例談ＧＩＳ技術在中學地理教學中的應用

沈　濤

〔關鍵詞〕 GIS技術；地理教學；

應用模型；分析

〔中圖分類號〕 G633.55

〔文獻標識碼〕 Ｃ

〔文章編號〕 1004—0463（2009）

07（Ａ）—00５２—０1

地理信息系統（即Geography Information System，簡稱GIS）是以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟、硬件支持下，用于采集、模擬、處理、檢索、分析和表達地理空間數據，并通過空間解析模型來分析空間數據為地理研究和決策服務的計算機信息系統。目前，GIS技術已經非常成熟，它被廣泛應用于國土資源管理、城鄉規劃管理、自然災害預防、軍事、教育等諸多領域。

在地理教學中，采用GIS技術可以對一些復雜的地理現象，例如地形的三維描述、各種地理事物的分層描述等，尤其是地理空間分析過程，在思維和認識的更高層次上實現分析與表達，從而在提高課堂效率的同時，實現素質教育的目的。但是由于GIS技術具有很強的專業性，使得其眾多的空間分析功能不能被恰當地應用在具體的課堂教學活動中。因此，非常有必要確定幾個能在中學地理教學中靈活應用的GIS空間分析模型。在中學地理教學中應用到的GIS空間分析模型，主要有以下幾種：數字地面模型（包括：DTM和DEM）、空間疊置分析、空間統計分析等。

一、數字地面模型和地形分析

在地形分析中，平面地圖缺乏對山峰、山谷、山脊、鞍部與陡岸等概念直觀形象的可視化表達，對于中學生來說，空間想象是一個難點。利用GIS技術的數字地面模型中的數字高程模型（DEM），進行可視化表達處理，便可展示出一座山體，直觀地觀察山峰、山谷、山脊、鞍部、陡岸等多種地形。在此基礎上，將影像數據與矢量數據再鑲嵌在數字高程模型上，進行數據的融合，則山體表現得更加形象、逼真。使人感到身臨其境，這種教學明顯調動了學生學習的積極性，加深了學生對地形特征的理解，達到了降低理解難度的目的。

二、空間疊置分析

空間疊加就是將兩個或多個圖層以相同的空間位置重疊在一起，經過圖形和屬性運算，產生新的空間區域的過程。疊加的每幅圖層稱為一個疊置層，每個疊置層帶有一個將用于綜合運算的屬性，一個疊置層反映了某一方面的專題信息。

例如在關于城市的區位因素的教學中，可以將某一地區的城市分布圖和這個地區的地形圖打開即可。通過這種分層展示就首先表達出城市的分布特征，然后讓學生分析這些城市的分布為什么會出現這樣的現象，通過分析思考，學生就理解了影響城市分布的自然地理因素。不用死記硬背，就讓學生掌握了相關的內容，而且培養了學生空間分析的能力。

三、空間統計分析

利用各種統計圖表來表達區域之間的差異，這既可讓學生掌握抽象的數字化地理信息如何體現在空間上，同時也讓學生知道反映一種地理現象有多種方法以及這些方法之間的關系。

方法之一，使用等級圖。利用等級圖來表示地區人口密度的差異（不同顏色表示人口密度的不同等級）。

方法之二，使用統計直方圖來表示某一區域在某一個時間段內自然地理、社會經濟各要素的變化和發展。通過這些直方圖的信息，讓學生根據相關的知識來分析這些變化產生的地理原因。

以上只是使用空間統計分析常用的幾個簡單舉例，但是這些基于空間統計分析而制作出來的專題地圖，卻能幫助學生提高思考問題、分析問題的能力。

四、緩沖區分析

緩沖區是以某類圖形元素（點、線或面）為基礎拓展一定的寬度而形成的區域。緩沖區在實際工作中具有重要意義，如查找一個噪聲點源的影響范圍，可以以該點源為中心建立一個緩沖區，緩沖區的半徑即最遠的影響距離；又如一個飛機場噪聲的影響范圍就是以飛機跑道為基準向外擴展的范圍。

從以上的幾個簡單實例可以看出，GIS技術在中學地理教學中有著非常廣闊的應用空間，教師在使用GIS技術時只要注意這種地理問題產生的基本原理就可以使得地理教學發揮出令人滿意的效果來。