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地理信息系统在地理教学中的应用 摘 要 本文介绍了地理信息系统产生的历史背景，阐述了地理信息系统的基本概念，及其功能作用，论述了地理 信息系统与中学地理教学之间的关系，引进的必要性，同时介绍了地理信息系统在中学地理教学中应用的一个比较典型 的教学实例，并在此基础上探讨了如何在地理教学中引入地理信息系统，最后指出其发展前景。 关键词 地理信息系统 基本概念 地理教学 引入 一、地理信息系统产生的历史背景 地理学的发展与人类生产活动中的技术进步有密切的关系，如果说世界范围的地理大发现和地理制图技术的革新， 促进了近代地理学的诞生，那么，现代科学方法——系统论、信息论、控制论的形成与现代高新技术——计算机技术、 空间技术和自动化技术的应用，为面临信息时代地理学的发展，展示出更加广阔的前景。信息时代以前以信息资源的科 学管理和充分利用为特征。它必将要求地理学的高度现代化，既要求为国土整治、流域开发、区域规划等提供宏观的辅 助决策信息，又要为地学工程提供微观辅助设计的具体数据，因此，对地理信息的采集、管理和分析，提出了更高的要 求，可以说，地理决策的科学性，取决于对地理信息获取和分析的技术水平。 二、地理信息系统的基本概念及其功能 地理信息系统简称 GIS（Geographical Information System），是六十年代开始迅速发展起来的地理学研究新技术， 是多种学科交叉的产物。地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采 集、管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息。即采集编辑、 存储管理、处理分析、传输地理数据，以多种形式输出数据和图形产品，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算 机技术系统。因此，地理信息系统具有以下三方面特征： ① 具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力，具有空间性和动态性； ② 以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有空间分析、多要素综合分析和动态预测能力；产生 高层次的地理信息。 ③由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据， 产生有用信息，完成人类难以完成的任务；计算机系统的支持是 GIS 的的重要特征，使 GIS 得以快速、精确、综合地对 复杂的地理系统进行空间定位和过程动态分析。 地理信息系统从外部看，表现为计算机软硬件系统；而其内涵却是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信 息模型，一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统，信息的流动以及信息流动的结果，完全由计算机程序的运行和数据 的变换来仿真，地理学家可以在 GIS 的支持下提取地理系统各不同侧面、不同层次的空间和时间特征信息，也可以快速 地模拟自然过程的演变和思维过程，取得地理预测和“实验”的结果，选择优化方案，避免错误的决策。这种信息模拟 是几乎没有什么代价的，可以避免错误的决策带来的损失。 当具有一定地理学知识的用户使用地理信息系统时，他面对的就不再是毫无意义的数据，而是由空间数据组成的客观 世界的一个抽象模型，它比地图所表达的自然世界模型更为丰富和灵活，用户可以按应用的目的观测这个现实世界模型的 各方面的内容，也可以提取这个模型所表达现象的各种空间尺度指标。更为重要的是，它可以将自然发生或人为规划的过 程加在这个数据模型之上，取得对自然过程的分析和预测的信息，用于管理和决策，这就是地理信息系统的深刻内涵。 概括地说，在地理教学方面，地理信息系统有如下功能: 1、微观变宏观 神秘莫测、变化多端的微观世界，如太阳能量的来源—--核聚变反应，云滴的生成、增大，酸雨的 形成，光化学烟雾的成因，沼气的生成，矿物的结晶、重结晶，微生物的分解作用，生物对 DDT 的富集作用等，用传统 手段很难表现，但若利用计算机模拟，则可将其形态扩大宏观呈现，使变化过程外显化，此时学生就可以通过观察，形 象地了解它们的形成过程，建立科学的概念。 2、超宏观变宏观 距离遥远、空间巨大的“超宏观世界”，如地球的结构，太阳的构造，地月系的运动，太阳系的 组成，银河系的形状，河外星系的形态与分布，总星系的范围等，用肉眼只能窥其一斑，无法看到它们系统的整体，利 1 用地理信息系统模拟可以将其浓