㈠ 地理信息系統 在生產生活中的作用有哪些最好舉例說明,越詳細越好!
用於全球環境變化動態監測
1.1987年聯合國開始實施一項環境計劃(UNEP),其中包括建立一個龐大的全球環境變化監測系統(GEMS);
2.全球森林監測和森林生態變化有關項目(1990年對亞馬遜地區原始森林的砍伐狀況進行了調繪、1991年編制了全球熱帶雨林分布圖);
3.海岸線及海岸帶資源與環境動態變化的監測;
4.全球性大氣環流形勢和海況預報等。
用於自然資源調查與管理
1.在資源調查中,提供區域多條件下的資源統計和數據快速再現,為資源的合理利用、開發和科學管理提供依據;
2.可應用於不同層次和不同領域的資源調查與管理(例農業資源、林業資源、漁業資源)
用於監測、預測
1.藉助於遙感(RS)和航測等數據,利用GIS對森林火災、洪水災情、環境污染等進行監視,例如,1998年長江流域發生特大洪水災害期間,製作洪水淹沒動態變化趨勢影像圖,為管理部門提供了有效的決策依據。
2.利用數字統計方法,通過定量分析進行預測。如加拿大金礦帶的調查,分析不宜再行開採的存在儲量危機的礦山,優選出新的開采礦區,並作出了綜合預測圖。
用於城市、區域規劃和地籍管理
1.GIS技術能進行多要素的分析和管理,可以實施城市和區域的多目標開發和規劃,包括總體規劃、建設用地適宜性評價、環境質量評價、道路交通規劃、公共設施配置等;
2.城市和區域規劃研究(研究城市地理信息系統的標准化、城市與區域動態擴展過程中的數據實時獲取、城市空間結構的真三維顯示、數字城市等);
3.地籍管理(土地調查、登記、統計、評價和使用)。
軍事應用
1.反映戰場地理環境的空間結構;完成態勢圖標繪、選擇進攻路線、合理配置兵力、選擇最佳瞄準點和打擊核心、分析爆炸等級、范圍、破壞程度、射擊諸元等。
2.如海灣戰爭中,美國利用GIS模擬部隊和車輛機動性、估算了化學武器擴散范圍、模擬煙霧遮蔽戰場的效果、提供水源探測所需點位、評定地形對武器性能的影響,為軍事行動提供決策依據。
3.美國陸軍測繪工程中心還在工作站上建立了GIS和RS的集成系統,及時地(不超過4小時)將反映戰場現狀的正射影像圖疊加到數字地圖上,數據直接送到前線指揮部和五角大樓,為軍事決策提供24小時服務。
4.科索沃戰爭中,利用3S高度集成技術,使打擊目標更精準有效。
用於輔助決策
其他
GIS還在金融業、保險業、公共事業、社會治安、運輸導航、考古、醫療救護等領域得到了廣泛的應用。
㈡ 地理信息系統的功能
GIS的核心問題可歸納為5個方面的內容:位置、條件、變化趨勢、模式和模擬(見圖1.1)。
圖1.1 GIS的核心問題
(1)位置(Locations):即「在某個特定的位置有什麼」。一般通過地理對象的位置進行定位,然後利用查詢獲取性質,例如當前地塊名稱、所有者、地點、土地利用情況等。位置問題是地學領域最基本的問題,在GIS中反映為空間查詢技術。
(2)條件(Conditions):即「什麼地方有滿足某些條件的地理對象」。根據地理對象的屬性信息,通過從預定義的可選項中進行選取,列出條件表達式,進而查找滿足該條件的地理對象的空間分布位置,如在屏幕上將滿足指定條件的所有對象以高亮度顯示等。條件問題是GIS中一種較復雜的查詢問題。
(3)趨勢(Trends):該類問題需要在綜合現有數據的基礎上識別已經發生或正在發生變化的地理現象。它要求能夠根據現有的歷史數據、現狀數據等,對現象的變化過程做出分析判斷,對過去做出回溯,並能對未來做出預測。例如在研究地形演變問題時,可利用歷史的和現有的地形數據對不同歷史時期的地形發育情況進行展現,也可進一步對未來地形做出分析預測。
(4)模式(Patterns):即地理對象實體與現象的空間分布間的空間關系問題。第一步:確定模式,一般需要在熟悉現有數據、了解數據間的內在關系的基礎上通過長期的觀察來確定;第二步:獲得報告,說明該事件發生的時間、地點、顯示事件發生的系列圖件。例如,城市中居住人口分布與不同功能區的分布的關系模式。
(5)模擬(Models):即某個地理位置如果具備某種條件會發生什麼問題。是在模式和趨勢的基礎上,建立因素和現象之間的模型關系,進而發現普遍規律。例如,在對某礦區的突水和地質條件、含水層條件、隔水層條件等關系研究的基礎上,對其他礦區進行相關問題研究。一旦發現具有普遍規律,便可建立通用分析模型,並可進行相應的預測和決策。
GIS作為空間信息自動處理及分析系統,其功能遍及「數據採集—數據分析—決策應用」全過程。因此,一個GIS應該具備以下基本功能:
(1)數據採集功能。GIS的第一步就是數據採集,主要用於獲取數據。數據採集即通過各種數據採集設備(如GPS、全站儀、經緯儀等)獲取現實事物的描述數據,並輸入GIS。目前,可用於GIS數據採集的方法與技術很多,最典型的有兩類,一是跟蹤數字化技術,二是掃描數字化技術。隨著掃描技術的發展和廣泛應用,後者已經成為GIS數據採集的主要技術。
(2)數據處理。通過GIS數據採集獲取的數據為原始數據,其不可避免地存在誤差。為盡可能地減小誤差,保證數據在邏輯、數值上的完整性和一致性,需要對數據進行格式化、格式轉換和概化等一系列的處理工作。數據格式化是指不同數據結構數據間的轉換。數據轉換包括數據格式轉化、數據比例尺的變化等。數據概化包括數據平滑、特徵集結等。GIS應該提供強大的、互動式的數據處理功能。
(3)數據存儲、組織與管理功能。數據的有效組織與管理是成功建立GIS資料庫的關鍵步驟,也是GIS系統應用成功與否的關鍵。為了能高效的再現真實環境並進行各種分析,必須按照一定的結構對計算機中的數據進行組織管理。由於空間數據本身具有特定的特徵,GIS必須發展自己特有的數據存儲、組織和管理功能。目前常用的GIS空間數據組織方法有柵格模型、矢量模型和柵格/矢量混合模型,數據管理模式有面向對象數據管理模式、全關系型數據管理模式和文件-關系資料庫混合管理模式等。
(4)空間查詢與空間分析功能。空間查詢是GIS和其他許多自動化地理數據處理系統應具備的基本功能,空間分析是GIS特有的功能和的核心功能。
GIS可以方便地對地理信息進行檢索和查詢。雖然通用資料庫提供了諸如SQL語言的資料庫查詢語言,但對GIS而言,需要對其進行補充或改進,進而使之支持空間查詢。例如查詢穿過一個城市的公路、與某個城市相鄰的城市、某高速公路周圍6km范圍內的居民點等,這些查詢問題是GIS所特有的。因此一個功能強大的GIS軟體,應該滿足常見的空間查詢的要求,設計一些空間查詢語言。
空間分析是較空間查詢更深層次的應用,包括拓撲分析、疊置分析、網路分析、緩沖區分析等。隨著GIS應用范圍的拓廣,GIS的空間分析功能將繼續增加和完善。GIS的空間分析可分為3個不同的層次:①空間檢索,包括從屬性檢索空間物體和從空間位置檢索屬性。②空間拓撲疊加,本質為空間意義上的布爾運算,實現了輸入要素屬性在空間上的連接(Join)以及要素屬性的合並(Union)。③空間模擬分析,該層次的應用研究可以分為3類,即GIS內部的空間模型分析、GIS外部的空間模型分析及混合型的空間模型分析。其中空間模擬分析是GIS應用深化的標志。
(5)數據輸出功能。通過圖形、表格等方式顯示空間數據是GIS項目的必須。作為可視化工具,圖形是傳遞空間數據信息的最有效工具。GIS的主要功能之一就是計算機地圖制圖,包括地圖符號的設計與符號化、圖幅整飾、圖例與布局地圖注記、統計圖表製作等項內容。另外GIS軟體也應具備驅動列印設備或顯示設備的能力,因為對屬性數據也要設計報表輸出,且這些輸出結果需要在列印機、顯示器、繪圖儀上輸出。
圖1.2顯示了這些功能之間的關系及它們操作(Manipulation)數據的不同表現。
圖1.2 GIS功能概述(橢圓)以及它們的表現(矩形)
㈢ 地理信息的特性
地理信息除具備信息的一般特性外,還具備以下獨特特性: 客觀世界是一個龐大的信息源,隨著現代科學技術的發展,特別是藉助近代數學,空間科學和計算機科學,人們已能夠迅速地採集到地理空間的幾何信息,物理信息和人文信息,並適時適地地識別、轉換、存儲、傳輸、顯示並應用這些信息,使它們進一步為人類服務。
地理信息已經得到了廣泛應用,服務於我們的生活、工作中,並帶來便利。電子地圖、衛星導航、遙感影像,這些地理信息產業鏈上的新生事物正在創造奇跡,效益已經顯現。地理信息系統(GIS)集地球數字化於一身,能裝下整個地球的超量信息。目前,全球GIS這一新技術產業的年增長率已達到35%以上。
環境保護是全球范圍的問題,人們越來越認識到環境保護的重要性。2000年,國家環保總局與國家測繪局合作開展了中國西部地區生態環境遙感現狀調查,在雙方實現了數據共享的基礎上,利用GIS信息數據編制了《中國西部地區生態環境資源現狀遙感調查圖集》,並結合有關地貌、氣象、降水以及地質、水文資料,對西部地區不同區域耕地、草地沙漠化和水土流失進行了全面分析。2002年,兩局再度合作,開展了中國中、東部地區生態環境現狀遙感調查,建立了中、東部地區生態環境現狀遙感調查綜合資料庫,從生態環境現狀的評價,到變化趨勢、荒漠化、水土流失、土地利用和土地覆蓋的變化,以及典型地區生態環境走勢等,都進行了分析論證,在成果共享的基礎上,取得了良好的效益。為了「天更藍,水更綠」,目前,兩個部門正在進一步對遙感、地理信息系統技術應用於全國生態環境保護方面進行長期合作。這就是地理信息的作用! 近期以來,我國多地洪澇災害肆虐,給北京、重慶、天津等地造成嚴重的人員傷亡和財產損失。隨著洪澇災害逐漸退去,各地陸續開展災後修復和重建工作。而抗災救災和災後重建,地理信息技術處處都在發揮著重要作用。
隨著世界范圍內掀起的數字城市、數字中國、數字地球等數字化建設漸入高潮,日益為人們所熟悉的城市智能交通、市政基礎設施管理、突發事件處理、城市環境檢測等領域,地理信息產業的重要性逐漸凸顯。
2009年4月,胡錦濤總書記在濟南考察時強調,「在信息數據處理領域里,在世界上應有我們的一席之地」。而截至目前,我國包括北京、山東、黑龍江、雲南、浙江等地正紛紛籌備或在建地理信息產業園,地理信息產業呈現出蓬勃發展的勢頭。
《國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》在繼「十一五」規劃綱要後,再次提出了「發展地理信息產業」,測繪發展戰略研究也將「發展壯大產業」列為測繪今後發展的戰略方向之一。
「十一五」期間,我國地理信息產業年增長率超過25%,保持了高速發展態勢。到2011年,我國地理信息產業從業單位超過2萬家,從業人員超過40萬人,總產值接近1500億元,年均復合增長率達37.47%,一些地理信息技術與產品已達到或接近當前國際先進水平。
最近幾年,在「數字中國」和「數字城市」的推波助瀾下,我國各個領域幾乎都不同程度地在進行地理信息相關的應用系統集成與建設。衛星導航應用與服務也是地理信息集成應用的另一個亮點,呈現出強勁的增長勢頭。
這種勢頭從招投標情況可見一斑。數據顯示,2012年4月產業招標項目共有238條,1-4月招標項目總數已達到428條,超過2011年全年總量823條的一半還多。
㈣ 地理信息系統的技術特點
地理信息系統 (Geographical Information System)
簡述
簡單的幾句話,是不能解釋地理信息系統概念的。這里僅僅是泛泛的介紹。首先,GIS是一種計算機系統,它具備一般計算機系統所具有的功能,如採集、管理、分析和表達數據等功能。其次,GIS處理的數據都和地理信息有著直接間接的關系。地理信息是有關地理實體的性質、特徵、運動狀態的表徵和一切有用的知識,而地理數據則是各種地理特徵和現象間關系的符號化表示,包括空間位置、屬性特徵(簡稱屬性)及時域特徵三部分。空間位置數據描述地物或現象所在位置;屬性數據有時又稱作非空間數據,是屬於一定地物或現象、描述其特徵的定性或定量指標;時域特徵是指地理數據採集或地理現象發生的時刻或時段。由此,可以簡單地定義地理信息系統為用於採集、模擬、處理、檢索、分析和表達地理空間數據的計算機信息系統。地理信息系統是有關空間數據管理和空間信息分析的計算機系統。依照其應用領域,地理信息系統可分為土地信息系統、資源管理信息系統、地學信息系統等;根據其使用的數據模型,可分為矢量、柵格和混合型信息系統;根據其服務對象,可分為專題信息系統和區域信息系統等等。
與一般的管理信息系統相比,地理信息系統具有以下特徵:(1)地理信息系統在分析處理問題中使用了空間數據與屬性數據,並通過資料庫管理系統將兩者聯系在一起共同管理、分析和應用,從而提供了認識地理現象的一種新的思維方法;而管理信息系統則只有屬性資料庫的管理,即使存儲了圖形,頁往往以文件形式等機械形式存儲,不能進行有關空間數據的操作,如空間查詢、檢索、相鄰分析等,更無法進行復雜的空間分析。(2)地理信息系統強調空間分析,通過利用空間解析式模型來分析空間數據,地理信息系統的成功應用依賴於空間分析模型的研究與設計。
地理信息系統理解的歧意
目前,對地理信息系統的定義還存在分歧。這種分歧起因於地理信息系統本身誕生歷史不長、發展速度很快、應用領域廣泛等因素。因此,地理信息系統的定義可能基於系統具備的功能,也可能基於應用或其它方面。 David J.Cowen(1988)在分析現有地理信息系統定義的基礎上,將其歸結為以下四類:
(l)面向數據處理過程的定義。認為地理信息系統由地理數據的輸入、存儲、查詢、分析與輸出等子系統組成。過程定義本身很清楚,強調數據的處理流程,但其外延太廣泛,不利於將地理信息系統與其它地理數據自動化處理系統分開。
(2)面向專題應用的定義。在面向過程定義的基礎上,按其分析的信息類型來定義地理信息系統,如土地利用信息系統、礦產資源管理信息系統、投資環境評估信息系統、城市交通管理信息系統等。應用定義有助於描述地理信息系統的應用領域范疇。
(3)工具箱定義。這種定義基於軟體系統分析的觀點,認為地理信息系統包括各種復雜的處理空間數據的計算機程序和各種演算法。工具箱定義系統地描述了地理信息系統軟體應具備的功能,為軟體系統的評價提供了基本的技術指標。
(4)資料庫定義。在工具箱定義的基礎上,更加強調分析工具和資料庫間的聯接。一個通用的地理信息系統可看成是許多特殊的空間分析方法與數據管理系統的結合。
另外,從地理信息系統在實際應用中的作用與地位來看,目前對地理信息系統的認識可歸納為三個相互獨立又相互關聯的觀點。一是地圖觀點,強調地理信息系統作為信息載體與傳播媒介的地圖功能,認為地理信息系統是一種地圖數據處理與顯示系統,在此,每個地理數據集可看成是一張地圖,通過地圖代數實現數據的操作與運算,其結果仍然表現為一張具有新內容的地圖。測繪及各種專題地圖部門非常重視地理信息系統的快速生產高質量地圖的能力。第二種觀點稱為資料庫觀點,多為具有計算機科學背景的用戶所接納,強調資料庫系統在地理信息系統中的重要地位,認為一個完整的資料庫管理系統是任何一個 成功的地理信息系統不可缺少的部分。第三種觀點則是分析工具觀點,強調地理信息系統的空間分析與模型分析功能,認為地理信息系統是一門空間信息科學。第三種觀點普遍地為地理信息系統界所接受,並認為這是區分地理信息系統與其它地理數據自動化處理系統的唯一特徵。
綜上所述,地理信息系統可定義為:由計算機系統、地理數據和用戶組成的,通過對地理數據的集成、存儲、檢索、操作和分析,生成並輸出各種地理信息,從而為土地利用、資源管理、環境監測、交通運輸、經濟建設、城市規劃以及政府各部門行政管理提供新的知識,為工程設計和規劃、管理決策服務。
地理信息系統與地圖學及電子地圖
地圖作為記錄地理信息的一種圖形語言形式,最為古老,久負盛譽。從歷史發展看,地理信息系統脫胎於地圖,並成為地圖信息的又一種新的載體形式,它具有存儲、分析、顯示和傳輸的功能,尤其是計算機制圖為地圖特徵的數字表示、操作和顯示提供了成套方法,為地理信息系統的圖形輸出設計提供了技術支持;同時,地圖仍是目前地理信息系統的重要數據來源之一。但二者間有著一定的差別:地圖強調的是數據分析、符號化與顯示,而地理信息系統則注重於信息分析。同時,地圖學理論與方法對地理信息系統的發要的影響,並成為地理信息系統發展的根源之一。
地理信息系統與制圖系統的關系存在兩種看法。其一,計算機輔助制圖系統是地理信息系統的一部分;其二,地理信息系統是機助制圖系統之上的超結構(Superconstructure)。從地理信息系統的發展過程可以看出,地理信息系統的產生、發展與制圖信息系統存在著密切的聯系,兩者的相通之處是基於空間資料庫的空間信息的表達、顯示和處理。
從系統組成和功能上,一個地理信息系統擁有機助制圖系統的所有組成和功能,並且地理信息系統還有數據處理的功能。但隨著電子制圖系統(Electronic manning system,EMS)的出現和發展,出現了電子圖集。與傳統地圖集相比,電子地圖集有許多新的特徵:①聲、圖文和數據多媒體集成,把圖形的直觀性、數字的准確性、聲音的引導性和親切感相結合,充分利用了讀者的各種感官;②查詢檢索和分析決策功能,能夠支持從地圖圖形到屬性數據和從屬性數據到圖形的雙向檢索;③圖形動態變化功能,從開窗縮放、創覽閱讀等基本功能到地圖動畫功能、多維動畫圖形模擬等;④具有良好的用戶界面,使讀者介入地圖的生成過程;⑤多級比例尺之間的相互轉換,由於計算機屏幕幅面的限制和計算機潛在的計算功能和巨大的存貯能力,要求具有多級比例尺不同程度的制圖綜合功能。與地理信息系統相比,由於電子制圖系統具有電子地圖集的功能,因此它所擁有的表達與顯示空間信息的功能更強。好的電子制圖系統應具有地理信息系統的所有功能,並且具有在電子媒體上應用各種不同的格式來創建、存貯和表達資料信息的能力。
節選自《地理信息系統導論》陳述彭等編著
㈤ 地理信息系統中空間數據有什麼特徵
空間數據具有三個基本特徵:空間特徵(定位)、屬性特徵(非定位)、時間特徵(時間尺度)。
1、空間特徵。又稱幾何特徵或定位特徵,一般以數據坐標表示。
2、屬性特徵。表示現象的特徵,例如變數,分了類和名稱。
3、時間特徵。指現象或物體隨時間的變化。
空間數據是數據的一種特殊類型。它是指凡是帶有空間坐標的數據,如建築設計圖、機械設計圖和各種地圖表示成計算機能夠接受的數字形式。
(5)地理信息圖中帶好什麼意思擴展閱讀:
用來表示物體的位置、形態、大小分布等各方面的信息,是對現世界中存在的具有定位意義的事物和現象的定量描述。根據在計算機系統中對地圖是對現實教想的存儲組織、處理方法的不同,以及空間數據本身的幾何特徵,空間數據又可分為圖形數據和圖像數據。
數據結構即指數據組織的形式,是適合於計算機存儲、管理和處理的數據邏輯結構。空間數據是地理實體的空間排列方式和相互關系的抽象描述。數據結構是對數據的一種理解和解釋。
不說明數據結構的數據是毫無用處的,不僅用戶無法理解,計算機程序也不能正確地處理。對同樣一組數據,按不同的數據結構去處理,得到的可能是截然不同的內容。空間數據結構是GIS溝通信息的橋梁,只有充分理解地理信息系統所採用的特定數據結構,才能正確有效的使用系統。
㈥ 與傳統地圖相比地理信息系統具有哪些優勢
與傳統地圖相比地理信息系統具有優勢:
(1)信息量大,使用方便,地理信息系統可提供反映區域狀況的各種空間信息,並可建立揭示區域結構特徵和發展規律的模型;
(2)功能強大完備,地理信息系統可以提供查詢檢索、空間分析、修改補充、距離測算等多種功能;
(3)能夠進行動態監測和評估預測;
補充:
1、定義:地理信息系統(Geographic Information System或 Geo-Information system,GIS)有時又稱為「地學信息系統」。
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。
2、關系:
地理信息系統與遙感、全球定位系統的區別與聯系 遙感、全球定位系統與地理信息系統既獨立發展又相互促進。
遙感主要用於地理信息數據的獲取,全球定位系統主要用於地理信息的空間定位,地理信息系統主要用來對地理信息 數據進行管理、查詢、更新、空間分析和應用評價。
㈦ 地圖中都有哪些符號分別表示什麼意思
http://www.jxcehui.gov.cn/catalog13/index.aspx?id=19
http://bbs.w3china.org/dispbbs.asp?boardID=21&ID=28165
地圖知識
一、地圖的定義
地圖是地球(或星球)在平面上的圖形,更確切地說:地圖是根據一定的數學法則,將地球(或星球)的自然現象和社會現象通過概括和取捨用符號縮繪在平面上的圖形。 且按每一具體地圖的用途不同有選擇和有說明的顯示出若干現象的地理分布和相互聯系。地圖所表現的是地球的物體和現象在平面上的縮寫,但是它不同於地面的寫景圖、照片或圖畫,因為它有獨特的特性:
1.特殊的數學法則:
我們知道,地球的表面是不可展開的曲面,測制地圖時,首先必須將地球表面化算到近似的旋轉橢球體上,然後再將旋轉橢球體面描繪到平面上,這個過程是用地圖投影這個特殊的數學法則來解決的,它是構成地圖的基礎。
2.特定的符號系統:
編制地圖時,要根據一定的圖式,按其規定的符號表示出地球表面的一切事物或現象。
3.制圖綜合的方法:
地圖的另一特性是以制圖綜合的方法來表示內容的。綜合包括取捨和概括兩種意思。隨著地圖比例尺的縮小,表示在地圖上的各種要素的容量,也隨之減少。微小的、次要的可捨去,基本的主要的要留,並著重表示。
二、地圖的比例尺
地圖是將地球表面按一定的比例縮小後描繪在平面上的圖形。因此,要想知道地圖上某一段距離在實地上的長度,就必須知實地在地圖上縮小的倍數。
地圖比例尺的定義:地圖上某一段長度與實在相應長度之比。
地圖比例尺的表現形式:
1.文字比例尺:它是直接用文字來說明地圖與實地上長度的比例關系,如「1厘米代表10公里」。
2.分數式比例尺:分數式比例尺,其分子為圖上距離,分母為實地距離。分子與分母為同一單位,且分子為1,如「1:5000」。
3.圖解式直線比例尺:地圖上比較常見的一種比例尺,它可以不必經過數學計算,可直接在地圖上量出相就的實地距離。
4.斜分比例尺:斜分比例尺是縱橫兩種分劃的復合比例尺,故又叫復比例尺,又可稱為微分尺。
5.緯線比例尺:上述直線比例尺及斜分比例尺主要用於大中比例尺地圖,而在小比例尺(1:100萬以下)的地圖上,由於投影的關系,使之各緯線(或經線)的長度變形不同,所以不能用一種直線比例尺來概括全圖。此時應對每一緯線(或經線)畫一個直線比例尺,結合起來叫做緯線比例尺。
地圖的一般分類
地圖可按內容、比例尺、用途、繪圖區域、使用方式、年代等進行分類。
按內容,地圖可分為普通地圖和專題地圖兩大類。普通地圖指綜合反映地面上物體和現象一般特徵的地圖,內容包括各種自然地理要素(地形、水系、植被等)和社會經濟要素(居民點、行政區劃、交通線路等)。這類地圖可為國家經濟、文化、國防建設提供必要的資料,也是繪制專題地圖的底圖。專題地圖,著重表示自然和社會現象的某一種和幾種要素。這類地圖基本上可以歸納為三種類型,即自然地理圖,如氣候圖、地質圖、地震圖、土壤圖、植被圖等;社會經濟圖,如經濟地圖、政區圖、人口分布圖、生產規劃圖等;歷史地圖。
按比例尺的大小,地圖可分為大、中、小比例尺地圖,。比例尺大於或等於10萬分之一的地圖是大比例尺地圖,小於或等於100萬分之一的地圖是小比例尺地圖,大於100萬分之一而小於10萬分之一的是中比例尺地圖。我們教學上所用的地圖一般都屬於小比例尺地圖。如教學掛圖、地圖冊、填充圖、課本插圖等。
按制圖區域分為世界地圖、半球圖、大洲和大洋圖、地區圖、省市圖、縣鄉圖。
按用途分為軍事地圖、規劃地圖、交通圖、航海圖、旅遊地圖、教學地圖、科學參考地圖等。
按使用方式有掛圖、桌圖、野外用圖。
按顏色有單色圖和多色圖。
按表達形式有線劃地圖和影像地圖。
此外,還有地球儀、塊狀圖、月球圖、形星圖、星空圖,現代地圖已出現微縮地圖、數字化地圖等。
特種地圖及其應用
常見地圖的品種很多,但一般都是按一定的數學法則,運用符號系統概括地將各種自然或社會經濟現象縮小表示在平面上,並以單張或圖集的形式展示給人們閱讀、使用。它已成為人們日常工作、學習、旅行經常利用的工具,更是研究地理學及相關科學、從事地理教學工作的重要手段。隨著科學技術的迅速發展以及多學科的相互滲透,地圖從內容到形式,從理論到方法,從編制到應用都隨之不斷發展,從而也就形成了許多不是常規形式或採用特殊材料復制的地圖,如有聲地圖、數字地圖、立體地圖(包括立體模型、計算機輔助製作的三維透視圖、光柵地圖、互補色地圖等)、盲文地圖、發光地圖、非紙質地圖(包括塑料地圖、絲綢地圖、珠光膜地圖)等,我們統稱其為特種地圖。地圖大家族中的這些特殊成員豐富和發展了地圖學理論,擴大了地圖應用的廣度和深度,在國民經濟建設、國防建設以及日常生活中起著重要的作用。
立體地圖
地圖一般只表示地面的平面特徵。要說明高度分布的特點,必須通過加註高程數據,或者繪制等高線圖,或者運用暈渲等方法才可間接表示。而立體地圖則可以直接運用目視的方法或藉助於儀器設備,觀察地形及其它地理要素的立體形態。目前常見的立體地圖有好多種,如立體模型、計算機輔助製作的三維透視圖、光柵地圖、互補色地圖等。
立體地形模型
傳統的地形模型常用石膏或砂、石、泥土壘成。這種方法和材料延用已久,目前已逐步被塑料壓模製作的立體模型所替代。這種新型材料的立體地圖輕便、牢固,色彩鮮艷,精度較高,注記清晰,深受歡迎。
計算機輔助製作的三維透視圖
這是計算機與傳統地圖製作相結合的新穎圖型。它在對原等高線地形圖數字化的基礎上,經過繪制三維透視圖的自動繪圖軟體,在繪圖機上自動繪制而成,可從不同的透視角度(0°—90°)和方位(0°—360°)上獲得同一地區無數個不同的三維透視立體圖,方法簡便,圖形新穎,地形特徵明顯、突出,但量算精度較差。三維透視圖不僅可以表示地形要素,現在更已廣泛地運用於各種專題地圖。它以平面表示地理現象的地域位置,而以立體的柱形、網格或趨勢而等形式表示專題要素,如人口、環境、社會經濟要素等的分布特徵。
光柵地圖
我們可以在一些畫冊的封面或學生用的直尺圖案上看到,有些圖像從某個角度觀察,是一幅栩栩如生的立體風景畫或立體影像,這是光柵立體照片。有些地圖也具有這種特徵,它是利用雙鏡頭照相機從不同的角度對立體模型的地圖或景物進行攝影,然後把這兩張影像迭印在一起,得到多組條狀像對,再覆蓋一張由塑料製成的光柵薄膜通過光柵即可見虛的立體圖像。目前由於成像清晰度不夠,還受到攝制照片的幅面及工藝所限,只能製作一些較小的表示概貌的地圖。
互補色地圖
互補色地圖是根據地貌形態和地理景觀的實際情況,應用人眼的視差現論和紅綠互補的原理製成的。當人用雙眼同時觀察某一地貌形態或地理景觀時,它們在左右兩眼視網膜上成像的大小、形狀和亮度基本相同。由於人的雙眼是從兩個不同位置和角度觀察景物,在左、右兩眼視網膜上所成的平面圖像的位置存在一個位差,即人眼的視差,它經過大腦視區的加工後,就會形成一個完整的具有立體深度的圖像。此時,藉助顏色中紅、綠是一對互為補色的色彩,將高山、河流、建築物、風景點等不同的地貌形態和地理景觀印刷成紅、綠兩色相互錯開而又迭置的圖形,就可得到一張用肉眼看來似乎是雜亂無章,但在紅、綠眼鏡下卻是一幅栩栩如生的立體地圖。使用互補色地圖時,只要戴上一副特製的紅綠互補色眼鏡,即一邊為紅色,一邊為綠色。由於紅綠鏡片的濾色作用,使每一隻眼只能看到一種顏色的線條,通過紅綠眼睛將具有視差的兩張圖各自反映到大腦中,就能建立起一個立體的景象。互補色地圖由於能生動逼真、色彩醒目地給人展現出立體地形,使人感到活潑、直觀,因而在地理教學中,使學生能更直觀、更深刻地理解多種地貌形態(如冰川、河谷、岩溶、黃土溝谷、海岸等),也能為旅遊者提供更全面、更直觀的旅遊區域概況。
有聲地圖
紙張是地理信息的常見載體,盡管通過圖型的合理設計以及色彩的科學運用,圖面的載負量已經相當可觀,但是需要在地圖上表示的地理信息量更大,往往受到幅面、比例尺的限制,只能有選擇地表示部分信息,且以靜態的地理景觀及其時空分布特徵為主。過分強調提高圖面載負量,有時還會適得其反。而增加地圖的信息容量,提高應用效果的有效途徑之一是改變紙張作為單一的載體形式。於是,就將具有高密度記錄信息的磁帶加上附加裝置與常規地圖相結合,形成了「有聲地圖」。有聲地圖是根據人的視聽處於比例協調的情況下,能夠幫助提高識記能力的原理而設計製作的。根據心理物理學研究表明,在人類的感覺器官中,以視覺傳遞信息最快,聽覺次之,如果採用一定的比例混合使用視覺和聽覺,在大腦皮層上建立起來的暫時神經聯系會不斷得到補充、修正、完善,最後形成完整的物像概念。有聲地圖由普通地圖、指控器、檢索墊和錄放機附加器所組成。指控器是一根由電子線路構成的指示棒,可用來指點地圖上的地物符號,並能從磁帶中檢索出地物符號的說明;檢索墊是由尼龍做成的,表面印有能作為地圖定位用的許多方格,夾層內具有導電樹脂混合膠印成的檢索柵格和引出電極;錄放機附加器具有記憶、定址和控制功能,它受檢索墊輸出的信號控制。有聲地圖使用時,只要將地圖放在檢索墊上,並按原來的定位要求定位,當指控器指向地圖某一地物符號時,指控器輸出的檢索信號由檢索墊夾層內的柵格通過引出電極進入錄放機附加器,並從磁帶上檢索出相應的解說內容。這樣,在觀察地圖上某一地物符號的同時,也能聽到有關該地物的解說。隨著時間的延續,視覺注視某一地物符號,聽覺卻在不斷按受新的內容信息,此時,使人處於思想高度集中的狀態,有利於提高地圖的閱讀和應用效果。
數字地圖
普通的地圖都是印刷在紙上或其它材料上,可以直接進行閱讀、量算。而數字地圖則是一種把需要表示在地圖上的所有信息經過數字化貯存在計算機內不顯示圖形,使用時則進行有目的處理、分析,然後以圖形和其它形式(剖面、過程線等)或直接提供答案數據的方式表示的特種「地圖」。它的數據來源於各種遙感圖像以及普通地圖、專題地圖,運用專門的程序將這些信息全部轉化為各類數據,可根據用戶要求進行分類、組合、計算、處理,然後形成不同比例尺系列的各種新圖型。由於數字地圖快速、精確、信息量豐富、圖型新穎多樣,用途日益廣泛。如以數字地圖形式表示的交通圖可以根據需要及時顯示所需地區的圖形並將比例尺調整至足以分辨的程度,提供不斷變化著的詳細的道路信息。又如瑞士國家圖集,也可將其全部信息存貯在一張特定的46軟盤上,供讀者在微機上調用、閱讀。
盲文地圖
專供盲人使用,以大小相同、不同組合的凸形圓點顯示地物要素。這在許多國家都有製作,小比例尺的如波蘭地圖,大比例尺的如美國編制的白宮游覽圖等。
發光地圖
也稱夜光地圖、熒光地圖,是採用特製的彩色油墨和普通印刷方法,將地圖內容印在特製的熒光紙上,在黑暗環境下,藉助不可見的紫外線連續照射圖面,從而清晰地閱讀內容。熒光地圖種類很多,有熒光地形圖、熒光航海航空圖及其它地圖,廣泛運用於夜間軍事行動或地下工程使用。
非紙質地圖
根據承載地圖要素的材料,有塑料(塑料片、塑料布、珠光塑料膜等)、絲綢、滌棉等多種非紙質地圖。這些地圖一般都具有耐折、耐磨、輕便、不怕水等特點,其中滌棉地圖是作為教學掛圖的良好材料,愈來愈受到教師的喜愛及採用;塑料地圖中的透明聚酯塑料片地圖,往往可以作為地圖集的第二底圖(如製作行政區的塑料片底圖,可以覆蓋在各種專題地圖上,供專業分析)或作為某一專題圖的組合(如用塑料片製作點法的人口圖,作為覆蓋在其它人口圖上進行分析)。
地圖是一個「大家族」。如果按照地圖的功能作介紹,那麼隨著國民經濟的發展及科學技術的進步,還有不少新的品種。所有這些特種地圖和我們常見的普通地圖、專題地圖、影像地圖,在各行各業中,特別在科學文化教育事業中發揮著巨大的應用潛力並起著愈來愈重要的作用。
我國古代地圖學家——裴秀
裴秀是我國古代一位優秀的地圖學家和地理學家,是一位制圖體制的革新者,他以自己的研究所得創造性地提出了「制圖六體」,這在我國地圖史上有著劃時代的意義,而且在世界地圖史上也佔有重要地位。有人把我國的裴秀和歐洲地圖學者托勒密(約公元99年—168年)比作古代地圖史上東西方相輝映的兩顆巨星。
裴秀,字季彥,河東聞喜(今山西省聞喜縣)人,生於公元223年(魏文帝黃初四年),卒於公元271年(晉武帝秦始七年),享年48歲。他的祖父裴茂曾做過漢朝尚書令,他的父親裴潛做過魏國的尚書令。裴秀年幼時聰明好學,《晉書·裴秀傳》中說他「博學強記,無文不讀」。由於家居宦門,又有才能,所以晉武帝時便官至「司空」,管理國家的戶籍土地田畝賦稅及地圖等事。34歲時隨晉文帝司馬昭到淮南征伐諸葛誕,給晉文帝出謀獻策。諸葛誕平定後裴秀被封為尚書令,又進封魯陽鄉侯,增邑千戶。由於這次出證和平時任「司空」職務,他能更多地接觸地圖資料和考慮地理問題,這為他以後改革地圖的繪制方法奠定了基礎。
裴秀在行軍過程中認直考察軍隊所經之地,記錄地域遠近,山川險易、道路曲直等,然後和從前的地圖作對比,檢查是否有錯誤;又考證了禹貢所記載的山川、海流、原隰陂澤、古之九州以及晉之十六州及郡國縣邑、疆界鄉陬、水陸徑路等。通過對比論證,裴秀逐步發現當時地圖所存在的缺陷。一方面地圖所載地名與實際地名不相符。《晉書·裴秀傳》載:「以職在地官,以禹貢山川地名從來久遠,多有變易,後世說者,或疆牽引,漸以暗味,於是甄摘舊文,疑者則闕,古有名而今無者,皆隨事注例,作禹貢地域圖十八篇」。可見裴秀在作圖時實事求是地記載地名。另一方面當的地圖十分粗略。他在禹貢地域圖十八篇序言中說:「……今秘書既無古之地圖,又無蕭何所得,惟漢室輿地及括地雜圖,各不設分率,又不考證准望,亦不備載名山大川,雖有粗形,皆不精審,不可依據;或荒外迂誕之言,不合事實,於義無取」。裴秀在總結前人制圖經驗基礎上,創造性地提出了「制圖六體」,即繪制地圖應遵循的六項准則,為後人繪制地圖捍供了一個完整的規范。他說:「制圖之體有六焉:一日分率,所以辯廣輪之度也;二日准望,所以正彼此之體也;三日道里,所以定所由之數也;四日高下,五日方斜,六日迂直,此三者各因地制宜,所以較夷險之異也。有圖象而無分率,則無以審遠近之差;有分率而無准望,雖得之於一隅,必失之於他方;有準望而無道里,則施於山海隔絕之地,不能以相通;有道里而無高下、方邪、迂直之校,則徑路之數,必與遠近之實相違,失准望之正矣。故以六者參而考之。然遠近之實,定於分率;彼此之實,定於道里;度數之實,定於高下方邪迂直之算。故雖有峻山巨海之隔、絕域殊方之回、登降詭曲之因,皆可得舉而定者。准望之法既正,則曲直遠近,無所隱其形也。」這一段話詳細地說明了制圖六體的內容及其重要性。如果用現在地圖學觀點看,「分率」即比例尺,用以定距離的遠近;「准望」即方位,用來定方向;「道理」即路程遠近,用以確定各地實際的位置。此外還有高下(高取下)、方邪(方取斜)、曲直(迂取直),這三項和地面距離有關,要求繪制地圖地物之間的距離必須按水平直線距離計算。如果能依據這六項准則,結合實際,因地制宜,地圖就能畫得准確。否則,缺乏這些要素畫出的地圖難免會出現距離錯誤,或方向錯誤等。除了經緯度不為當時所知外,現在的制圖方法在原則上均與裴秀所說的一致。這六項制圖原理在1700多年前由裴秀第一次完整全面地總結出來,是一件了不起的事情。
裴秀制圖六體的提出離不開勞動人民的智慧,但他的制圖理論和研究成果大大超過前人,在中國地圖發展史上豎起了一塊不可磨滅的豐碑。
專題地圖
突出而深入地反映一種或數種要素或現象,即集中表現某種主題內容的地圖。主要分為反映自然各要素或現象的自然地圖,反映人類社會經濟及其他領域事物或現象的社會經濟地圖(人文地圖),以及反映人類與自然關系的環境地圖。
㈧ 地理信息系統中地理圖層的概念
信息是向人們或機器提供關於現實世界各種事實的知識,是數據、消息中所包含的意義,它不隨載體的物理形式的各種改變而改變。信息具有以下特點:客觀性、適用性、傳輸性、共享性。數據是通過數字化或直接記錄下來的可以被鑒別的符號,不僅數字是數據,而且文字、符號和圖像也是數據。地理信息屬於空間信息,它通過經偉網或公路網等建立的地理坐標來實現空間位置的識別。地理信息還具有多維結構的特徵,即在二維空間的基礎上實現多專題的第三維結構,而各個專題型實體型之間的聯系是通過屬性碼進行的,這就為地理系統各圈層之間的綜合研究提供了可能,也為地理系統多層次的分析和信息的傳輸與篩選提供了方便。地理信息系統是指專門處理地理空間數據的計算機系統。從外部看錶現為計算機軟硬體系統;其內涵卻是由計算機程序和地理數據組織而成的地理空間信息模型,是一個邏輯縮小的、高度信息化的地理系統。
㈨ 如何用好初中地理教學中的「圖示」法
地圖是記錄和傳遞地理信息的工具,它是地理知識的一種形象、直觀綜合的表達,也是地理學科獨有的一種語言。地圖中包藏了眾多的知識點,許多地理特點規律都可通過觀察、分析地圖得出。地圖和地理教學始終相伴,這是地理教學的一大特點,它有培養學生全面發展不可缺少的特殊功能。地圖是地理教學中最廣泛,最實用的教具。如果教學中地圖運用得好,不僅能幫助學生理解,記憶地理知識,而且能幫助學生建立形象思維,提高解決問題的能力,使教學收到事半功倍的效果;同時教會學生通過閱讀地圖分析、綜合、概括、判斷、推理,也是對學生能力的培養。在地理教學中如何進行地圖教學?,我認為應注意以下幾個方面:
一.在教學中培養學生對地圖學習的興趣,培養學生觀察地圖的積極性 興趣是學生最好的老師,是發展思維、激發學生主動學習的動力,但是學生的興趣不是天生的。在學習地理課以前,學生對地圖有一些的認識和了解。七年級學生對地圖很好奇,如果不加以引導就很快消失了。老師要引導他們,促使他們喜愛地圖,對地圖產生興趣,因此老師應適時提出一些能激發學生閱讀地圖興趣的問題。在講地圖時老師注意先讓學生利用已有的讀圖知識討論如何看地圖,學生發言很積極,各抒己見;在學生發言的基礎上指出不足,講解地圖和一般圖畫的區別,適時提出地圖上的比例尺、圖例、注記三個基本要素,並逐一講解,打好基礎。這樣不僅激發了學生的興趣,也提高了學生閱讀地圖的能力。此外鼓勵學生利用節假日郊遊,促使學生把地圖和地理知識結合起來,使學生感到地圖對我們生活的實用性,是我們認識世界的有利工具,也是學習地理知識的得力助手。把地圖和地理知識結合起來,也是學習地理的基本方法之一。興趣的源泉在於知識的應用,在運用知識的過程中體驗成就感,沒有成就感的興趣只是好奇,不易持久,所學知識成功的運用使學生對學習充滿信心,興趣十足。
二.教會學生讀地圖的方法,會讀不同類型的地圖
學生面對一幅地圖,到底怎樣去讀?首先要使學生熟悉地圖的圖例。地圖圖例是千變萬化的地理事物的圖形符號,它表示的是各種地理事物。學生只有掌握了圖例符號,才能識別各種地理事物。圖例符號大致分為以下幾種:界線符號(如洲界、國界、未定國界、地區界、省界等)、自然地理要素符號(如河流、湖泊、山峰等)、人文地理要素符號(如公路、鐵路、航線、水庫等)、礦產符號、專題地圖的符號(如工業圖、農業圖等圖上的符號)、常見天氣符號等。因此應教會學生養成讀圖先讀圖例的習慣。其次讀圖時要注意地圖的圖名,從而確定地圖的類型。根據地圖的類型,對地理圖像進行全面的分析,提取相關的地理信息, 得出正確的結論。對於不同類型的地圖,閱讀方法和技巧是有區別的。常見地圖的類型大致分為:
1. 地理圖表
地理圖表是地理知識的載體,是地理教學的直接教具,是地理思維能力培養的最好工具。它能反映地理事物發展和分布的規律性。閱讀時,不能只停留在表層的地理信息上,更重要的是從表層的信息獲取其內在的聯系,找出其規律性。
2. 等值線圖
等值線圖是反映地理現象、數量分布情況的地圖。閱讀時,通過觀察圖上的數據幅度,看疏密情況,看等值線封閉與否,等值線的走向特點。如看等溫線圖→讀出氣溫約度→各地溫差大小→高(低)溫中心→分析影響氣溫分布的主要因素;看等降水量圖→讀出降水量約數→各地降水量大小→多雨(乾旱)中心→分析影響降水量多少的主要因素。 3. 地理分布圖 地理分布圖所佔比重較大,運用較廣。對於不同類型的地理分布圖,應確定其觀察和分析的重點。如看地形圖,應重點看地勢特點,重要地形單元及其分布以及它們的相互位置關系。如對於某區域的海陸位置,應重點讓學生辨認和評析該區域所瀕臨的海洋、距海遠近、位於
大陸的相對位置等。對於某區域的緯度,應著重讓學生觀察該區域所跨的緯度范圍,辨認該區域與特殊緯線的空間關系。
4. 地理示意圖
地理示意圖旨在用簡單形象的圖來說明地理事物的確本質屬性,演變規律及產生的原因。因此看這類圖時,應重點注意各地理要事物之間的相互聯系和因果關系。
三. 教學地圖時應提出明確的要求,所提出要求要從簡單到復雜,
注意運用從分解到綜合的認知規律,注意整體與局部的關系
教學中使用的掛圖不應該太復雜,內容不要太多,應簡單明了,主題突出。讀圖時一次不宜提出較多的觀察目標,初中生的認知能力畢竟有限,在太復雜的地圖中尋找有用的信息,干擾因素多,容易分散注意力,影響觀察的主要目標,同時,過於復雜的地圖,過多的讀圖目標,也增加了讀圖難度,容易挫傷學生閱讀地圖的積極性,教學層次不明顯,講解問題的思路也不清晰。如果講解的問題較復雜,可用幾張內容單一的地圖,觀察後再逐次疊加綜合,以判斷不同地理事物的關系。如通過地圖分析世界耕地的分布時,可先展示耕地分布圖,利用幻燈投影疊加五帶分布圖,得出:耕地多分布於降水多的濕潤地區;投影地形圖得出:耕地多分布於平原地區。逐一觀察後,再總結出耕地分布的特點。對於一個復雜的地圖分解為幾個簡單明了的地圖來觀察,學生要讀的地理事物突出,有利於循序漸進的有層次的分析問題,也利於老師深入淺出的講解問題。這樣能把一個復雜的問題分解成幾個簡單的問題解決。學生在不知不覺中提高了學習能力。地圖是平面的,展示地表平面信息較容易,也易於閱讀。對於地表的立體事物展示較困難,也較復雜,如山地、高原等地形;山高、海深的程度,除了運用符號文字外還要用色彩色調來表達。給學生學習這些知識帶來一定的困難,教學不能不加以注意。如讀地形圖時可以先提問分層設色地圖是如何表示地勢高低起伏的,山地、高原、平原地形特點及平原、高原、山地在圖中對應什麼顏色。然後提出世界最長的山系是什麼?世界最大的高原是什麼?最大的平原地什麼?引導學生在地圖上一一找出。然後可以歸納南美洲的地形特點。從而在頭腦中浮現出知識點與地圖相互關聯的一幅地圖。
建立知識點和地圖之間牢固的關系是學習地理的基本方法之一。地理課上不斷提出一些地理事物讓學生在地圖上標出,反復練習,不斷得復習鞏固,加深印象,知識點與地圖的聯系才能鞏固。
四. 要注意地圖之間的相互聯系與比較,綜合分析地理問題 地理事物和地理要素之間是相互聯系和相互影響的,它們不可能孤立地存在。因此在分析問題時,要從多方面、多角度去思考,才能正確認識,把握其實質。反映在地圖的閱讀上,要注意圖與圖之間的聯系和比較,同時用幾幅圖來綜合分析地理問題。如在學習我國的南方地區和北方地區時,可以把這兩個地區的地圖進行比較:找出兩大地區的位置,主要地形單元,瀕臨的海洋等,從而讓學生得出南方和北方地區的界線是秦嶺---淮河一線。通過閱讀我國的「一月平均氣溫分布圖」和「年降水量分布圖」以及主要農作物種類的分布,學生不難想像出南、北方地區劃分的依據。