“地理信息技術的應用”單元內容解讀

一、課程標準要求

1 課程標準解讀

★結合實倒，了解遙感(Rs)在資源普查、環境和災害監測中的應用

地理信息技術是地理科學的現代語言和工具，是地理科學與現代信息技術相結合的產物，是現代地理科學的技術支撐。在高中地理課程中設置地理信息技術的有關內容，主要是為了讓學生對地理信息技術的基本知識，尤其是應用領域有所了解，從而認識地理信息技術在地理科學研究、社會生產實踐中的應用價值。此外，在學習地理信息技術時，學生通過參與有關地理實踐活動，有利于培養其地理實踐能力和合作精神。

本條“標準”包含兩方面的要點，一是要求學生了解遙感(RS)的概念和工作原理。考慮到一些學校在設備和師資方面的現實條件，對于遙感的“工作原理”可以不涉及到“專業機理”，只定位在“工作過程”即可。另一要點是要求學生了解遙感在社會生產實踐中的應用，這也是本條“標準”的重點所在，考慮到遙感應用的廣泛性，課程標準對該應用領域做了一定的限定，即在資源普查、環境和災害監測中的應用，這也是遙感技術發揮巨大作用的領域，具有一定的現實性。教學中教師可以引導學生結合具體應用實例來認識遙感的功能、應用及其意義。需要說明的是，在教學中學生需要閱讀一些遙感圖像，這其中會涉及到遙感圖像判讀的內容，對于學有余力的學生，教師可以向其介紹一些遙感圖像判讀的簡單知識和技能，作為拓展性學習內容。

★舉例說出全球定位系統(GPS)在定位導航中的應用

本條“標準”主要是讓學生了解全球定位系統的基本概念及應用領域，不必涉及全球定位系統的基本原理。全球定位系統是利用多顆導航衛星的無線電信號，對地球表面某地點進行定位、報時或對地表移動物體進行導航的技術系統。全球定位系統由三大子系統構成，即空間衛星系統、地面控制系統和用戶設備系統。全球定位系統的作用主要體現在精確的定位能力和準確定時及測速能力等方面。根據“標準”所提出的要求，學生只要了解全球定位系統在定位導航中的作用即可。教學中教師可以結合具體實例向學生介紹全球定位系統在現實生活中的應用，也可以鼓勵學生在網絡上收集相關案例進行學習。

★運用有關資料，了解地理信息系g~(GIS)在城市管理中的功能(活動建議：用電子地圖，如網絡或光盤形式，查詢城鎮、交通、旅游等4-％，g)

本條“標準”主要是讓學生了解地理信息系統(GIS)的基本概念及主要功能。地理信息系統是一種采集、存儲、管理、分析、顯示與應用地理信息的計算機系統，是分析和處理海量地理數據的通用技術。地理信息系統的基本功能包括數據采集、檢驗與編輯功能；數據的存儲與組織功能；數據格式化、轉換功能；查詢、檢索、統計、計算功能；空間分析功能以及顯示功能。地理信息系統應用非常廣泛，涉及土地管理、資源、地理學研究與應用、城市信息管理應用等多個領域。本條“標準”要求學生了解地理信息系統在城市管理中的應用及主要功能，如城市規劃、城市交通管理、城市環境監測、城市信息服務等。

教學中教師可以結合具體實例向學生介紹地理信息系統的功能與作用。在設備條件較好的學校，教師可以向學生展示一些城市的電子地圖，指導學生閱讀并查詢有關城市的信息，或結合所學地理知識對城市規劃中的問題進行分析、評價，如分析城市某工業區布局是否合理等。

★了解數字地球的含義

數字地球是一個全新的概念，是由GIS技術、現實虛擬技術和網絡技術等多種技術相結合的技術系統。隨著信息技術的發展，數字地球與人類生產、生活的關系日益密切，不斷地改變著人類的生存和發展方式。本條“標準”主要是讓學生了解數字地球的基本概念和應用，不要求學生掌握數字地球技術方面的內容。數字地球是一個以地球坐標為依據、具有多分辨率的海量數據和多維顯示的地球虛擬系統。目前，數字地球技術正越來越多地應用于城市建設、教育、農業、交通等多個領域，為人類的經濟發展與人民生活提供服務。在數字地球的應用領域中，“數字城市”、“數字校園”是學生比較熟悉的，教學時可以結合此方面的具體實例來幫助學生認識數字地球技術的應用及其意義。

2 三雛教學目標

知識與技能：了解遙感(RS)、全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)以及數字地球的基本概念。通過實例，了解遙感在資源普查、環境和災害監測中的應用，了解全球系統在定位導航中的應用以及地理信息系統在城市管理中的功能。結合有關資料，認識數字地球技術的應用及其意義。

過程與方法：能結合具體案例，說出遙感技術、全球定位系統和地理信息技術所適用的應用領域。學會地理信息技術中一些簡單的使用方法，如電子地圖的查詢檢索、利用GPS儀進行定位、在電子圖書館中閱讀等。

情感、態度與價值觀：通過讓學生了解地理信息技術的基本概念和應用，認識地理信息技術所涉及的領域越來越廣泛，對人類生產、生活的作用日益重要。通過學習一些基本的地理信息技術手段，提高學生利用現代信息手段分析地理問題、探究地理問題的能力。鼓勵學生將地理信息技術手段應用于生活實踐中，培養學生自主學習能力和社會實踐能力。

二、教材分析

1 四版本教材內容比較(表1)

2 教學重難點剖析

★重點：了解遙感技術(RS)在資源普查、環境和災害監測中的應用

在認識遙感技術的應用時，主要側重于了解遙感技術的作用和用途，而不要求掌握遙感技術的工作過程。以遙感在洪澇災害監測中的應用為例，由于被洪水淹沒地區和未淹地區的反射光譜不同，因此遙感衛星所拍攝的受災地區影像中，淹沒地區和未淹地區所顯示的色調不同。通過不同色調的對比，就能判斷被洪水淹沒地區的分布狀況，進而了解受災的范圍。用不同時段的遙感影像還可以判斷災害的變化趨勢，這對及時獲取受災信息有著重要的作用。

★重點：了解全球定位系統(GPS)在定位導航中的應用

在了解全球定位系統的應用時，要知道全球定位系統能實時、連續地提供地球表面任意地點上的經緯度和高程，因此主要用于定位導航。教學中要求學生能結合具體案例來說明全球定位系統的應用。例如，GPS在車輛導航中的應用。車輛上的GPS導航儀可以對行駛中的車輛進行定位。GPS接收機接收衛星數據后，計算出車輛當前的位置，位置信息按特定的編碼方式，送至數據發送機，經天線傳至控制中心。同時，GPS導航儀可以將位置數據傳輸給GIS系統，在GIS支持下，位置數據以點狀符號表現在電子地圖上。GPS還可以提供導航功能。GPS導航儀開始工作后，GPS接收機不斷地接收衛星定位信息，信息處理器快速計算出車輛所在的位置，然后將這些位置信息與設定的行駛路線坐標相匹配，一旦車輛偏離了之前司機所設置的行駛路線，導航儀就會發出警告，提醒司機注意。

★重點：了解地理信息系統(GIS)在城市管理中的功能

地理信息系統的功能涉及數據的采集、分析、決策以及應用的全部過程。空間分析是地理信息系統中最為核心的功能，這也是地理信息系統與其它計算機系統的根本區別。對于學生而言，最容易掌握操作的是查詢、檢索和統計的功能。GIS在城市管理中的應用涉及很多方面，如城市信息管理與服務、城市規劃、城市道路交通管理、城市救災防災和城市環境管理等。教學中可以結合其中一方面來進行具體的說明。例如，GIS在城市道路交通管理中的應用。車輛安裝GIS后，有關部門可以查詢運行車輛的實時位置及車輛的信息；城市任意交叉路口(用于特殊事件的管理)的信息，包括該點最近的報警單位、救護單位的地址、電話等。此外，還可以提供輔助決策的功能，如現有警察、救護車駛往出事點的路線優選列表(最暢通路線、最近路線、行駛時間)。平時可以將各種緊急情況下相應的備選方案存入計算機，當實際事件發生時，GIS將立即自動產生相應的備選方案供用戶參考決策。

★難點：判斷遙感、全球定位系統和地理信息系統的應用領域

遙感技術、全球定位系統和地理信息系統是地理信息技術中核心的三種技術。這三種技術有著不同的工作原理和應用領域，學生要能根據它們各自的特點來判斷其所適用的領域。遙感技術能大面積、動態、周期性地獲取地表信息，因此廣泛應用于資源普查、環境和災害監測等領域。全球定位系統具有定位、報時和對表面移動物體進行導航的作用，因此應用于軍事、交通、探險旅游等領域。地理信息系統具有采集、存貯、管理、分析和描述整個或部分地球上與空間和地理分布有關數據的重要作用，因此主要應用于全球環境變化的監測與管理、自然資源調查與管理、城市規劃與管理、軍事應用等多個領域。

此外，遙感技術、全球定位系統和地理信息系統集合形成了功能強大的3s技術。現實生活中的很多案例往往是3s技術的綜合運用，因此在教學中教師可以通過一些具體案例幫助學生了解各種地理信息技術在3s技術的綜合應用中是如何發揮各自作用的。以3s技術在城市交通管理中的綜合應用為例，遙感技術以數字圖像方式提供城市范圍內道路與周邊環境的信息，全球定位系統提供車輛目前所處的精確位置等信息，地理信息系統可以實現各種車輛信息的管理、顯示與分析，為管理人員和司機提供輔助決策。

三、教學建議

1 側重地理信息技術應用，對地理信息技術的工作原理不做過多要求

地理信息技術中的專業原理和工作過程所涉及的專業術語較多，內容較復雜，學生學習起來較為困難，教學中可以不要求學生掌握這方面的內容。課程標準中設置這部分內容主要是為了讓學生初步認識地理信息技術，了解其在科學研究和社會生產生活中的重要意義，因此教學應側重于地理信息技術的應用。由于地理信息技術的應用非常廣泛，為了減輕學生的負擔，內容中對遙感、全球定位系統和地理信息系統的應用領域作了適當的限定，只要求掌握其中最主要的應用領域，如地理信息系統主要側重于在城市管理中的應用等。

2 密切聯系生活實際，選擇學生所熟悉的地理信息技術應用實例

地理信息技術的應用非常廣泛，涉及科學研究、生產生活等多個領域。教學中可以將重點放在學生比較熟悉、比較容易接觸到的領域，從學生的生活實際人手選擇具體案例。例如，教師在講授“全球定位系統在定位導航中的應用”時，可以向學生介紹汽車導航儀，目前這種導航儀在實際生活中的應用較普遍，對一些學生來說也較熟悉，因此學生對其應用有一定的感性認識。汽車導航儀內置GPS接收器，可以接收到GPS衛星信號，為車輛提供全天候、全時域的位置信息，并可以在屏幕上顯示車輛運行路線信息。又如，在講授“數字地球”的內容時，可以數字城市為例，列舉學生熟悉的具體案例，如網上購物、網上銀行、遠程教育、網上醫院等，幫助學生認識數字城市所包括的主要內容以及建設數字城市的重要意義，進而更好地理解數字城市的含義。

3 體現地理信息技術的綜合性，注重與區域地理內容的整合

遙感技術、全球定位系統和地理信息系統合稱為3s技術，盡管課程中3種技術是分別介紹的，但實際案例往往涉及3種技術的綜合應用。因此，教學中教師要引導學生認識地理信息技術的綜合性，可以通過具體案例了解在3s技術的應用中，各種技術如何發揮各自的作用，如何體現地理信息技術綜合應用的價值。此外，地理信息技術是區域可持續發展研究與實踐的重要技術手段，地理信息技術不僅可以用來研究、分析區域中的資源、環境、人口、社會經濟等要素，而且也為區域可持續發展的實現提供了強大的技術支持。因此，教學中可以將地理信息技術的有關內容與區域地理內容有機整合，在探索研究區域可持續發展途徑中貫穿3s技術的應用，同樣在介紹3s技術時，也可以提供有關區域可持續發展的具體案例引導學生了解3s技術的應用領域和意義。例如，3s技術在區域環境問題的監測與防治、農業條件的分析與農業的發展、流域現狀的調查與開發利用、區域能源與礦產資源的勘探與開發等方面的具體應用。

4 適當學習地理信息技術的操作，培養學生地理實踐能力

地理信息技術是在一定的軟、硬件系統支持下的技術系統，就如同計算機技術一樣具有較強的操作性。隨著社會經濟發展和科技進步，地理信息技術已日漸普及，越來越多地進入到人們的日常生活中。例如，車載GPS、簡易手持GPS儀、電子地圖等。教學中，教師可以幫助學生學習一些簡單的地理信息技術方法，如手持GPS儀的使用。手持GPS儀是利用GPS的基本原理設計而成的體積小巧、攜帶方便的全天候實時定位導航設備，學生可以學習如何在野外用GPS進行定位導航。教師還可以指導學生學習電子地圖，可以著重于電子地圖中查詢檢索功能的應用。在軟、硬件條件配備較好的學校，教師還可以指導學生學習一些GIS軟件的操作。學習有關地理信息技術的知識和技能后，教師可以鼓勵學生在實際生活和學習中加以實踐。通過實際操作，不僅能激發學生的學習興趣，還能培養其科學精神和地理實踐能力。