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）、

遥测（TM）、地理信息系统（GIS）、互联网（Internet）、万维网（Web）、虚拟现实（VR）等。

师

如果城市110接到报警电话，要想以最快速度赶到事故现场，那么应该如何应用地理信息技术呢？

（探究过程：学生分组，共同进行方案设计，每组派代表一名组成评价组，各小组向全班汇报方案，由评价组进行打分，最后进行评比。）

师

数字地球的提出是全球信息化的必然产物，它的一项长期的战略目标，需要经过全人类的共同努力才能实现。同时，数字地球的建设与发展将加快全球信息化的步伐，在很大程度上改变人们的生活方式，并创造出巨大的社会财富，为人类社会的发展作出巨大贡献。

板书：

（二）应用

【知识拓展】

请同学们阅读下面材料回答后面的问题。

数字地球的应用

人类所接触到的信息中有80%与地理位置和空间分布有关，地球空间信息是信息高速公路上的货和车。数字地球不仅包括高分辨率的地球卫星图像，还包括数字地图，以及经济、社会和人口等方面的信息，它的应用正如戈尔副总统在报告中提到的“有时会因为我们的想象力而受到限制”，换句话说，数字地球的应用在很大程度上超出我们的想象，可以乐观地说本世纪中，数字地球将进入千家万户和各行各业。这里只能就我们的理解提出一些现实的应用。

1.数字地球对全球变化与社会可持续发展的作用

全球变化与社会可持续发展已成为当今世界人们关注的重要问题。数字化表示的地球为我们研究这一问题提供了非常有利的条件。在计算机中利用数字地球可以对全球变化的过程、规律、影响以及对策进行各种模拟和仿真，从而提高人类应付全球变化的能力。数字地球可以广泛地应用于对全球气候变化、海平面变化、荒漠化、生态与环境变化、土地利用变化的监测。与此同时，利用数字地球，还可以对社会可持续发展的许多问题进行综合分析与预测，如：自然资源与经济发展，人口增长与社会发展，灾害预测与防御等。

2.数字地球对社会经济和生活的影响

数字地球将容纳大量行业部门、企业和私人添加的信息，进行大量数据在空间和时间分布上的研究和分析。例如国家基础设施建设的规划，全国铁路、交通运输的规划，城市发展的规划，海岸带开发，西部开发。从贴近人们的生活看，房地产公司可以将房地产信息链接到数字地球上；旅游公司可以将酒店、旅游景点，包括它们的风景照片和录像放入这个公用的数字地球上；世界著名的博物馆和图书馆可以将其收藏，以图像、声音、文字形式放入数字地球中；甚至商店也可以将货架上的商品制作成多媒体或虚拟产品放入数字地球中，让用户任意挑选。另外在相关技术研究和基础设施方面也将会起推动作用。因此，数字地球进程的推进必将对社会经济发展与人民生活产生巨大的影响。

3.数字地球与精准农业

下一世纪农业要走节约化的道路，实现节水农业、优质高产无污染农业。这就要依托数字地球，每隔3～5天给农民送去他们的庄稼地的高分辨率卫星影像，农民在计算机网络终端上可以从影像图中获得他的农田的长势征兆，通过GIS作分析，制定出行动计划，然后在车载GPS和电子地图指引下，实施农田作业，及时地预防病虫害，把杀虫剂、化肥和水用到必须用的地方，而不致使化学残留物污染土地、粮食和种子，实现真正的绿色农业。这样一来，农民也成了电脑的重要用户，数字地球就这样飞入了农民家。到那时农民也需要有组织，有