2014-2015学年高二地理学案3-3《地理信息系统的应用》(中图版必修3)

第三节 GIS 系统

●学习目标 1.结合教材,了解 GIS 的系统组成、系统分工和基本工作原理。 2.结合实例,学会分析地理信息系统可以解决的四类基本问题。(重点) 3.会使用常见的 GIS 产品,能分析说明地理信息系统在城市管理中的应用。(重点+难点)

自主研习

一、地理信息系统

1.概念:依靠计算机实现地理信息的收集、

、存储、

的系统,简

称 GIS。

2.功能

制作

进行

模拟区域内的空间规律和

3.工作流程:信息输入→

→数据库管理→

→可视化表达。

4.构成:硬件、

、数据、



问题磁场

(1)有人说:地理信息系统是地图的延伸。你怎样理解?

二、地理信息系统可以解决的四类基本问题

5.与分布、位置有关的基本问题

(1)查询





(2)查询符合一定条件的地物的分布、位置。

6.趋势分析

某地物随时间变化的过程 ?分??析? 该地物的 GIS

7.模式问题 (1)模式:一个地方的地物分布及其 (2)功能:揭示各种地物之间的 8.模拟问题

; 。

利用已掌握的规律

模拟
具备某种条件时将出现的
??? GIS

三、地理信息系统在城市管理中的应用

9.城市信息管理与服务:向城市居民提供

所需的各种信息。

10.城市规划:

、有效管理。

显种类型的

示道路的路况、

、沿线环境等

11.城市道路

空间和属性信息

提供多及时发布交通信息

12.城市救灾防灾

灾害发生、发展过程

对灾害进行

、评价和

辅助开展灾后的

工作

13.城市环境管理:主要包括环境规划与决策、

、评价、

等。

问题磁场

(2)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?

自主核对:

1.处理 分析和应用

2.电子地图 空间分析 发展趋势

3.数据处理 空间分析

4.软件 人员

问题磁场

(1)地理信息系统是地图的延伸,凡是用到地图或是需要处理地理空间数据的领域,都

可以借助 GIS 技术。但二者有很大不同,最根本的区别是 GIS 借助计算机系统的支持,能得

以快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行定位和动态分析。

5.(1)“地点” “状况”

6.发展趋势

7.(1)组合规律 (2)空间关系

8.结果

9.日常工作与生活

10.分析现状

11.交通流量 查询

12.跟踪 快速分析 模拟 应急和恢复

13.监测 预测与模拟

问题磁场

(2)利用网络 GIS 调出复旦大学所在位置附近地区的地图,查出车站到复旦大学最合理

的公交路线。

疑难探究

探究一 地理信息系统

1.地理信息系统的功能

(1)数据输入、存储。

数据的输入是将系统外部的原始数据传达输给系统内部格式的过程。其中信息源有地图、

遥感图像及野外考察、室内实验等获得的数据。

GIS 的数据存储采用“分层”技术,即将地图中的不同要素,存储在不同的“层”中。(见

下图)将不同的“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,如有存储河流水系信息的图层,有存储土地利用信息的图层,有存储居民区信息

的图层等。在 GIS 系统的具体操作中,往往涉及部分图层或个别图层,而不是所有的图层。

(2)决策应用。 储存了庞大的空间数据,能随时制作电子地图,还有详细的属性资料可供查询。 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后,就可应用。 (3)数据空间分析。 进行多种空间分析,以模拟区域内的空间规律和发展趋势,这是GIS区别于其他信息 系统的一个重要 按一定规则对所研究的局部进行空间分析,也可以对局部及其相邻的部分,以至整个区 域进行综合分析。数据库中各图层上有关的数据,都可供分析所用。
1. 地理信息系统的构成及工作流程
从上图可以看出:地理信息系统有四部分构成: (1)硬件 (2)软件:提供存储、分析、显示地理数据的功能。 (3)数据:GIS 所包含的数据均与地理空间位置相联系,以坐标的形式进行定位。 (4)人员:包括从事 GIS 系统开发的专业人员,也包括采用 GIS 完成工作的用户。 概念点拨 1.可视化表达 可视化表达指将系统处理、分析的结果,形成可供研究、规划和决策人员使用的产品, 主要形式有地图、图像、统计图表、数字、多媒体等。 2.属性资料 属性资料是指地理事物和现象的定性和定量指标,例如居民点的人口数、河流的长度、 湖泊的面积等。 探究二 地理信息系统可以解决的四类基本问题 地理信息系统的功能遍及数据采集、数据分析、决策应用的全部过程,一般可以解决以 下四类问题:

1.与分布、位置有关的基本问题

(1)解决与“地点”有关的查询,也就是定位某一点的地理经纬度。

(2)解决与“状况”有关的查询。“状况”问题,传统地图只能记录表达地图绘制当时

的“状况”(如草地分布,街区分布),GIS 则可根据实际情况随时添删。

“与分布、位置有关的基本问题”显示了 GIS 对信息空间表达的功能,也就是回答“对

象在何处?哪些地方符合特定的条件?”的问题。GIS 类似于地图,但比地图更方便查询使用,

尤其是附加更多条件时,如教材提到的在指定城区寻找面积大于 1000 平方米,不被植被覆盖、

地下水、地质、交通条件适合构建大型建筑物的区域,运用地理信息系统就非常容易解决,

只要输入要求达到的条件,就可以马上得到结论。

2.趋势分析

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

的发展趋势与分布情况。

趋势分析问题,简单讲就是回答“从何时起发生了哪些变化”的问题,是在综合现有数

据的基础上,识别地理现象的发展变化,如应用地理信息系统寻找北京内两点之间最近的乘

车路线,只要输入起点和终点站,系统会告诉我们多条路线,从中很容易选出最短的路线,

这样既节省了路费,也可以节省很多时间。如果在普通地图中,是较难做到的。

3.模式问题

通过模式分析,可以揭示各种地物之间的空间关系。

该类问题是分析与已经发生或正在发生事件有关的因素。地理信息系统将现有数据组合

在一起,能更好地说明正在发生什么,找出发生事件与哪些数据有关。如人口分布与地形、

气候和水源等有密切关系,农作物分布与土壤性质和积温等有密切关系,通过模式分析,可

以大致确定符合某种自然特征(如积温、土壤酸碱度)地区的人口分布或农作物分布的范围

和密度。

4.模拟问题

模拟问题就是回答“如果……将如何”的问题,根据现在资料和事件相关因素,发展规

律的认识,建立起一定的模型,利用模型模拟不同条件下可能出现的结果。如气温每升高 1℃,

高山的雪线会上升到哪里;每排放 1 吨的温室气体,全球气温升高多少度;长江流域 24 小时

降水达到 200mm,可淹没哪些范围,需疏散多少人。当我们根据掌握的规律建立起一定模型,

GIS 都可模拟出其结果。

感悟归纳

表解 GIS 可以解决的四类基本问题

GIS可解决四类基本问题,这些“问题”是对GIS的功能加以具体化,为便于掌握,

可列表如下:

地理信息系统可以解决的四类基本问题

与分布、位置有关的问题

对象在何处

趋势分析

从何时起发生了哪些变化

模式问题

对象的分布存在何种空间模式

模拟问题

如果……将如何

探究三 地理信息系统在城市管理中的应用

地理信息系统在城市管理中的应用主要表现在 5 个方面,具体如下表所示:

应用

主要功能

举例说明

城市信息管理与服务

向城市居民提供日常工作与 提供旅游景点分布与详情、商

生活所需的各种信息

业网点的布局及各自特色、城

市道路与建筑物的空间分布



城市规划

是城市规划管理的重要工具, 规划部门可以把用地资料记

主要是利用 GIS 技术进行城 录到数据库里,随时查询和统

市规划设计、工程选址等,也 计,并用三维影像显示市貌;

可以进行城市管理和辅助决 城市地下管网的分布管理



城市道路交通管理

利用地理信息系统,将有关道 查询空间、时间信息,查询路

路的路况、交通流量、沿线环 面质量、沿路环境、居民分布

境等空间属性信息显示出来 情况等

城市救灾防灾

实时跟踪灾害的发生、发展过 建立防火区的火灾信息系统,

程,对灾害进行快速分析、评 并建立相应的救护路线模型

价和模拟,并辅助开展灾后的 和灾后损失评估模型等

应急和恢复工作

城市环境管理

包括环境规划与决策(包括重 对城市多源环境信息包括大

点污染源管理)、评价、预测 气、水、土地、植被、噪声等

与模拟等

方面的信息进行综合管理

和处理,可以实现环境信息的

共享。对三峡地区的研究,提

供了建库前后环境变化的数

量、速度和演变趋势等可靠的

数据

感悟归纳

图示法记忆地理信息系统在城市管理中的应用

知识拓展:GIS 在道路交通中的应用 GIS 能够查询道路的通行状况,迅速定位事故点,提供交通疏散的方案。在道路设计中, GIS 能够将多种数据叠加,为道路规划提供直接的分析依据,如最佳路径分析、最小造价分析 等。在道路建设中,GIS 能够帮助掌握工程进度,控制工程质量。另外,GIS 可以帮助道路管 理部门统计不同等级或不同类别的道路长度,输出报表,制作专题图,查询路况信息,为道 路养护服务。

误区警示

一、地理信息系统是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,

其四个组成部分中最重要的是计算机而非人员

这种认识是错误的。人员是 GIS 的能动部分,GIS 四个组成部分中最重要的是人员,而非

计算机。人员的技术水平和组织管理能力是决定系统建设成败的重要因素。系统人员按不同

分工有项目经理、项目开发人员、项目数据人员、系统文档撰写和系统测试人员等。

对点训练

地理信息系统的四个组成部分中,最活跃的是 ( )

A.硬件

B.软件

C.数据和应用模型

D.人员

答案 D

解析 地理信息系统由硬件、软件、数据、人员四部分组成,四个组成部分中最重要的

是人员。

二、涉及人类生产、生活的各种课题一定都可以用 GIS 进行研究

这种认识是错误的。地理信息系统与一般信息系统的主要区别是:地理信息系统是按地

理空间分布特征来模拟地理实体的空间规律和发展趋势。因此,不反映地理空间分布特征的

课题,一般不用 GIS 进行研究,如对人口出生率、死亡率的统计。

对点训练

GIS 是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,某中学地理小

组将它用于课题研究。据此完成(1)~(2)题。

(1)下列四图是同学们为家乡所作的自然、社会经济方面的资料分析图,其中只适宜用

GIS 数据库软件制作的是( )

(2)同学们拟分析家乡人口分布与自然条件的关系,在 GIS 数据库中,需调用的专题图 层是( )
①地形图层 ②土壤图层 ③气候图层 ④人口图层 ⑤商业网点图层 ⑥农业图层 ⑦工业图层 ⑧城市图层 ⑨交通图层

A.①②③④

B.③④⑤⑥

C.⑥⑦⑧⑨

D.⑤⑥⑦⑧

答案 (1)C (2)A

解析 第(1)题,根据 GIS 的特点可知,在本题所列的各项自然、社会、经济资料分析

图中,只有贫困人口分布图适宜用 GIS 数据库软件制作。第(2)题,要想分析人口分布与自

然条件的关系,首先必须要有人口图层,此外,还需有反映各自然条件要素的地形图层、土

壤图层、气候图层。

案例研究

GIS 在抗击非典型肺炎中的应用

GIS 技术的应用领域十分广泛,可以说,GIS 是地图的延伸,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 技术。通过案例学习,总结发布疫情的 GIS 具有哪些功

能?GIS 是怎样帮助人们“抗击非典”的?

1.对 SARS 病人和疑似病人进行空间标定,形成病人和疑似病人空间分布图,可一目了然

地看到不同地区的疫情状况。

2.将确诊病人所提供的密切接触者的地理分布信息,绘制和公布不同地区的感染危险程

度等级,采取不同的防护措施。

3.提供确诊病人、疑似病人、痊愈出院和死亡病例等不同统计标准在不同时间的空间分

布情况,可以直观地看到某地区在某阶段内疫情发展情况,及时发现新的疫区。

4.提供各种统计图表,帮助分析和推断易感人群的空间分布、职业分布、年龄分布和性

别分布等。

总之,应用 GIS 可对各地区、各时段“非典型肺炎”临床诊断病例、疑似病例等指标分

类汇总,在地图上进行“地点”、“状况”的位置标定,每日发布各地疫情通报,供有关部门

查询分析、制定相应的防治策略。

要点例析

考查要点 地理信息系统

例 1 地理信息系统( )

A.主要是记录地理事物的计算机系统

B.具有空间分析的能力,没有动态预测的能力

C.是地图绘制系统

D.是专门处理地理空间数据的计算机系统

解析 地理信息系统借助计算机系统,不仅能输入、管理、输出地理信息,还能够模拟

地理方法进行空间分析和动态预测,完成人类难以完成的任务,与简单的绘图系统有本质的

区别。

答案 D

变式训练 1 关于 GIS 的叙述,正确的是 ( ) A.输入到 GIS 中的任何数据,都能通过计算机处理 B.GIS 属于高科技,GIS 人员仅包括专业技术人员 C.建设 GIS 的首要工作是建立地理数据库 D.GIS 数据存储在地图上 答案 C 解析 输入到 GIS 中的地理数据,都必须转换为数字形式,计算机才能存储、识别和处
理。GIS 人员包括从事 GIS 开发的专业人员,也包括使用 GIS 完成工作的用户。GIS 的数据存 储采用“分层”技术,即将地图中的不同要素,存储在不同的“层”中。将不同的“层”要

素进行重叠,就形成不同主题的地图。

考查要点 地理信息系统可以解决的四类基本问题

例 2 知道一个地区的气候、植被、动物、土壤等地理事物,用地理信息系统分析它们之

间的关系,体现了地理信息系统解决的哪类基本问题 ( )

A.与分布、位置有关的基本问题

B.趋势分析

C.模式问题

D.模拟问题

解析 一个地方的地物分布及其组合都有一定的规律,通过模式分析,可以揭示各种地

物之间的空间关系。

答案 C

变式训练 2

如果将 GIS 用来监测森林火灾,可以 ( )

A.用来分析、判断引起火灾的原因

B.预测森林火灾的发生地点

C.预测森林火灾后所造成的后果

D.及时知道火灾地点、范围,分析火势蔓延方向,制定灭火方案

答案 D

解析 GIS 尽管可通过“虚拟模拟”技术进行预测性分析,但这种预测并不是指预测火灾

的原因、地点和后果,而是及时探知火灾发生的地点范围,分析蔓延方向并制定灭火方案。

考查要点 地理信息系统的应用

例 3 GIS 中,城市交通图和工厂分布图叠加,可以( )

A.为商业网点选址

B.估算农业总产值

C.了解城市地域结构变化

D.分析工业区位是否合理

解析 以 GIS 为载体考查影响工业区布局的区位因素。工业区位主要考虑交通状况,城

市交通图和工厂分布图叠加,可以对工厂分布进行评价,从而判断工业区位是否合理。

答案 D

变式训练 3

下图示意为某专题研究建立的地理信息系统(GIS)图层。据此完成(1)~(2)题。

(1)该专题研究可能是( )

A.耕地分类和评价

B.工业分布与交通的关系

C.商业分布和规划

D.学校布局

(2)若利用该地理信息系统进行深埋垃圾场选址,在下列图层中应增加( )

①大气污染 ②区域规划

③造纸厂、印刷厂分布

④水文地质

A.①②

B.①③

C.②③

D.②④

答案 (1)A (2)D

解析 本题考查地理信息系统的应用。第(1)题,从图中各图层的内容都与土地的类型有

关,可判断该专题研究可能为耕地的类型和评价。第(2)题,深埋垃圾场的选址应依据该地的

区域规划,同时要考虑水文、地质条件,避免垃圾污染范围扩大。 考题精析
例 (2011·浙江)某市寻找合适布局工厂的地点,该厂址要满足两个条件:①地形平 坦;②距河流 1km 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 代表 1km2(该区面积共 16km2);“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。完成(1)~(2)题。
(1)下图是四幅“河流”资料的评估值图,其中正确的是 ( )

A.①

B.②

C.③

D.④

(2)根据地形、河流两项资料的综合评估,下图中适合布局工厂的地点是 ( )

A.甲、乙

B.乙、丙

C.乙、丁

D.甲、丙

【解析】 第(1)题,本题考查地理信息系统的相关知识。在进行条件评估时可以分步

进行,首先将符合地形条件的标出,然后将符合河流条件的标出,两者重叠的部分就是符合

条件的部分。如下图所示:

11

11

00

00

11

11

00

00

11

11

10

10

11

11

11

11

(说明:图中小方格内第一个数字为地形评估值,第二个数字为河流评估值。方格内都

为 1 的方格最后评估值为 1,其他为 0。)第(2)题,根据上题中地形和河流的评估,可以看

出:丙地在地形和河流条件上都不适合布局工厂,丁地不符合河流条件,可以直接选择出正

确答案为 A 项。

【答案】 (1)B (2)A

课堂基础过关

一、单项选择题

1.要准确快速查询各地的灾害信息材料,主要依靠( )

A.传感器

B.遥感技术

C.地理信息系统

D.全球定位系统

答案 C

解析 查询灾害信息,利用地理信息系统快速便捷。

2.中国军舰若要去解救一艘被海盗追踪的船只,需要利用的地理信息技术主要是( )

A.RS、GIS

B.GPS、GIS

C.GIS、SOS

D.SOS、GPS

答案 B

解析 运用 GPS 可以进行很好的定位和导航,运用 GIS 可以为其提供最好的追踪线路和方

案。

3.我国既有铁路干线第六次大面积提速后,在提速干线上旅客列车最高运行时速达 200 千米

以上,并首次实现了旅客列车追踪间隔 5 分钟。这标志着我国既有铁路干线提速已经跨入世

界先进行列。这次铁路大提速主要应用到的地理信息技术是( )

A.地理信息系统

B.遥感技术

C.遥感技术和全球定位系统

D.全球定位系统和地理信息系统

答案 D

解析 铁路大提速应用到的地理信息技术有位置确定和线路状况分析,分别应用到了全球

定位系统和地理信息系统。

(2011·甘肃天水一中高二检测)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。据此回答 4~5 题。

4.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

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

答案 A

解析 在 GIS 中,地物空间特征和属性的各项数据的结合构成某一主题的图层,如地貌图

层、土壤图层等。关于某一研究区域的若干图层就组成 GIS 的数据库。城市规划中,人口

稀少的地区、交通不便的地区不宜设置过密的固定商业网点。人口稠密、交通方便的地区,

商业网点密度和规模要与之相适应。这样,城市交通图层与人口分布图层的叠加可以为商

业网点选址提供参考资料。而建筑设计的合理性要考虑力学、美学和环境学等因素。计算

水域面积、估算工农业生产总值都无需同时考虑人口和交通因素。

5.对 1995 年与 2010 年城市土地利用图层进行分析,能够( )

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.预没城市降水变化趋势

答案 C

解析 正确解答本题,首先应明确题干叙述的核心意思是土地利用的变化。城市地域结构

是指各功能区的分布、组合,而住宅区、商业区、工业区等构成的地域结构的变化首先表

现为土地利用的变化。交通流量变化与车辆增减有很大关系,与城市土地利用关系较小。

洪涝、降水等自然现象与城市土地利用变化关系更远。

6.2008 年,北京奥运村地理资源信息系统在开村前的试运行时,测绘人员通过系统的分析功

能发现,有一个区的生活用水只有总阀门而没有分栋安装控制阀,那么当需要进行设备维

护时,就必须断掉该区域的全部供水。测绘人员及时反映了这一情况,建议进行修改。管

理部门不仅对此高度重视,立即进行了整改,还借助这一系统对各方面可能存在的隐蔽性

问题逐一进行了排查,消除了事故隐患。奥运村地理信息系统的这一功能属于( )

A.城市的规划和管理

B.基础设施管理

C.土地利用与管理

D.生态环境管理

答案 B

解析 运用奥运村地理信息系统对区域内管线运行状况进行查询,消除事故隐患,属于城

市基础设施管理范畴。

7.地理信息系统可以解决四类基本问题,以下属于解决模拟问题的是( )

A.查询一所学校的位置

B.分析计算快递公司每月送货服务最经济省时的走法

C.通过对一个地物分布及组合的分析,从而找出其中的关系

D.温室效应导致海平面上升,如果极地冰川全部融化将会使海平面上升多少,对这一问题

的分析

答案 D

解析 选项 A 是与分布、位置有关的基本问题;选项 B 是趋势分析问题;选项 C 是模式问

题的解决;选项 D 是模拟问题的解决。

我国 GIS 从 20 世纪 80 年代初期开始起步,90 年代进入快速发展阶段。目前,GIS 已经

成为分析重大社会经济问题的强有力的工具。据此完成 8~9 题。

8.地理信息区别于其他信息的最本质特征在于它是( )

A.空间信息

B.数据信息

C.图像信息

D.综合信息

答案 A

解析 地理信息系统是一种空间信息系统。

9.一套完整的地理信息系统,其查询、分析、模拟等操作主要基于( )

A.海量的数据 B.优越的硬件支持

C.熟练的操作人员

D.良好的显示设备

答案 A

解析 GIS 是建立在地理数据的基础之上。

10.关于 GIS 在城市道路交通管理中应用的叙述,

的是( )

A.查询空间信息 B.查询道路通行状况 C.查询沿路环境

D.无法查询时间信息

答案 D

解析 利于 GIS 可以查询时间信息,如某辆车某时刻处于什么位置及某时间某路段的车流

量等。

(2011·江苏省高二测试)沃尔玛是全球最大的零售企业。早在 20 世纪 70 年代,沃尔

玛就建立了完善的计算机配送体系,从计算机开出订单到商品上柜,比竞争对手快三天,成

本节约 2.5%。通过自己的卫星,可以在一个小时内对全球范围内的 4 500 多家分店的每种商

品的库存、销售量全部盘点一次,为高效的配送系统提供保证。沃尔玛的物流配送系统可以

保证任何一家卖场的配送时间不超过 4 个小时,使它可以维持极少的库存甚至零库存,但可

以保证正常销售,节约了大量的储物空间和费用。据此完成 11~12 题。

11.目前,沃尔玛在中国 53 个城市开设了 102 家商场。沃尔玛总部要查询在中国的分布情况,

需要使用的地理信息技术是( )

A.RS

B.GIS

C.GPS

D.WPS

答案 B

解析 沃尔玛在中国的 100 多家商场,分布在不同的地理区域,占据不同的地理空间,对

某地空间查询是由 GIS 来完成的。

12.沃尔玛的物流配送中心与其运输车队的合作密切,应用的地理信息技术有( )

①遥感 ②地理信息系统 ③全球定位系统

A.①②

B.①③

C.②③

D.①②③

答案 C

解析 沃尔玛的物流配送中心首先通过 GPS 对其运输车队进行定位,再利用 GIS 进行合理

的调配。

二、综合题 13.下图为“某地理信息系统分析流程图”,读图回答问题。

(1)读图可知地理信息系统的工作过程主要包括①

、②

、③





等环节。

(2)在流程②中的数据库中数据存储采用

方式。

(3)下列属于 GIS 硬件中的数据输出设备的是( )

A.数字化仪

B.打印机

C.光盘机

D.扫描仪

答案 (1)信息获取输入 信息存储管理 信息的操作和分析 信息输出

(2)图层 (3)B

解析 第(1)题,由流程①到流程④明显体现出数据的获取输入、存储、数据的操作与分

析、信息输出等主要的工作环节。第(2)题,GIS 数据库中数据存储往往采用图层形式。

第(3)题,数字化仪、扫描仪为硬件中的输入设备,光盘机为存储设备。

14.阅读材料,回答下列问题。

信息系统(GIS)与一般信息系统的主要差别是,GIS 所采集的信息是按地理空间分布特

征来反映地理实体结构及其动态变化规律的。如我国应用 GIS 对各地区各时段“非典型肺

炎”临床诊断病例、疑似病例等指标分类汇总,在地图上进行“地点”“状况”的位置标定,

每日发布各地疫情通报,供有关部门查询分析,制定相应的防治策略。

(1)根据我国部分省区“非典型肺炎”累计临床诊断病例通报表中的数据(截至 2003 年 5 月

22 日 10 时),在我国部分省区图的图例空框内,设计区分各病例数值段的图例符号,并在

图上山西、湖南两省范围内画出相应的图例符号。

省区 北京

累计病例(例) 2456

天津

175

河北

227

山西

447

河南

15

陕西

12

重庆

3

湖南

6

(2)下列课题中,主要是应用 GIS 进行研究的有 ( )

A.近 50 年来,世界粮食总产量与人均产量变化趋势分析

B.近 10 年来,上海市区人口分布变化特征与城市建设相关性分析

C.浙江省西部地区土地利用状况与农业结构变化特征分析

D.上海市浦东新区内环线内主要道路交叉点交通流量状况通报及优化公交线网、站点分

布的方案设计

(3)试设计一项应用 GIS 的课题研究项目。

答案 (1)设计图例、绘图略。

(2)BCD (3)如“江汉平原某年水稻长势的监测分析”“中等城市垃圾填埋选址模式及

与交通、环境关系的分析”“油轮在某海域发生大量漏油事故时,预测其污染范围及对

海洋生物的影响等。

解析 第(1)题,只要根据所列数字设计不同图例,再根据图例画出山西、湖南两省的

符号即可。第(2)题,要求同学们注意“GIS 所采集的信息是按地理空间分布特征来反

映地理实体结构及其动态变化规律的”;而 A 选项中世界粮食总产量与人均产量变化不是

地理空间分布特征,因此不能应用 GIS 进行研究。第(3)题为一应用题目,所设计项目

只要有空间分布特征即可。

开阔视野

GIS 的应用领域和我国的现状

地理信息系统在最近的 30 多年内取得了惊人的发展,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、邮电通讯、交通运输、军事、水利电力、公共设施管理、

农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。

地理信息系统的研制与应用在我国起步较晚,虽然历史较短,但发展势头迅猛。我国 GIS

的发展可分为三个阶段。第一阶段从 1970 年到 1980 年,为准备阶段,主要经历了提出倡议、

组建队伍、培训人才、组织个别实验研究等阶段。机械制图和遥感应用,为 GIS 的研制和应

用做了技术和理论上的准备。第二阶段从 1981 年到 1985 年,为起步阶段,完成了技术引进、

数据规范和标准的研究、空间数据库的建立、数据处理和分析算法及应用软件的开发等环节,

对 GIS 进行了理论探索和区域性的实验研究。第三个阶段从 1986 年到现在,为初步发展阶段。

我国 GIS 的研究和应用进入有组织、有计划、有目标的阶段,逐步建立了不同层次、不同规

模的组织机构、研究中心和实验室。GIS 研究逐步与国民经济建设和社会生活需求相结合,并

取得了重要进展和实际应用效益。主要表现在四个方面:

(1)制定了国家地理信息系统规范,解决信息共享和系统兼容问题,为全国地理信息系

统的建立做准备。

(2)应用型 GIS 发展迅速。

(3)在引进的基础上扩充和研制了一批软件。

(4)开始出版有关地理信息系统的理论、技术。

课后强化作业

(时间:45 分钟 总分:50 分)

一、单项选择题(本大题共 16 小题,每小题 2 分,共 32 分)

进入 21 世纪,我国 GIS 事业取得了重大进展,GIS 已在许多部门和领域得到应用,并逐

步向产业化方向发展。据此完成 1~3 题。

1.地理信息系统( )

A.主要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.是专门处理地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统

答案 D

解析 解答本题要正确理解地理信息系统的概念,它是一种以采集、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。

2.应用 GIS 技术的最终目的是( )

A.处理信息

B.记录信息

C.便于信息查询

D.为地理决策提供信息

答案 D

解析 地理信息系统的最终目的是利用计算机系统为地理研究和地理决策提供信息。

3.地理信息系统比地图优越的功能有( )

①不仅有平面信息,还有三维立体的信息 ②有很便捷的检索功能和大容量的信息库 ③

可以随时进行信息的切换、缩放、补充测算等,获得更新的信息 ④不仅有空间数据信息,

还有景观照片和动态的影像信息

A.①②

B.②③

C.②③④

D.①②③④

答案 D

解析 地理信息系统是一个计算机软硬件系统,它能容纳大量的信息,包括平面信息和立

体信息、空间数据信息和影像等,这样便于人们使用。

4.下列工作中,地理信息系统可以做到的是( )

①查询市区内最近一家书店

②在指定区域寻找符合某些条件的地物

③快递公司确定最快、最经济的走法

④分析各种地物之间的空间关系

A.①②

B.①②③

C.①②③④

D.②③④

答案 C

5.东北平原地势平坦开阔,土壤深厚肥沃,夏季高温潮湿,可种植中温带及暖温带作物。若

该结论是通过 GIS 而得到的,那么这属于 GIS 的哪一项功能( )

A.趋势分析

B.模式分析

C.模拟问题

D.解决与“地点”“状况”有关的问题

答案 B

解析 GIS 的模式分析功能可以解决多种地物之间的空间关系。

6.香港城市旅游信息系统可为居民和游客出行、观光等提供各种信息。游客用地理信息系统

查询美国旧金山机场的情况,这属于 GIS 的( )

A.城市信息管理与服务功能

B.城市道路交通管理功能

C.城市抗震防灾功能

D.城市环境管理功能

答案 A

解析 游客用 GIS 查询旧金山机场情况属于城市信息管理与服务功能。

7.GIS 系统的重要功能之一是查询。为了方便学生上学,学校决定在市区设一班车。为了让尽

可能多的学生乘做校车,需要设计校车的行驶路线,这就需要从 GIS 系统中查询( )

①市区居民点的分布

②该校学生居住点的分布

③该市主要道路分布图

④市区人口分布图

⑤各路公共汽车行驶路线图

A.①②

B.①⑤

C.④⑤

D.②③

答案 D

解析 校车行驶线路需要查询学生居住点分布图和城市主要道路分布图。

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。下图中“甲、乙分别为同一地区两种要素分布图”。判断 8~9 题。

8.若将甲、乙两图层进行叠加,得到的新图是( )

答案 A

解析 在 GIS 中,地物空间特征和属性的各项数据的结合,构成某一主题的图层,如地貌图

层、土壤图层等。关于某一研究区域的若干图层就组成 GIS 的数据库,将图层叠加分析,就

会产生新的图层。

9.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可用于

()

A.规划城市道路网

B.处理交通事故

C.进行城市绿化

D.城市商业网点布局

答案 D

解析 城市规划中,交通方便、地租较高的地区,商业网点密度较大。这样,城市交通图层

与地租等值线图层的叠加可以为商业网点选址提供参考资料。

10.洪涝灾害发生后,利用 GIS 不.可.以.( )

A.分析灾害影响范围

B.确定救灾人员的最佳路径

C.进行灾情评估

D.直接降低洪水水位,减轻危害程度

答案 D

解析 GIS 只能对灾害进行分析、评估,但无法直接进行灾害处理。

11.分析计算快递公司每日送货服务最经济省时的走法可用( )

A.GPS

B.遥感技术

C.GIS

D.普通地图

答案 C

解析 快递公司每日送货服务最经济省时的走法,可用 GIS 分析计算,这属于 GIS 的趋势分

析功能。

12.利用 GIS 查询历届奥运会金牌分布情况,属于( )

A.地图处理功能

B.数据库功能

C.空间分析功能

D.计算功能

答案 B

解析 由题干可知,利用 GIS 能查询到历届奥运会金牌分布情况,说明其具有数据库功能。

(2011·盐城一模)下表为“甘肃省某地区土地利用统计表”(单位:hm2)。根据表格回答

13~14 题。

土地类型

2000 年

2010 年

连续的建筑用地

2260.43

3030.35

分散的建筑用地

15364.64

17375.64

交通用地

117.77

141.92

菜地

8.52

31.94

果园

132.90

351.52

宜林宜草荒地

3707.59

1388.57

非宜林宜草荒地

322.13

105.95

混交林

1194.72

1702.53

防护林

11115.89

16177.09

13.根据表格判断下列说法不.正.确.的是( )

A.该地区农业产业结构有较大幅度的调整

B.该地区对未利用土地的开发程度增大

C.该地区水土流失的程度加重

D.该地区经济发展、城市化速度加快

14.在进行土地的监测中运用了 GIS 技术,GIS 在生态监测中的应用主要包括( )

①为处理影像资料并提取基础数据提供可视化平台

②通过屏幕数字化,获取地形、土壤、水文、气象等其他专题信息

③通过叠加、空间分析和统计分析等操作,进行生态评价和生态规划

④存储和展示包括影像、三维数学高程、专题图等多层数据

A.①②

B.①②③

C.②③④

D.①②③④

答案 13.C 14.D

解析 第 13 题,读表可知,增加最为显著的是菜地和果园,充分说明该地区农业产业结构

有较大幅度的调整;减少最为显著的是宜林宜草荒地和非宜林宜草荒地,说明该地区对未

利用土地的开发程度较大;该地区多年来开展水土保持和退耕还林工作,所以混交林和防

护林增加的幅度较大;建筑用地、交通用地有较大幅度的增加,说明该地区经济发展和城

市化进程较快。故 C 项错误。第 14 题,GIS 工作的主要环节:信息源→数据处理→数据库

→空间分析→表达。处理影像资料提取基础数据属于信息源环节,专题信息的获取、空间

分析、多层数据的展示分别属于 GIS 的数据库、空间分析、表达环节,故 D 项正确。

下图为“城市道路交通状况显示屏示意图”,读图完成 15~16 题。

15.该信息显示屏应用的是( )

A.遥感

B.全球定位系统

C.地理信息系统 D.卫星导航系统

16.应用该显示屏所呈现的动态信息,便于对车辆的( )

A.准确定位 B.合理分流

C.超速监控

D.流量统计

答案 15.C 16.B

解析 本题组主要考查地理信息系统在城市道路交通管理中的应用。利用 GIS 能够模拟城市

道路空间分布,并及时把交通拥堵情况、车流量、交通事故、交通环境情况显示在显示屏上,

帮助驾驶员找出最佳行车路线,便于对车辆合理分流。

二、综合题(本大题共 2 小题,共 18 分)

17.(6 分)某地区要寻找适合建立造纸厂的地点,该厂址要同时满足下列 4 个条件:

甲.地形平坦

乙.邻河流 1 千米范围内

丙.邻主要道路 2 千米范围内

丁.离都市地区 1 千米范围外

下图共分四栏,A 栏中为该地区各种环境因子的空间分布图,每一小方格代表 1 平方千米(该

区面积共 16 平方千米);B 栏中为各因子的属性数据。

A.空间资料

B.属性资料

C.评估值

D.综合结果

请根据上述 4 个选址条件,对照空间资料和属性资料,在 C 栏中的每个小方格内填入评估 值,若符合条件请填入“1”,不符合条件则填入“0”,若同一小方格内有两种不同属性类别 分布时,为求简化,以占有面积比例较大的属性为评估对象。最后请综合 C 栏中的评估结果, 在 D 栏中将适宜设厂的小方格填入“1”,不适宜设厂的小方格填入“0”。请参考“地形”条 件 C 栏中评估值的填法,在答案纸上先画出 4 个 4×4 方格,继续完成其他方格的评估。 答案
18.(12 分)根据材料,回答下列问题。 华北电力系统引入了 GIS 系统,旨在提供华北电力局管辖范围内输电网和变电电力设
备的 GIS 管理、提供输变电污区图解决方案、提供 GIS 网络信息发布、并对输变电的直升 机巡线提供辅助工具。系统同时涉及到与华北局所属的各分公司 GIS 系统的接口,与雷电 定位系统的接口,以及与 MIS 系统的接口,该系统已开始运行,目前该系统运行状况良好, 已经开始逐渐为各生产单位的生产、管理发挥重要的作用。

(1)GIS 的工作过程需要哪些环节?(4 分)

(2)该系统中,查询某电站的信息属于典型的

应用。(2 分)

(3)利用该系统可建立

模型,来模拟该地电网的运行情况 (2 分)( )

A.实物

B.数字

C.纸质平面

D.沙盘

(4)要在该电网内某地新建一座火电站, 使用该系统分析、决策。分析时可能利用图中哪

些图层叠加?除此之外还可能用到哪些图层?(4 分)

答案 (1)包括信息输入、数据处理,数据库管理、空间分析,以及信息输出等环节。

(2)GIS (3)B (4)居民点、地形、水系、土地利用。 交通图层、气候图层等。

解析 第(1)題,说明 GIS 的工作流程即可。第(2)题,查询某电站的信息属于 GIS 应

用。第(3)题,利用 GIS 建立数字模型,模拟华北电网的运行情况,这是 GIS 解决的问题

之一。第(4)题,建火电站必须考虑当地居民点的分布、水系特点、当地土地利用和地形

特点,这些都和火电站修建及运行相关,地块与建火电站关系不大。除此之外还应考虑煤

炭运输(交通图层)和风向风频及降水(气候图层)等。


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