基于GIS視覺信息疊加的高中區域地理

陳功照 歷文龍 李計英

中圖分類號:G441文獻標識碼:A文章編號:1673-0992(2009)12-370-01

摘要:區域是一個復雜的綜合地理單元,最能體現學生對高中地理知識的掌握與運用程度。而GIS作為新興學科,已經在世界得到廣泛應用,并應用于課堂教學當中。本文章主要就是應用GIS的視覺疊加分析來進行高中區域地理課堂教學,這將有利于提高學生的綜合分析思想,替提高學生的學習探究能力。

關鍵字:區域;疊加分析;地理

一、前言

早在上世紀90年代,美國就召開了首屆GIS在教育上的應用會議,會后便開始計劃利用GIS技術使學生叫地理課堂教學內容與說在的區域的社會、環境等因素聯系起來,引導學生關注當地社會熱點問題[1],GIS技術將這些問題可視化并尋求解決方案,最終達到培養學生的GIS知識,提高他們的素質。

GIS作為一門新的技術學科,在我國發展歷史很短,但是發展迅速,在東部沿海省份已經深入各行各業中在中學地理教學中的應用才剛剛起步,目前還沒有專業的GIS教育軟件,但是隨著越來越多的高素質的有經過GIS技術培訓的教師進入工作崗位,極大地促進了GIS在中學的發展。疊加分析是地理信息系統最常用的提取空間隱含信息的手段之一。地理信息系統的疊加分析是將有關主題層組成的數據層面,進行疊加產生一個新數據層面的操作,其結果綜合了原來兩層或多層要素所具有的屬性。疊加分析不僅包含空間關系的比較,還包含屬性關系的比較。地理信息系統疊加分析可以分為以下幾類:視覺信息疊加、點與多邊形疊加、線與多邊形疊加、多邊形疊加、柵格圖層疊加。而在中學課堂教學中主要的是視覺信息疊加[2]。

二、高中區域地理常用的視覺信息疊加種類

視覺信息疊加是將不同側面的信息內容疊加顯示在結果圖件或屏幕上,不產生新的數據層面,只是將多層信息復合顯示,以便研究者判斷其相互空間關系,獲得更為豐富的空間信息[3]。高中區域地理是一個綜合體,包含著各種專題信息,對這些專題信息的相互關系進行視覺疊加綜合分析評價,或者與其他信息視覺疊加綜合分析評價,可獲取對該問題解決的決策方案。高中區域地理視覺疊加綜合分析評價主要有以下幾類:

1.專題地圖之間的疊加

專題地圖的疊加指的是點狀圖,線狀圖和面狀圖之間的疊加。這個是區域地理教學當中最主要最常見的視覺疊加模式。專題圖的視覺疊加可以非常直觀地揭示點、線、面所代表的地理事物之間的相互關系,使得教師在教學活動直接在屏幕上展示,減輕了教師的工作量;同時學生也能從屏幕中獲取更加全面直觀的信息,進而對教師提出的一些區域問題進行自主思考,有利于學生的自主探究性學習。如圖(1)居民點與河流的視覺疊加可以反映出居民點與河流分步的空間關系。

圖(1) 居民點分布與河流分布的視覺疊加(居民點分布與河流有什么關系?為什么呢?)

2.專題地圖與DEM的疊加

專題地圖與DEM(數字高程模型)的視覺疊加,讓專題地圖的地理事物在立體的地形模式中顯現出來。全面直觀地向教師與學生展示地理事物與地形地貌之間的相互關系等信息。這減輕了教師畫圖及語言描述的工作量,節省了大量的時間,提高了教學效率與教學質量。同時學生更能夠在形象直觀的立體的視覺疊加圖中,尋找到他們之間分布的相互關系,進而思維拓展到造成這樣分布的內在原因。如圖(2)DEM能夠派生坡度、坡向及坡度變化率等地貌特性,通過與河流專題圖的疊加可以直接反映出河流、水系與地貌特征的關系。

圖(2)河流專題圖與DEM的視覺疊加(河流與地形地貌有什么關系?為什么呢?)圖(3)2000年土地利用與2005年遙感影像圖的疊加 (2000年到2005年城市周邊的土地利用發生了什么變化?為什么呢?)

3.專題地圖與遙感影象的疊加

遙感影像圖能夠為迅速全面的對地球表面的信息進行快速掃描更新。這就為研究地理事物的發展變化研究提供了數據支持。同樣也可為高中區域地理的教學活動提供數據支持。專題圖與遙感影像圖的視覺疊加,可以直觀的觀察到某些地理事物在空間上的發展變化及其規律,為教師教學分析提供依據,為學生的學習思考提供最新素材。如上圖(3)通過不同年份專題圖與遙感影像圖的疊加,可以清晰看出隨著時間推移土地利用的變化。

三、問題與展望

現在我國的高中區域地理教學中, GIS視覺疊加分析運用的很少。原因是多方面的,但主要有以下三個:1、我國的GIS事業發展的比較晚 2、缺少會GIS的高素質的教師 3、教學設施不完善。隨著我信息產業的發展,GIS也取得了巨大的發展,并在各領域發揮著重要作用,如:森林防火GIS系統、醫院急救GIS系統、電力GIS系統等,相信其將來在教育方面也將發揮著重要作用。因此有必要在教學活動中運用一些GIS,如GIS的視覺疊加分析,這一方面能夠提高學生的GIS素質,為將來的社會輸送高素質的GIS人才;另一方面,區域地理單元是一個復雜綜合體,包含著各種專題要素,需要一種或多種信息進行疊加產生新的數據層面,直觀顯示在教師與學生的視角當中,為教師教學活動提供分析的依據,為學生的學習思考活動提供素材,提高學生的探究學習能力。

參考文獻

[1]陳慈穎.地理信息系統在中學地理教學中的應用[J],福建地理,2002.03

[2]陸靜.地圖信息系統(MAPINFO)在中學地理教學中的應用研究。中學地理教學參考,2000.1

[3]《城市地理信息系統——原理、應用與項目管理》作者:上海市信息化委員會.科學出版社.2008