1、1第三节 地理信息系统的应用一、地理信息系统(GIS)1概念依靠计算机实现地理信息的收集、处理、存储、分析和应用的系统。2功能3工作流程温馨提示 地理信息系统与地图的区别(1)一般地图是利用比例尺、方向、图例、注记以及等值线等，来表示地理事物的有关内容。而地理信息系统则是地图的延伸，它通过采集、处理数据、建立模型来表示地理事物的有关内容。(2)建立数据模型，即通过一定的方式将所要表示的内容转变成数值，是地理信息系统与地图最基本的差异。二、地理信息系统可以解决的四类基本问题1与分布、位置有关的基本问题查询“地点”和“状况” ；查询符合一定条件的地物位置。2趋势分析通过某地物的时间变化过程，分析其
2、发展趋势。3模式问题揭示各种地物之间的空间关系。4模拟问题利用已掌握的规律建立起一定模型，模拟具备某种条件时将出现的结果。三、地理信息系统在城市管理中的应用1城市信息管理与服务向城市居民提供日常工作与生活所需的各种信息。2城市规划(1)查询和统计用地资料，分析城市的现状。2(2)有效管理城市地下管网。3城市道路交通管理(1)显示道路的路况、交通流量、沿线环境等空间和属性信息。(2)提供多种类型查询。(3)及时发布交通信息。4城市救灾防灾(1)实时跟踪灾害发生、发展过程。(2)对灾害进行快速分析、评价和模拟。(3)辅助开展灾后的应急和恢复工作。5城市环境管理环境规划与决策、监测、评价、预测与模拟
3、等。温馨提示 RS 与 GIS 的区分“想”与“看”就可以区分 GIS 与 RS。GIS 是地图的延伸，主要功能是进行空间数据的分析和处理。对“事象”的发展变化进行预测、评估，需要计算、思考，即“想” ；凡是需要“想”的选 GIS。RS 是人的视力的延伸，主要功能是收集信息，即“看” ，只“看”不用“想”的选 RS。知识点(一)|地理信息系统及其解决的四类问题 情景导入先思考 2016 年 7 月 23 日中午，某市消防指挥中心接到报警，称市区某地发生一起火灾。119电话响起的同时，指挥中心警用地理信息系统也随即自动定位，显示报警具体位置、起火建筑日常人流及附近道路车流量等信息，为快速出警提供
4、辅助决策。(1)材料中反映了地理信息系统的什么功能？提示：信息的收集、处理、存储、分析和应用。(2)GIS 获得数据采集的过程有哪些？提示：地图、遥感图像、野外考察等。 图表信息想周到 (教材 P90 图示)地理信息系统的流程图信息获取(1)地理信息系统常常和遥感结合使用，因为遥感能为地理信息系统提供信息源。3(2)GIS 数据库中的数据有何特点？提示：属于空间数据，它可以通过经纬网或公路网等建立的地理坐标来实现空间位置的识别。(3)电子地图属于图中的哪一环节？提示：可视化表达。 核心要点掌握好 一、GIS 的组成及功能组成 用途硬件计算机和网络设备、存储设备、数据输入、显示和输出的外围设备G
5、IS 基本设备软件主要包括以下几类：操作系统软件、数据库管理软件、系统开发软件、GIS软件等GIS 软件提供存储、显示、分析地理数据的功能专题数据规划、房地产、交通、环保、公用事业数据数据基础数据地质、地貌、地形数据等GIS 建立在地理数据的基础上，数据组织和处理是 GIS 应用系统建设中的关键环节从事 GIS 系统开发的专业人员人员使用 GIS 完成工作的用户组织、协调、管理、应用二、GIS 的工作过程三、地理信息系统可以解决的基本问题名称 问题 举例与分布、位置有关的基本问题解决与“地点”和“状况”有关的查询距离最近的一家快餐店在哪里；北京市目前共有几家图书馆；在指定区域内寻找适合一定条件
6、的地物4趋势分析了解某地物随时间变化的过程，分析该地物的发展趋势分析过去 20 年来某城市的人口增长趋势；求两点之间最短、最快或景点最多的路径模式问题通过模式分析，揭示各种地物之间的空间关系分析一个地区的地形、土壤与特定作物种植之间的关系模拟问题模拟某地如果具备某种条件时将出现的结果温室效应造成了地球极地冰盖的融化，若海水上涨 10 cm 将淹没全球哪些地区 方法技巧很重要 GIS 图层叠加示意图的判读技巧(1)首先要明确 GIS 图层叠加示意图是由哪些专题图层组成的，由于这些专题图层是由许多的具有空间属性的数据在计算机中生成的，所以它们分别反映了某种专题地理事物的空间分布特征。(2)其次要明
7、确不同的专题图层反映的地理事物之间的空间联系。例如从水系图层中可以找到河流的上游地带，而河流的上游从地形上看往往是山地，其在地形图层中则反映为等高线较为密集，有一定的坡度等特征；在水系图层中也可以找到河流的下游，而河流的下游在地形图层上常表现为等高线稀疏且数值较小，该地区在土壤分布图层上则常表现为土层深厚、肥沃，在区域城市分布图层上则常表现为聚落或城市密集的特点。(3)最后要明确图层叠加之后会形成一个可以反映多个地理要素分布特征的新图层，在新图层中的某个位置上，我们就可以综合考虑各个要素，进行人类生产、生活活动场所的选择或评价。 应用体验不可少 地理信息系统是地理信息技术的重要组成部分，据此回
8、答 12 题。1建立 GIS 数据库，使用的一种常见方法是( )A文字表格化 B地图最小化C地图数字化 D地图扩大化2在地理信息系统的组成中，属于 GIS 核心的是( )A计算机系统 B地理数据C应用人员 D应用模型解析：1.C 2.A 第 1 题，常见的纸质地图、文字以及非数字形式的资料，都必须转换为数字形式，才能为计算机存储、识别和处理。实现图形到数字的转换过程，称为数字化。利用 GIS 软件进行地图数字化是建立 GIS 数据库的一种常用方法。第 2 题，计算机系统是 GIS 的核心，它包括硬件系统和软件系统。地理数据是 GIS 的操作对象，也是 GIS 数据库的主要内容。地理数据是 GI
9、S 系统建立的基础，包括基础数据和专题数据。GIS 人员包括 GIS 系统开发的专业人员，也包括采用 GIS 完成工作的用户，是 GIS 最活跃的因素。应用模型是解决各种实际问题的专业程式，解决不同问题，要使用相应的模型。3下列研究项目中，主要是应用 GIS 进行的有( )5近 20 年来广东省 GDP 的增长情况分析 近 10 年来珠江三角洲花卉基地的分布变化情况分析 广州市地铁线路的规划设计 近 10 年来广州市城区建设情况调查与居民住宅小区布局研究 中国银行广东省分行基金走势和投资项目分析研究A BC D解析：选 A 地理信息系统可以解决四类基本问题：与分布、位置相关的基本问题，趋势分析
10、，模式问题，模拟问题。近 20 年广东省 GDP 的增长情况分析以及中国银行广东省分行基金走势和投资项目分析研究利用一般的数据分析软件就可以实现。知识点(二)|地理信息系统在城市管理中的应用 情景导入先思考 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，许多城市配备了巡警车。(1)110 指挥中心要掌握城市交通道路状况，可以利用哪一种地理信息技术？提示：地理信息系统。(2)如果你是 110 系统中心的工作人员，当接到报警电话后，你会如何调度警力进行应急处置？提示：接到报警后，立即从 GIS 电子地图上确定突发事件的发生地，同时搜索最近的巡逻警车，
11、通知附近路口交警保证道路畅通；启动最佳路径功能，给警车指引道路，确保以最快的速度到达事件发生地，组织警力处理并将处理结果反馈至指挥中心。 核心要点掌握好 一、地理信息系统在城市管理中的功能二、地理信息系统在灾害监测中的应用6三、地理信息系统在医疗救护方面的应用 应用体验不可少 GIS 中，不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上。叠加不同的图层可以分析不同要素间的相互关系。据此完成 12 题。1城市交通图层与城市人口分布图层的叠加，可以( )A为商业网点选址提供依据B分析建筑设计的合理性C计算城市水域面积D估算工农业生产总值2对 2010 年与 2015 年城市土地利用图层进行分析，能够( )
12、A计算交通流量的变化 B预测洪涝灾害的发生C了解城市地域结构变化 D预测城市降水变化趋势解析：1.A 2.C 第 1 题，从选项内容可以看出，建筑设计的合理性、城市水域面积、工农业生产总值三个方面都与城市交通图和城市人口分布图层的叠加所形成的专题地图没有必然的、直接的联系，只有商业网点选址必须考虑人口分布与交通。第 2 题，不同年份城市土地利用的状况会影响到城市地域结构的变化，而计算交通流量、预测洪涝灾害、预测城市降水与城市土地利用之间并没有必然的联系。某市寻找适合布局工厂的地点，该厂址要满足两个条件：地形平坦；距河流 1 km范围内。下图中“空间资料”是该市地形与河流的空间分布，每一小方格代
13、表 1 km2(该区面积共 16 km2)；“属性资料”是地形和河流的类别资料。根据选址条件，对照空间资料和属性资料，符合条件为“1” ，不符合条件为“0” ，若同一小方格内有两种不同属性类别分布时，为求简化，占有面积比例较大的属性作为评估对象。据此完成 34 题。73下图是四幅“河流”资料的评估值图，其中正确的是( )1 0 0 01 0 0 01 1 0 01 1 1 11 1 0 01 1 0 01 1 0 01 1 1 11 1 0 01 1 0 01 1 1 10 1 1 11 1 0 01 1 0 01 1 1 00 1 1 1A BC D4根据地形、河流两项资料的综合评估，右图中
14、适合布局工厂的地点是( )A甲、乙 B乙、丙C乙、丁 D甲、丙 1 乙 0 01 丙甲 1 丁 01 1 1 18解析：3.B 4.A 第 3 题，根据材料中河流的空间资料分布图，结合工厂选址条件中的“距河流 1 km 范围内” ，可得出距河流 1 km 范围内的区域空间，即可确定四幅“河流”资料评估值图中符合条件。第 4 题，根据地形、河流两项资料的综合评估，工厂选址时，先结合地形空间资料分布图，确定有哪几格地形是平坦的(非坡地)；再将城市地形空间分布图与城市河流空间分布图重叠，即可得出丙地地形不平坦，丁地地形平坦但距河流超出1 km 范围。综合 “占有面积比例较大的属性作为评估对象 ”的原
15、则，仅甲、乙两地符合选址条件。地理信息系统是近年来新兴的一门集地理学、计算机、遥感技术和地图学于一体的边缘学科，主要培养具备地理信息系统与地图学、遥感技术方面的基本理论、基本知识、基本技能，能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作，能在城市、区域、资源、环境、交通、人口、住房、土地、灾害、基础设施和规划管理等领域的政府部门、金融机构、公司、高校、规划设计院所，从事与地理信息系统有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。据此回答 12 题。1地理信息系统( )A主要是记录地理事物的计算机系统B具有空间分析能力，没有动态预测能力C是地图绘制系统D是专门处理地理空间数据的
16、计算机系统2比传统地图高明的是地理信息系统能通过了解某地物随时间变化的过程，分析该地物的( )A发展趋势 B地理位置的变化C历史意义 D区位特征解析：1.D 2.A 第 1 题，地理信息系统是地图的延伸，是专门处理地理空间数据的计算机系统。第 2 题，运用 GIS 中的多个图层进行叠加分析，可以分析地理事物的发展趋势。兰州大学陈全功教授等人首次对中国南北分界线给出了定量、定位分析，最窄处约26.42 km，最宽处约 195.41 km，将“线”还原成“带”(如下图)。据此完成 34 题。93.将中国南北分界由“线”还原成“带” ，主要运用的地理信息技术是( )A遥感技术(RS) B全球定位系统
17、(GPS)C地理信息系统(GIS) D计算机网络技术(CNT)4中国南北分界带西端，最接近我国的( )A种植业与畜牧业的交错带B季风区与非季风区界线C地势第二、三级阶梯分界线D外流河区域与内流河区域分界线解析：3.C 4.A 第 3 题，南北分界带的确定，要综合分析多个自然要素，必然要运用地理信息系统进行合成分析。第 4 题，南北分界带西端接近 400 mm 年等降水量线，即接近我国种植业与畜牧业的交错带。从南海、东海、黄海到渤海，我国 18 000 km 的大陆海岸线上，每天都在上演“填海大戏” 。读图，完成 56 题。5通过图示 GIS 空间分析 ，能得到近年来我国( )A填海区人口迁入数
18、量 B填海区植被类型C填海区土地利用类型 D填海区面积6图示 GIS 应用的领域是( )A环境评估 B国土管理C城市规划 D灾害预测解析：5.D 6.B 第 5 题，通过图示 GIS 空间分析，可知“填海大戏”结果是扩大陆10地面积。第 6 题，填海影响的是陆地面积，属于国土管理。叠加分析就是将同一地区的两层或多层地图要素重叠在一起进行图层和属性运算，产生新的图层和属性的过程。图中甲、乙分别为同一地区两种要素分布图。据此完成 78 题。7.若将甲、乙两图层进行叠加，得到的新图是( )8若甲、乙分别为城市交通网和地租等值线图层，叠加后生成新图层的图形信息最符合( )A城市道路网类型 B污染工业布
19、局规划C城市功能分区结构 D城市商业网点分布解析：7.A 8.D 第 7 题，考查对图示细节的叠加，可得到新图 A。第 8 题，城市交通网和地租等值线图层叠加后生成新图层的图形信息是交通线与地租等值线分布，即符合城市商业网点的分布。(福建高考)下图示意新一代信息技术支撑下的智慧城市。读图回答 910 题。9地理信息系统为智慧城市建设提供( )A分析、管理空间信息 B跟踪动态定位信息C整合、集成网络信息 D获取实时通讯信息10智慧城市建设对城市发展最重要的作用是( )A调整地域结构 B加速人口集聚C扩大空间规模 D提升服务功能解析：9.A 10.D 第 9 题，地理信息系统的主要功能是数据采集与
20、输入、数据编辑与更新、数据存储与管理、空间查询与分析、空间决策支持、数据显示与输出。因此地理信息系统能为智慧城市建设提供分析、管理空间信息。跟踪动态定位信息要依靠全球定位系11统。整合、集成网络信息，获取实时通讯信息主要依靠移动互联网技术。第 10 题，从图上可以看出，智慧城市建设是在新一代信息技术的支撑下，通过对物联网、云计算等新一代信息技术的应用，使信息技术与社区、政务、交通等资源要素优化配置并共同发生作用，促使城市更加智慧地运行，从而提升城市的服务功能。智慧城市建设只是应用新一代信息技术对城市实行管理，并不能调整城市地域结构、扩大城市空间规模，也不能加速人口集聚。一、选择题GIS 即地理
21、信息系统，具有地图处理、数据库和空间分析等功能。GIS 可以像传统纸质地图一样，解决“地点” “状况”等有关查询，但 GIS 还能进行趋势分析，复杂的“模式”分析，还可以用“虚拟模拟”进行预测性分析。据此完成 13 题。1地理信息系统的简要程序是( )A信息源数据处理数据库空间分析表达B信息源空间分析数据处理数据库表达C信息源空间分析数据库数据处理表达D信息源数据库数据处理空间分析表达2下列属于地理信息系统应用领域的是( )区域自然资源和条件的分析、评价 区域内区位和交通条件的分析、评价 人口和劳动力技术优势的分析、评价 城市中出租车的定位导航 经济、社会条件的分析、评价 环境的动态监测及评估
22、预测A BC D3在城市管理中运用地理信息系统可以( )帮助公交公司确定公交车的位置 对电力、电信、交通道路等城市基础设施实行有效管理，并大大提高突发事件的应急处理效率 获得城市最新土地利用影像 在城市治安管理、医疗救护、车辆导航等方面发挥重要作用A BC D解析：1.A 2.D 3.D 第 1 题，结合所学知识，可得出 A 项是地理信息系统的简要程序。第 2 题，地理信息系统应用广泛，凡是用到地图或需要处理地理空间数据的领域，都可以借助 GIS。城市车辆的定位导航利用 GPS，不属于地理信息系统应用领域。第 3 题，GIS 可以有效地管理城市基础设施，提高效率，在治安管理、医疗救护等方面发挥
23、重要作用。12(重庆高考)下图为某城市主要道路分布图，标注数字表示道路长度。读下图，回答46 题。4同学们从学校乘车到科技馆参观，到路口 A 时为保证到科技馆的距离最短，汽车应选择的行驶方向为( )A东 B南C西 D北5老师要利用学校建成的 GIS 了解全班同学居住点的空间分布状况，主要用到的 GIS功能是( )A输入 B管理C分析 D输出6该城市计划布局一座垃圾焚烧发电厂，较适宜的选址为( )A甲 B乙C丙 D丁解析：4.C 5.C 6.A 第 4 题，由图示信息可知，到路口 A 时为保证到科技馆的距离最短，应沿 1517192327 路线行驶(距离为 1517192327101)，根据指向
24、标可知汽车应选择向西行驶。第 5 题，GIS 是在一定的数据源基础上进行分析、对比、计算等的地理信息技术，其功能侧重于分析、计算，老师要利用学校建成的 GIS 了解全班同学居住点的空间分布状况，主要利用到的 GIS 功能是分析。第 6 题，垃圾焚烧发电厂会产生严重的大气污染，应在远离城区且不会对城区造成大气污染的地方布局。由图示信息可知，该城市盛行西北风，甲地位于城郊且在盛行风的下风向，不会对城区造成污染，A 选项正确。下图为某工程应用地理信息系统(GIS)选址工作流程图。读图，完成 78 题。137.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
25、D放射性废弃物储存场8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预测分析 D缓冲分析解析：7.D 8.B 第 7 题，此图显示 GIS 的工作流程，采用叠加图层分析的方法，最终选址在低人口密度、适宜地质、不接近主要道路的非生态保护区，说明该工程可能有很强的污染性。第 8 题，其中 a 环节表现为不同地理要素如道路、地质、人口密度等图层的叠加分析。二、综合题9读图，分析回答问题。(1)上面的图片反映了我国目前大多数城市存在的交通拥堵现象。若应用 GIS 解决城市交通拥堵问题，其发挥出的积极作用主要有哪些？(2)未来五年上海将计划形成“海、陆、空交通方式并举的
26、格局” ，城市土地利用状况将发生一定的变化。五年以后，如果你要了解上海市近五年以来土地使用性质、地块轮廓的变化，在 GIS 中，你可直接进行对比分析的图层是什么？(3)如果你想利用假期去上海复旦大学参观学习，但你对上海市又不熟悉，你将如何利用 GIS 进行路径查询？14解析：第(1)题，应结合产生城市交通拥堵现象的原因和解决城市交通拥堵问题的措施进行分析回答。第(2)题，根据 GIS 的数据存储采用“分层”技术，将地图中的不同地理要素存储在不同的图层中。在 GIS 的具体操作中往往涉及部分图层或个别图层，而不是所有的图层。因此，要了解上海市近五年以来土地使用性质、地块轮廓的变化，应对近五年以来上海市每年的土地利用图层进行对比分析。第(3)题，从 GIS 具有提供路况信息查询功能得到答案。答案：(1)快速查询道路通行状况，迅速定位事故地点，提供交通疏散方案；为道路规划提供最佳路径分析；查询路况信息，道路养护和应急抢修服务等。(2)近五年以来上海市每年的土地利用图层。(3)利用网络调出复旦大学所在地区的地图，查出从车站到复旦大学最合理的公交路线。
