地理信息技术教案

专题28 地理信息技术第二课时教案

全球定位系统（GPS）与地理信息系统（GIS）

【教学目标】

1 知识与技能

（1）能够理解GPS、GIS技术的基本工作原理

（2）能够列举GPS、GIS技术的实际应用案例

2过程与方法

（1）能够运用GPS、GIS技术的基本工作原理示意图，简单说出GPS、GIS的工作原理（2）通过使用GPS定位仪或者运用GIS软件操作，体验和感悟3S技术的实用价值和重要意义

3情感态度与价值观

通过对现代地理信息技术功能介绍，突现地理科学技术对生产、生活实践的巨大作用，感悟信息技术和现代地理科学的巨大魅力，培养对地理科学的兴趣

【教学重点】

GPS、GIS的实际应用案例

【教学难点】

GPS、GIS技术的基本原理

【教具准备】多媒体课件

【教学过程】

新课导入

师：同学们，马航飞机失事的新闻大家都应该知道了，3月8日0点41分，MH370从马来西亚首都吉隆坡起飞，飞往北京。航班原计划0点35分起飞，6点30分抵达北京，却在起飞不久后与地面失联，马航官网称该航班最后已知位置为北纬06°55′15″东经103°34′43″，现在已有25个国家参与到搜救工作当中，3月20日，澳大利亚海事安全局在“推特”公布了发现疑似与马航失联客机有关的物体的卫星图像

师：同学们，澳大利亚运用到的是我们上节课讲到的哪种地理信息技术来得到这一卫星图像的呢？

学生回答：遥感技术

师：是的，澳大利亚通过运用遥感技术发现了疑似与马航失联客机有关的物体的卫星图像，为了确定这些物体是否与失联客机有关，我们首先需要确定这些物体的位置，然后到达所在区域，打捞样本来验证是否与失联客机有关。那怎样才能准确的定位与到达该区域，这所用到的地理信息技术就是我们这节课所讲的GPS技术与GIS技术

新课教授

师：同学们现在都用智能手机，智能手机都有定位功能，只要我把手机的定位功能打开，在我发微博、朋友圈的时候，下面就会出现一个定位“我在某某地方”，看到我这条信息的人是不是就知道我所在的位置了呢？这幅图片是我们上师大的官微，我们可以看到它的定位是上海师范大学。这就是全球定位系统GPS在我们身边的应用，从GPS的这一

个应用我们就可以知道，GPS的特点就是可以实时跟踪、准确的定位。

其实GPS这个系统的组成部分并不只有我们平时看到的导航仪、定位仪等，它是由三个部分组成的，包括空间部分、地面控制部分和用户设备部分，空间部分就是指GPS 卫星星座，地面控制部分是指地面监控系统，用户设备部分就是GPS信号接收机，地面监控系统负责监测、控制GPS卫星星座，然后GPS卫星星座再将导航、定位信息发送给地面的GPS信号接收机，这就完成了GPS传送信息的一个过程。

师：我们知道了GPS通过接收卫星信号来接受、传递信息，那GPS工作的原理又是什么呢？师：我们知道GPS利用的是卫星技术，运行在天空的卫星记录着自己和其它GPS卫星的位置。地面GPS装置接收到这些信息后，根据无线电波传播的速度推算出卫星的相对位置，而卫星只能完成对被测地点的距离测算，那如果要测定某一地点的具体位置，需要多少个卫星共同完成呢？（学生可能回答不出来，老师讲解）

师：我们知道两个球面相交会形成一个圆环，三个球面相交会形成两个交点，而四个球面相交则会形成唯一交点，那GPS的原理简单来说就是测距交会，就是利用三颗以上卫星的已知空间位置又可交会出地面未知点（用户接收机）的位置，静态的物体至少需要3颗卫星，动态的物体则至少需要4颗卫星可确定物体位置，卫星越多，定位越准确，一般来说,，GPS接收器可同时接收到4-8颗卫星的位置信息.

师：我们知道GPS最基本的功能就是快速、准确地确定位置，那同学们可以说出我们生活中有哪些运用到了GPS技术吗？

学生回答：车载GPS，手机定位

师：GPS在可以定位的基础上，也可以应用于交通、军事、野外作业、大地测量等各个方面（通过图片展示GPS的应用）（介绍珠穆朗玛峰高程测量新数据取得所依赖的技术，1975年，中国国家测绘局对珠峰进行了第三次测量。此次测量利用的是三角高程的方法，量出了珠峰高度——8848.13米。2005年，时隔30年，我国复测珠峰高度。除采用1975年时的传统测量方法外,还采取GPS测量系统，精确测定珠峰高度。此次测定的珠峰峰顶岩石面海拔高程为8844.43米。由于测量结果可以达到厘米级精度，加之操作简便、仪器体积小便于携带、可全天候操作等优点，GPS正在成为高程测量中非常重要的工具）。

师：我们刚刚介绍了GPS技术，现在我们来讨论一个问题，假如你现在准备去某个地方，但是又不知道该怎么去，你会怎么办？

以老师自己为例，我现在是在南洋模范中学，而我的学校是在上海师范大学，首先我先在谷歌地图上找到了这两个地方的卫星图，然后我想找到最适合我的回去的路线，我在网上搜索丁丁地图，将我的起点和终点输入进去，它就会显示出最适合我的路线

师：那这种电子地图的开发既有我们刚刚讲到的GPS技术，利用GPS定位到起点和终点。

而寻找最佳路线，则用到了另一种地理信息技术，叫做GIS技术，GIS技术是专门处理地理空间数据的计算机系统

师：我们知道文字是地理科学的第一代语言，地图是地理科学的第二代语言，而GIS就是地理科学的第三代语言。

师：GIS的构成主要有四个部分，硬件、软件、数据和用户。简单的来说GIS技术利用的是计算机软硬件技术，将信息输入计算机的GIS软件中，软件会根据数据建立数据模型和空间模型，将地物空间特征和属性的各项数据结合起来，构成某一主题的图层，按照一定的规则对所研究的区域进行空间分析，最后将系统处理、分析的结构形成可供研究、规划和决策人员使用的产品，比如：地图、图像、数据表格等等

师：这两幅图第一幅是苏、浙、沪三地的政区分布图，我将这三地的高速公路的数据导入