第四节 地理信息技术
课前引入
“5·12”汶川地震摧毁了当地的交通、通信设施，地震灾区瞬间成为信息孤岛，外界无法及时得知受灾情况，这使得救援工作无法顺利开展。约8小时后，首批武警官兵到达地震重灾区，并使用北斗用户机（图6.20）实时传递灾情，这是地震重灾区发出的第一束生命急救电波。北斗用户机是一种什么设备？它通过什么渠道传送灾情？
遥感技术
遥感技术是利用装在航空器（如飞机、高空气球）或航天器（如人造卫星）的光学或电子设备，对地表物体进行远距离感知的地理信息技术（图6.21）。
与传统实地调查等信息获取手段相比，遥感技术具有探测范围大，获取信息速度快、周期短、信息量大，受地面条件限制少等优势，能够实现地物信息的实时、动态监测。
运用遥感技术，可以实时监测洪涝、台风等灾害的形成过程（图6.22），进行准确的预报、预警；能够快速识别地震等突发性自然灾害的影响范围（图6.23），并为灾情统计、灾害救援等工作提供强有力的支持。
全球卫星导航系统
全球卫星导航系统是一种地理信息技术，它利用卫星在全球范围内进行实时定位、导航。
全球卫星导航系统主要由卫星星座（空间部分）、地面监控系统（地面控制部分）和信号接收系统（用户部分）三部分组成，能够为用户提供精密的三维坐标、速度和时间，适用于陆地、海洋、航空和航天，具有全球性、全天候、连续性和实时性的特点。
目前，全球卫星导航系统有我国的北斗卫星导航系统（图6.24）、美国的全球定位系统、俄罗斯的全球卫星导航系统和欧洲的伽利略卫星导航系统。全球卫星导航系统在防灾减灾中的应用较为广泛。利用安装在手机、汽车、飞机、轮船等中的信号接收设备，可以进行精确定位，帮助用户在遭遇自然灾害或面临灾害风险时，发出求救信号，及时报告位置和受灾情况，有效缩短救援搜寻时间。例如，北斗卫星导航系统在汶川地震救援中发挥了重要作用。
地理信息系统
地理信息系统是对地理数据进行输入、处理、存储、管理、查询、分析、输出等的计算机信息系统（图6.25）。利用地理信息系统的空间查询与分析功能，可以根据不同目的对相关数据进行叠加分析（图6.26）。
在防灾减灾领域，地理信息系统利用遥感技术、全球卫星导航系统等提供的地理数据，进行自然灾害动态监测、预报预警，快速确定受灾范围及受灾情况，为制定减灾预案、评估灾害损失和指导灾后恢复重建等提供依据。
案例：温州灾害监测预警信息系统
温州灾害监测预警信息系统，利用雨量站、水位站、气象云图等提供的信息进行气象要素、河湖水位、台风及其形成过程的动态监测。将这些信息与地形、交通、遥感影像等信息进行叠加分析，可实现对灾害的预报预警（图6.27）。
活动：利用地理信息技术判断舟曲泥石流灾害的影响
2010年8月7日22时左右，甘肃舟曲县城东北部山区突降特大暴雨，降雨持续40多分钟，雨量达97毫米，引发特大泥石流。
- 对比灾害前后的卫星遥感影像（图6.28），在灾后图中勾勒出泥石流的范围。
2. 如果估算泥石流冲毁的住宅数量，还需要哪些信息？
3. 完成第2题，需要用到地理信息系统的哪些功能？
探索：溢油污染影晌模拟
地理信息技术可用来模拟溢油事故情景，有助于史客观全面地分析与评价海洋保护区遭受溢油字故的污染风险。在渤海湾溢油污染模拟中，研究人员利用地理信息技术模拟了石油在12小时、24小时、36小时、48小时、60小时和72小时的时间内油污到达的地点和扩散线路，并推测出油污的影响范围。
思考：1.要获取溢油污染影响的模拟结果，需要了解哪些地理信息?
2.如何监测石油污染的扩散情况?
学习指南：.全球导航卫星系统的原理是什么?其定位导航功能在生产生活中如何发挥作用?
遥感在资源普查、环境和灾害监测中有什么作用?应用地理信息系统可以研究哪些地理问题?
提示：了解地理信息技术在探究自然地理问题过程中的应用。
地理信息技术是指获取、记录、加工、管理和传播地理信息的各种技术手段，主要有全球导航卫星系统(GNSS)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)。
全球导航卫星系统及其应用
全球导航卫星系统是能在地球表面或近地空间的任何地点，提供全天候的三维坐标、速度、时间信息的导航定位系统。它主要包括美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的格洛纳斯全球导航卫星系统(GLONASS)、欧盟的伽利略导航卫星系统(GALILEO)以及中国的北斗导航卫星系统(BDS)等。其中美国的导航系统发展最早，也比较完善，在世界范围内使用广泛。北斗导航卫星系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统，是继美国全球定位系统和俄罗斯格洛纳斯全球导航卫星系统后世界上第三个成熟的全球导航卫星系统。
全球导航卫星系统的主要功能是定位、导航等，这在森林普查与规划、海洋调查与监测、气象及地质灾害的监测与救援等领域都有广泛应用。
在林业调查方面，全球导航卫星系统的应用能够有效提高森林资源的管理效率。由于全球导航卫星系统测量的精度高，操作简便，而且仪器体积小、便于携带，可以全天候操作，因而广泛应用于测定森林面积、道路位置、森林火灾地区位置，界定边界线，估算木材含量，寻找水源等林业测量领域。在得到调查样地的详细位置，充分了解森林资源多样性的基础上，可以适时做出调整，为林业发展做进一步规划。
在海洋观测方面，引入全球导航卫星系统能够实现对地壳运动、海平面变化、海洋气象等方面的有效监测。例如，引入全球导航卫星系统技术建立全球定位系统连续运行观测站，是国际上正在采用的重要对地观测手段，主要用于地壳运动监测、大气和海平面变化监测等方面。它可以提供潮沙观测站站址的周、月、年变化率，监测海平面实际变化，能够及时提供大气中水汽含量变化信息，为海洋气象预报服务;还能在线提供空间位置基准，为海岸带和近海海洋调查服务。
在气象观测领域，全球导航卫星系统技术发挥着越来越重要的作用。例如，使用全球定位系统研究大气，特别是研究对流层的大气特征。我国已经全面应用北斗导航卫星系统，进行区域自动气象站的建设，弥补了原有气象站的不足。随着技术的发展，全球导航卫星系统将成为新一代气象观测系统的主要部分，在天气预报中发挥重要作用。
思考：在天气预报中，对台风的位置和移动方向的预报是怎样实现的?
阅读：北斗导航卫星系统
北斗导航卫星系统是我国着眼于国家安全和社会经济发展需要，自主建设、独立运行的导航卫星系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。
北斗导航卫星系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。它融合了导航与通信能力，具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。2020年底，”北斗三号”系统全面建成，并向全球提供服务。
目前，北斗导航卫星系统已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾和应急搜救等领域。
遥感及其应用
遥感，即”遥远的感知”。广义的理解，遥感泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、声波、地震波等的探测:狭义的理解，遥感指应用探测仪器，不与探测目标近距离接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示目标的特征和变化的综合性探测技术。遥感技术的出现，为人类提供了一条认识地球的重要途径。
遥感影像：遥感影像是各种传感器所获信息的产物，是遥感探测目标的信息载体，主要包括航空像片和卫星影像。遥感影像由成千上万的像元组成。像元是遥感影像上能够详细区分的最小单元，简称图像分辨率。1米分辨率指影像上的一个像元表示地面上l平方米的范围。由此可知，该数值越小，影像显示地表信息细节的能力越强，分辨率就越高。
遥感影像有黑白和彩色之分。黑白影像是根据物体的灰度差异呈现的，一般建筑物颜色较浅，草地和森林颜色较深。彩色影像有真彩色和假彩色之分，真彩色影像上地物颜色能够真实反映实际地物的颜色特征，符合人的认知习惯;假彩色影像是将图像上地物颜色转变为与实际地物不一致的色彩，可以提高特定目标物的可鉴定度。在图4-2-8的假彩色影像上，草、树和庄稼覆盖区域为红色，水为灰色和蓝色，建筑物为蓝灰色。假彩色影像中地物的色彩并不固定，需要根据实际情况进行判读。
名词链接：灰度：指组成黑白图像中表示黑色的深浅程度的相对比例。
遥感的应用：目前，遥感已经广泛应用于自然地理研究的诸多领域，在地貌、气候、水文、土壤和植被的调查和监测中都发挥着重要作用。例如，识别不同的地貌类型，观测全球气候变化，监测海水运动与变化，识别植被类型与分布结构，监测灾害并预警等，都少不了遥感技术的应用。
在环境和灾害监测方面，遥感技术能够快速准确地获取区域的环境和灾害信息，及时发现环境和灾害的变化，预测将要出现的问题。由遥感技术获得的环境和灾害动态观测数据，通过地理信息系统的快速分析和处理，能够为决策部门提供科学依据。
阅读
遥感的工作过程
遥感的核心在于获取信息的遥感技术设备，主要包括遥感平台和传感器。传感器可以接收地面物休反射或辐射的电磁波信息，并以影像胶片或数据磁带的形式记录下来，传送到地面接收站。地面接收站对遥感信息进行处理和判读分析，并进行野外实地验证，最后生成遥感影像，为资源勘探、动态监测和规划决策服务。
遥感在水文与水资源研究方面的应用
遥感主要应用于水资源调查、水土流失调查、冰雪检测、海岸带及浅海地形调查等。利用遥感不仅能确定地表江河、湖沼和冰雪的分布、面积、水量和水质，还能勘查浅层地下水资源。例如，通过判读分析青藏高原地区的遥感影像，不仅发现了地图上已有的部分湖泊面积、形状的差错，还发现了300多个地图上没有的湖泊。遥感能为水文研究提供长期动态情报，帮助预报和监测早情、融雪、径流、洪水。例如，卫星遥感可以实时监测洪水的动向，调查洪水泛滥范围，迅速确定洪涝面积和受灾程度。
地理信息系统及其应用
客观世界是由庞大而复杂的空间信息组成的，对这些信息加以管理和应用是一项重要课题，而地理信息系统的出现解决了这一问题。
地理信息系统是依靠计算机实现地理信息的收集、处理、储存、分析和应用的系统。地理信息系统为地理信息资源的共享提供了最便捷的技术支持。利用地理信息系统可以储存庞大的空间数据，不但能随时制作电子地图，还有详细的属性资料可供查询，并能进行多种空间分析，以此来模拟区域内的资源、人口等要素的空间规律和发展趋势。这是地理信息系统区别于其他信息系统的一个重要标志。
作为地理信息的自动处理与分析系统，地理信息系统的功能遍及数据采集、数据分析、决策应用的全部过程。地理信息系统一般可以解决以下问题。
位置分析。解决与”位置”有关的问题。例如，分析可可西里藏多令羊的空间分布情况。
趋势研究。包括空间趋势和随时间的演变趋势，如分析过去20年青藏高原地区冰川面积和分布的变化情况。
模式研究。特定区域地理事物的分布及其组合都有一定的规律，通过模式分析，可以揭示各种地物之间的空间关系。例如，分析一个地区的地形、土壤与特定作物种植之间的关系。
模拟分析。利用地理信息系统，将己掌握的地理规律用数学方法表达出来，即建立模型，来模拟其中某种因素的变化，以及产生的结果。例如，建立洪水预测模型，就可根据降水量、降水强度、降水持续时间，预测洪水发生的时间和可能淹没的范围。
案例研究:地理信息技术在四川九寨沟防震减灾中的应用
2017年8月8日21时19分，四川省阿坝州九寨沟县发生7.0级地震，震源深度20千米，造成巨大损失。漳扎镇周边及景区发现多处滑坡及潜在滑坡体，九寨沟黄龙机场到漳扎镇的544国道沿线发现5处滑坡;在九寨沟景区盆景滩以上、火花海以下形成了堪塞湖。在此次地震灾害中，从震前的预警到震后一系列的应急响应，地理信息技术发挥了巨大的辅助决策作用。
全球卫星导航系统的应用：地震发生后，通信中断、道路堵塞，根据应急指挥中心的三维地理信，包软件，能确定装有全球导航卫星系统的失踪车辆的具体位置，并提供三维地形图，为成功营救提供重要的辅助决策信息。另外，车载全球导航卫星系统可以有效调度救灾车辆，减轻交通负担。
遥感的应用：在地震灾区通信、交通被严重破坏的情况下，通过使用航空遥感技术和卫星遥感技术，可以及时为抗震救灾指挥部提供大量灾区遥感图像。通过实时监测灾情，把握动态，为科学评估灾情提供支持，为防灾抗灾、抢险救灾提供重要的决策依据。
·及时提供重要城镇和主要居民点的类型、不同分辨率的卫星和航空遥感数据及分析信息，为各级抗震救灾指挥系统了解灾情、部署救援行动提供重要且及时的信息。
·准确确定水系和河道的阻塞状况，监测预报滑坡、堰塞湖等次生灾害。配合堰塞湖的疏导工程，不断监测堰塞湖特别是堰塞坝的分布及其准确位置，分析堰塞湖动态变化。
·及时准确地掌握交通状况，帮助相关部门迅速地实施救援工作。
地理信息系统的应用：为了配合灾后重建总体规划工作，国家基础地理信息中心一直密切跟踪有关方面的应用，并根据需求积极提供基础地理信息服务。具体说来，在地震中，地理信息系统在以下方面发挥了重要作用。
·地震监测、预警。有研究数据显示，如果在地震波到达时提前3秒收到预警，伤亡人数可降低14%;提前10秒，伤亡人数可降低39%;提前20秒，伤亡人数可降低63%。
·应急指挥与管理。.移动和车载制图。.以地图的方式保证公众信息畅通(包括灾害影响到的地区、灾害的扩大范围和潜在影响、撤离线路、避难场所，以及食物和水的所在地)。
·资源跟踪和管理。
思考：在九寨沟地震中，地理信息技术都发挥了哪些主要功能?
作业题
1根据给出的材料，说出哪项地理信息技术可以帮助科学家解决下面的问题。
滇金丝猴是世界上的濒危动物之一，要想做好对滇金丝猴的保护工作，必须了解它们的生活
习性。然而中国滇金丝猴生活在高山峡谷等人们难以进入的地区。长期以来，科学家对滇金丝猴的研究主要以观察为主，有时为了看到滇金丝猴甚至要等上两三个月。因此，用传统的研究方法很难获取滇金丝猴的详细资料，了解它们的活动规律，史没有办法对其采取强有力的保护措施。
2根据给出的材料和”大兴安岭那吉林场火灾遥感影像”图，完成下列各题。
2017年5月17日到5月20日大兴安岭那吉林场发生火灾。遥感影像上分时分地显示了起火点的位直。由于火的高温属性，即使在有云雾遮挡的情况下，运用遥感技术，我们依然能够发现起火点的情况。
（1）遥感影像在监测地理事物方面有哪些优势？
（2）大兴安岭那吉林场火灾遥感影像对于及时了解、控制和扑灭大火有哪些帮助？
3.地质灾害监测系统是一个对地质灾害隐患点长期监测预警并能够有效管理空间数据的综合系统。通过对滑坡、崩塌等灾害多发地点实施连续监测，并将获取的监测信息与相应的地貌、城市规划、J监测点分布等空间数据进行综合分析，可以建立有效的灾害预测模型，并做出灾情预警分析。要建设地质灾害监测系统，需要用到哪些地理信息技术？
课题：检查进度：以四川九寨沟为例，结合所学知识并从网上查找九寨沟震前、震后的遥感影像，说出地震灾害的情况，同学之间讨论所得到的结伦。
必修二地理信息技术的应用课前引入：计算机协助防范犯罪
数年前，美国某州的青少年持枪犯罪率一度很高。政府为保护市民安全，降低犯罪卒，采取了很多措施，其中一项就是建立地理信息系统。通过地理信息系统，标定过去几年的犯罪地点，分析犯罪频率和犯罪模式，重新分配警力，使警力资源得到合理利用，从而降低了青少年的持枪犯罪率。
学习指南：地理信息技术可以用来解决哪些人文地理问题？数字地球、数字城市在城市规划与城市服务中起到什么作用?
提示：掌握地理信息技术与方法。举例说明地理信息技术在解决人文地理问题中的应用。本节的主要概念是地理信息技术、地理信息技术应用。
随着地理信息技术的不断发展，其强大的空间分析与数据处理功能，在解决人文地理问题中发挥着越来越重要的作用。
人口空间分布与发展预测
人口地理着重研究人口空间分布和地域差异的变化规律。通过构建人口统计地理信息系统，可以实现人口空间信息与人口属性信息的功能集成。利用空间分析手段，可以表达出一个区域人口、资源、环境、社会经济的分布关系和分布规律，通过分析和评价，找出人口可持续发展的规律和趋势。
人口空间分布分析：人口数据蕴藏着大量的信息，掌握人口空间分布和迁移的空间特征、空间关联结构等，对社会发展和政府决策具有重要的现实意义。由于人口数据与其相应的地理空间位置具有一定的相关性，利用地理信息系统对空间信息独有的空间分析功能，可以设计开发出人口空间统计系统，对人口空间分布的分析具有重要作用。
人口发展趋势预报：在社会经济生活中，通常需要对未来事务进行规划。在规划中，一个重要的因素便是人口因素，因而很有必要根据现有人口资料对未来人口状况进行预测，以便为各种决策提供科学依据。
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湘教版此单元未安排内容。
自然灾害和地理信息技术在防灾减灾的应用被分开在相关章节讲解，比如地貌。
三、地理学怎样做
地理学各分支都通过一定的方法和技术来进行研究。首先是观测技术，野外考察是最基本的观测，所以学习地理就有很多“行万里路”“融进大自然”的机会；此外，遥感、定点观测、实地调查、实验等，也是重要的地理学观测技术。其次是分析和解释的技术，包括分类、空间统计分析、相关分析、对比分析、归纳、演绎、模拟等。最后是表达技术，包括描述、地图、地理信息系统、地理可视化等。
近年来蓬勃发展的地球空间信息科学，是以地理信息系统（GeographicInformationSystem，简称GIS）、遥感（RemoteSensing，简称RS）、全球卫星导航系统（GlobalNavigationSatelliteSystem，简称GNSS）等空间信息技术为主体内容，并以计算机技术和数字传输技术为技术支撑，用于获取、储存、处理和显示地理空间数据的一门科学。地理信息系统是一种特定的信息系统，在计算机系统的支持下，对整个或部分地球表层空间的地理数据进行处理、分析、显示和描述。它主要应用于地图制作、空间分析、虚拟现实与地理模拟、基于位置的服务、空间地理建模等方面。
遥感一般指在人造卫星或飞机上对地面进行观测，通过电磁波的传播与接收，感知目标的某些特性并加以分析利用的技术。现代遥感技术主要包括信息的获取、传输、存储和处理等环节。完成上述功能的全套系统称为遥感系统，其核心组成部分是获取遥感数据的传感器。遥感技术现已得到广泛应用，如资源普查、地图测绘、天气预报、军事侦察、环境与灾害监测、城市与区域规划等。
全球卫星导航系统泛指所有的卫星导航系统，如我国的北斗卫星导航系统（BDS）、美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）等。全球卫星导航系统是以人造卫星作为导航台的星基无线电导航系统，为全球提供全天候、高精度的位置、速度和时间信息，广泛应用于交通运输、户外运动、大地测量、工程测量、航空摄影、资源勘查、农业生产等领域，并取得了良好的经济社会效益。
地理学分支学科可以通过评价和规划设计为实践服务。例如，自然资源评价、环境影响评价、区域发展条件评价等属于前者，土地利用规划、城市规划、旅游发展规划、风景名胜区规划、景观生态设计、土地整理规划等属于后者。当面对这些实际问题时，往往需要打破分支学科的界限，进行综合研究。
当今世界，资源短缺、环境变化、人口激增、发展失衡等全球性问题日益尖锐。为了应对这些挑战，我们需要学习地理，以培养认识、处理这些问题的能力，树立因地制宜、扬长避短、全球化、人与自然和谐共处、可持续发展等现代理念，获得应对各种地理问题的学科核心素养。
阅读：地理信息技术在道路交通中的应用
地理信息技术能够查询道路通行状况，迅速定位事故地点，提供堵车疏解方案。在道路规划中，地理信息技术能够叠加多种数据，为道路选线提供决策依据，确定最佳线路，减少工程造价。在道路建设中，地理信息技术能够帮助掌握工程进度，控制工程质量。此外，地理信息技术还可以帮助路政部门统计道路长度、输出工程报表、绘制专题地图、查询路况信息，并为道路养护提供服务。
课前引入
汶川地震发生后，震区许多地方交通中断、通信受阻，给了解灾情、布置救灾带来许多困难。地理信息技术在灾情评估和救灾部署中发挥了重要的作用。
问题：什么是地理信息技术？地理信息技术在救灾中发挥了什么作用？地理信息技术在生产和生活中还有哪些用途？
一、地理信息技术及其主要用途
地理信息技术是一门对地理信息进行获取、分析和应用的综合性技术，是地理科学与现代信息技术相结合的产物。其核心技术是遥感、地理信息系统、卫星定位系统等。地理信息技术已广泛应用于国民经济的各个领域。
二、遥感及其应用
地球上的物体都在不停地吸收、反射、发射电磁波，不同物体的电磁波特性不同。遥感就是在这个原理基础上发展起来的。在距离地球一定距离的飞机、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并记录下来，传送到地面，最后通过分析，揭示出地面物体的特征、性质及其变化，从而服务于资源评估、环境监测、灾害预警等。简而言之，遥感包括信息的获取、传输、接收、处理、分析和应用几个环节。
由于遥感具有探测范围大、获取资料快、受地面条件限制少、获取信息量大等特点，因此在许多方面具有明显的优势。
在遥感影像上，不同地物有不同的影像特征。这些影像特征是判读识别各种地物的依据。例如，在图4-3-3和图4-3-4遥感图像中，可以清晰地看到河流、桥梁、道路、聚落的分布及形态特征。根据两幅图像的对比，可以发现某些地理事物的变化。在这两幅卫星影像上，水域为蓝色（泥沙含量较大的为蓝灰色或者灰白色），人工建筑多呈灰色，植被呈红色。人工建筑、工程的边界往往棱角明显，形状规则；道路的宽度一般变化较小，而河流的宽度多变；道路相对比较顺直，而河流则弯弯曲曲等。
活动：读图4-3-3和图4-3-4，完成下列任务。
1.描出植被分布区的范围，说出植被分布的变化。
2.画出两个年份的海岸线，说明海岸线的变化。
3.画出两个年份的入海河道，说明入海河道的变化。
4.分析并说明还有哪些显著的变化。
通过遥感可以比较快速和全面地了解灾区的情况。2010年8月7日，甘肃舟曲发生特大泥石流，近2000人死亡或者失踪，20000多人失去家园。通过下面两张遥感影像图的对比可以发现，灾害前后舟曲县城及其附近地区地面环境发生了很大变化。
活动：对比图4-3-5两张遥感影像图，完成下列任务。
1.画出受灾区域。
2.指出受灾最严重的区域。如果灾后第一时间看到这两张影像图，你认为救灾队应该把救灾重点放到哪里。
3.思考并讨论舟曲泥石流灾害给我们带来的启示。
由于不同地区地物的差异、合成影像波段的差异，以及地物特征的季节差异，不同地区、不同波段、不同季节的影像颜色和特征也不完全相同。具体情况应作具体分析，有的还应当结合实地调查进行判读。
三、全球卫星导航系统和地理信息系统的应用
全球卫星导航系统是由卫星群组成的卫星系统，可以保证在任意时刻都可以同时观测到四颗卫星，从而获取该观测点的经纬度和高程，以便实现导航、定位、授时等功能。该系统具有高精度、高效率和低成本的优点，被应用于大地测量、地面监测、交通导航等许多方面。
地理信息系统，是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统，已应用于经济、社会、环境和生态的规划、决策和管理等方面。
活动：1.举例说明地理信息技术在野外调查中的作用。
2.假如要跟踪研究放归野外的大熊猫的生活情况，地理信息技术可以发挥什么作用？
知识窗：北斗卫星导航系统
过去一提起卫星导航，大家往往会想到GPS。实际上全世界现在有四个卫星导航系统：GPS、BDS、GLONASS和GALILEO。它们分别是美国、中国、俄罗斯和欧洲研发的卫星导航系统。2000年，我国建成了“北斗一号”系统，向国内提供服务；2012年，建成了“北斗二号”系统，向亚太地区提供服务；目前，我国正在实施“北斗三号”系统建设。根据系统建设总体规划，2018年该系统为“一带一路”沿线及周边国家提供基本服务；2020年前后，35颗卫星发射组网完成，系统为全球用户提供服务。
北斗卫星导航系统已逐步应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、地理测绘、森林防火、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域，在国防现代化建设中也将发挥重要作用。
四、利用地理信息技术监测滑坡
三峡库区的湖北省秭归县积极开展地质灾害群测群防体系建设，地质灾害专业监测预警能力稳步提升。近年来，秭归县又在两个滑坡体上增加了卫星定位位移监测桩，以精准监测滑坡的移动。
卫星定位位移监测预警系统通过在滑坡体和建筑物上设置的多个卫星定位监测桩进行数据采集，采集的数据实时传输至位移分析系统。一旦变形量超过预警阈值，系统将实时预警。这不仅为研究滑坡变形特征、变形机制和危害程度等提供了翔实数据，而且通过监测预警的实时性为及时处置滑坡险情提供了技术保障。
活动：读图4-3-9，说一说卫星定位位移监测预警系统应用了什么地理信息技术，起到了什么作用。
单元活动学用图层叠加分析法（此部分来自必修二第三章）
一、地理图层叠加分析法
图层叠加分析法是应用地理信息系统的图层概念和技术，探索地理原理，研究地理问题的新手段、新方法。应用地理图层叠加分析法，有助于对复杂因素进行分析研究，并具有直观性、形象性和可操作性等优点。
地理信息系统中的图层一般以数字形式存在。而我们也可以把真实的图像描绘在透明纸上，自己动手制作地理图层。基本步骤如下：
1.用图层对复杂的地理信息进行分类。
2.将不同类型的信息按相同比例尺分别描绘在透明背景的图层上，制成一系列专题地图。
3.将所绘图层对位叠加，显示出较完整的地理信息。图层叠加方法可以帮助我们分析、研究较为复杂的地理问题，体验地理信息技术在学习和生活中的实用价值。
二、地理图层叠加分析法的应用
选取与问题相关的地理图层进行叠加分析，可以帮助我们探究和解决较复杂的地理问题。例如，以城镇作为参照，将“水体图层”与“路网规划图层”相互叠加，可圈定建桥位置。基本步骤如下：
1.以城镇为参照，选取河流图层。
2.以城镇为参照，选取道路图层。
3.以城镇为参照，将上述两个图层叠加。根据图层间相互关系，圈定需要建桥的位置。
三、动手做：应用图层叠加分析法，模拟在城区租房在城区租房，应关注房屋所在地的地理位置。除租金价格外，租房者一般要求能满足以下条件：出行便利，环境不喧闹；方便购物；便于子女就近上学。应用图层叠加分析法基本原理，综合分析各相关要素，可绘制出满足上述租房基本条件的区域。
材料准备
新版城区交通地图，透明纸，透明水彩颜料。
操作步骤
1.将透明纸蒙在地图上，以主干道作为参照坐标，根据租房者所要求的条件，用不同颜色的透明水彩颜料描绘以下相应图层。
●出行便利，环境不喧闹在第一张透明纸上用浅红色水彩颜料填绘距交通主干道200米以外的区域。
●方便购物在第二张透明纸上用浅棕色水彩颜料填绘距商店及农贸市场500米以内的区域。
●便于子女就近上学在第三张透明纸上用浅黄色水彩颜料填绘距学校1000米以内的区域。
将上述三个图层相互叠加，再蒙上一张透明纸，用浅绿色水彩颜料填绘重叠部分，完成图层四，这便是符合上述租房条件的区域。
2.将图层四叠加在城区交通地图上，便是可选择租房的区域范围。
3.查询“租房网”，进一步了解“满足条件区域”内出租房信息，形成初步的租房意向。
4.实地考察，了解房屋面积、户型、朝向和租金价格等信息，作出决定。
活动：运用所学方法并结合当地实际，为学校新来的一位教师租住合适房屋提供建议。
要求：每月租金不超过1500元。