“地理信息技術(shù)及其應(yīng)用”專題

郭芳英工作室

一、核心考點(diǎn)

二、知能構(gòu)建

三、圖表剖析

1.“3S”技術(shù)的核心功能

GPS：定位和導(dǎo)航——“在哪里”。全球定位系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于軍用、民用兩領(lǐng)域，無論在哪一領(lǐng)域，其考查的功能都是確定某地的緯度、經(jīng)度、高度、速度、航向、時間等信息，充分體現(xiàn)了GPS的兩大核心功能——定位和導(dǎo)航，簡單理解為GPS負(fù)責(zé)“找”位置，解決“在哪里”的問題。

RS：信息收集——“是什么、有什么”。遙感是人視力的延伸，它側(cè)重于收集信息，通過傳感器接收地物輻射或反射的電磁波來獲得信息，并經(jīng)過簡單處理后獲得資料，如膠片、衛(wèi)星云圖等，其本質(zhì)是“看”的過程，解決“是什么、有什么”的問題。

GIS：分析計算——“為什么、 怎么樣、 如何辦”。地理信息系統(tǒng)本身主要表現(xiàn)在對地理信息的處理上，主要功能有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)更新、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)輸出等，能解決的主要問題包括地理空間分布及位置分析、趨勢分析、模式分析、模擬結(jié)果（如利用數(shù)據(jù)模擬預(yù)測區(qū)域范圍、危害程度，給受災(zāi)人員、財產(chǎn)的安全有效轉(zhuǎn)移提供依據(jù)）。地理信息系統(tǒng)（GIS）是在一定數(shù)據(jù)源的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析、對比、計算，得出有益于人類生產(chǎn)生活的結(jié)論。GIS如人腦，側(cè)重于“分析、計算”，相當(dāng)于人的“想、算”活動，解決為什么、怎么樣、如何辦的問題。例如，將遙感獲得的衛(wèi)星云圖與地面上實(shí)際測到的氣溫、濕度、風(fēng)向等信息經(jīng)過計算、分析、處理，得出天氣情況的預(yù)測是GIS技術(shù)的應(yīng)用。

2.“3S”技術(shù)的聯(lián)系與區(qū)別

（1）“3S”技術(shù)的聯(lián)系。“3S”技術(shù)既獨(dú)立發(fā)展又相互促進(jìn)。RS用于提供大量實(shí)時、動態(tài)的地理信息；GPS用于空間快速定位，為遙感數(shù)據(jù)提供空間坐標(biāo)，并對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行校正和檢驗(yàn)；GIS不能直接獲取信息，信息獲取依靠GPS和RS，用于對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行存貯、管理、查詢、分析和可視化，將大量抽象的統(tǒng)計數(shù)據(jù)變成直觀的專題圖和統(tǒng)計報表等。例如，“某山區(qū)森林火災(zāi)發(fā)生后，撲救工作動用了衛(wèi)星監(jiān)測定位，并運(yùn)用計算機(jī)軟件對火勢情況進(jìn)行了分析和預(yù)報”這一事件中，使用衛(wèi)星監(jiān)測是RS技術(shù)的應(yīng)用，衛(wèi)星定位則是GPS技術(shù)的應(yīng)用，計算機(jī)處理預(yù)報信息則是GIS技術(shù)的應(yīng)用。

（2）“3S”技術(shù)的區(qū)別（如表2）。

3.“3S”技術(shù)與數(shù)字地球

RS、GIS、GPS的結(jié)合，實(shí)際上是將空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對空間信息的采集、處理、管理、分析。“3S”技術(shù)具有獲取信息的實(shí)時性、準(zhǔn)確性、便捷性、綜合性等特點(diǎn)，為各種應(yīng)用提供科學(xué)的決策咨詢，以解決用戶可能提出的各種復(fù)雜問題。數(shù)字地球的核心技術(shù)已從各自獨(dú)立發(fā)展進(jìn)入相互融合、共同發(fā)展的階段，如圖3所示“3S”技術(shù)與數(shù)字地球的關(guān)系。

四、技巧點(diǎn)撥

“3S”圖像往往作為考查的載體，主要考查“3S”技術(shù)的應(yīng)用。在遙感圖像中，主要是遙感影像圖及根據(jù)遙感影像繪制的圖形；GIS圖像主要是根據(jù)GIS的圖層疊加原理，展示不同的圖層；GPS多以材料為背景，圖像呈現(xiàn)不多，一般僅通過手持機(jī)界面圖或工作流程圖來考查，但與RS及GIS的綜合應(yīng)用所得的圖像也是較為常見的呈現(xiàn)方式。這類圖像在判讀時，一定要利用題干和圖中的信息，結(jié)合“3S”技術(shù)各自的特點(diǎn)和功能，準(zhǔn)確判斷出所屬的圖像類型，再進(jìn)一步分析其基礎(chǔ)應(yīng)用或原理。

1.遙感圖像的判讀

（1）一般地物遙感影像的簡易判讀標(biāo)志。遙感影像圖的考查主要從形狀特征或借助色調(diào)的深淺進(jìn)行判讀。一般地物，如水體、城市、道路、農(nóng)業(yè)用地、林業(yè)用地等的簡易判讀標(biāo)志（如表3）。

（2）遙感影像圖的判讀方法。①讀圖名，知主題。首先，明確遙感影像圖片的主題內(nèi)容，這是進(jìn)行準(zhǔn)確判讀的前提。如圖4“格陵蘭島冰原面積變化遙感圖”中需判讀出格陵蘭島冰原面積的變化特征。②明色調(diào)，辨地物。其次，了解掌握遙感影像圖片的基本解譯標(biāo)志，從而了解影像圖片中各種地物的差別及特征，包括形狀、大小、色調(diào)、圖案、位置和布局等。如圖4中可根據(jù)色調(diào)和形狀進(jìn)行判讀，依據(jù)色調(diào)可確定圖中的白色區(qū)域?yàn)楸糠?，依?jù)形狀的變化可推測冰原面積的變化趨勢。③看變化，找原因。最后，對主題判讀地物進(jìn)行分析、推理，得到結(jié)論。如對上圖中兩幅圖的對比，可以發(fā)現(xiàn)格陵蘭島的冰原面積明顯減少，說明是全球氣候變暖導(dǎo)致的，其冰原面積的減少必然會對全球的生態(tài)環(huán)境帶來一定影響。

2.GIS圖層疊加示意圖的判讀

①明確GIS圖層疊加示意圖由哪些專題地圖組成（如圖5）。由于這些專題地圖是由許多具有空間屬性的數(shù)據(jù)在計算機(jī)中生成，所以它們分別反映了某種專題地理事物的空間分布特征。②明確不同專題地圖反映的地理事物之間的空間聯(lián)系。如在地形圖中可以找到等高線較密集且數(shù)值較大的地方為山地，而山地往往是河流的發(fā)源地或者上游，等高線較稀疏且數(shù)值較小的地方為平原，往往是河流的中下游，該地區(qū)在土壤分布圖上則常常表現(xiàn)為土層深厚肥沃，在居民區(qū)分布圖上表現(xiàn)為聚落或者城市密集的特點(diǎn)。③明確圖層疊加之后會形成一個新地圖。新地圖可以反映多個地理要素分布特征，解題時綜合各要素進(jìn)行人類生產(chǎn)、生活場所的選址分析，如表4所示。

五、典題精練

閱讀材料，回答問題。

材料1：咸海面積變化圖（如圖6）。

材料2：中亞農(nóng)業(yè)區(qū)域分布圖（如圖7）。

（1）寫出獲取咸海圖像信息的最主要的地理信息技術(shù)名稱，列舉該技術(shù)2種或以上的應(yīng)用實(shí)例。

（2）描述1989—2009年咸海面積發(fā)生變化特點(diǎn)，并結(jié)合中亞農(nóng)業(yè)區(qū)域分布圖簡要分析其變化成因。

（3）結(jié)合圖6，推斷1989—2009年湖水鹽度變化特點(diǎn)，比較湖床（底）東西部海拔的高低。

（4）近年來咸海一帶空中鹽粒飛舞，被稱為“白風(fēng)暴”，結(jié)合材料分析“白風(fēng)暴”中可能鹽粒的來源。

解析：考查遙感技術(shù)的核心功能及應(yīng)用，從咸海的遙感影像圖中明顯看出其面積不斷縮小，且東部湖床先于西部干涸，結(jié)合全球氣候變暖和人為引水灌溉兩個因素分析其面積變小的原因。咸海面積縮小，意味著入湖水量減小，蒸發(fā)加劇，故湖水鹽度逐漸增大；湖床東西部干涸速度的不同，反映了湖床地勢高低的不同。從咸海面積變化的遙感影像圖看出，湖床裸露部分顯示為白色，再結(jié)合題干分析白色部分為鹽粒，說明湖床裸露部分提供一部分鹽分，另一部分鹽分則是湖泊上游地區(qū)因大面積開墾和不合理灌溉導(dǎo)致的土地鹽堿化使鹽分在地表積累。

參考答案：（1） 遙感技術(shù)，森林資源分布的調(diào)查、臺風(fēng)監(jiān)測、沙塵暴監(jiān)測、植被健康狀況監(jiān)測等 （2）變化：面積縮小，且東部湖床先變干涸。 自然原因：深居內(nèi)陸，遠(yuǎn)離海洋，降水少，再加上全球氣候變暖，蒸發(fā)量大，導(dǎo)致注入咸海的水量減少；人為原因：阿姆河和錫爾河流域是中亞主要的農(nóng)業(yè)區(qū)，由于人類大量引用河水灌溉使注入咸海的水量減少，湖泊萎縮 （3）咸海入湖量減少， 蒸發(fā)加劇，湖水鹽度逐漸增大；東部湖床先變干涸，說明東部湖床較淺，西部湖床較深，即東部湖床海拔高，西部湖床海拔低 （4）一是開墾的耕地及其周圍地區(qū)因次生鹽堿化而在土壤中和地表積累的鹽分；二是湖面縮小露出的湖底部分所含的鹽分。

（本文由深圳市平岡中學(xué)熊志聰、深圳市布吉中學(xué)張芳撰稿）