• 数字时代的产物——地理信息系统(GIS)
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阅读下列材料,回答问题:(13分)

“数字地球”是继哥白尼、伽利略日心说和地理大发现之后,人类认识地球的又一次飞跃。如果说20世纪60年代麦克卢汉提出的“地球村”代表了电气时代对地球的最高认识,那么20世纪90年代提出的“数字地球”是“地球村”在电子时代的升华。在这一升华中,从“模拟”到“数字”是一次突变。“数字地球”是一种国家战略,也是一种技术体系,同时又是一个科学文化概念。它是数字技术和20世纪60年代以来以生态环境保护、可持续发展为核心的文化思潮的结晶。“数字地球”是一个居住在因特网上的以“空间智能体”为主要种群的高级生态系统,也即“数字生态系统”。这一“数字生态系统”将在地球生物圈和技术的战略平衡关系中起到决定性作用。到目前为止,人类已做到了全天候监控地球,但离控制地球的目标还很远。在濒临失衡的地球上,大自然无情地报复我们,“数字地球”将有助于人类监控地球。

(1)“数字地球”被称为“人类认识地球的第三次飞跃”,前两次飞跃的代表事件是?

(2) 简述“数字地球”所涉及的关键技术。

材料中说“数字地球”是一个科学文化概念,对此你是怎么理解的?

(3)“在濒临失衡的地球上,大自然无情地报复我们,‘数字地球’将有助于人类监控地球。”请结合这句话,谈一谈你的看法。

正确答案

(1)地理大发现和哥白尼、伽利略的日心说

(2) 略

“数字地球”是数字技术和20世纪60年代以来以生态环境保护、可持续发展为核心的文化思潮的结晶,它将在地球生物圈和技术的战略平衡关系中起到决定性作用。

(3) 略

试题分析:(1)结合历史从人类认识地球的历史突破分析。(2)见图。

(3)主要从数字地球的主要功能分析,作为开放性试题,学生应注意结合材料充分阐述自己的观点即可。

点评:本题难度一般,解题的关键是掌握数字地球的基本概况、技术基础和应用领域等方面的内容,对于此类试题,学生应加强对课本基础知识的落实。

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结合下面材料,回答问题。

应用GIS解决公交塞车问题

为了解决公交车、出租车的违章行为,广州市交警部门开展了公交车行车秩序的专项整治。严格规定了公交车和出租车在不同情况下停车与下客的行驶路线和停靠方式。对于公交车、出租车驾驶员违规,交警部门制定了严格的处罚措施。

因为整治,司机们都规规矩矩地排队进站,但没有预料到的是在天河城、黄埔大道、岗顶等公交线路密集路段一度出现了大塞车。问题最突出的路段,在下班高峰时,公交长龙一直从体育中心站排到了天河立交桥。

后来发现,公交车按规矩进站反而出现了塞车的怪现象,原因是广州市一些道路站点和线网设置不合理,如在广州市一些主干道上,有些公交站有十几条、二十条线路,大量公交车挤在同一个站上下客。

为了解决这个问题,广州市交通部门一方面制定了市区公交线路密集段的站点调整方案,另一方面又推出了“公交地理信息系统”。该系统建立在电子地图的基础上,使公交车重登率、换乘系数等运行状况一目了然。交通管理部门根据该系统提供的数据进行综合分析,采用了将有些站点易位、增设公交站点以及在一些主干道上设置公交专用道(公交快车走廊)等措施,有效地扭转了该市公交塞车的局面。

(1)目前GIS在城市建设和管理中的典型应用有哪些方面?

(2)你所在城市在城市管理中是否有可以运用CIS帮助改善管理状况的情况?你能否借鉴材料中的经验谈一下改进意见?

正确答案

(1)主要有城市规划和管理,基础设施管理,如道路交通、电力、电信、燃气、自来水、排污等,土地利用与管理,生态环境管理,旅游管理等方面。

(2)该题的设计要求学生要关心社会,要善于把所学知识与实际生活、生产相联系。关于改进意见,只要符合当地实际情况,有道理即可。

熟悉地理信息技术的应用。

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读下列材料,回答问题。(12分)

 

2008年5月8日,奥运圣火成功登上世界最高峰珠穆朗玛峰(8844.43米),这是奥运史上的伟大壮举。严酷的自然条件对圣火登顶珠峰带来很多的技术挑战。珠峰常规条件下的风速达16至17米/秒,相当于八、九级大风,气温均在零下30℃左右。为做好气象保障工作,气象部门在珠峰地区建成了立体气象自动观测站,运用GPS、RS等技术及时、高效地获取预报所需要的气象资料。

(l)读图“GPS数据显示屏”,说出GPS的主要功能。(4分)

(2)根据材料和所学知识,简述地形、气候条件对火炬手持圣火登顶、火炬燃烧、电视转播所带来的不利影响。(8分)

正确答案

(1)GPS的主要功能是为用户提供精密的三维坐标、速度和时间等。

(2)高海拔、低气温、突发暴风雪等增大了火炬手的体力消耗、增加了技术难度;低气压、缺氧、大风影响火炬的燃烧和传递;山地影响信号传输的质量,低温影响各种仪器设备的正常运转。

结合热点考查地理信息技术的应用,从图中显示的信息看,GPS的主要功能是为用户提供精密的三维坐标、速度和时间。珠峰海拔高、气温低、风力大,且气压低、缺氧对火炬手、火炬燃烧产生不利影响。山地影响信息传输的质量,低温影响各种仪器设备的正常运转。

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阅读材料,回答下列问题。(4分)

遥感技术在农业领域有广阔的研究前景,一些国家利用资源卫星进行农业资源调查、作物长势和产量监测等。例如,美国利用资源卫星在估计本国小麦产量的同时,还对其他国家小麦产量进行估测,根据所得的数据制定生产布局、储运、加工等计划,确定对外贸易策略,由此每年可获利数亿美元。

(1)根据材料推断,“遥感”相关技术在“我国农业可持续发展”方面可做哪些工作?(至少答出两个方面)

(2)在全球问题的研究中,除农业外,请列举可以应用“遥感”相关技术的两个领域。

正确答案

(1)进行农业资源调查、作物长势和产量监测等。根据所得的数据制定生产布局、储运、加工等计划,确定对外贸易策略。

(2)利用卫星云图预报天气;监测森林火灾;监测洪水灾害等。

(1)“遥感”相关技术在“我国农业可持续发展”方面可以做以下工作:进行农业资源调查、作物长势和产量监测等。根据所得的数据制定生产布局、储运、加工等计划,确定对外贸易策略。

(2)除农业外,遥感”技术还可以运用于利用卫星云图预报天气;监测森林火灾;监测洪水灾害等。

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(11分)阅读下列材料,回答问题。

材料一:黑颈鹤是在高原淡水湿地生活的鹤类,以植物的根、昆虫、鱼、蛙以及农田中残留的作物种子等为食。目前世界上黑颈鹤的种群数量约为8000多只,主要分布在青藏高原和云贵高原。图18为中国黑颈鹤分布图。

材料二:历史上一些西藏牧民与农民每年都要进行盐和粮食的交换,每年的2月至5月,牧民去采盐、驮盐,秋末冬春季节到农区交换粮食。图19为驮盐、盐粮交换行程图。

(1)鸟类学家确定黑颈鹤迁徙通道主要借助的地理信息技术是        。(1分)

(2)请描述青藏高原黑颈鹤越冬地点的分布规律,并分析黑颈鹤能够在这些地区越冬的原因。(6分)

(3)A、B哪段行程属于驮盐行程?请说明原因。(4分) 

正确答案

(1)GPS 或全球定位系统(1分)

(2)越冬地点集中分布青藏高原南部和云贵高原北部河谷地区。(2分)  越冬的原因:①纬度低;(1分)②北部高大的高原和山地阻挡了冬季寒潮的影响(或冬季风的背风坡);(1分)③河谷纵深,地势低,(1分)气温较高。(1分)

(3)A(2分) 由于盐湖集中在藏北(特别是藏北北部),(或农区主要在藏中、藏南及东部地区。)(2分)

鸟类学家确定黑颈鹤迁徙通道主要借助的地理信息技术是全球定位系统。从图中可以看出,鸟类的越冬地点集中分布在青藏高原上的雅鲁藏布江谷地和云贵高原北部河谷地区。因为这些河谷纬度低;河谷纵深,地势低;北部高达的高原和山地阻挡了冬季风,气温较高。A属于驮盐行程,因为盐湖集中在藏北。

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读下面水分含量对玉米叶子反射率的影响图,回答问题。(6分)

(1)据图可知,玉米叶子水分含量与反射率的关系是________(正或负相关),要监测玉米缺水的状况,首要采用的现代化技术是________。2分

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 1分

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(   )1分

A.0.9um-1.2um       B.1.5um-1.9um       C.2.1um-2.3um    D.0.5um-0.7um

(4)依据上述原理,举例说明遥感在现代农业中的应用。2分

正确答案

(1)负相关 C     (2)A     (3)A

(4)通过监测农作物叶子含水量及时监测农作物旱涝情况,为科学用水提供信息,提高水资源利用率;分析农作物的生长状况,估计农作物产量。

(1)根据图中信息分析玉米叶子水分含量与反射率的关系;利用电磁波原理分析问题的计算是RS。(2)RS的工作原理就是利用电磁波的特征。(3)根据图中信息分析玉米的电磁波波段。(4)本题考查RS的应用领域。

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(30分)地图反映了人们认识世界的程度,地图的变化记录了人们认识世界的过程。

随着地理信息技术的发展,出现了新的地图形式——数字地图。据下图,回答问题。

与纸质地图相比,概括数字地图功能方面的特点。(10分)

正确答案

增加了交互功能;信息查询和空间分析功能强,数据更新快,信息共享好。

数字地球是一个以地球坐标为依据的、具有高分辨率的海量数据和多维显示的地球信息的技术系统。该系统信息丰富多样,以图像、图形、图表、文本报告等多种形式提供局部或全球范围的数据、信息、知识方面的服务,提供信息准确及时,修改、检索、传输信息方便快捷,并可以对系统中的数据作进一步的分析操作,最后输出人们关注的专题信息。与纸质地图相比,具有数据更新快、信息查询和空间分析功能强、交互功能强的特点。

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读图,回答问题。

(1) 说出最初获得左上图资料的地理信息技术。(2分)

(2) 说出该时刻后太阳直射点的移动方向。(2分)

(3) 据图中信息分别说出甲乙两地的气压性质,并分析甲地气压形成的原因。(4分)

(4) 描述海南岛该日的天气状况。(4分)

正确答案

(1) 遥感技术(2分)

(2) 在南半球向南移,或在南半球向北移(2分)(答出两个方向即可得2分)

(3) 高气压 低气压(2分)太阳直射南半球,由于海陆热力性质差异,北半球陆地降温比海洋上快,陆地气温低于同纬度海洋,形成高气压。(2分)

(4) 东北风,风速较大;阴雨;气温降低(较低);气压升高(较高)(4分)

(1)遥感技术是在一定距离的飞机、飞船、卫星上,使用光学仪器和电子仪器,接收地面物体发射或反射的电磁波信号,以图像胶片或数据磁带的形式记录下来,传送到地面,最后通过分析,揭示出物体的特征、性质及其变化,用于资源评估、环境监测、灾害预警及其他地物变化的分析等。

(2)由图中信息可以判断,北半球昼短夜长,南半球昼长夜短,太阳直射南半球。该时刻后太阳直射点的移动方向在南半球向南移,或在南半球向北移。

(3)结合右图信息可以判断,甲为高压中心,乙为低压中心。原因:太阳直射南半球,由于海陆热力性质差异,北半球陆地降温比海洋上快,陆地气温低于同纬度海洋,形成高气压。

(4)由图中等压线分布可以判断,海南岛该日刮东北风,风速较大;阴雨;气温降低(较低);气压升高(较高)。

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“利技兴农”是实现我国农业可持续发展的根本出路所在。图1一15为利用植物反射波谱特征判断植物的生长状况的图示,据图回答下列问题。

图1一15

(l)图示植物反射波谱的制作,依靠的技术是

A.传统测绘B.遥感

C.地理信息系统D.GPS技术

(2)表明农作物生长态势良好的反射波段是________。

(3)在这种技术下,所获得的地图中农作物的表示颜色为____。

(4)根据不同地物和地物不同状况有不同的反射率的原理,下列选项中可直接利用这种地理信息技术的是(多选)____

A.水体污染的判断

B.城市大气质量状况的分析

C.洪水分布区的变化

D.森林面积变化

E.人口数量的变化

F.城市违章土地利用的监控

正确答案

(l)B(2)小于0.53和大于0.80

(3)红色

(4)A、B、C、D、F

本题通过作物生长状况与反射波的关系,考查遥感技术的相关内容。由题目条件及图示可知:①不同的地物及地物不同状况的反射波存在差异;②题目现象及图示的获得是一种由面上分析到点、线验证的工作过程,应为遥感技术的应用。解题的关键是确定本题所用到的地理信息技术为遥感。

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地理信息系统是一个复杂的巨系统,你能解释一下它是由哪几部分组成的,各部分的主要功能是什么吗?

正确答案

地理信息系统主要由五部分组成:硬件设备;GIS软件;地理数据;GIS人员;应用模型。

硬件设备是地理信息系统的骨架,主要有计算机主机、数据输入设备、数据输出设备、数据传输设备和存储设备;GIS软件提供存储、分析、显示地理数据的功能;地理数据是GIS的基础,根据内容不同,可以分为基础数据和专题数据;GIS人员包括从事GIS系统开发的专业人员,也包括采用GIS完成工作的用户;应用模型是解决各种实际问题的专业程式,解决不同的问题GIS要使用相应的模型,如人口扩散模型、商业选址模型、路径分析模型等。

地理信息系统最初就是因为解决地理问题而产生的,随着信息技术的飞速发展也得到了极大的发展。学习地理信息系统(GIS)的目的,在于通过学习,了解GIS在现代社会的生产和生活实践中的巨大作用,了解现代地理学在和信息技术整合后产生了巨大的飞跃,目前已广泛应用于社会生产和生活各个方面,并产生了巨大的经济效益和社会效益。

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读遥感技术工作原理示意图,完成下列问题。(共5分)

(1)从A图中可以看出,此遥感技术所利用的运载工具是     ,这种运载工具技术采用的是      的方式对地面物体进行感知和识别,这种方式的遥感技术,对地面的分辨率是较         (高或低)的。

(2)在B图中,传感器接受到的是地面反射或辐射的电磁波信息,在这个遥感过程中,

传感器之所以能够对地面物体进行分辨,其原理是_______________________________.

正确答案

(1)飞机,航空遥感 高

(2)不同的物体、不同的环境条件, 其反射或辐射的电磁波是不同的,传感器具有识别这种电磁波的能力

本题考查地理信息技术。(1)图示反映飞机作遥感平台;飞机遥感属于航空遥感;由于航空遥感距离地面较近,故对地面的分辨率较高。(2)遥感的基本原理是由于地面不同的地物反射或辐射的电磁波信号不同,而传感器能识别不同的电磁波信号。

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(30分)地图反映了人们认识世界的程度,地图的变化记录了人们认识世界的过程。随着地理信息技术的发展,出现了新的地图形式——数字地图。据图,回答题。

与纸质地图相比,概括数字地图功能方面的特点。(10分)

正确答案

增加了交互功能;信息查询和空间分析功能强,数据更新快,信息共享好。

数字地图是以数字形式储存在计算机存储介质上的地图。主要考查读图获取信息能力,应认真仔细阅读图“首都之窗”数字地图页面上的相关信息,要特别注意该图片的不同组成部分含义,然后与传统的纸质地图进行对比,不难得出数字地图的突出优点。

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读图,回答问题。

雪、沙漠、湿地、小麦反射波谱曲线

(1)如图所示,在可见光波段反射率最高和最低的地物分别是                

(2)小麦在       微米之间的波段最容易与其他地物区分开。

(3)利用遥感判断地物的原理是什么 

(4)遥感技术在国民经济应用领域有哪些?(答出两项即可)

正确答案

(1)雪地  湿地

(2)0.7~0.9

(3)不同地物在同一波段反射率不同,同一地物在不同波段反射率也不同,由此导致其波谱特征不同,根据地物波谱曲线就可以区分和识别地表物体。

(4)资源普查,环境灾害监测等领域。

本题考查遥感的相关知识。(1)通过认真读图可以看出。可见光波段是指0.4-0.76微米之间,该波段反射率最高的是雪,最低的是湿地。(2)小麦和其他地物曲线差别最明显的波段在0.7-0.9微米之间,在这个波段范围内最容易区分。(3)考查遥感的工作原理。遥感是利用遥感器从空中来探测地面物体性质的,它根据不同物体对波谱产生不同响应的原理,识别地面上各类地物,具有遥远感知事物的意思。也就是利用地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行物上的遥感器收集地面数据资料,并从中获取信息,经记录、传送、分析和判读来识别地物。(4)考查遥感的应用。经过几十年的迅速发展,目前遥感技术已广泛应用于资源环境、水文、气象,地质地理等领域,成为一门实用的,先进的空间探测技术。

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GIS中不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上,叠加不同的图层可以分析不同要素间的相互关系。据此回答1~2题。

小题1:投资商在某城市内进行大型购物中心区位选择时,可利用该城市的GIS系统做综合分析,应调用的主要参考图层是

①地形图层 ②交通图层 ③人口图层 ④土地利用图层

小题2:若对当地1985年至2002年的土地利用图层进行分析,能够

正确答案

小题1:B

小题2:D

小题1:大型购物中心的区位选择主要考虑城市的交通通达度、人流量及地租水平等因素。

小题2:土地利用图层反映了某一时期土地利用类型的分布状况,通过前后对比最能反映出不同时期土地利用类型发生的变化,如耕地与建筑用地面积比重的变化。

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简答题

读“遥感技术工作原理示意图”,并根据图中提供的相关信息回答以下问题。

(1)从 A 图中可以看出,此遥感技术所利用的运载工具是_______ ,这种运载工具采用的是_______方式对地面物体进行感知和识别。这种方式的遥感技术,对地面的分辨力是较________(高/低)的。

(2)在B图中,传感器接收的是_________ ,它的产生是由于_______ ,在这个遥感过程中,传感器之所以能够对地面的物体进行分辨,其原理是____________________________。

正确答案

(1)飞机 航空摄影 高(2)地面物体反射或辐射的电磁波信息 地面接收太阳辐射光或大气对太阳辐射散射光的能量、自身受热也能产生电磁波 不同物体、不同环境条件,其反射或辐射的电磁波是不同的,传感器有识别这种电磁波的能力

本题考查地理信息技术的应用。(1)图示为飞机遥感,属于航空遥感。由于距离地面较近,故分辨率较高。(2)图示为被动式遥感,图示传感器接收地物反射或辐射的电磁波信号而识别不同的地物。遥感的基本原理是不同地物辐射、反射的电磁波信号不同,传感器能识别不同的电磁波信号。

下一知识点 : 地理信息技术的集成应用与中国数字地球建设
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