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城市與地理環(huán)境的教程
一、教材分析
在地理信息時(shí)代，教育的目的不應僅僅是教會(huì )學(xué)生知識，而要以學(xué)生的發(fā)展為本，激發(fā)學(xué)生內在和外在潛能，使其身心得到全面發(fā)展。
二、教學(xué)目標：
1、了解GIS的基本構成。
2、了解GIS的基本功能，理解GIS在城市管理中的作用。
3、會(huì )使用常見(jiàn)的GIS產(chǎn)品，能使用電子地圖查詢(xún)所需信息。
三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：
1、GIS基本原理
2、了解GIS在城市管理中的應用
四、學(xué)情分析
高一的學(xué)生屬于平行分班，沒(méi)有實(shí)驗班，學(xué)生對地理信息系統了解甚少，有的老師對這部分知識理解也不到位，所以課下應多搜集一下相關(guān)知識，講解時(shí)應多提供一些相關(guān)的圖片。
五、教學(xué)方法：自主學(xué)習、合作探究學(xué)習、講解法
六、課前準備
1．學(xué)生的學(xué)習準備：預習課本知識，完成學(xué)案。
2．教師的教學(xué)準備：多媒體課件制作，課前預習學(xué)案，課內探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案，地理信息系統的相關(guān)圖片。
3．教學(xué)環(huán)境的設計和布置：四人一組，準備探究學(xué)習。
七、課時(shí)安排：1課時(shí)
八、教學(xué)過(guò)程
(一)預習檢查、總結疑惑
檢查落實(shí)了學(xué)生的預習情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對性。
�。ǘ┣榫皩�、展示目標。
探索活動(dòng)：?jiǎn)?wèn)題：GIS是如何做到預防犯罪的？（學(xué)生答）其操作過(guò)程是什么？
�。ǚ缸锏攸c(diǎn)）數據采集——數據處理、分析（空間分析）——分析犯罪頻率與犯罪模式（哪些地方易發(fā)生哪些案件）——據分析信息，分配警力
問(wèn)題：GIS具有哪些功能？空間分析（犯罪的空間分布），模式分析（犯罪案件與其它因素的相關(guān)性），趨勢分析（分析哪些地方可能發(fā)生案件），決策應用（分配警力）
�。ㄈ┖献魈骄�、精講點(diǎn)撥。
一、GIS
1、概念：依靠計算機實(shí)現地理信息的收集、處理、存儲、分析和應用的系統。
2、功能：
制作電子地圖 數據采集
空間查詢(xún) 數據分析
空間分析 決策應用
模擬空間規律和發(fā)展趨勢
3、工作流程：
4、構成：硬件 軟件 數據 人員（其中軟件是核心）
GIS與其它系統的區別
GIS有別于DBMS(數據庫管理系統)。GIS具有以某種方式對空間數據進(jìn)行解釋和判斷的能力，而不是簡(jiǎn)單的數據管理，這是GIS能對空間數據進(jìn)行分析的DBMS,GIS必須包含DBMS。
GIS有別于MIS (管理信息系統)。GIS要對圖形數據和屬性數據庫共同管理、分析和應用。MIS則只有屬性數據庫的管理。
GIS有別于地圖數據庫。地圖數據庫僅僅是將數字地圖有組織地存放起來(lái)，不注重分析和查詢(xún)，不可能去綜合圖形數據和屬性數據進(jìn)行深層次的空間分析和提供輔助決策的信息，它只是GIS的一個(gè)數據源。
GIS有別于CAD系統。二者雖然都有參考系統，都能描述圖形，但CAD系統只處理規則的幾何圖形，屬性庫功能弱，更缺乏分析和判斷能力。
GIS：突出空間數據，反映的信息為地理信息。
二、GIS應用：（可以解決的四類(lèi)基本問(wèn)題）
1、與分布、位置有關(guān)的基本問(wèn)題
顯示了GIS對信息空間表達的功能，它實(shí)際是回答了以下兩個(gè)問(wèn)題：
�。�1）對象（地物）在哪里？
�。�2）哪些地方符合特定的條件？
2、趨勢分析：
傳統地圖：某個(gè)時(shí)間的空間特征與屬性特征。
GIS：可以表示空間特征與屬性特征隨時(shí)間變化的過(guò)程
因此：可以分析該地物的發(fā)展趨勢，即回答：從何時(shí)起發(fā)生了哪些變化？
3、模式問(wèn)題：[來(lái)源:高考資源網(wǎng)]
對象的分布存在何種空間模式？即揭示各種地物之間的空間關(guān)系。
GIS由許多圖層組成，每圖層都表示不同的地理因素，它們之間的空間關(guān)系的融合表示了各因素之間的相互關(guān)系。
例：三層數據：交通、人口密度、商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)分布。
通過(guò)圖層的融合可以看出三者之間的關(guān)系，其用途：決策商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)的布局。
4、模擬問(wèn)題：利用數據及已掌握的規律建立模型，就可以模擬某個(gè)地方如具備某種條件時(shí)將出現的結果。
即回答：如果……將如何？
高程與被淹沒(méi)地區的關(guān)系 溫室效應與海平面上漲的關(guān)系。
三、城市管理中的應用及功能的應用：
電子地圖 空間查詢(xún) 空間分析 空間模擬 趨勢分析 決策應用
1、城市信息管理與服務(wù)：電子地圖、查詢(xún)
2、規劃：決策應用
3、道路交通管理：查詢(xún)——決策應用
4、抗震防災：分析模擬
5、環(huán)境管理：分析、決策
案例：GIS在抗擊非典型肺炎中的應用
�。ㄋ模┓此伎偨Y，當堂檢測。
1、下列說(shuō)法不正確的是否 （ ）
A、GIS技術(shù)是地圖的延伸
B、RS技術(shù)是地圖的延伸
C、GPS技術(shù)可為用戶(hù)提供精確的三維坐標
D、GIS技術(shù)可分析、處理GPS技術(shù)及GPS技術(shù)提供的圖像和數據
2、讀以下文字資料，回答問(wèn)題。
地理信息系統（GIS）與一般信息系統的主要差別是，GIS所采集的信息是按地理空間分布特征來(lái)反映地理實(shí)體結構及其動(dòng)態(tài)變化規律的。如目前我國已應用GIS對各地區得時(shí)段“非典型肺炎”臨床診斷病例、疑似病例等指標分類(lèi)匯總，在地圖上進(jìn)行“地點(diǎn)”、“狀況”的位置標定，每日發(fā)布各地疫情通報，供有關(guān)部門(mén)查詢(xún)分析，制定相應的防治策略。
省區 累計病例
北京 2456
天津 175
河北 227
山西 447
河南 15
陜西 12
重慶 3
湖南 6
�、鸥鶕覈糠质^“非典型肺炎”累計臨床診斷病例通報表中的數據（截止2003年5月22日1 0時(shí)）在我國部分省區圖的圖例空框中，設計區分各病例數值段的圖例符號，并在圖上山西、湖南兩省范圍內畫(huà)出相應的圖例符號。
�、葡铝姓n題中，主要是應用GIS進(jìn)行研究的有（ ）（多項選擇）
A、近50年來(lái)，世界糧食總產(chǎn)量與人均產(chǎn)量變化趨勢分析
B、近10年來(lái)，上海市區人口分布變化特征與城市建設相關(guān)性分析
C、浙江省西部地區土地利用狀況與農業(yè)結構變化特征分析
D、上海市浦東新區內環(huán)線(xiàn)內主要道路交叉點(diǎn)交通流量狀況通報及優(yōu)化公交線(xiàn)網(wǎng)、站點(diǎn)分布的方案設計
�、窃囋O計一項應用GIS的課題研究項目： 。
答案：1、B 2、⑴略⑵BCD⑶設計項目：如“江漢平原某年水稻長(cháng)勢的監測分析”、“中等城市垃圾填埋場(chǎng)選址模式及與交通、環(huán)境關(guān)系的分析”、“油輪在某海域發(fā)生大量漏油事故時(shí)，預測其污染范圍及對海洋生物的影響”等。
�。ㄎ澹┌l(fā)導學(xué)案、布置預習。
今天這節課，我們已經(jīng)學(xué)習了地理信息系統與城市管理，在下一節課我們一起來(lái)學(xué)習農業(yè)生產(chǎn)與地理環(huán)境。這節課后大家可以先預習這一部分我們農村孩子比較熟悉的內容，對這節課有一個(gè)感性認識。并完成本節的課后練習。
設計意圖：布置下節課的預習作業(yè)，并對本節課鞏固提高。
九、板書(shū)設計
一、GIS
1、概念： 2、功能： 3、工作流程： 4、構成：
二、GIS應用：（可以解決的四類(lèi)基本問(wèn)題）
1、與分布、位置有關(guān)的基本問(wèn)題 2、趨勢分析：
3、模式問(wèn)題： 4、模擬問(wèn)題：
三、城市管理中的應用：功能的應用：
1、城市信息管理與服務(wù)：電子地圖、查詢(xún)
2、規劃：決策應用
3、道路交通管理：查詢(xún)——決策應用
4、抗震防災：分析模擬
5、環(huán)境管理：分析、決策
十、教學(xué)反思
本課的設計采用了課前下發(fā)預習學(xué)案，學(xué)生預習本節內容，找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)、探究點(diǎn)以及學(xué)生學(xué)習過(guò)程中易忘、易混點(diǎn)等，最后進(jìn)行當堂檢測，課后進(jìn)行延伸拓展，以達到提高課堂效率的目的。
在后面的教學(xué)過(guò)程中會(huì )繼續研究本節課，爭取設計的更科學(xué)，更有利于學(xué)生的學(xué)習，也希望大家提出寶貴意見(jiàn)，共同完善，共同進(jìn)步!
十一、學(xué)案設計(見(jiàn)下頁(yè))
第二單元 城市與地理環(huán)境
單元活動(dòng) 地理信息系統與城市管理（學(xué)案）
課前預習學(xué)案
一、預習目標
1、了解GIS的基本構成
2、了解GIS的基本功能，理解GIS在城市管理中的作用
3、會(huì )使用常見(jiàn)的GIS產(chǎn)品，能使用電子地圖查詢(xún)所需信息
二、預習內容
�。ㄒ唬�、地理信息系統
1、概念：簡(jiǎn)稱(chēng) ，是指一種以 和 地球表面與地理分布有關(guān)數據的空間信息系統。
2、組成： 、 、 、 、 。
3、工作過(guò)程：主要包括地理數據的 、 ，地理數據的 和 ，以及地理信息輸出等環(huán)節。
建立GIS的首要工作是建立 。對于圖形數據的輸入常用的方法是 后進(jìn)行數字化處理。
�。ǘ�、地理信息系統與城市管理
1、 地理信息系統的應用領(lǐng)域
目前GIS廣泛應用于 等人們生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。
2、 GIS在城市建設與管理中的典型應用
應用領(lǐng)域 應 用
城市規劃與管理 城市規劃的 、 等，也可進(jìn)行城市管理和輔助決策。
基礎設施管理 、 、 。
土地利用與管理 可有效地完成對 的監控和管理。
生態(tài)環(huán)境管理 可實(shí)現城市 、 、 的決策分析、環(huán)保設施的管理等。
三、提出疑惑
同學(xué)們，通過(guò)你的自主學(xué)習，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中
疑 惑 點(diǎn) 疑 惑 內 容
課內探究學(xué)案
一、學(xué)習目標：
1、通過(guò)圖像、視頻及文字資料，感知地理信息系統的基本流程和構成。
2、通過(guò)創(chuàng )設的模擬情景，了解地理信息系統的四大功能。
3、通過(guò)親身體驗街頭“數字北京”的設施，了解地理信息系統在城市管理中的功能。
4、通過(guò)上述活動(dòng)，掌握瀏覽、操作地理信息系統的技能。
學(xué)習重點(diǎn)、難點(diǎn)
學(xué)習重點(diǎn)：地理信息系統在城市管理中的功能及地理信息系統的應用。
學(xué)習難點(diǎn)：地理信息系統在城市管理中的功能及地理信息系統的應用。
二、學(xué)習過(guò)程
教學(xué)環(huán)節 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設計意圖
導入 GIS在抗擊非典型肺炎中的應用 觀(guān)察圖片、思考問(wèn)題 激發(fā)學(xué)生興趣，導入新課
講授新課 案例分析，引導學(xué)生體會(huì )地理信息系統的含義及構成 通過(guò)觀(guān)察圖象、分析、說(shuō)出地理系統的含義 了解地理信息系統的含義
分組：城市交通組、餐飲組、奧運場(chǎng)館組、市區購房組 探究、匯報：地理信息系統在城市管理中的應用 從學(xué)生的生活實(shí)際出發(fā)，體驗地理信息系統在身邊的應用
總結、拓展 思考、遷移 回歸課標
反饋 略 略 略
三、反思總結
四、當堂檢測
GIS就是地理信息系統，具有地圖處理、數據庫和空間分析等功能。GIS可以像傳統地圖一樣，解決“地點(diǎn)”“狀況”等有關(guān)查詢(xún)，具有圖形化、可視化等優(yōu)點(diǎn)，并可以及時(shí)更新信息，與傳統紙質(zhì)地圖相比，所表達的內容更加豐富、靈活。但GIS還能進(jìn)行趨勢分析、復雜的模式分析，還可以用“虛擬模式”進(jìn)行預測性分析。據此分析回答1-3題。
1、與傳統紙質(zhì)地圖相比，并不是GIS明顯優(yōu)勢的是（ ）
A、能及時(shí)更新信息 B、表達內容更加豐富、靈活
C、攜帶更加方便 D、能進(jìn)行復雜的模式分析
2、對地理信息系統特點(diǎn)的敘述，錯誤的是（ ）
A、地理信息系統可以為地理決策提供信息
B、地理信息系統是專(zhuān)門(mén)處理地理空間數據的計算機系統
C、城市管理是應用地理信息系統最早、最有成效的領(lǐng)域之一
D、其主要功能是數據采集、數據分析、決策應用等
3、如果將GIS用來(lái)監測森林火災，可以（ ）
A、預測、判斷引起火災的原因 B、預測森林火災的所在地點(diǎn)
C、預測森林火災所造成的后果
D、及時(shí)查明火災地點(diǎn)、范圍，分析火勢蔓延方向，制定滅火方案
如圖2－4－1所示，GIS中不同類(lèi)型的地理空間信息儲存在不同的圖層上。疊加不同的圖層可以分析不同要素間的相互關(guān)系。據此回答4-5題。
4、城市交通圖層和城市人口分布圖層的疊加，可以（ ）
A、為商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)選址 B、分析建筑設計的合理性
C、計算城市水域面積 D、估計工農業(yè)生產(chǎn)總值
5、對1985年與2000年城市土地利用圖層進(jìn)行分析，能夠（ ）
A、計算交通流量的變化 B、預測洪澇災害的發(fā)生
C、了解城市地域結構變化 D、預測城市降水變化趨勢
課后練習與提高
一、選擇題
1、GIS的全稱(chēng)是
A、地理信息系統 B、文字處理系統 C、全球定位系統 D、地球衛星系統
2、下列屬于地理信息系統的硬件的是
�、儆嬎銠C ②程序 ③掃描儀 ④工人
A、①② B、③④ C、①③ D、②④
3、地理信息系統的構成主要包括哪5個(gè)部分
A、硬件、軟件、數據、人員、應用模型 B、電腦、軟件、數據、人員、應用模型
C、計算機、數字化儀、掃描儀、繪圖機 D、硬件、軟件、數據、文字、應用模型
4、地理信息系統
A、主要是記錄地理事物的計算機系統 B、具有空間分析的能力，沒(méi)有動(dòng)態(tài)預測能力
C、是地圖繪制系統 D、是專(zhuān)門(mén)處理地理空間數據的計算機系統
5、比傳統地圖高明的是，地理信息系統能通過(guò)了解某地物隨時(shí)間變化的過(guò)程，分析該地物的
A、發(fā)展趨勢 B、地理位置的變化 C、歷史意義 D、區位特征
6、尋求兩點(diǎn)之間最短、最快或景點(diǎn)最多的路徑等可借助于
A、地理信息系統 B、遙感技術(shù) C、全球定位系統 D、地球衛星系統
二、綜合題
7、地理信息系統是什么樣的系統？有哪幾部分構成？
8、地理信息系統在城市管理中有哪些應用？
9、下圖1為一幅我國山東某區域的地理信息空間數據圖，每個(gè)小方格表示實(shí)際長(cháng)寬各10米，圖中r表示河流，s表示林木，h表示住房，f表示耕地；下圖數2據表示相應區域內各方格的平均海拔高度(單位：米)，回答下列問(wèn)題。
(1)該河流的流向是 。
(2)該處的森林覆蓋率為 。
(3)耕地面積為 米2，其海拔高度為 米。
(4)從地形看，此住房面臨的主要問(wèn)題是容易遭受 災害。
(5)為配合區域荒山綠化，該地區準備栽培一批水果。請列舉比較適合的水果品種(至少兩個(gè)) 。
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