有關(guān)主題層組成的數(shù)據(jù)層面,進(jìn)行疊加產(chǎn)生一個(gè)新數(shù)據(jù)層面的操作,其結(jié)果綜合了原來兩層或多層要素所具有的屬性。疊加分析不僅包含空間關(guān)系的比較,還包含屬性關(guān)系的比較。地理信息系統(tǒng)疊加分析可以分為以下幾類:視覺信息疊加、點(diǎn)與多邊形疊加、線與多邊形疊加、多邊形疊加、柵格圖層疊加。而在中學(xué)課堂教學(xué)中主要的是視覺信息疊加[2]。

二、高中區(qū)域地理常用的視覺信息疊加種類

視覺信息疊加是將不同側(cè)面的信息內(nèi)容疊加顯示在結(jié)果圖件或屏幕上,不產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)層面,只是將多層信息復(fù)合顯示,以便研究者判斷其相互空間關(guān)系,獲得更為豐富的空間信息[3]。高中區(qū)域地理是一個(gè)綜合體,包含著各種專題信息,對這些專題信息的相互關(guān)系進(jìn)行視覺疊加綜合分析評價(jià),或者與其他信息視覺疊加綜合分析評價(jià),可獲取對該問題解決的決策方案。高中區(qū)域地理視覺疊加綜合分析評價(jià)主要有以下幾類:

1.專題地圖之間的疊加

專題地圖的疊加指的是點(diǎn)狀圖,線狀圖和面狀圖之間的疊加。這個(gè)是區(qū)域地理教學(xué)當(dāng)中最主要最常見的視覺疊加模式。專題圖的視覺疊加可以非常直觀地揭示點(diǎn)、線、面所代表的地理事物之間的相互關(guān)系,使得教師在教學(xué)活動直接在屏幕上展示,減輕了教師的工作量;同時(shí)學(xué)生也能從屏幕中獲取更加全面直觀的信息,進(jìn)而對教師提出的一些區(qū)域問題進(jìn)行自主思考,有利于學(xué)生的自主探究性學(xué)習(xí)。如圖(1)居民點(diǎn)與河流的視覺疊加可以反映出居民點(diǎn)與河流分步的空間關(guān)系。

圖(1) 居民點(diǎn)分布與河流分布的視覺疊加(居民點(diǎn)分布與河流有什么關(guān)系?為什么呢?)

2.專題地圖與DEM的疊加

專題地圖與DEM(數(shù)字高程模型)的視覺疊加,讓專題地圖的地理事物在立體的地形模式中顯現(xiàn)出來。全面直觀地向教師與學(xué)生展示地理事物與地形地貌之間的相互關(guān)系等信息。這減輕了教師畫圖及語言描述的工作量,節(jié)省了大量的時(shí)間,提高了教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)學(xué)生更能夠在形象直觀的立體的視覺疊加圖中,尋找到他們之間分布的相互關(guān)系,進(jìn)而思維拓展到造成這樣分布的內(nèi)在原因。如圖(2)DEM能夠派生坡度、坡向及坡度變化率等地貌特性,通過與河流專題圖的疊加可以直接反映出河流、水系與地貌特征的關(guān)系。

圖(2)河流專題圖與DEM的視覺疊加(河流與地形地貌有什么關(guān)系?為什么呢?)圖(3)2000年土地利用與2005年遙感影像圖的疊加 (2000年到2005年城市周邊的土地利用發(fā)生了什么變化?為什么呢?)

3.專題地圖與遙感影象的疊加

遙感影像圖能夠?yàn)檠杆偃娴膶Φ厍虮砻娴男畔⑦M(jìn)行快速掃描更新。這就為研究地理事物的發(fā)展變化研究提供了數(shù)據(jù)支持。同樣也可為高中區(qū)域地理的教學(xué)活動提供數(shù)據(jù)支持。專題圖與遙感影像圖的視覺疊加,可以直觀的觀察到某些地理事物在空間上的發(fā)展變化及其規(guī)律,為教師教學(xué)分析提供依據(jù),為學(xué)生的學(xué)習(xí)思考提供最新素材。如上圖(3)通過不同年份專題圖與遙感影像圖的疊加,可以清晰看出隨著時(shí)間推移土地利用的變化。

三、問題與展望

現(xiàn)在我國的高中區(qū)域地理教學(xué)中, GIS視覺疊加分析運(yùn)用的很少。原因是多方面的,但主要有以下三個(gè):1、我國的GIS事業(yè)發(fā)展的比較晚 2、缺少會GIS的高素質(zhì)的教師 3、教學(xué)設(shè)施不完善。隨著我信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,GIS也取得了巨大的發(fā)展,并在各領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,如:森林防火GIS系統(tǒng)、醫(yī)院急救GIS系統(tǒng)、電力GIS系統(tǒng)等,相信其將來在教育方面也將發(fā)揮著重要作用。因此有必要在教學(xué)活動中運(yùn)用一些GIS,如GIS的視覺疊加分析,這一方面能夠提高學(xué)生的GIS素質(zhì),為將來的社會輸送高素質(zhì)的GIS人才;另一方面,區(qū)域地理單元是一個(gè)復(fù)雜綜合體,包含著各種專題要素,需要一種或多種信息進(jìn)行疊加產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)層面,直觀顯示在教師與學(xué)生的視角當(dāng)中,為教師教學(xué)活動提供分析的依據(jù),為學(xué)生的學(xué)習(xí)思考活動提供素材,提高學(xué)生的探究學(xué)習(xí)能力。

參考文獻(xiàn)

[1]陳慈穎.地理信息系統(tǒng)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用[J],福建地理,2002.03

[2]陸靜.地圖信息系統(tǒng)(MAPINFO)在中學(xué)地理教學(xué)中的應(yīng)用研究。中學(xué)地理教學(xué)參考,2000.1

[3]《城市地理信息系統(tǒng)——原理、應(yīng)用與項(xiàng)目管理》作者:上海市信息化委員會.科學(xué)出版社.2008