⑴ 城市地質信息化
一、地質勘察信息管理系統建設
(一)概述
深圳市城市地質勘察信息系統是由深圳市勘察研究單位自行投資和實施完成的一個大型GIS信息管理項目。項目開始於2002年10月,2003年12月基本完成,2005年在原系統基礎上增加了Web發布功能。
系統採用深圳市1∶1000(特區外為1∶2000)地形圖為地理背景底圖,能實現對勘察項目、勘探點數據、原位測試和土工試驗數據、水文地質試驗數據、區域地層岩性空間分布數據、區域地質構造空間分布數據和其他特徵性地質對象數據進行綜合管理。
該資料庫內的管理信息工作自1983年以來,包括所完成的各類勘察工程的全部信息,以及深圳特區1∶5萬地質圖所包含的地層岩性和地質構造空間分布數據。除此之外,還有部分羅湖區斷裂帶高層建築物沉降監測項目數據和部分地質災害和地質遺跡數據。
該系統被列為「2003年深圳市信息化重點工程」以及「2003年深圳市建設科研項目」。
系統建設的主要目的和意義為:
1)全面有序地管理、開發、利用城市地質勘察資源。
2)提供城市規劃、國土資源開發、城市建設和城市管理等決策分析的地質信息依據。
3)為深圳社會經濟建設的可持續發展提供基礎性地質地理信息。
4)規范統一深圳市地質資源與工程地質勘察行業技術標准,實現網路信息共享。
5)為城市防災減災、城市地質科學研究、岩土工程設計和工程地質勘察等領域的發展提供服務。
(二)系統建設方法與實施技術
城市地質勘察信息系統的建設,需要採用地理信息系統(GIS)技術、資料庫技術和網路技術進行開發。
地理信息系統(GIS)技術,提供了將空間數據及其屬性數據進行關聯整合,能以地圖這一圖形方式進行顯示,並且提供各種層次的地圖空間數據查詢和表現功能。目前,主流的地理信息系統(GIS)平台軟體,國外平台有Arc/Info、MicroStation GeoGraphics、MapInfo和AutoMap等,國內平台有MapGIS、SuperMap等。從網路運行環境來看,又分為客戶端/伺服器端(C/S)和瀏覽器/伺服器端(B/S)模式,後一種方式又稱為是互聯網地理信息系統(WebGIS)。
深圳市城市地質勘察信息系統也分為兩個版本,前期版本為客戶端/伺服器端(C/S)版本,採用國內SuperMap 2000軟體為平台進行開發;後期版本為瀏覽器/伺服器端(B/S)版本,主要採用MicroStation Geographics平台下的GeoPublisher作為伺服器地圖數據發布引擎,客戶端則採用自主開發的控制項完成。
由於地理信息海量數據特點,地理信息數據存儲對資料庫管理系統的並發響應速度等要求較高,數據存儲主要有兩種方式:一種是將空間地圖數據及其屬性數據,統一存放到一個資料庫中的圖屬一體化存儲方式;另一種則是將空間地圖數據和其屬性數據分別存儲的方式,即地圖數據以文件方式存儲(一般以圖幅為分割單位),而屬性數據則存儲到資料庫管理系統中。前一種方式是具有維護管理方便、技術先進、響應快的優點,是目前的發展方向,但技術實現費用較高、系統不穩定,因此,深圳市城市地質勘察信息系統仍採用空間地圖數據和其屬性數據分別存儲的方式,資料庫管理系統採用的是M S SQL Server2000。
圖3-3-1 系統基本對象
由於計算機網路和Internet技術的普及,越來越多的計算機軟體已經擺脫了單機工作環境的局限,向聯網協同工作的方式轉化,深圳市城市地質勘察信息系統也是一個聯網運行的軟體系統,設計上採用了Internet軟體技術來實現,目前主要面向於區域網內應用,但其技術上也已經完全滿足Intcrnet環境下的應用需求(圖3-3-1)。
(三)要素分類與編碼
根據建設部《城市地理信息系統建設規范》的經驗和成果,深圳市城市地質勘察信息系統內分為城市地理基本數據集和城市地質基本數據集要素兩類,其中城市地理基本數據集主要是指地形、地物、地下管線和測繪標志等數據要素,城市地質基本數據則指城市地質工作與工程建設所涉及的地層岩性、地質構造等空間數據,以及地質測繪和勘探所獲得的各類成果數據,如勘探點(鑽孔)、原位測試數據等。
深圳市城市地質勘察信息系統城市地理基本數據集要素分類與編碼,基本上參照原有測繪產品要素分類規范,如《1∶500 1∶1000 1∶2000地形圖要素分類與代碼(G B 14804-93)》、《國土基礎信息數據分類與編碼》(G B/T 13923),而城市地質基本數據集由於項目建設時期國內尚沒有可供遵循的規范標准,因此根據實際工作需要,系統建設者對各類要素進行了統一分類和編碼,其成果已被《城市地理信息系統建設規范(C JJ100-2004)所採納。
要素分類編碼過程中,注重了以下原則:
1)唯一性:編碼應唯一、無歧義。
2)擴展性:給定編碼規則和擴充區間,以滿足實際應用中編碼擴展、增加的需求。
編號全部採用數字編碼,共6位,第一位數字為主題類,第二位數字為大類,第三、四位數字為中類,最後兩位數字為小類和擴充位。
下面對城市地質基本數據集作簡要說明(表3-3-1~3-3-7)。
1.地層岩石
表3-3-1 地層岩石要素編碼
2.地質構造
表3-3-2 地質構造要素編碼
3.水文地質
表3-3-3 水文地質要素編碼
4.地震地質
表3-3-4 地震地質要素編碼
5.環境地質
表3-3-5 環境地質要素編碼
6.地質資源
表3-3-6 地質資源要素編碼
7.其他要素
表3-3-7 其他地質要素編碼
續表
(四)數據組織
1.主要數據種類
系統數據主要包括基礎地理數據(1∶1000地形圖)、基礎地質數據和工程勘察專題數據3類(圖3-3-2)。
2.要素屬性數據
系統主要要素的屬性數據見表3-3-8~3-3-18。
表3-3-8 地層界線屬性表
圖3-3-2 系統管理建庫的數據種類
表3-3-9 岩層屬性表
表3-3-10 土層屬性表
表3-3-11 勘探點屬性表
表3-3-12 斷層屬性表
表3-3-13 地震震中屬性
表3-3-14 滑坡體屬性
表3-3-15 危岩體屬性
表3-3-16 海水入侵帶屬性
表3-3-17 地質遺跡屬性
表3-3-18 地面沉降區域屬性
3.資料庫結構
系統採用關系型數據進行組織,對於勘察項目與勘探點數據之間關系較為復雜,其各要素屬性表與各輔助數據表之間結構如圖3-3-3~3-3-5。
圖3-3-3 勘察工程項目相關數據表及關聯關系
圖3-3-4 勘察工程場地(場區)相關數據表及關聯關系
(五)系統功能
1.項目查詢
系統提供根據關鍵字查詢、組合信息查詢資料庫中的勘察項目的檢索功能,或者根據地圖位置點選、框選、不規則框選等功能實現對勘察項目的查詢。
2.鑽孔查詢
系統提供點選、框選、給定坐標范圍和繪制不規則區域等方式,選定資料庫內的鑽孔,供查詢分析之用。
3.定位查詢
該系統是一個標準的地理信息系統應用工程,可以實現地理信息系統所提供的各種定位查詢功能。如根據坐標定位查詢、根據地名定位查詢、根據其他關鍵詞定位查詢、或者地圖瀏覽定位等等。
4.區域數據提取
通過在地圖上框選、或者繪制一個區域,實現選定該區域上的勘探點(鑽孔),並將該部分勘探點以一個模擬「工程」的形式,將數據導出到勘察作業軟體(「勘察e」軟體格式),供進一步分析,如圖3-3-6所示。
5.模擬鑽孔生成
系統可以通過選擇給定平面位置點上的周邊鑽孔,通過數據插值模擬手段,生成一個模擬鑽孔,用於查詢該點的推測地層和地層厚度。
6.報表和專題圖輸出
系統提供地質平面圖、鑽孔柱狀圖、鑽孔剖面圖、原位測試孔柱狀圖、地層簡表、地層參數簡表、土工試驗和原位測試結果簡表等報表和專題圖輸出功能。
圖3-3-5 勘探孔和各類試驗的數據表之間的關系
圖3-3-6 W ebGIS版本下將選定鑽孔輸出為模擬工程數據文件
7.管理維護功能
系統提供有數據備份、訪問許可權控制、數據入庫(數據手工錄入和整體導入)等功能。
8.Web發布
系統建設初期採用了傳統C/S模式,後期逐步擴展到B/S模式,通過Bentley GeoWebPublisher平台,將地理地圖數據與鑽孔數據以Web方式進行發布,擺脫了客戶端繁瑣的維護安裝任務,使得網內終端,打開瀏覽器就能夠實現對系統各種資源的訪問和查找。
具體實現功能如下:
①地圖的縮放、平移;②地圖的查詢定位;③對資料庫中的勘察工程和勘探點進行各類互動式查詢;④選定勘探點輸出為模擬工程數據用於分析。
在客戶端開發工程中,結合了Flash Active Script技術,解決了單純採用Bentley GeoWebPublisher所提供的控制項方式無法實現的大數據發布的快速響應與客戶端地圖操作的靈活性同時實現的問題,客戶端界面更為友好和易於操作。
查詢頁面效果如圖3-3-7所示。
圖3-3-7 繪制不規則區域選定鑽孔
(六)系統應用情況
系統建成後,先後在多個工程項目的地質信息收集、勘察前期准備、成果編制和周邊地質信息補充等方面得到了具體應用,取得了很好的效果。這些工程包括:①深圳市軌道交通四號線二期工程;②深圳市防震減災信息管理系統工程;③深港西部通道深圳側接線工程;④深圳市東部沿海高速公路工程;⑤深圳市龍崗區土地儲備開發中心北通道市政工程;⑥深圳和記黃埔觀瀾地產有限公司觀瀾低密度住宅發展項目。
隨著項目中積累的勘探點數據和其他基礎地質數據種類和數量的增加,深圳市城市地質勘察信息系統提供的信息將更為詳細和准確,其管理應用價值將逐步得到提升。由於系統數據的基礎性和代表性,系統所體現的公共服務價值也將逐步得到體現。
2006年,該系統被評為全國優秀地理信息系統工程。
二、「勘察e」數字化勘察作業系統
(一)建設思路
目前國內商業性工程勘察軟體基本上在AutoCAD下二次開發完成,對國外軟體依賴嚴重,用戶運行成本較大,不利於軟體正版化,也不符合國家支持民族軟體發展的政策。另一方面,在AutoCAD下開發,所編制的軟體必須犧牲很多定製特性,圖屬交互處理很難實現,不能滿足發展的需要。隨著近二十年來的技術發展,對工程勘察軟體提出了更多、更新的需求,除滿足常規的計算機輔助制圖功能外,具備綜合數據管理和分析能力、GIS應用介面、標准化程度高、可定製、擴展性強的勘察軟體將是今後5~10年的主要發展方向。
針對這一形勢,完全可以開發出一套有別於傳統思路,以城市工程勘察為主要服務對象,通過內建自主知識產權的圖形平台,能夠完成勘察數據採集和處理,成果輸出和管理的專業軟體,「勘察e」數字化勘察信息處理軟體就是這一思路的具體實現。
深圳市勘察研究單位獨立開發的「勘察e」數字化勘察信息處理軟體,其特點就是不依賴任何CAD軟體,完全自主開發,用戶一次性完成正版化,軟體開發始於2003年,採用C++Bulider與Visua1 C++進行開發。軟體於2004年被列為建設部「2004年重點信息化建設項目」,並於2004年通過建設部科技司組織的專家組鑒定,專家鑒定意見為「國內領先,國際先進」。
(二)「勘察e」CAD繪圖平台
「勘察e」包含的自主開發二維CAD平台,是一個功能基本齊備的圖形繪制環境(圖3-3-8),能夠滿足工程勘察數據整理和圖形輸出的功能需求,也能為其他岩土工程應用提供基本的圖形支撐環境。
1.繪制圖形
「勘察e」CAD圖形平台實現了類似於AutoCAD繪圖操作的常用繪圖功能。包括:繪制直線段、繪制多義線、繪制正多邊形、繪制矩形、繪制圓弧、繪制圓、繪制橢圓、繪制樣條曲線、繪制多行文本、生成塊和填充。
2.編輯圖形
「勘察e」CAD圖形平台將實現AutoCAD常用編輯圖形功能。包括:刪除、拷貝、鏡像、偏移、陣列、旋轉、縮放、裁剪、延伸、分解和排列對齊。
3.瀏覽功能
「勘察e」CAD圖形平台將實現AutoCAD常用的瀏覽功能,包括:圖形窗口的放大、縮小和平移功能。提供多種放大縮小的瀏覽方式,包括窗口縮放、中心縮放等。
圖3-3-8「勘察e」制圖環境
4.輔助繪圖功能
「勘察e」CAD圖形平台提供捕捉、正交輔助繪圖功能。捕捉點類型有:端點、中點、圓心、交點、切點、垂直點、象限點和最近點等。
5.互動式繪圖
「勘察e」CAD圖形平台提供命令行輸入和畫筆交互的方式繪圖。鍵盤方式可以精確地輸入世界坐標,彌補畫筆繪圖精度不足的缺點。可以ESC鍵取消當前的命令,也可以Enter鍵完成當前的命令;輔助繪圖命令平移、實時縮放和滾輪縮放不中斷當前的繪圖、修改命令如:畫直線、對象拷貝等;
6.圖層管理
「勘察e」CAD圖形平台提供圖層管理功能。
1)建立多個圖層:可以創建多個圖層,每個層管理自己所擁有的實體。
2)鎖定圖層:將指定的圖層鎖定,無法編輯修改實體。
3)隱藏圖層:將指定的圖層隱藏,既看不到實體,也無法修改實體。
4)凍結圖層:將指定的圖層凍結。
5)刪除圖層:刪除指定的圖層,圖層所擁有的實體也被刪除。
6)實體改變圖層:改變選擇的實體的圖層屬性。
7.圖形文件存取
「勘察e」CAD圖形平台提供圖形文件存取功能。
1)兼容AutoCAD的DXF文件格式:能夠打開和保存DXF文件,暫不處理AutoCAD特有的線型、字體。
2)自定義文件格式「.CAD」:能夠以文件流的形式保存為「.CAD」文件,也能夠讀取「.CAD」文件,並且能夠兼容早期版本。
3)圖源文件.wmf:能夠保存為.wmf文件,但不能讀取。
8.列印和列印預覽功能
勘察CAD圖形平台提供列印和列印預覽功能。
1)能夠顯示當前區域網內共享、可用的列印機。
2)能夠顯示列印機的基本信息。
3)能夠按照對象線寬和對象顏色預覽和列印圖形。
4)能夠按照用戶指定的列印樣式列印和預覽圖形,如果同時指定了對象線寬和對象顏色,優先採用對象線寬和對象顏色。
5)能夠編輯列印樣式並保存為文件,以顏色值來表示列印樣式,每個顏色值代表要列印的顏色、線寬和線型,最多能有256個顏色值。
6)能夠指定是否按照列印樣式預覽和列印圖形。
7)能夠列出當前列印機支持的所有紙張類型。
8)能夠指定列印方向:縱向、橫向。
9)能夠指定列印區域:圖形界線、圖形范圍、當前顯示的圖形和窗選范圍。
10)能夠指定列印比例和列印份數。
11)能夠指定按照偏移方式列印還是居中方式列印,偏移方式下可以輸入相對於紙張左上角的X、Y方向上的偏移距離。
12)批量列印功能,能夠批量列印輸出。
(三)勘察作業功能
1.數據錄入功能
提供各類勘察數據錄入功能,及靜力觸探試驗和部分土工試驗軟體數據直接導入系統的功能。錄入界面如圖3-3-9所示。
2.專題圖生成功能
1)平面圖布置圖:可根據工程數據自動生成輸出勘探點平面位置分布圖,根據畫筆的點擊位置布置勘探點,拖拽勘探點,也可選擇勘探點布置剖面線。
2)平面圖:按照指定比例和原始錄入參數,自動生成輸出鑽孔平面位置分布圖。圖面內容包括:鑽孔、剖面線等,可疊加任意地形圖及地物。
圖3-3-9「勘察e」鑽孔數據錄入界面
3)柱狀圖:自動生成任意位置地質柱狀圖等。
4)剖面圖:自動或人工劃分土層,自動生成工程地質剖(斷)面圖,內容包括鑽探數據,動、靜探曲線等原位測試數據,設計標高,基礎標高示意等;能夠編輯處理多種特殊情況。
界面如圖3-3-10所示。
5)等值線圖、雲圖:按多種經典演算法(三角網法、格網法等)自動生成地面等高線、各岩土層埋深等值線、各土層等厚線、基岩面等高線、地下水位等高線及其他等值線圖等;以畫線方式,自由繪制等值線圖內外邊界,過程直觀簡單。界面如圖3-3-11,圖3-3-12所示。
(四)模板定製
軟體提供自定義模板功能,並根據模板自動生成圖形。不同的單位或公司所繪制的地質勘察專題圖的格式有所不同,但完全可以按照自己的要求定製模板;模板的尺寸符合國家圖紙尺寸規范(圖3-3-13)。
圖3-3-10「勘察e」生成剖面圖示意
圖3-3-11「勘察e」生成雲圖選項對話框
圖3-3-12「勘察e」等值雲圖生成效果
圖3-3-13「勘察e」專題圖模板定製示意
1.圖形符號管理
系統提供自定義符號的功能。符號是有特定意義的圖形塊,用來生成專題圖;除了系統自帶的符號外,用戶可以自由擴充自己的符號(圖3-3-14):
1)能夠將本系統中的任何圖形保存為符號,並可以將符號分類顯示。
2)可以將任何符號以一定的比例直接拖拽到圖形中。
3)可以編輯和刪除符號。
2.勘察報告生成
提供自動生成工程勘察報告初稿,自動完成土工試驗、水質分析、原位測試的統計與分析。
3.輔助工程設計
提供淺基礎沉降計算、樁基承載力及沉降計算功能(圖3-3-15)。
(五)三維可視化功能
系統採用OpenGL技術和三維格網插值演算法,實現了對地層層面三維空間分布進行模擬顯示的功能。並且能夠通過滑鼠控制地層層面模型進行縮放、旋轉等觀察,以及輸出視圖為圖形文件等功能(圖3-3-16)。
圖3-3-14「勘察e」的符號管理功能
圖3-3-15「勘察e」的輔助計算分析對話框
有關數據的導入導出,目前「勘察e」軟體能夠對勘察項目數據文件整體導入到深圳市城市勘察信息系統中,同時也能夠接收和打開深圳市城市勘察信息系統導出的項目數據文件。
「勘察e」網路版和單機版勘察項目數據也能夠以文件整體導入導出方式進行無損交換。
圖3-3-16「勘察e」三維地層層面分布模擬
(六)系統應用
目前該軟體已經廣泛應用於深圳及國內多個地區和單位的勘察與內部作業的生產業務,經過了「深圳市軌道交通四號線二期工程」等大型勘察項目檢驗,取得了很好的應用價值。
該軟體還不斷根據應用中實際的需求,進行持續完善升級。
三、邊坡工程三維可視化設計
1.概述
目前邊坡支護工程設計普遍是採用二維圖紙,按平面、立面加剖面的三視圖設計表達的方式,由於邊坡往往並不是一個空間上簡單的「平面」,原始地形更是一個非常不規則的空間曲面。傳統二維設計只能對上述問題進行粗略概念性的表達,無法准確地刻畫支護前後的形態。不但工程量算不準確,造成預算與實際費用的偏差,也可能由於設計條件不準確,造成支護不足或過度,形成安全隱患或工程浪費。
另外,永久性邊坡工程景觀問題越來越得到重視,在確保安全的同時,建設工程要求邊坡設計能環保美觀,甚至起到景觀裝飾作用。用傳統三視圖方式,對於復雜邊坡的坡面規劃定位,不但費時費力,往往誤差也非常嚴重。而且經常發現部分邊坡坡面線條怪異,格構梁扭曲難看,很大程度上都是因為二維設計圖表達不清、深度不夠、定位不準、不能指導和約束施工的原因。
採用三維可視化邊坡設計,是指採用三維空間建模技術,建立准確的邊坡三維模型,在此基礎上進行支護結構布置和計算分析的新一代設計方法。它可以消除傳統二維設計用於復雜邊坡的許多不足,深圳市勘察研究單位在這方面做了較多有效的嘗試。
2.工作成果
在M icroStation平台下,開發完成了邊坡三維可視化建模系統,具體實現功能如下:①通過地形圖實現三維原始地形的建模;②通過鑽孔信息,可以模擬三維地層空間發布規律;③模擬結構面空間產狀和分布規律;④實現三維開挖模擬和土石方量算;⑤邊坡支護結構的三維環境下的布設和工程量統計。
系統在空間建模基礎上,還將逐步發展三維景觀設計和展示、穩定性計算分析等功能。邊坡可視化設計模擬效果如圖3-3-17,18,19所示。
圖3-3-17 鋼筋砼格構梁支護方案三維建模效果
圖3-3-18 錨桿鋼筋砼格構梁系統三維模型(1)
圖3-3-19 錨桿鋼筋砼格構梁系統三維模型(2)
⑵ 地理信息技術包括哪些內容
地理信息技術(Geographic Information Technology)是指利用計算機科學和地理學的原理和方法,對地球上的空間信息進行數字化、管理、分析、可視化等操作的一門學科。它包括以下內容:
數字地理信息系統(GIS):利用計算機科學和地理學的原理和方法,對地球上的空間信息進行數字化、存儲、管理、分析和可視化的系統。
地圖制圖:利用GIS技術,對地球上的空間信息進行數字化並製作為地圖。
地理信息數據管理:管理、存儲、更新和處理地理信息數據的技術。
地理信息分析:利用GIS技術對地理信息數據進行分析,提取有用信息和知識。
地理信息可視化:利用GIS技術將地理信息數據可視化,使其可以直觀地呈現給用戶。
地理信息科學:研究地理信息技術的理論和方法,探討如何利用地理信息技術解決實際問題。
⑶ 地理信息技術是什麼
括——地理信息系統(GIS)、遙感(RS)、全球定位系統(GPS)和數字地球技術。
GIS)有時又稱為「地學信息系統」或「資源與環境信息系統」。它是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟體系統支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。地理信息系統處理、管理的對象是多種地理空間實體數據及其關系,包括空間定位數據、圖形數據、遙感圖像數據、屬性數據等,用於分析和處理在一定地理區域內分布的各種現象和過程,解決復雜的規劃、決策和管理問題。
遙感是以航空攝影技術為基礎,在本世紀60年代初發展起來的一門新興技術。開始為航空遙感,自1972年美國發射了第一顆陸地衛星後,標志著航天遙感時代的開始。經過幾十年的發展,目前遙感技術已廣泛應用於資源環境、水文、氣象,地質地理等領域,成為一門實用的,先進的空間探測技術。 遙感是利用遙感器從空中來探測地面物體性質的,它根據不同物體對波譜產生不同響應的原理,識別地面上各類地物,具有遙遠感知事物的意思。也就是利用地面上空的飛機、飛船、衛星等飛行物上的遙感器收集地面數據資料,並從中獲取信息,經記錄、傳送、分析和判讀來識別地物。
全球衛星定位系統(Globle Positioning System) 是一種結合衛星及通訊發展的技術,利用導航衛星進行測時和測距。全球衛星定位系統(簡稱GPS) 是美國從本世紀70 年代開始研製,歷時20 余年,耗資200 億美元,於1994 年全面建成。具有海陸空全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。經過近十年我國測繪等部門的使用表明,全球衛星定位系統以全天候、高精度、自動化、高效益等特點,成功地應用於大地測量、工程測量、航空攝影、運載工具導航和管制、地殼運動測量、工程變形測量、資源勘察、地球動力學等多種學科,取得了好的經濟效益和社會效益。 GPS衛星星座由21顆工作衛星和3顆在軌備用衛星組成。分布在六個軌道平面內。任何地點,任何時刻地平面上空都有四顆GPS衛星。 GPS全球衛星定位系統由三部分組成:空間部分—GPS星座(GPS星座是由24顆衛星組成的星座,其中21顆是工作衛星,3顆是備份衛星);地面控制部分—地面監控系統;用戶設備部分—GPS 信號接收機。
概念:數字化的地球,即把整個地球信息進行數字化後由計算機網路來管理的技術系統。 通俗地講,就是用數字的方法將地球、地球上的活動及整個地球環境的時空變化裝入電腦中,實現在網路上的流通,並使之最大限度地為人類的生存、可持續發展和日常的工作、學習、生活、娛樂服務。 嚴格地講,數字地球是以計算機技術、多媒體技術和大規模存儲技術為基礎,以寬頻網路為紐帶運用海量地球信息對地球進行多解析度、多尺度、多時空和多種類的三維描述,並利用它作為工具來支持和改善人類活動和生活質量。 數字地球是對真實地球及其相關現象統一的數字化重現和認識。其核心思想是用數字化的手段來處理整個地球的自然和社會活動諸方面的問題,最大限度地利用資源,並使普通百姓能夠通過一定方式方便地獲得他們所想了解的有關地球的信息,其特點是嵌入海量地理數據,實現多解析度、三維對地球的描述,即"虛擬地球".
⑷ 地理信息數字化主要方法
信息來源如果能將你所在州的降雨和你所在縣上空的照片聯系起來,可以判斷出哪塊濕地在一年的某些時候會乾涸。一個GIS系統就能夠進行這樣的分析,它能夠將不同來源的信息以不同的形式應用。對於源數據的基本要求是確定變數的位置。位置可能由經度,緯度和海拔的 x,y,z坐標來標注,或是由其他地理編碼系統比如ZIP碼,又或是高速公路英里標志來表示。任何可以定位存放的變數都能被反饋到GIS。一些政府機構和非政府組織生產正在製作能夠直接訪問GIS的計算機資料庫。可以將地圖中不同類型的數據格式輸入GIS。GIS 系統同時能將不是地圖形式的數字信息轉換可識別利用的形式。例如,通過分析由遙感生成的數字衛星圖像,可以生成一個與地圖類似的有關植被覆蓋的數字信息層。同樣,人口調查或水文表格數據也可在GIS系統中被轉換成作為主題信息層的地圖形式。資料展現GIS 數據以數字數據的形式表現了現實世界客觀對象(公路,土地利用,海拔)。現實世界客觀對象可被劃分為二個抽象概念:離散對象(如房屋) 和連續的對象領域(如降雨量或海拔)。這二種抽象體在GIS系統中存儲數據主要的二種方法為:柵格(網格)和矢量。柵格(網格)數據由存放唯一值存儲單元的行和列組成。它與柵格(網格)圖像是類似的,除了使用合適的顏色之外,各個單元記錄的數值也可能是一個分類組,例如土地使用狀況,一個連續的值,或是降雨量,或是當數據不是可用時記錄的一個空值。柵格數據集的解析度取決於地面單位的網格寬度。通常存儲單元代表地面的方形區域, 但也可以用來代表其它形狀。柵格數據既可以用來代表一塊區域,也可以用來表示一個實物,實物被存儲為... 矢量數據利用了幾何圖形例如點,線(一系列點坐標),或是面(形狀決定於線)來表現客觀對象。例如,在住房細分中以多邊形來代表物產邊界,以點來精確表示位置。矢量同樣可以用來表示具有連續變化性的領域。利用等高線和不規則三角網(TIN)來表示海拔或其他連續變化的值。TIN的記錄對於這些連接成一個由三角形構成的不規則網格的點進行評估。三角形所在的面代表地形表面。利用柵格或矢量數據模型來表達現實既有優點也有缺點。柵格數據設置在面內所有的點上都記錄同一個值,而矢量格式只在需要的地方存儲數據,這就使得前者所需的存儲的空間大於後者。對於柵格數據可以很輕易地實現覆蓋的操作,而對於矢量數據來說要困難得多。矢量數據可以象在傳統地圖上的矢量圖形一樣被顯示出來,而柵格數據在以圖象顯示時顯示對象的邊界將呈現模糊狀。除了以幾何向量坐標或是柵格單元位置來表達的空間數據外,另外的非空間數據也可以被存儲。在矢量數據中,這些附加數據為客觀對象的屬性。例如,一個森林資源的多邊形可能包含一個標識符值及有關樹木種類的信息。在柵格數據中單元值可存儲屬性信息,但同樣可以作為與其他表格中記錄相關的標識符。資料擷取數據擷取——向系統內輸入數據——它占據了GIS從業者的大部分時間。有多種方法向GIS中輸入數據,在其中它以數字格式存儲。印在紙或聚酯薄膜地圖上的現有數據可以被數字化或掃描來產生數字數據。數字化儀從地圖中產生向量數據作為操作符軌跡點、線和多邊形的邊界。掃描地圖可以產生能被進一步處理生成向量數據的光柵數據。測量數據可以從測量器械上的數字數據收集系統中被直接輸入到GIS中。從全球定位系統(GPS)——另一種測量工具中得到的位置,也可以被直接輸入到GIS中。遙感數據同樣在數據收集中發揮著重要作用,並由附在平台上的多個感測器組成。感測器包括攝像機、數字掃描儀和激光雷達,而平台則通常由航空器和衛星構成。現在大部分數字數據來源於圖片判讀和航空照片。軟拷貝工作站用來數字化直接從數字圖像的立體象對中得到的特徵。這些系統允許數據以二維或三維捕捉,它們的海拔直接從用照相測量法原理的立體象對中測量得到。現今,模擬航空照片先被掃描然後再輸入到軟拷貝系統,但隨著高質量的數字攝像機越來越便宜,這一步也就可被省略了。衛星遙感提供了空間數據的另一個重要來源。這里衛星使用不同的感測器包來被動地測量從主動感測器如雷達發射出去的電磁波頻譜或無線電波的部分的反射系數。遙感收集可以進一步處理來標識感興趣的對象和類例如土地覆蓋的光柵數據。除了收集和輸入空間數據之外,屬性數據也要輸入到GIS中。對於向量數據,這包括關於表現在系統中的對象的附加信息。輸入數據到GIS中後,通常還要編輯,來消除錯誤,或進一步處理。對於向量數據必須要「拓撲正確」才能進行一些高級分析。比如說,在公路網中,線必須與交叉點處的結點相連。像反沖或過沖的錯誤也必須消除。對於掃描的地圖,源地圖上的污點可能需要從生成的光柵中消除。例如,污物的斑點可能會把兩條本不該相連的線連在一起。資料操作GIS可以執行數據重構來把數據轉換成不同的格式。例如,GIS可以通過在具有相同分類的所有單元周圍生成線,同時決定單元的空間關系,如鄰接和包含,來將衛星圖像轉換成向量結構。
由於數字數據以不同的方法收集和存儲,兩種數據源可能會不完全兼容。因此GIS必須能夠將地理數據從一種結構轉換到另一種結構。
投影系統,坐標系統與轉換
財產所有權地圖與土壤分布圖可能以不同的比例尺顯示數據。GIS中的地圖數據必須能被操作以使其與從其它地圖獲得的數據對齊或相配合。在數字數據被分析前,它們可能得經過其它一些將它們整合進GIS的處理,比如,投影與坐標變換。地球可以用多種模型來表示,對於地球表面上的任一給定點,各個模型都可能給出一套不同的坐標(如緯度,經度,海拔)。最簡單的模型是假定地球是一個理想的球體。隨著地球的更多測量逐漸累積,地球的模型也變得越來越復雜,越來越精確。事實上,有些模型應用於地球的不同區域以提供更高的精確度(如北美坐標系統,1983-NAD83-只適合在美國使用,而在歐洲卻不適用)。
投影是製作地圖的基礎部分,它是從地球的一種模型中轉換信息的數學方法,它將三維的彎曲表面轉換成二維的媒介(比如紙或電腦屏幕)。不同類型的地圖要採用不同的投影投影系統,因為每種投影系統有其自身的合適的用途。比如一種可以精確反映大陸形狀的投影會歪曲大陸的相對尺寸(翻譯的是英文的維基網路)GIS空間分析空間分析能力是GIS的主要功能,也是GIS與計算機制圖軟體相區別的主要特徵。空間分析是從空間物體的空間位置、聯系等方面去研究空間事物,以及對空間事物做出定量的描述。一般地講,它只回答What(是什麼?)、Where(在哪裡?)、How(怎麼樣?)等問題,但並不(能)回答Why(為什麼?)。空間分析需要復雜的數學工具,其中最主要的是空間統計學、圖論、拓撲學、計算幾何等[1],其主要任務是對空間構成進行描述和分析,以達到獲取、描述和認知空間數據;理解和解釋地理圖案的背景過程;空間過程的模擬和預測;調控地理空間上發生的事件等目的。
GIS空間分析的內涵極為豐富,包括空間查詢、空間量測、疊置分析、緩沖區分析、網路分析、空間統計分類等多個方面。GIS 空間分析技術方法包括以下兩大類:
⑴空間基本分析:基於空間圖形數據的分析計算,即基於圖的分析。該分析功能與GIS 其他功能模塊有緊密聯系,技術發展也比較成熟。主要有空間信息量算、緩沖區分析、空間拓撲疊置分析、網路分析、復合分析、鄰近分析及空間聯結、空間統計分析等。
⑵空間模擬分析:也稱為專業型空間分析。該技術解決應用領域對空間數據處理與輸出的特殊要求,空間實體和關系通過專業模型得到簡化和抽象,而系統則通過模型進行分析操作。目前GIS 在該領域的研究相對落後,尚未形成一個統一的結構體系。
空間分析技術與許多學科有聯系,地理學、經濟學、區域科學、大氣、 地球物理、水文等專門學科為其提供知識和機理。
除了GIS軟體捆綁空間分析模塊外,目前也有一些專用的空間分析軟體,如GISLIB、SIM、PPA、Fragstats等。
數據建模
將濕地地圖與在機場、電視台和學校等不同地方記錄的降雨量關聯起來是很困難的。然而,GIS能夠描述 地表、地下和大氣的二維三維特徵。
例如,GIS能夠將反應降雨量的雨量線迅速制圖。
這樣的圖稱為雨量線圖。通過有限數量的點的量測可以估計出整個地表的特徵,這樣的方法已經很成熟。一張二維雨量線圖可以和GIS中相同區域的其它圖層進行疊加分析。
拓撲建模
在過去的35年,在濕地邊上有沒有任何加油站或工廠經營過?有沒有任何滿足在2英里內且高出濕地的條件的這類設施?GIS可以識別並分析這種在數字化空間數據中的這種空間關系。這些拓撲關系允許進行復雜的空間建模和分析。地理實體音的拓撲關系包括連接(什麼和什麼相連)、包含(什麼在什麼之中)、還有鄰近(兩者之間的遠近)。
網路建模
如果所有在濕地附近的工廠同時向河中排放化學物質,那麼排入濕地的污染物的數量要多久就能達到破壞環境的數量?GIS能模擬出污染物沿線性網路(河流)的擴散的路徑。諸如坡度、速度限值、管道直徑之類的數值可以納入這個模型使得模擬得更精確。網路建模通常用於交通規劃、水文建模和地下管網建模。地理信息系統工程地理信息系統工程是應用系統原理和方法,針對特定的實際應用目的和要求,統籌設計、優化、建設、評價、維護實用GIS系統的全部過程和步驟的統稱。
GIS工程具有一定的廣泛性。它是系統原理和方法在GIS工程建設領域內的具體應用。它的基本原理是系統工程,即從系統的觀點出發,立足於整體,統籌全局,又將系統分析和系統綜合有機地結合起來,採用定量的或定性與定量相結合的方法,提供GIS工程的建設模式。同時,GIS工程在很大程度上是計算機軟體系統,它在軟體設計和實現上要遵循軟體工程的原理,研究軟體開發的方法和軟體開發工具,爭取以較少的代價獲取用戶滿意的軟體產品,支持GIS工程。
GIS工程又具有相對的針對性。GIS工程總是面向具體的應用而存在,它伴隨著用戶的背景、要求、能力、用途等諸多因素而發生變化。這一方法說明GIS具有很強的功用性,另一方面則要求從系統的高度抽象出符合一般GIS工程設計和建設的思路和模式,用以指導各種GIS工程建設。
GIS工程涵蓋范圍很廣,它貫穿工程設計、優化、建設、評價、維護更新等全過程,並綜合考慮人的因素、物的因素,使其整體統籌考慮的范疇,做到"物盡其用,人盡其能",以最小的代價取得最佳的收益。
GIS工程涉及因素眾多,概括起來可以分為硬體、軟體、數據及人。硬體是構成GIS系統的物理基礎;軟體形成GIS系統的驅動模型;數據是GIS系統的血液;人則是活躍在GIS工程中的另一個十分重要的因素,人既是系統的提出者,又是系統的設計者、建設者,同時還是系統的使用者、維護者。如果人的作用發揮得好,可以增強系統的功能,增加系統的效益,為系統增值,反之會削弱系統應有的潛能。如果說硬體、軟體、數據表現出某種層次關系的話,即軟體構築於硬體之上,數據賴以軟體而存在,那麼,人的作用就是嵌入在整個GIS工程領域之中。Geographic Information SystemJGIS is an international refereed journal dedicated to the latest advancement of Geographic Information System . The goal of this journal is to keep a record of the state-of-the-art research and promote the research work in these fast moving areas. The journal publishes the highest quality, original papers included but not limited to the fields:
JGIS是一個國際權威期刊,由美國科研出版社編輯。致力於地理信息系統(GIS)的最新進展。這本雜志的目標是要保持一個記錄的國家的最先進的研究,並促進在這些快速發展的領域的研究工作。該雜志出版最高質量的,原來的文件,包含以下領域:
地理信息系統
Cartography and Geodesy
Computational Geometry
Computer Vision Applications in GIS
Distributed, Parallel, and GPU Algorithms for GIS
Earth Observation
Environmental Geomatics — GIS, RS and Other Spatial Information Technologies
Geographical Analysis for Urban and Regional Development
Geographic Information Retrieval
GIS and Cloud Computing
GIS and High Performance Computing
Human Computer Interaction and Visualization
Image and Video Understanding
Location-Based Services
Location Privacy, Data Sharing and Security
Performance Evaluation
Photogrammetry
Similarity Searching
Social Networks and Volunteer Geographic
Spatial Analysis and Integration
Spatial and Spatio-Temporal Information Acquisition
Spatial Data Mining and Knowledge Discovery
Spatial Data Quality and Uncertainty
Spatial Data Structures and Algorithms
Spatial Data Warehousing, OLAP, and Decision Support
Spatial Information and Society
Spatial Modeling and Reasoning
Spatial Query Processing and Optimization
Spatial Semantic Web
Spatio-Temporal Data Handling
Spatio-Temporal Sensor Networks
Spatio-Temporal Stream Processing
Spatio-Textual Searching
Standardization and Interoperability for GIS
Storage and Indexing
Systems, Architectures and Middleware for GIS
Traffic Telematics
Transportation
Visual Languages and Querying
Wireless, Web, and Real-Time Applications
編輯本段GIS的發展趨勢趨於綜合性發展GIS、遙感(RS)和全球定位系統(GPS)3S集成技術的發展在世界各國引起了普遍重視。RS主要側重於信息獲取和動態監測;GIS主要是空間信息的管理、分析;GPS是空間定位、導航。GIS的綜合性發展趨勢還體現在與OA、Internet、多媒體、虛擬現實等技術的集成。開放式GISGIS數據共享和互動式操作促進GIS社會化發展。開放式GIS協會(OGC)打破當前GIS業各地區、各單位、各企業各自為營的局面,促進GIS社會化發展。產業化發展GIS產業對象主要包括:硬體、軟體、數據採集與數據轉換、電子數據、遙感信息獲取與處理、系統開發與集成、咨詢與技術服務。向組件式發展採用面向對象技術開發組件式GIS是GIS軟體發展的必然趨勢,GIS軟體的可配置性、可擴展性和開放性將更強,進行二次開發將更方便。WEB GISWebGIS是Internet技術應用於GIS開發的產物。是一個互動式的、分布式的、動態的地理信息系統,是由多個主機、多個資料庫的無線終端,並由客戶機與伺服器(HTTP伺服器及應用伺服器)相連所組成的。GIS通過WWW功能得以擴展,真正成為了一種大眾使用的工具。從WWW的任意一個節點,Internet用戶可以瀏覽WebGIS站點中的空間數據、製作專題圖,以及進行各種空間檢索和空間分析,從而使GIS進入千家萬戶。
編輯本段地理信息系統空間分析的發展趨勢GIS 技術的應用極大地促進了空間分析的需求和應用。GIS 應用的最高目標是空間決策支持,而空間決策支持的核心必然是空間分析。因此,基於GIS 的空間分析的發展方向為:由空間分析向時空分析領域拓展萬事萬物均處在一定的時空坐標系中,時間、空間和屬性是地理實體的3 個基本特徵,時空(Spatio-temporal)分析是指用於描繪隨時間動態變化的空間物體和空間現象特徵的一系列技術,其分析結果依賴於事件的時空分布。時空資料庫模型的研究起步於20 世紀90 年代,由於時空資料庫的復雜性,對它的研究目前仍處於理論階段,尚無成熟的商品化軟體平台問世,故建立在其上的時空分析進展緩慢。隨著近期計算機技術和GIS 的飛速發展,作為客觀現實世界抽象和表示的時空數據模型日漸成為人們關注的熱點課題。時空分析的有效模型基於GIS 的空間分析和CI 的融合,將該領域拓展到計算科學、統計學、數學、物理學、神經系統科學、認知學、電子工程、計算地理學等領域,使得GIS 可以將這些學科的最新成果應用於空間決策支持。另外,CI 技術之間的相互結合更加拓展了空間分析的應用領域,如模糊邏輯與模糊神經網路相結合的模糊神經網路,神經網路與遺傳演算法和免疫演算法相結合探詢網路結構和權重優化等。將CI 技術與SDA 相結合,在GIS 環境下建立時空一體化的時空過程模擬分析引擎已成為SDA 的一項重要內容。與時空分析模型高度融合由於需求和描述對象的多樣化,建模時需要考慮各種不同情況,集成多個動態模型,建立基於GIS 的統一時空分析構架(圖1)。例如,對空間地理事件的對比和評價可以用傳統的AHP 方法結合神經網路模型來綜合評價;對空間地理事件的發展趨勢如城市面積的發展演變可以通過事件驅動的模擬形式結合細胞自動機模型來描述;一些基於輸入一輸出的事件,例如時空經濟分析等可以採用「黑箱」方法(如Neural Networks 模型)或基於CI 的混合方法等。同時,將對不同領域適用的空間分析模型組織整合到一個統一框架中,結合專家經驗和先驗知識,進行有效的組織、調度和通訊,使其從環境接受感知信息,進行協同工作,執行各種智能決策行為,這也正是目前智能體(agent)所要研究和解決的問題,最終目標是使G1S與時空分析模型成為高度融合的時空決策集成平台。
編輯本段特點GIS的操作對象是空間數據空間數據包括地理數據、屬性數據、幾何數據、時間數據。GIS對空間數據的管理與操作,是GIS區別於其它信息系統的根本標志,也是技術難點之一。GIS的技術優勢在於它的空間分析能力GIS獨特的地理空間分析能力、快速的空間定位搜索和復雜的查詢功能、強大的圖形處理和表達、空間模擬和空間決策支持等,可產生常規方法難以獲得的重要信息,這是GIS的重要貢獻。GIS與地理學、測繪學聯系緊密地理學是GIS的理論依託,為GIS提供有關空間分析的基本觀點和方法。測繪學為GIS提供各種定位數據,其理論和演算法可直接用於空間數據的變換和處理。
⑸ 什麼是數字地球
數字地球是對真實地球及其相關現象的統一性的數字化重現與再認識,是遙感技術、全球定位系統、地理信息系統、虛擬技術、網路技術等各種技術的綜合應用。把地球上每一個確定點(點的范圍因需要可大可小)的相關信息和數據組織起來,然後進一步組合地球上所有這樣的點,構造一個能包容自然和人類大多數數據和信息的虛擬地球,這就是數字地球。
數字地球的核心思想有兩點:
一是用數字化手段統一處理地球問題;
二是最大限度地利用信息資源,並使普通百姓能夠通過一定方式方便地獲得他們想了解的有關地球的信息。
(5)地理信息數字化是什麼意思擴展閱讀:
作用
全球變化與社會可持續發展已成為當今世界人們關注的重要問題,數字化表示的地球為我們研究這一問題提供了非常有利的條件。在計算機中利用數字地球可以對全球變化的過程、規律、影響以及對策進行各種模擬和模擬,從而提高人類應付全球變化的能力。
數字地球可以廣泛地應用於對全球氣候變化,海平面變化,荒漠化,生態與環境變化,土地利用變化的監測。與此同時,利用數字地球,還可以對社會可持續發展的許多問題進行綜合分析與預測,如:自然資源與經濟發展,人口增長與社會發展,災害預測與防禦等。
我國是一個人口多,土地資源有限,自然災害頻繁的發展中國家,十幾億人口的吃飯問題一直是致關重要的。經過二十年的高速發展,資源與環境的矛盾越來越突出。九八年的洪災,黃河斷流,耕地減少,荒漠化加劇,已經引起了社會各界的廣泛關注。
必須採取有效措施,從宏觀的角度加強土地資源和水資源的監測和保護,加強自然災害特別是洪澇災害的預測、監測和防禦,避免第三世界國家和一些發達國家發展過程中走過的彎路。數字地球在這方面可以發揮更大的作用。
⑹ 高中地理信息技術知識點
數字化的地球,即把整個地球信息進行數字化後,由計算機網路來管理的技術系統。在區域地理環境研究和城市管理中得到應用,下面我給大家分享一些高中地理信息技術知識點,希望能夠幫助大家,歡迎閱讀!
高中地理信息技術知識
一、地理信息技術
1、概念:獲取、管理、分析和應用地理空間信息的現代技術的總稱。
2、類型:遙感RS、全球定位系統GPS、地理信息系統GIS
3、應用領域:
(1)區域地理環境研究:資源調查、環境監測、自然災害防禦監測等
(2)大眾化應用:導航等
二、遙感(RS)
1、概念:人們在航空器上利用一定的技術裝備對地表物體進行遠距離的感知
2、組成:遙感平台、感測器、信息傳輸、處理設備
3、應用:資源調查、環境監測、自然災害防禦監測等
三、全球定位系統(GPS)
1、概念:利用衛星,在全球范圍內實時進行定位、導航的系統。
2、組成:空間部分、地面控制部分、用戶設備部分
3、特點:全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、連續性、實時性
4、作用:為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間(定位、測速、導航、授時)
四、地理信息系統(GIS)
1、概念:專門處理地理空間數據的計算機系統,用於所有用到地圖或需要處理地理空間數據的領域。
2、應用:區域地理環境研究和城市管理
五、地理信息技術與數字地球
1、3「S」之間的關系:遙感(RS)獲取信息 ,全球定位系統(GPS)信息的空間定位;地理信息系統(GIS)處理信息,分析表達結果
2、數字地球:數字化的地球,即把整個地球信息進行數字化後,由計算機網路來管理的技術系統。在區域地理環境研究和城市管理中得到應用
學好高中地理的五步驟
1、確定目標,制度計劃
目標就是方向,有了目標,同學們就有了刻苦努力的方向,因此,同學們要在老師的指導下確定目標。同時為了達到目標,就要制定計劃。學習目標有遠期、中期和近期三級目標,為了便於檢測、指導同學們訓練以及了解地理教學大綱中課程安排的特點,應以近期目標為主。要求同學們在教師幫助下明確自己在一個單元需要學習什麼,知道能力水平要達到怎樣的高度和自己採取怎樣的辦法 措施 等,每個單元目標實現以後(不論實現程度如何),都要及時進行學習小結,分析成敗原因,發現問題及時糾正。
運用「制定目標計劃—學習—目標檢測— 總結 —調整學習策略」的模式,經過3至5單元的訓練,使之成為同學們的學習行為習慣。
2、 課前預習
課前預習是同學們接觸新知識的開端,是學習新知識的第一環節。預習能培養同學們的自學能力、自學興趣、自學習慣。為了提高同學們的預習質量,避免預習成為走過場的形式,同學們可以採用「是什麼→怎麼樣→為什麼」的預習模式。例如:《高中地理》第十章《人口與城市》中的第一節「人口的增長和分布」,是什麼(人口)→怎麼樣(增長和分布)→為什麼(影響因素)。再如:新教材第八單元《人類面臨的全球性環境問題與可持續發展》中的8.1「環境問題的表現與分布」,是什麼(環境問題)→怎麼樣(表現與分布)→為什麼(產生的原因)。同學們也可以採用分步驟預習的模式。第一步,先看教材中有幾個黑體字標題,從中可以了解教材講了幾個方面的大問題;第二步,根據每一個標題下面教材篇幅大小,文字和圖表多少,大體確定教材的重點和難點。
一般情況下,對重點和難點,教材都給予較多的文字敘述和圖表示例,因而教材篇幅較大;第三步,在第一步、第二步的基礎上,確定預習重點—即教材的重點和難點。預習時,對一般內容 快速閱讀 ,重點和難點內容則應詳細閱讀,要找出教材中知識結構的層次和各層次間的內在聯系,分析、掌握重、難點知識的關鍵,從而在較高的角度上理解、掌握重、難點知識。例如:對「新教材第七單元《人類活動的地域聯系》中的7.1′人類活動地域聯系的主要方式′」的預習,教材有三個黑體字標題,反映了人類活動地域聯系的三種主要方式:即交通運輸、郵電通信和商業;然後從三大標題後的教材篇幅大小,文字和圖表多少可確定交通運輸和郵電通信可作為本節教材的重點和難點,最後把預習重點放在交通運輸和郵電通信兩大問題上。
當然,預習 方法 ,要不斷嘗試,力求找出適合自己的最佳方法。例如:預習時作簡要的筆記,將重點知識畫線,疑難知識打問號或作標記,這樣,可以大大提高聽課效率。
3、課堂專心聽課
聽課是同學們獲取新知識、復習、鞏固舊知識的主要途徑,是釋疑解難的主 渠道 ,是學習常規的最重要環節。因此,同學們要認真聽好課。同學們聽課時要做到五到:即心到、眼到、耳到、手到、口到。心到要求同學們聽課要精力集中,全神貫注,不走神,緊跟老師的思路,認真思考,積極思維;眼到要求按照老師的意圖,或看黑板,或看課本,或看地圖等;耳到要求認真聽課;手到要求或記筆記,或勾畫課文重、難點,或做演示操作等;口到要求默讀、朗讀、提出問題、回答問題等。五到中最重要的是心到,只有心到,才能眼到、耳到、手到、口到,才能使眼、耳、手、口四者並用,並協調一致,高質量地完成聽課任務。同學們聽課要帶著疑問聽,要特別關注老師是怎樣講解重點、難點知識,採用怎樣的思路,怎樣的 教學方法 、手段和措施突出重點,突破難點。同學們在聽課的過程中,不僅要學會知識,解決疑難,更要學會掌握知識,解答疑難的方法。同時還要認真做好地理課堂筆記。
做課堂筆記可採用三法:⑴標記法:把老師授課中的著重點,在課文文字內容密切處畫上紅線、紅圈等標記。⑵見縫插針法:讓學生在課文空白處記下老師授課時的注釋,或者分析判讀圖像的方法,正確與錯誤的區別點。⑶歸納重點法:在 筆記本 上重點記錄教師授課時對相關地理概念的解釋,對相關地理原理,地理規律進行歸納的要點、知識拓展點以及解答地理問題的基本思路和方法等。記筆記的內容可以包括:一是記錄老師的板書,這一總分是筆記的主要內容;二是根據老師的板畫,在筆記本上動手繪制一些內容重要的簡單圖形,如: 夏至 和 冬至 太陽照射地球的示意圖,近地面風的形成示意圖,冷、暖鋒天氣圖,水循環示意圖,地殼物質循環示意圖,人類社會與環境的相關模式圖;三是記錄老師講解的典型範例。由於課堂時間有限,同學們要花大部分的時間進行閱讀教材、聽老師講解、思考問題和做課堂練習等活動,所以,同學們做筆記要遵循簡而精的原則,避免只顧做筆記而忽略了 其它 課堂活動。
4、課後及時復習和作業
復習和作業不是目的,而是為了及時鞏固預習、聽課所獲知識而採取的一種有效手段。根據人類的遺忘規律,復習和作業需課後及時進行。一般來說,在復習完相關教材內容,筆記的基礎上,再來獨立完成作業效果較好。
5、搞好單元目標檢測、總結工作
每學完一個單元,自己學習成效怎樣?目標實現程度如何?有哪些成功的 經驗 和失敗的教訓?成敗原因是什麼?還存在什麼問題?以後應該採取怎樣的措施來糾正和解決存在問題?等等。這些都需要同學們以積極的心態完成目標檢測、總結工作,從而明確自己的學習情況,以便確定今後的學習目標和制定計劃。因而,單元目標檢測、總結也是同學們學習中不可缺少的重要環節。
高中地理的復習策略
復習攻略一:反復看地圖
就學生反饋的情況看,在區域地理復習時,對「區域位置」的判斷和「區域特點」的掌握,以及自然地理中對地球運動和大氣運動的掌握上還有所欠缺。要學好區域地理,就一定要反復看地圖,每天都要看。這樣腦子里就裝入了一張地圖,隨時都可以打開,並能找到你要找的確切位置。
復習攻略二:主動去探究
在做題過程中,一定要善於思考,遇到疑難問題時隨時記錄,認真歸納、總結,自己探索出做題規律,堅持一段時間,就一定會有所收獲。李老師說:「現在同學們思考的時間太少,如果總是被動地去接受老師所傳授的知識,而不是主動去探究,那是達不到好的學習效果的。」而對地球運動和大氣運動的學習,就要求同學們去摸透基本原理,原理都弄清楚了,各類問題也就迎刃而解了。
復習攻略三:靈活運用所學解決問題
通過對歷屆高考文綜試題的分析發現,命題人越來越注重對學生運用知識解決問題能力的考察,考題也出得比較靈活。比如,現在國際間的能源合作備受關注,考題可能會向你提供幾條我國與東南亞國家能源合作鋪設管道的設計方案,讓你選擇並說明理由。這就需要從自然條件、社會經濟條件、地形、氣候、市場保障、資源保障、生態環境等多方面進行思考,在自己腦海中形成一個框架,再加以整合、篩選,組織好自己的答案。
復習攻略四:不一定「題海戰術」
第二輪復習要掌握重點,查漏補缺,做題要適量,做多了不見得就好。尤其是某些質量不高的題,做多了腦子容易亂。盡可能給自己留出時間理清思路。
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