高中地理教学中的地理信息技术，本文主要内容关键词为：信息技术论文,地理论文,高中地理论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
《普通高中地理课程标准(实验)》中明确提出，要学习地理学的理论、应用、技术各个层面，关注人们生产、生活与地理密切相关的领域，突现地理学的学科特点与应用价值，以利于开阔学生的视野，进一步提高学生的科学精神与人文素养。近年来，地理信息技术在各地高考试题中频频出现。本文结合新课改及历年高考试题，分析地理信息技术的重要性及主要学习内容。
一、人教版教材安排及新课标要求
从上表可以发现，新课标中，地理信息技术在高中知识体系中的比重较之前有所增加，学习要求也有一定程度的提高。但在高中阶段，地理信息技术的基本原理还只侧重于了解，其更强调理论的实际应用，因此，没有必要将所有地理信息技术的理论和技术系统地展示给学生，只需借助典型的案例剖析，展示最基础、最核心的地理信息技术知识，以提高学生的实际应用能力。
二、历年高考考点分布及典型试题解析
从上表可以看出，地理信息技术在近5年高考中均有考查，且2007年最多，分值最高。可见，地理信息技术已经成为高考考查知识的重要组成部分，且随着地理信息技术的迅速发展以及在全球范围内的广泛应用，今后仍将是考查的方向之一。
2.典型试题及解析
(2007年北京文综，9～10题)地理信息系统(GIS)技术可应用于鲁尔区煤矿整治研究。读图1完成试题。
图 1
(1)GIS技术的()
A.关键装置是传感器B.数据模型用点、线、面表达
C.主要功能是空间定位 D.数据库由若干图层组成
(2)图中城市()
A.①位于规划区B.②位于非矿区
C.③位于现矿区D.④位于原矿区
答案：(1)D(2)C
解析：该题运用了地理信息系统制作了上下放置的两张专题图，重点考查学生对GIS技术的基础知识、原理和应用的掌握。
第(1)题的考察点从题目上看是针对GIS的，但从4个选项中可以看出，本题的立意在于考查学生对遥感、地理信息系统技术和全球定位系统的基础知识的掌握。完成这道题，首先要求学生掌握这3种现代技术的本质区别和原理；其次，要求学生具备一定的理解判断能力。选项A考查学生对遥感技术的认识，遥感技术是从传感器接受信息到遥感信息应用的全过程，因此传感器是遥感的关键装置。选项C的空间定位是全球定位系统的重要功能之一。选项B和D均是对GIS技术基础知识和原理的考查，数值模型是GIS技术区别于地图的最基本的差异，是通过一定方式将要表示的内容转变为数值，而空间模型是由点、线、面来表示。GIS中，不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上，通过图层叠加可以分析要素间的相互关系，产生新的空间和属性数据的组合，为决策提供依据。第(2)题考查了学生对GIS技术不同图层要素提取和判读方法的进一步掌握，该题还同时考查了学生对地图常用图例和标注基础知识的掌握。
在2004年全国卷中，选择题第5、6题也属此类。如城市交通图层与城市人口分布图层的叠加，可以为商业网点选址提供依据；对1985年与2000年城市土地利用图层进行分析，能够了解城市地域结构变化。近几年，对遥感技术和GPS的考查也不断出现，如2006年北京文综卷第6题，利用遥感技术监测土壤水分含量变化；2004年广东地理卷中，利用遥感技术检测树木的生长状况等。
通过对历年试题分析可以发现，目前高考中对地理信息技术的考查依然侧重于基本原理、主要功能及在社会实践中的应用，如河流进入汛期或修建大坝水位上涨时通过分析(图2)预测可能淹没地区的面积，并通过与人口分布图层叠加预测需要搬迁的人口，进而估算对生产、生活、经济等的影响，为决策提供技术支持。
图2 甘肃黑山峡水库虚拟淹没情况图
三、地理信息技术简要知识结构分析
1.遥感(RS)
遥感是人们利用一定的技术装备，对地表物体进行远距离的感知，用于实时获取地理目标的信息，发现地球表面上的各种变化，主要功能是地理信息数据的获取。
图3 遥感的主要环节
由图3可知，遥感的关键装置是传感器，而能够感知地物是因为地物的种类、性质、环境条件的不同，其反射和辐射的电磁波也各不相同。如图4所示不同地物对同一波段的电磁波的反射率是不同的，即使同一地物的反射率，也因时因地而不同。遥感技术可以根据不同的目的和任务，选用不同的波段和不同的遥感仪器，取得所需信息。如根据植物的反射波谱特征，判断植物的生长状况，从而估计粮食作物的产量(图5)。
图4 不同地物的反射率
图5 植物病虫害与反射率
2.地理信息系统(GIS)
地理信息系统是在计算机软硬件支持下，采集、存储、管理、检索、分析和描述地理空间数据，适时提供各种空间的和动态的地理信息，用于管理和决策过程的计算机系统。地理信息系统功能强大，应用领域广泛，凡用到地图或需要处理地理空间数据的领域，均可以借助GIS(图6)。
图6 GIS应用领域
图7显示了GIS系统基本流程及各环节的主要功能和特征。
图7 GIS的简要程序
由图7并结合近5年高考试题可以发现，试题通常以案例形式呈现，考查GIS基本特征及应用领域，侧重于信息处理、数据库建立、空间分析3个环节。
3.全球定位系统(GPS)
全球定位系统用于提供目标高精度的定位和导航信息，主要由3部分组成：①空间部分：GPS卫星系统；②地面控制部分：地面监控系统；③用户设备系统：GPS信号接收机。常见试题集中在GPS的应用领域，如现代交通运输、野外勘测(通过地壳变形测量监测地壳运动，大坝和大型建筑物变形测量)等。
四、试题设计
例1：读图文资料，回答问题。
资料1：“精确农业”是指利用现代高新技术，获取农田作物产量和影响作物生长的环境因素(如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等)实际存在的空间及时间差异性信息，分析影响农田产量差异的原因，并采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需实施定位调控的“处方农业”。
资料2：图8“水分含量对玉米叶子反射率的影响”。
图 8
(1)据图8可知，玉米叶子水分含量与反射率的关系是____________，要监测玉米缺水状况，首要采用的现代化技术是_______。(选择)
A.全球定位系统(GPS)B.地理信息系统(GIS)
C.遥感(RS) D.决策支持系统(DSS)
(2)监测玉米含水量变化，主要是通过监测玉米的来判断玉米的生长状况。
A.电磁波特征B.种植密度
C.种植面积 D.形状特征
(3)玉米反射率较高的波段为()
A.红外线B.可见光C.紫外线D.X射线
(4)依据上述原理，举例说明遥感在现代农业中的应用。
例2：读图文资料，回答问题。
资料1：“江山如画，何以畅行无忧？”“新科带您轻松游山玩水”。
图 9
资料2：地理信息系统，具有地图处理、数据库和空间分析3项功能。它不仅可以像传统地图一样解决与“地点”和“状况”有关的查询，还能用它进行趋势分析，用“虚拟模拟”进行预测性分析……
(1)新科能够带您轻松游山玩水，迅速寻找到目的地并提示最佳路线，主要依托于地理信息技术中的_________技术的应用。
①RS②GIS③GPS④DSS
A.①②B.②③C.②④D.①③
(2)地理信息系统的简要程序是()
A.信息源—数据处理—数据库—空间分析—表达
B.信息源—空间分析—数据处理—数据库—表达
C.信息源—空间分析—数据库—数据处理—表达
D.信息源—数据库—数据处理—空间分析—表达
(3)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
(4)GIS与地图最基本的差异是()
A.空间模型B.数据模型
C.阅读速度D.空间分析能力
(5)下列有关全球定位系统的叙述，不正确的是 ()
A.GPS是利用卫星进行导航、定位的系统
B.GPS包括三大部分：空间部分、地面控制部分和传输部分
C.GPS卫星系统由24颗卫星组成
D.野外旅行，只要拥有GPS信号接收器，可随时知道自己所处经纬度
(6)结合材料，说明地理信息技术在城市交通中的应用。
参考答案
1.(1)玉米叶子水分含量越高，反射率越低C(2)A(3)A(4)监测作物生长环境及其状况，如土壤湿度、作物水分含量、病虫害程度，进行作物估产，监测土地利用状况及其变化等(合理即可)
2.(1)B(2)A(3)D(4)B(5)B(6)查询车流信息、路面质量、沿路环境、居民分布等；道路交通管理，如监测道路的通行状况、主要道路交叉点交通流量状况，进而优化道路设计，如公交线网和站点分布；通过查询车辆位置及动态变化分析其车速及道路是否畅通，精确的客流与路况信息可为科学调配运力提供决策支持
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