2012届高考地理考点整合复习 地理信息系统与数字地球

第40讲 地理信息系统与数字地球
【考点整合】

【要点热点探究】
探究点一 地理信息系统（GIS）在城市管理中的功能
1.概念及工作流程：地理信息系统简称GIS，是以采集、存储、管理、分析和描述地球表面关于与地理分布有关数据的空间信息系统。我们可以可从以下三个层面理解：（1）它是一个空间信息系统；（2）它是一个与地理分布有关数据的空间系统；（3）它负责这些数据的采集、存储、管理、分析、描述。如一个城市管理的地理信息系统：首先它存储的是该城市的各类信息；其次这些信息是按照城市的空间分布特征存储的，需要哪一空间的信息，直接点击相应的位置即可；第三，地理信息系统要将所收集的城市资料输入到计算机中，由计算机进行管理、分析，形成产品，进行存储，以方便人们查询。地理信息系统的工作流程大致是：信息源→数据采集→数据处理→数据库→数据分析→信息输出→模拟结果与决策方案。
2.GIS在城市管理中的应用：⑴城市规划与管理：进行城市规划的设计、工程选址等，也可进行城市城市管理和辅助决策。⑵基础设施管理：如道路、电力、电信、自来水、排污管道等，具有明显的地域性，借助GIS能够完成工程设计、应急抢修、日常维护等工作，提高效率。⑶土地利用与管理：GIS系统可有效地完成对城市土地利用状况的监控和管理，提高工作质量与效率。⑷生态环境管理：应用GIS可以实现生态规划、环境评价、环境与区域可持续发展的决策分析、环保设施的管理等。⑸GIS通过对城市信息的监测、分析、修改、补充、规划，从而为城市管理提供方便。
3.地理信息系统的其他应用领域：⑴资源清查：资源清查是地理信息系统最基本的功能。这时系统的主要任务是将各种来源的数据汇集在一起，并通过系统的统计和覆盖分析功能，按多种边界和属性条件，提供区域多种条件组合形式的资源统计和进行原始数据的快速再现。以土地利用类型为例，可以输出不同土地利用类型的分布和面积，按不同高程带划分的土地利用类型，不同坡度区内的土地利用现状，以及不同时期的土地利用变化等，为资源的合理利用、开发和科学管理提供依据。⑵灾害监测：借助遥感数据的搜集，利用地理信息系统，可以有效地用于森林火灾的预测预报、洪水灾情监测和洪水淹没损失的估算，为救灾抢险和防洪决策提供及时准确的信息。⑶环境管理：一个地方的环境管理信息系统的功能有:为环境管理部门提供数据和信息存储方法??基础数据库系统;提供环境管理的数据统计、报表和图形编制方法;建立环境污染的若干模型，为环境管理决策提供支持;提供环保部门办公软件;提供信息传输的方法和手段等。⑷宏观决策：地理信息系统利用拥有的数据库，通过一系列决策模型的构建和比较分析，为国家宏观决策提供依据。例如系统支持下的土地承载力的研究，可以解决土地资源与人口容量的规划。我国在三峡地区研究中，通过利用地理信息系统和计算机辅助制图的方法，建立环境监测系统，为三峡宏观决策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。
例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⑴～⑵题。

⑴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.学校分布
⑵若利用该地理信息系统进行深埋垃圾场的选址，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
命题意图：本题考查了地理信息系统的原理及其应用，通过该图让学生更进一步的理解地理信息系统的信息是按照图层分布的特点。
解析：⑴地理信息系统图层涉及到土壤、水系、地形、土地利用及居民点分布，该专题研究可能是耕地分类和评价。工业分布与交通的关系、商业分布和规划、学校布局等与自然因素关系不大。
⑵深埋垃圾场选址考虑水文地质和区域规划，而大气污染、造纸厂、印刷厂分布与深埋垃圾无关。
答案：⑴A ⑵D
【变式训练】目前对地球形状的精确研究主要是基于
A.遥感技术和地理信息系统 B.全球定位系统和地理信息系统
C.遥感技术和全球定位系统 D.数字地球
命题意图：本题考查现代化技术的应用，需要对3S技术的应用领域熟练掌握的基础上才可以作答。
解析：遥感技术可以选用不同的波段和不同的遥感仪器，对遥远的地物进行感知，具有探测范围大、获得资料快、受地面条件限制少等优点；地理信息系统是专门处理地理空间数据的计算机系统，可以及时将遥感等获得的信息加以处理，从而有广泛的应用领域。目前对地球形状的精确研究主要是基于遥感技术和地理信息系统。全球定位系统主要是在全球范围内适时进行导航、定位，数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作为工具来支持和改善人类活动和生活质量。
答案：A
探究点二 数字地球的含义
1.通俗地讲，就是用数字的方法将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化装入电脑中，实现在网络上的流通，并使之最大限度地为人类的生存、可持续发展和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。
2.严格地讲，数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作为工具来支持和改善人类的活动和生活质量。
3.数字地球的核心思想：是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会等方面的问题，最大限度地利用资源，并使普通百姓能够通过一定方式，方便地获得他们所想了解的有关地球的信息。
例2 “数字地球”需要许多现代技术支持，下列对其关键技术的说法错误的是（ ）
A．高速公路与高速网络技术 B．3S技术
C．可视化与虚拟现实技术 D．大容量数据储存技术与高性能计算能力
命题意图：本题考查了对“数字地球”概念及其原理的理解。
解析：数字地球是将地球信息数字化后储存在计算机中的虚拟地球，其信息传输需信息高速公路的支持，与高速公路无关。
答案：A
【课时作业】
一、单项选择题
GIS是用于空间分析的计算机系统，某中学地学小组将它用于课题研究。据此回答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，须调用的专题图层有下列中的（ ）
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
GIS在国民经济各部门得到了广泛的应用，读图，完成3-4题。
3．下列研究内容中，主要应用GIS进行的有（ ）
①近50年某省粮食总产量与人均产量变化特征分析
②近20年来，某市市区人口分布变化特征与城市建设相关性分析
③某市郊区土地利用状况与农业结构变化特征分析
④某市市区主要道路交叉点交通流量状况分析及公交线路、站点分布的方案设计
A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．①②④
4．图中所示数据库最有可能用来进行（ ）
A．农业布局规划 B．工业布局规划 C．商场选址规划 D．学校选址规划
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。右图中甲、乙分别为同一地区两种要素分布图。据此判断5～6题。
5．若将甲、乙两图层进行叠加，得到的新图层是（ ）
6．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是（ ）
A．城市道路网类型 B．交通线与地租等值线分布
C．城市功能分区结构 D．城市商业网点分布
7．GIS被称为“地图的延伸”。GIS技术制作的电子地图与普通地图最基本的差异是（ ）
A．数据分析能力 B．数据模型 C．空间模型 D．表示范围
2006年9月5日至6日，由中科院主办的2006年中国科学院地理信息技术自主创新论坛在北京隆重举行。本次论坛以“创新 发展 超越”为主题，全面展示了我国在地理信息技术自主创新所取得的成果和经验。据此回答8-9题。
8．地理信息技术包括 （ ）
①RS ②GPS ③GIS ④GDP ⑤GNP
A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D.①③⑤
9．运用现代化技术可减少海洋风暴对航行的影响，下列说法正确的是（ ）
A．运用GPS可及时获取风暴发展过程的数据
B．利用GIS可对海洋风暴的数据进行分析
C．利用RS可判断海洋风暴的风力大小
D．RS可提供海洋风暴的三维坐标
专家认为，“数字地球”是地图测绘、航空卫星遥感、探空和深钻的深化，是对地图测绘系统(EOS)、全球定位系统(GPS)与地理信息系统(GIS)的综合，实现地球圈层间物质流、能量流与信息流数据的集成，从而对全球化问题进行广泛研究。据此回答10～13题。
10．“数字地球”即 ( )
A．数字化、信息化的虚拟地球 B．用数字度量半径、体积、质量等的地球
C．用经纬网络描述的地球 D．“数字城市”和“数字校园”
11．“数字地球”的出现是科技创新的又一典范。这意味着 ( )
A．科技创新日益全球化 B．科学技术是先进生产力的集中体现
C．科技的发展离不开雄厚的经济实力 D．任何科技必然为政治服务
12．“数字地球”的核心技术包括 ( )
①遥感技术 ②全球定位系统 ③地理信息系统 ④现代通信技术
A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④
13．“数字地球”的应用领域包括 ( )
①可持续发展 ②政府决策 ③百姓生活 ④科学研究
A．①② B．③④ C．①②③ D．①②③④
二、综合题
14.当今，3S（RS?遥感，GPS?全球定位系统，GIS?地理信息系统）技术在生产，生活和科研中的作用越来越突出。运用有关3S知识回答下列问题。

（1）GIS具有强大的查询功能，根据图1显示的查询半径，图中以北京为查询中心的地图比例尺为 。根据图中显示的经纬度可知，地图中代表呼和浩特、济南的字母分别是 、 。
（2）城市道路建设速度越来越快，地图测绘部分为了及时更新城市道路变化信息，需要利用 技术。图2所示的交通监控与救援管理系统，根据交通事故发生地点，利用 技术，快速设计出警车、救护车赶往出事地的最佳行车路线，而交通事故发生地与警车、救护车的精确位置是利用 技术获取的。
15．阅读下列材料，回答问题。
材料一 1993年美国政府首先提出了“国家信息基础设施”建设计划，这一计划被形象地称为“信息高速公路”计划。
材料二 1998年美国副总统戈尔提出“数字地球”概念，一般认为“数字地球”是对真实地球及其相关现象的统一的数字化和信息化，它是以因特网为基础，以空间数据为依托，以虚拟现实技术为特征，具有三维界面和多种分辨率浏览器的面向公众开放的系统。
材料三 现代战争是数字技术之间的较量，谁占据信息，谁就更富有和安全，谁失去信息，谁就会贫穷挨打。1991年海湾战争中，多国部队向中东地区所投的炸弹中精确制导炸弹占全部炸弹的7．6％，2003年的伊拉克战争中关军精确制导炸弹比重达到了80％～90％。
(1)美军精确制导炸弹的关键技术是 。
(2)简述“数字地球”产生的科学技术背景。
(3)美国提出建设“数字地球”这一战略举措有何重大意义?
(4)我国目前正在积极建设“数字中国”。“数字中国”对我国国土整治有何重要意义?
参考答案与试题详细解析
1．C GIS中存储和处理的数据，可分为空间数据和属性数据，坐标图、柱状图用传统作图和GIS数据库软件都可以制作，但C选项是一幅矢量图形，只适宜用GIS数据库软件制作。
2．A 题设中要求分析人口分布与自然条件的关系，而自然条件主要指地形、气候、土壤、河湖等，所以只有A选项符合题意。
3. C 本题考查GIS的应用。地理信息系统存储和处理的数据，可分为两类：一类是反映事物地理空间位置的信息，称为空间数据；另一类是与地理位置有关的反映事物其他特征的信息，称为属性数据。近50年某省粮食总产量与人均产量变化特征分不具备空间数据特点，因此无法应用GIS解决。
4. A 各选项中只有农业布局规划与水系、地形、土壤条件等有关，其他选项与这些要素关系不大，因此只有A符合题意。
5．A 本题考查对图示细节上的把握程度，仔细看甲乙两图，甲乙叠加后即可得到新图A。
6．B 根据上题的原理，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是交通线与地租等值线分布。
7.B GIS技术制作的电子地图与普通地图最基本的差异是数据模型。
8．A 地理信息技术主要包括地理信息系统(简称GIS)、遥感技术(简称RS)、全球卫星定位系统(简称GPS),统称3S。
9．B 本题主要对3S的各自功能进行掌握。RS遥远的感知，GIS信息数据的采集分析，GPS全球定位导航。
10．A 11．B 12．A 13．D 解析：社会的发展是随着生产力的发展而发展的，而科学技术是生产力的集中体现。 “3S'’技术作为“数字地球”的核心技术，一方面“数字地球”的研究和建设为“3S”技术的发展创造了条件，另一方面“3S”技术的发展为“数字地球”的建设提供了技术支持。
14．解析：⑴由图可知北京至A地的图上距离为1厘米，实际距离为500千米，可求得该地图的比例尺为1∶50000000。根据四个城市的经纬度，可以北京为中心求得其他三城市与北京的相对位置。⑵本题是3S技术在实际生活、生产中应用实例，较易。
答案：（1）1∶50000000 AD （2）RS GIS GPS
15.解析：本题考查数字地球的相关知识。
答案：（1)全球定位系统(GPS)
(2)遥感、遥测技术、全球定位系统及地理信息系统等空间科学技术已成为研究地球现象的重要手段；信息传输技术，尤其是信息高速公路的建设迅速发展，这些为“数字地球”的诞生奠定了技术基础。
(3)通过继续把持信息技术和信息产业的制高点，推动经济的发展；“数字地球”是信息高速公路的自然延伸，为信息高速公路提供更丰富、多样、重要的信息资源维持全球战略的需要，“数字地球”将进一步增强美国国力，增强其对全球事务的快速反应能力和国际热点地区的发言权。

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