新课标高中地理教案设计(湘教版必修三)概要

第三章 第一节 地理信息系统及其应用

【教学目标】

一、知识与技能目标

1、 掌握地理信息系统的概念，初步认识地理信息系统的基本组成和工作过程。 2、 通过学习，了解地理信息系统在城市管理及其他领域的应用。 3、 利用互联网，能够进行公交线路等的简单查询，了解地理信息系统离我们并不遥远。 二、过程与方法目标

1、通过展示相关图片和案例，让同学们对地理信息系统有一个大致的了解，明白：地

理信息系统是什么，能为我们做什么。

2、通过让学生阅读教材，了解地理信息系统的发展简史。 3、通过图片与文字介绍地理信息系统的组成及工作过程。

4、通过举例介绍地理信息系统在城市管理中的作用，并引导学生了解地理信息系统在

其他领域的应用。

三、情感态度与价值观目标

通过介绍地理信息系统的相关知识，激发学生对前沿科学的兴趣，做到与时俱进，不读 死书，善于应用科学知识解决日常生活中的问题，真正做到会学、乐学。

【教材分析】

本节内容主要介绍了地理信息系统的一些基本知识及其实际应用，3S技术作为一个教学重点列入湘教版必修三，旨在让学生能够与时俱进，从小培养对前沿科学知识的兴趣，关注学科热点问题，拓宽视野，提高地理知识的时效性和前瞻性。

【教学重点】

地理信息系统的概念及其应用。

【教学难点】

地理信息系统的概念和工作原理。

【教学方法】

指导学生自主学习，积极参与问题的讨论，在自主探究的过程中，获得知识和技能。

【教学过程】

[设置问题，引入课堂情景]

同学们，假如老师住在陕西师范大学的新校区，周末想去兴庆宫玩，可是又不知道乘车路线，该怎么办呢？

[小组讨论，按以下程序进行]：

1、 让学生讨论2—3分钟，每小组介绍自己的解决办法。 2、 老师对每小组提出的办法给予评价和总结。 3、 在总结的基础上，提出自己的解决办法。

（同学们提供的方法可能有：询问公交司机；通过查阅西安市地图获得乘车路线；问去过的同学；拨打114询问等等。）

[转承]刚才同学们提供了很多种解决方法，老师的朋友也推荐了一种，下面呢，让我们一起来体会一下这种方法。

（打开西安市电子地图网址，在公交起点终点处输入相应的内容。）

同学们，这样的方法是不是更方便、更快捷呢？而这种方法就是我们这节课将要学习的一项技术的实际应用，它叫做地理信息系统，英文为Geographical information system,简称GIS。下面，我们就来了解一下什么是GIS。 一、地理信息系统的概念

地理信息系统是一种采集、存储、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。

一般的信息系统，如医院的病人管理信息系统、车站的售票信息系统等，只能存档、管理数据，不能将数据在空间上的分布表现出来。而GIS除了一般信息系统的功能外，还能显示数据的空间分布，并具有强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能。

在上面的公交线路查询结果中，不仅显示了多种乘车路线，而且还根据使用者的偏好得出了最佳线路。左面的地图中还显示了具体的路线，让我们很容易就能够获得感官认识。这就是GIS在实际应用中所表现出的强大的空间查询、分析、统计的功能。

[转承]现在，同学们应该对GIS有了大致的了解，那么，这样的一门技术是怎样发展和壮大起来的呢？

二、地理信息系统的发展

地理信息系统最初为解决地理问题而出现，但现在它已成为信息产业的一个重要组成部分。全球范围内，从事地理信息系统理论和应用研究的专业人员、科研机构和高新企业不计其数，应用领域也正在延伸到各行各业。

下面，请同学们阅读P75-P76页，了解地理信息的发展简史和我国GIS的发展历程。 [转承]在了解了GIS的发展简史后，让我们再来了解一下GIS的组成。 三、地理信息系统的组成

地理信息系统由五部分内容组成。（见下图）

地理信息系统 设备硬件设备设备地理数据设备设备软件人员设备应用模型GIS GIS 硬件设备（见下表） GIS硬件组成

地理数据 GIS建立在地理数据的基础上。根据内容的不同，GIS数据可以分为基础数据和专题数据。前者如地质、地貌、地形数据等；后者如规划、房地产、交通、环保、公用事业数据等。

GIS软件 GIS软件提供存储、显示、分析地理数据的功能。主要包括数据的输入与编辑、数据操作以及数据显示和输出等。常见的GIS软件有：ArcView、ARC/INFO、MapInfo、GeoMrdia等。下面请看ArcView软件的一个截图：

计算机主机 数据输入设备 数据输出设备 数据传输设备 存储设备 大型GIS多以工作站或高档微机为主要设备 扫描仪、数字化仪、打印机等 绘图仪、打印机、硬拷贝设备等 在网络系统中用于数据传输的光缆及其终端 高容量硬盘、光盘机、可移动光电存储介质等

（上图的右上角表格表示的是各个多边形的属性数据，左上角的世界大洲轮廓图属于图形数据）

同学们课后可以上网查一下还有那些常见的GIS软件。

GIS人员 包括从事GIS系统开发的专业人员，也包括使用GIS完成工作的用户。

应用模型 是解决各种实际问题的数学模型，如人口扩散模型、路经分析模型等。解决不同的问题，GIS需要使用不同的模型。 [转承]现在我们已经了解了GIS的组成，那么这些组成部分是怎样配合在一起工作的呢？下面，就让我们一起来认识一下GIS的工作过程。 四、地理信息系统的工作过程

GIS的工作过程，主要包括地理数据的输入、存储、地理数据的操作和分析，以及地理信息输出等环节。

我们知道地理数据是GIS的组成成分之一，而建设GIS的首要工作就是建立地理数据库。GIS的数据库是多种多样的。将收集好的各种数据资料，经过分类和格式转换，就可输入到计算机中。其中，对于图形数据的输入，常用的方法 是扫描纸质地图后进行数字化处理。 那么，GIS的数据来源是什么、数字化是怎样的过程呢?请同学们课后阅读P79页的相关内容，加以理解

GIS的数据存储采用“分层”技术，即将地图中的不同地理要素，存储在不同的“图层”中。将不同的“图层”要素进行重叠，就形成不同主题的地图。一个GIS系统中，可能包含多个图层，见下图：

上面的图中既包括交通、土地利用、建筑物、邮编等图层。在GIS系统的具体操作中，往往涉及部分图层，而不是所有的图层。

对GIS数据的操作与分析，是GIS应用的基础。通过对GIS数据的操作，可以使各类数据之间的关系以直观的形式表现出来，这种形式可以是图形、地图或表格。用户和决策者对操作结果进行判断分析，就能获得有用的信息。

GIS的输入，是指将编辑好的GIS信息在计算机显示器的屏幕上显示，或通过绘图仪、打印机等输出的过程。

在GIS中，地理要素可以放大或缩小，以查看地图的局部或整体。GIS一般可输出地形图、专题图和剖面图等，也可以输出三维地图。

[转承]一项技术最重要的是要应用于实际，那么，在了解了GIS的组成与工作原理后，让我们来了解一下GIS在现实中的利用价值。 二、地理信息系统与城市管理

GIS根据用户的需要，将空间信息与属性信息准确真实、图文并茂地展示出来，满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求，帮助人们进行各种辅助决策。

目前，GIS广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通信、交通运输、、水利、公共设施、商业金融等人们生产的各个领域。 其中GIS在城市建设和管理中的典型应用有：

城市规划和管理 主要是利用GIS技术进行城市的规划设计、工程选址等，也可以进行城市管理和辅助决策。

基础设施管理 城市基础设施，如道路交通、电力、电信、燃气、自来水、排污等，具有明显的地理空间特征。借助GIS能够完成工程设计、应急抢修、日常维护管理等工作，可大幅度提高工作效率。

（左图中展示了GIS在交通各个部门中的应用，表明GIS的应用很广泛。）

（下图中展示的图片，实质是3S的一个实际应用，其中，GIS所起的作用是对获得的数据进行存储、分析，进而进行决策。）

土地利用与管理 土地利用涉及土地使用性质变化、地形轮廓变化、土地属性关系变更等诸多内容。GIS技术可以有效地完成对土地利用状况的监控和管理，提高工作质量和效率。

生态环境管理 应用GIS技术，可以实现城市生态规划、环境评价、环境与可持续发展的决策分析、环保设施管理等。

当然，GIS的应用领域远不止城市管理，随着科学技术的进步，GIS的应用不断更新，现

在，已经出现了网络GIS、三维GIS、多媒体GIS等。请同学们课后阅读P83—P84页，对GIS的新进展进行了解。

附：板书提纲[可用来进行课堂总结]

地理信息系统的概念 地理信息系统的发展 地理信息系统的组成 硬件设备 地理数据 GIS软件 GIS人员 应用模型 地理信息系统的工作过程：数据输入 存储 地理数据的操作和分析 地 理信息的输出 城市规划和管理 基础设施管理 地理信息系统与城市管理 土地利用与管理 生态环境管理

课后练习：

1、 地理信息系统由哪几部分组成？ 2、 地理信息系统的工作过程是怎样的？

3、 某兴趣小组要对学校所在的城市的公交布局进行研究，提供合理化建议，运用了GIS系

统。在GIS数据库中，需调用的专题图层有下列中的（ ）。（广东09年高考模拟题） ①地形图层 ②交通图层 ③气候图层 ④人口图层 ⑤商业网点图层 ⑥水系图层 ⑦管网图层 ⑧城市图层

A、①②⑤⑥ B、③④⑤⑦ C、②④⑤⑧ D、⑤⑥⑦⑧

地理信息系统