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城市與地理環(huán)境的教程
一、教材分析
在地理信息時代，教育的目的不應(yīng)僅僅是教會學(xué)生知識，而要以學(xué)生的發(fā)展為本，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在和外在潛能，使其身心得到全面發(fā)展。
二、教學(xué)目標(biāo)：
1、了解GIS的基本構(gòu)成。
2、了解GIS的基本功能，理解GIS在城市管理中的作用。
3、會使用常見的GIS產(chǎn)品，能使用電子地圖查詢所需信息。
三、教學(xué)重點難點：
1、GIS基本原理
2、了解GIS在城市管理中的應(yīng)用
四、學(xué)情分析
高一的學(xué)生屬于平行分班，沒有實驗班，學(xué)生對地理信息系統(tǒng)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(yīng)多搜集一下相關(guān)知識，講解時應(yīng)多提供一些相關(guān)的圖片。
五、教學(xué)方法：自主學(xué)習(xí)、合作探究學(xué)習(xí)、講解法
六、課前準(zhǔn)備
1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)課本知識，完成學(xué)案。
2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案，地理信息系統(tǒng)的相關(guān)圖片。
3．教學(xué)環(huán)境的設(shè)計和布置：四人一組，準(zhǔn)備探究學(xué)習(xí)。
七、課時安排：1課時
八、教學(xué)過程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實了學(xué)生的預(yù)習(xí)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�(dǎo)入、展示目標(biāo)。
探索活動：問題：GIS是如何做到預(yù)防犯罪的？（學(xué)生答）其操作過程是什么？
�。ǚ缸锏攸c）數(shù)據(jù)采集——數(shù)據(jù)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(jù)分析信息，分配警力
問題：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(yīng)用（分配警力）
�。ㄈ┖献魈骄�、精講點撥。
一、GIS
1、概念：依靠計算機(jī)實現(xiàn)地理信息的收集、處理、存儲、分析和應(yīng)用的系統(tǒng)。
2、功能：
制作電子地圖 數(shù)據(jù)采集
空間查詢 數(shù)據(jù)分析
空間分析 決策應(yīng)用
模擬空間規(guī)律和發(fā)展趨勢
3、工作流程：
4、構(gòu)成：硬件 軟件 數(shù)據(jù) 人員（其中軟件是核心）
GIS與其它系統(tǒng)的區(qū)別
GIS有別于DBMS(數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))。GIS具有以某種方式對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和判斷的能力，而不是簡單的數(shù)據(jù)管理，這是GIS能對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的DBMS,GIS必須包含DBMS。
GIS有別于MIS (管理信息系統(tǒng))。GIS要對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)庫共同管理、分析和應(yīng)用。MIS則只有屬性數(shù)據(jù)庫的管理。
GIS有別于地圖數(shù)據(jù)庫。地圖數(shù)據(jù)庫僅僅是將數(shù)字地圖有組織地存放起來，不注重分析和查詢，不可能去綜合圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)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的一個數(shù)據(jù)源。
GIS有別于CAD系統(tǒng)。二者雖然都有參考系統(tǒng)，都能描述圖形，但CAD系統(tǒng)只處理規(guī)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(shù)據(jù)，反映的信息為地理信息。
二、GIS應(yīng)用：（可以解決的四類基本問題）
1、與分布、位置有關(guān)的基本問題
顯示了GIS對信息空間表達(dá)的功能，它實際是回答了以下兩個問題：
�。�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(tǒng)地圖：某個時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間變化的過程
因此：可以分析該地物的發(fā)展趨勢，即回答：從何時起發(fā)生了哪些變化？
3、模式問題：[來源: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(shù)據(jù)：交通、人口密度、商業(yè)網(wǎng)點分布。
通過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)點的布局。
4、模擬問題：利用數(shù)據(jù)及已掌握的規(guī)律建立模型，就可以模擬某個地方如具備某種條件時將出現(xiàn)的結(jié)果。
即回答：如果……將如何？
高程與被淹沒地區(qū)的關(guān)系 溫室效應(yīng)與海平面上漲的關(guān)系。
三、城市管理中的應(yīng)用及功能的應(yīng)用：
電子地圖 空間查詢 空間分析 空間模擬 趨勢分析 決策應(yīng)用
1、城市信息管理與服務(wù)：電子地圖、查詢
2、規(guī)劃：決策應(yīng)用
3、道路交通管理：查詢——決策應(yīng)用
4、抗震防災(zāi)：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(yīng)用
（四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測。
1、下列說法不正確的是否 （ ）
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)可為用戶提供精確的三維坐標(biāo)
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(shù)據(jù)
2、讀以下文字資料，回答問題。
地理信息系統(tǒng)（GIS）與一般信息系統(tǒng)的主要差別是，GIS所采集的信息是按地理空間分布特征來反映地理實體結(jié)構(gòu)及其動態(tài)變化規(guī)律的。如目前我國已應(yīng)用GIS對各地區(qū)得時段“非典型肺炎”臨床診斷病例、疑似病例等指標(biāo)分類匯總，在地圖上進(jìn)行“地點”、“狀況”的位置標(biāo)定，每日發(fā)布各地疫情通報，供有關(guān)部門查詢分析，制定相應(yīng)的防治策略。
省區(qū) 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�(jù)我國部分省區(qū)“非典型肺炎”累計臨床診斷病例通報表中的數(shù)據(jù)（截止2003年5月22日1 0時）在我國部分省區(qū)圖的圖例空框中，設(shè)計區(qū)分各病例數(shù)值段的圖例符號，并在圖上山西、湖南兩省范圍內(nèi)畫出相應(yīng)的圖例符號。
�、葡铝姓n題中，主要是應(yīng)用GIS進(jìn)行研究的有（ ）（多項選擇）
A、近50年來，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，上海市區(qū)人口分布變化特征與城市建設(shè)相關(guān)性分析
C、浙江省西部地區(qū)土地利用狀況與農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)變化特征分析
D、上海市浦東新區(qū)內(nèi)環(huán)線內(nèi)主要道路交叉點交通流量狀況通報及優(yōu)化公交線網(wǎng)、站點分布的方案設(shè)計
�、窃囋O(shè)計一項應(yīng)用GIS的課題研究項目： 。
答案：1、B 2、⑴略⑵BCD⑶設(shè)計項目：如“江漢平原某年水稻長勢的監(jiān)測分析”、“中等城市垃圾填埋場選址模式及與交通、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，預(yù)測其污染范圍及對海洋生物的影響”等。
�。ㄎ澹┌l(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。
今天這節(jié)課，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了地理信息系統(tǒng)與城市管理，在下一節(jié)課我們一起來學(xué)習(xí)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與地理環(huán)境。這節(jié)課后大家可以先預(yù)習(xí)這一部分我們農(nóng)村孩子比較熟悉的內(nèi)容，對這節(jié)課有一個感性認(rèn)識。并完成本節(jié)的課后練習(xí)。
設(shè)計意圖：布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)，并對本節(jié)課鞏固提高。
九、板書設(shè)計
一、GIS
1、概念： 2、功能： 3、工作流程： 4、構(gòu)成：
二、GIS應(yīng)用：（可以解決的四類基本問題）
1、與分布、位置有關(guān)的基本問題 2、趨勢分析：
3、模式問題： 4、模擬問題：
三、城市管理中的應(yīng)用：功能的應(yīng)用：
1、城市信息管理與服務(wù)：電子地圖、查詢
2、規(guī)劃：決策應(yīng)用
3、道路交通管理：查詢——決策應(yīng)用
4、抗震防災(zāi)：分析模擬
5、環(huán)境管理：分析、決策
十、教學(xué)反思
本課的設(shè)計采用了課前下發(fā)預(yù)習(xí)學(xué)案，學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點、難點、疑點、考點、探究點以及學(xué)生學(xué)習(xí)過程中易忘、易混點等，最后進(jìn)行當(dāng)堂檢測，課后進(jìn)行延伸拓展，以達(dá)到提高課堂效率的目的。
在后面的教學(xué)過程中會繼續(xù)研究本節(jié)課，爭取設(shè)計的更科學(xué)，更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)，也希望大家提出寶貴意見，共同完善，共同進(jìn)步!
十一、學(xué)案設(shè)計(見下頁)
第二單元 城市與地理環(huán)境
單元活動 地理信息系統(tǒng)與城市管理（學(xué)案）
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
1、了解GIS的基本構(gòu)成
2、了解GIS的基本功能，理解GIS在城市管理中的作用
3、會使用常見的GIS產(chǎn)品，能使用電子地圖查詢所需信息
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
�。ㄒ唬�、地理信息系統(tǒng)
1、概念：簡稱 ，是指一種以 和 地球表面與地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。
2、組成： 、 、 、 、 。
3、工作過程：主要包括地理數(shù)據(jù)的 、 ，地理數(shù)據(jù)的 和 ，以及地理信息輸出等環(huán)節(jié)。
建立GIS的首要工作是建立 。對于圖形數(shù)據(jù)的輸入常用的方法是 后進(jìn)行數(shù)字化處理。
�。ǘ�、地理信息系統(tǒng)與城市管理
1、 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域
目前GIS廣泛應(yīng)用于 等人們生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。
2、 GIS在城市建設(shè)與管理中的典型應(yīng)用
應(yīng)用領(lǐng)域 應(yīng) 用
城市規(guī)劃與管理 城市規(guī)劃的 、 等，也可進(jìn)行城市管理和輔助決策。
基礎(chǔ)設(shè)施管理 、 、 。
土地利用與管理 可有效地完成對 的監(jiān)控和管理。
生態(tài)環(huán)境管理 可實現(xiàn)城市 、 、 的決策分析、環(huán)保設(shè)施的管理等。
三、提出疑惑
同學(xué)們，通過你的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中
疑 惑 點 疑 惑 內(nèi) 容
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)：
1、通過圖像、視頻及文字資料，感知地理信息系統(tǒng)的基本流程和構(gòu)成。
2、通過創(chuàng)設(shè)的模擬情景，了解地理信息系統(tǒng)的四大功能。
3、通過親身體驗街頭“數(shù)字北京”的設(shè)施，了解地理信息系統(tǒng)在城市管理中的功能。
4、通過上述活動，掌握瀏覽、操作地理信息系統(tǒng)的技能。
學(xué)習(xí)重點、難點
學(xué)習(xí)重點：地理信息系統(tǒng)在城市管理中的功能及地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用。
學(xué)習(xí)難點：地理信息系統(tǒng)在城市管理中的功能及地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用。
二、學(xué)習(xí)過程
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖
導(dǎo)入 GIS在抗擊非典型肺炎中的應(yīng)用 觀察圖片、思考問題 激發(fā)學(xué)生興趣，導(dǎo)入新課
講授新課 案例分析，引導(dǎo)學(xué)生體會地理信息系統(tǒng)的含義及構(gòu)成 通過觀察圖象、分析、說出地理系統(tǒng)的含義 了解地理信息系統(tǒng)的含義
分組：城市交通組、餐飲組、奧運場館組、市區(qū)購房組 探究、匯報：地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應(yīng)用 從學(xué)生的生活實際出發(fā)，體驗地理信息系統(tǒng)在身邊的應(yīng)用
總結(jié)、拓展 思考、遷移 回歸課標(biāo)
反饋 略 略 略
三、反思總結(jié)
四、當(dāng)堂檢測
GIS就是地理信息系統(tǒng)，具有地圖處理、數(shù)據(jù)庫和空間分析等功能。GIS可以像傳統(tǒng)地圖一樣，解決“地點”“狀況”等有關(guān)查詢，具有圖形化、可視化等優(yōu)點，并可以及時更新信息，與傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖相比，所表達(dá)的內(nèi)容更加豐富、靈活。但GIS還能進(jìn)行趨勢分析、復(fù)雜的模式分析，還可以用“虛擬模式”進(jìn)行預(yù)測性分析。據(jù)此分析回答1-3題。
1、與傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖相比，并不是GIS明顯優(yōu)勢的是（ ）
A、能及時更新信息 B、表達(dá)內(nèi)容更加豐富、靈活
C、攜帶更加方便 D、能進(jìn)行復(fù)雜的模式分析
2、對地理信息系統(tǒng)特點的敘述，錯誤的是（ ）
A、地理信息系統(tǒng)可以為地理決策提供信息
B、地理信息系統(tǒng)是專門處理地理空間數(shù)據(jù)的計算機(jī)系統(tǒng)
C、城市管理是應(yīng)用地理信息系統(tǒng)最早、最有成效的領(lǐng)域之一
D、其主要功能是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、決策應(yīng)用等
3、如果將GIS用來監(jiān)測森林火災(zāi)，可以（ ）
A、預(yù)測、判斷引起火災(zāi)的原因 B、預(yù)測森林火災(zāi)的所在地點
C、預(yù)測森林火災(zāi)所造成的后果
D、及時查明火災(zāi)地點、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(jù)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)點選址 B、分析建筑設(shè)計的合理性
C、計算城市水域面積 D、估計工農(nóng)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(yù)測洪澇災(zāi)害的發(fā)生
C、了解城市地域結(jié)構(gòu)變化 D、預(yù)測城市降水變化趨勢
課后練習(xí)與提高
一、選擇題
1、GIS的全稱是
A、地理信息系統(tǒng) B、文字處理系統(tǒng) C、全球定位系統(tǒng) D、地球衛(wèi)星系統(tǒng)
2、下列屬于地理信息系統(tǒng)的硬件的是
�、儆嬎銠C(jī) 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(tǒng)的構(gòu)成主要包括哪5個部分
A、硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員、應(yīng)用模型 B、電腦、軟件、數(shù)據(jù)、人員、應(yīng)用模型
C、計算機(jī)、數(shù)字化儀、掃描儀、繪圖機(jī) D、硬件、軟件、數(shù)據(jù)、文字、應(yīng)用模型
4、地理信息系統(tǒng)
A、主要是記錄地理事物的計算機(jī)系統(tǒng) B、具有空間分析的能力，沒有動態(tài)預(yù)測能力
C、是地圖繪制系統(tǒng) D、是專門處理地理空間數(shù)據(jù)的計算機(jī)系統(tǒng)
5、比傳統(tǒng)地圖高明的是，地理信息系統(tǒng)能通過了解某地物隨時間變化的過程，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(qū)位特征
6、尋求兩點之間最短、最快或景點最多的路徑等可借助于
A、地理信息系統(tǒng) B、遙感技術(shù) C、全球定位系統(tǒng) D、地球衛(wèi)星系統(tǒng)
二、綜合題
7、地理信息系統(tǒng)是什么樣的系統(tǒng)？有哪幾部分構(gòu)成？
8、地理信息系統(tǒng)在城市管理中有哪些應(yīng)用？
9、下圖1為一幅我國山東某區(qū)域的地理信息空間數(shù)據(jù)圖，每個小方格表示實際長寬各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(shù)2據(jù)表示相應(yīng)區(qū)域內(nèi)各方格的平均海拔高度(單位：米)，回答下列問題。
(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題是容易遭受 災(zāi)害。
(5)為配合區(qū)域荒山綠化，該地區(qū)準(zhǔn)備栽培一批水果。請列舉比較適合的水果品種(至少兩個) 。
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