專題一 遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)與地理信息系統(tǒng)(GIS)的區(qū)別
RS借助對電磁波敏感的儀器，在不與探測目標接觸的情況下，記錄目標物對電磁波的輻射、反射、散射等信息，并通過分析，揭示目標物的特征、性質(zhì)及其變化的綜合探測技術；GIS是一種能夠采集、存儲、管理、分析和描述地球表面與地理分布有關數(shù)據(jù)(地理參考信息)的空間信息系統(tǒng)(計算機系統(tǒng))；GPS是具有海、陸、空進行全方位、實時三維導航與定位功能的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)�！�3S”技術的區(qū)別如下表所示：
遙感地理信息系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)
概念利用一定的技術設備和系統(tǒng)，在遠離被測目標的位置上對被測目標的電磁波特征進行測量、記錄與分析的技術依靠計算機實現(xiàn)地理信息的收集、處理、存儲、分析和應用的系統(tǒng)利用衛(wèi)星網(wǎng)絡來獲得地面某點經(jīng)緯度和高程的系統(tǒng)
別稱人的視力的延伸地圖的延伸
技術環(huán)
節(jié)(工作
流程)電磁波→收集→傳輸→處理分析→成果地理數(shù)據(jù)輸入→存儲→操作分析→信息輸出地面監(jiān)控系統(tǒng)→監(jiān)測調(diào)控→空間星座→發(fā)送導航→定位信號→GPS接收機
特征范圍大、速度快、周期短、限制少、應用廣①采集、管理、分析、輸出地理空間信息；②空間分析，多要素、綜合、動態(tài)預測；③計算機系統(tǒng)支持全能性、全球性、全天候、連續(xù)性、實時性
作用較短時間內(nèi)獲得全面資料，以便及時安排防災、救災能對地理空間數(shù)據(jù)進行輸入、管理、分析和表達能為各類用戶提供精確的三維坐標、速度和時間信息
[例1] 當今，“3S”(RS、GPS、GIS)技術在生產(chǎn)、生活和科研中的作用越來越突出。運用有關“3S”知識回答下列問題。
(1)GIS具有強大的查詢功能，根據(jù)上圖顯示的查詢半徑，圖中以北京為查詢中心的地圖比例尺為____________。根據(jù)圖中顯示的經(jīng)緯度可知，地圖中代表呼和浩特、濟南、太原、天津的字母分別是____________________________________________________________。
(2)城市道路建設速度越來越快，地圖測繪部門為了及時更新城市道路變化信息，需要利用________技術。下圖所示的交通監(jiān)控與救援管理系統(tǒng)，根據(jù)交通事故發(fā)生地點，利用________技術，快速設計出警車、救護車趕往出事地的最佳行車路線，而交通事故發(fā)生地與警車、救護車的精確位置是利用________技術獲取的。為了能對運動中的汽車精確定位，至少需要接收________顆衛(wèi)星的信息。
(3)下圖中①②③④⑤⑥箭頭指向線分別表示“3S”技術的不同應用功能，其中表示“提供影像信息功能”的是⑤和________，表示“提供空間定位信息功能”的是⑥和________，表示“反饋影像信息處理結果”的是________。
(4)上圖中各個圓的重疊部分分別代表RS、GPS、GIS不同組合的綜合應用，其中重疊部分乙代表GIS與RS技術的組合，丙代表______________技術的組合。在圖中所示的各個綜合應用中任選一種組合，并寫出應用實例： _______________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
專題二 地理信息數(shù)字化描述方法
對地理信息進行數(shù)字化描述，是要使計算機能夠識別地理事物的形狀。為此，必須精確地指出空間模式如何處理、如何顯示等。在計算機內(nèi)描述空間實體有兩種形式：顯式描述和隱式描述。例如，一條河流，在計算機中的顯示表示，就是柵格中的一系列像元，如圖b所示，為使計算機認識這些像元描述的是河流而不是其他物體，這些像元都給予相同的編碼值R或者用相同的顏色、符號、數(shù)字、灰度值來表示。河流的隱式表示是由一系列定義了始點和終點的線及某種連接關系來描述，線的始點和終點坐標定義為一條表示河流及其河心洲形狀的矢量(如圖c)。
計算機對地理實體的顯式描述也稱柵格數(shù)據(jù)結構，計算機對地理實體的隱式描述也稱矢量數(shù)據(jù)結構。柵格和矢量結構是計算機描述空間實體的兩種最基本的方式。
在柵格數(shù)據(jù)結構中，整個地理空間被規(guī)則地分為一個個小塊(通常為正方形)，地理實體的位置是由占據(jù)小塊的橫排與豎列的位置決定，小塊的位置則由其橫排豎列的數(shù)碼決定，每個地理實體的形態(tài)是由柵格或網(wǎng)絡中的一組來構成。這種數(shù)據(jù)結構和遙感圖像的數(shù)據(jù)相同，因而數(shù)字遙感圖像就是柵格數(shù)據(jù)結構。
在矢量數(shù)據(jù)結構中，地理實體的形狀和位置是由一組坐標對所確定。矢量數(shù)據(jù)結構對地理實體的描述類似于地圖對地理信息的描述，一般也把地理實體分為點、線、面三種，每種實體有不同的編碼方法。如下圖，圖中有點狀地物高程點、煙囪，線狀地物鐵路，面狀地物居民點、林地、菜地等。下面是用矢量和柵格數(shù)據(jù)結構表示地圖的方法。
在矢量數(shù)據(jù)結構中，點狀地物用點狀地物所在位置的一對坐標表示其位置，其屬性值(是高程點還是煙囪，高程點的值是多少)則用其他的數(shù)據(jù)項來表示；線狀地物則用一組有序的坐標對來表示；面狀地物則用組成面狀地物的邊界來表示。同樣線狀地物和面狀地物的屬性值都要用其他的數(shù)據(jù)項來表示。用柵格結構表示地圖，首先要給定每個物體的編碼，如給定高程點的編碼為8，煙囪的編碼為7，鐵路的編碼為1，居民點的編碼為5，林地的編碼為3，菜地的編碼為4。那么如果用矢量和柵格數(shù)據(jù)結構表示該地圖，如下圖：
000000000000
330081044400
333004444440
333010444444
333010444440
000170044400
000155000000
701555500000
001555500080
010550000000
b地圖的柵格表示
[例2] 某市泥石流易發(fā)生在下列三項條件都同時具備的地方：(1)河道；(2)陡坡；(3)大量松散土石分布。該市的地理信息經(jīng)數(shù)字化后，處理分析得出表4，如圖甲。讀圖甲、乙，完成(1)～(2)題。
(1)圖乙中，符合該市河流流向的選項是( )
A．a(chǎn) B．b C．c D．d
(2)該市易發(fā)生泥石流的區(qū)域是( )
A．甲、庚 B．丙、庚
C．乙、丁 D．戊、辛
1．利用遙感技術監(jiān)測土壤水分含量變化，主要依據(jù)土壤( )
A．溫度 B．孔隙
C．肥力 D．空氣
2．下列說法正確的是( )
①GIS是地圖的延伸 ②RS是地圖的延伸�、跥PS可為用戶提供精密的三維坐標�、蹽IS可分別處理RS及GPS提供的圖像和數(shù)據(jù)
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
3．通過地圖、遙感影像、野外考察等獲得的數(shù)據(jù)，在GIS技術程序中屬于( )
A．數(shù)據(jù)處理 B．信息源
C．數(shù)據(jù)庫 D．表達
4．下列敘述，不正確的是( )
A．計算機可以存儲和操作文字、圖像、圖形、聲音等人類的信息，所以計算機可以直接理解信息
B．數(shù)據(jù)是直接記錄下來或通過數(shù)字化后可以被鑒別的符號
C．把文字、圖形、圖像、聲音、動畫等信息轉(zhuǎn)化成“0”和“1”的過程就是數(shù)字化
D．計算機只能理解和操作用“0”和“1”組成的數(shù)據(jù)
5．到目前為止，我國已成功發(fā)射了數(shù)顆北斗導航試驗衛(wèi)星，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)除能夠提供精確的定位、測速外，還能夠提供的服務包括( )
①授時�、谕ㄐ欧⻊铡、坜r(nóng)作物長勢預測�、軞鉁禺惓１O(jiān)測
A．①② B．③④
C．①④ D．②③
題號12345
答案
6.2005年9月20日9時30分，中國科學院可可西里綜合科學考察隊正式啟程�？瓶缄爮奈鞑乩_出發(fā)；沿途考察納木錯、雙湖、可可西里湖、茫崖等地，最后抵達格爾木。閱讀材料，并結合“穿越可可西里核心地帶示意圖”回答下列問題。
(1)關于可可西里的敘述，正確的是( )
①位于青藏高原腹地，藏語意為“美麗的少女”，長江的主要源區(qū)之一
②這里平均海拔5 300米，高寒缺氧，自然條件非常惡劣，是世界第三也是中國最大的一片無人區(qū)，被稱為“人類生命的禁區(qū)”
③當?shù)氐湫偷膭游餅椴鼐d羊、藏山羊、野駱駝等
④地貌組合單一，礦產(chǎn)資源貧乏
A．①② B．①④
C．②④ D．③④
(2)在可可西里進行科考，隊員們可能面臨的挑戰(zhàn)有__________________________、________________________、________________________。
(3)通過近些年的遙感衛(wèi)星圖片，專家發(fā)現(xiàn)可可西里地區(qū)出現(xiàn)了許多新的小湖泊。你認為這些湖泊的成因是什么？有何啟示？
(4)用遙感勘探國土資源比傳統(tǒng)技術有何優(yōu)點？
(5)科考過程中，你認為應該如何做好沿路的環(huán)境保護，特別是垃圾的處理？
參考答案
專題探究
例1 (1)1：50 000 000 A、D、B、C (2)RS GIS GPS 四 (3)① ④
② (4)GIS與GPS 甲：RS獲取礦床露頭信息，GIS分析礦產(chǎn)種類，GPS確定礦床露頭位置；
乙：RS獲取水災淹沒區(qū)的動態(tài)信息，GIS分析水災損失；
丙：裝載GPS接收器的運鈔車發(fā)送位置信息到監(jiān)測中心，GIS監(jiān)測運鈔車是否偏離預定線路；
丁：RS獲取森林火場遙感信息，并可判斷火勢蔓延方向，GPS獲取火場精確位置，引導消防隊員及時、準確到達滅火地點。(任選一種組合)
解析 本題考查“3S”技術在生產(chǎn)、生活和科研中的作用，解題關鍵是要明確它們的區(qū)別與聯(lián)系。(1)圖中已經(jīng)提示以北京為圓心的圓半徑是1厘米，表示的實際距離是500千米，因此該圖的比例尺為1∶50 000 000；熟悉各城市的位置就可以快速地判斷各字母所代表的城市。(2)了解城市道路變化信息，需要利用RS技術，經(jīng)過GIS系統(tǒng)對交通監(jiān)控與救援管理系統(tǒng)進行處理，則能快速設計出警車、救護車趕往出事地的最佳行車路線；要知道任何一點的精確位置，可用GPS技術獲取。(3)GPS的功能是提供定位信息，因此GPS輸出的箭頭④和⑥表示提供定位信息功能；反饋影像信息處理結果必須在GIS處理完后，因此箭頭應該由GIS指出，同時RS可以提供圖像資料，因此可以判定表示“反饋影像信息處理結果”的是②。(4)本題解題的關鍵是看懂圖的重疊部分所代表的含義，另外是熟悉“3S”技術的特點。
例2 (1)A (2)D [第(1)題，由表2和表3數(shù)字判斷河流流向。表2數(shù)字1處為河流所在位置，由表3數(shù)字可確定河流干流由西南流向東北，選A。第(2)題，由泥石流發(fā)生的三個條件及表格說明可知，泥石流易發(fā)程度由前三個表格中數(shù)字之和決定，把每個區(qū)域三個數(shù)字相加，其和越大表明該處越易發(fā)生泥石流，對比各區(qū)域可知D項正確。]
課后練習區(qū)
1．A [遙感能夠觀察到可見光之外人眼看不見的光線，這些看不到的光線包括紫外線、紅外線、微波等，它們往往包含了物體重要的信息。例如，紅外線常含有物體溫度的信息。土壤水分對土壤溫度有一定影響。]
2．C [3S技術的區(qū)別很明顯，RS不能夠繪制地圖，也不是地圖的延伸。]
3．B
4．A [計算機雖然可以存儲和操作文字、圖像、圖形、聲音等人類信息，但是計算機不能直接理解這些信息，只能理解和操作用“0”和“1”組成的數(shù)據(jù)。]
5．A [北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)主要依據(jù)衛(wèi)星提供精確的地理坐標，還有授時和通信服務。農(nóng)作物長勢監(jiān)測，氣溫異常監(jiān)測通常采用GIS技術。]
6．(1)A
(2)交通問題 天氣的不確定性 高原反應
(3)一種是降水形成的，另一種可能是冰川和凍土融化形成的。如果來自降水 ，說明這一帶的生態(tài)狀況良好；但如果來自冰川凍土融化，則說明生態(tài)正在惡化。因為其地表有大面積凍土，可起到涵養(yǎng)水源的作用。一旦凍土融化，其涵養(yǎng)水源的作用就會消失，水分蒸發(fā)，土壤沙化，從而導致整個生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。
(4)視域廣闊、監(jiān)測范圍大、瞬時成像、實時傳輸、快速處理。
(5)科考過程中制造的垃圾應全部裝袋，帶回有能力處置的地方回收。
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