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地理信息系統技術在地理教學中的應用論文
摘要：
地理信息系統（GIS）是集計算機科學、地理科學、空間科學、信息科學等為一體的新興邊緣科學。GIS如今已經滲透到了社會的各個領域。本文的寫作目的在于加強人們對GIS技術的認識，尤其是在地理教學領域中的認識。本文主要介紹了GIS在中學地理教學中的應用，詳述了GIS在地理教學中運用的功能和特點及其應用方式，最后介紹了多種GIS技術與地理教學的結合。
關鍵詞：GIS；虛擬GIS；多媒體GIS；三維GIS；地理教學
一、引言。
21世紀，信息作為一種重要的社會資源和社會動力，已經對人們的生活產生了深遠的影響。作為信息技術重要組成部分的GIS技術，已經在社會各個領域發揮了重要的作用。其廣泛應用于社會生活的諸多部門，對傳統的地理教學也提出了挑戰。
對地理學科而言，學科的學習對象是地理環境、地理事物以及事物之間的規律，其具有時空范圍的廣泛性、多樣性、差異性、各要素間的聯系性、綜合性和可變性。學習對象的諸多特性和學習者的時空局限、認知極限之間不可避免地存在著矛盾。而教師僅憑一張嘴、一支筆、一幅掛圖的傳統教學方式已遠遠不能滿足需求。因此，在現代教學中，電化教學越來越受到重視，并以其直觀、形象、生動等優勢，最大程度的激發了學生的求知欲，誘發了學生的學習動機，調動了學生的學習積極性。GIS技術作為電教手段之一，目前已經滲透到電化教學的隊伍中，并開始發揮其重要的作用。著名的地圖與信息系統專家陳述彭院士曾指出：“定性描述是地理學的第一代語言，地圖是地理學的第二代語言，地理信息系統是地理學的第三代語言。”這充分體現了GIS技術在地理教學中的重要性與價值所在。
二、地理信息系統（GIS）簡介。
GIS是一個用于管理、分析和顯示地理信息的系統。它通過采集、管理、處理、分析、顯示地理空間數據和屬性數據來表達地理信息。
1。從空間可視化的角度來看，GIS是一套智能地圖，用于顯示地表上要素及要素間關系。底層的地理信息可以各種視圖的方式進行表達，而這些表現方式可以被構建成“數據庫的窗口”，來支持查詢、分析和信息編輯。
2。從空間數據庫的角度看，GIS是一個包含了用于表達通用GIS數據模型（要素、柵格、拓撲、網絡等等）的數據集的空間數據庫。
三、GIS技術在地理教學中的應用。
1、GIS在地理教學中的功能分析。
第一，GIS的空間可視化特征，可以幫助學生培養空間想象能力、建立空間概念。第二，GIS技術將空間信息和屬性信息集成在一起的特點，使學生在了解地理事物的空間信息的同時掌握了其屬性信息。第三，GIS的數據關系特征可以提高學生的地理空間思維能力。GIS空間數據庫在存儲各地物空間信息的同時，還存儲了地物之間的空間關系，也就是我們常說的拓撲關系。通過這種拓撲關系，學生可以清晰的認識到地理事物之間的空間位置關系，從而培養其空間思維能力。
2、GIS在地理教學中的應用特點。
第一，信息表現力強、數據更新速度快。GIS地圖一般都是矢量地圖，即節省空間，又能實現精確顯示。同時GIS地圖多是分層存儲，為人們的操作和使用帶來了極大的方便。另外數據庫的時時更新又促使了圖形信息的更新。第二， 空間性強，具有豐富的空間分析功能。學生通過對GIS相關軟件功能的認識，有助于學生認識地理空間分析的實用價值。第三，實踐性強，有助于學生綜合素質的培養。GIS在地理教學中還有一個重要的應用，就是專題地圖的繪制。通過這一過程，就可以培養學生的動手能力、創新能力以及審美情趣。這一過程即有助于學生能力的培養，又提高了學生學習的興趣。
3、GIS在地理教學中的應用方式。
（1）地圖操作顯示應用。
GIS的相關軟件提供了對地圖的放大、縮小、漫游和測距等基本操作功能。在地理教學過程中，可以根據教學內容的需要對地圖局部進行適時的縮放、漫游。尤其測距的功能對初中地理地圖一節的講述有很高的實用價值。
（2）查詢功能。
GIS技術的查詢功能可以實現對各種方式的空間信息及其屬性信息的查詢檢索與統計。其中定點查詢，可以幫助學生在地圖上實現對地理事物的快速定位，使其對地理事物的直觀分布有深入的了解。在學生對地理事物的空間定位有了一定了解的同時，也可以幫助學生對地理事物相應的屬性信息進行查詢與統計。而比較查詢則可以快速實現對相應的指標進行比較，并把比較結果用圖表的形式顯示。
（3）繪圖功能。
學生可以運用GIS軟件來完成專題圖的繪制。通過完成對各種空間對象的顯示方式、符號顏色和大小等的設置與管理，學生的動手能力及創新能力將得到鍛煉與提高。
四、多種類型GIS與地理教學的結合。
1、多媒體GIS在地理教學中的應用。
多媒體GIS是指將文字、聲音、動畫、圖像與GIS技術相結合，極大的增強了GIS的信息表現力。多媒體GIS與地理教學的結合，將在很大程度上提高教學質量與效率。
2、虛擬GIS在地理教學中的應用。
虛擬GIS（VGIS）應用于地理教學，其最大的特點就是展現一些現實中無法再現的景象。例如，模擬高原、盆地等的形成過程、地球板塊的運動等等。VGIS采用了多媒體、動畫等方式展現教學內容，把軟件和虛擬現實集于一體，對輔助教學具有重要意義。
3、三維GIS在地理教學中的應用。
三維GIS是在二維空間的基礎上，疊加水文、生態因素，并整合遙感影像等，最終形成三維可視化的模型。對空間對象的三維空間分析和操作是其特有的功能。例如，在講地形圖的判讀時就可以通過三維GIS來完成各種地形的三維視圖，并通過漫游功能讓學生從不同的角度來觀察地形特點。運用三維GIS來對客觀世界進行表達，其結果將更加真實。
五、結論。
傳統的教學方式已經遠遠不能滿足現代教學需求，現代教學需要更多新興技術的加入。隨著GIS技術的不斷發展，越來越多的GIS技術將會應用于地理教學中，不斷豐富教學內容，活躍課堂氣氛、提高學生的學習興趣，使教學方式在傳統教學的基礎上得到徹底的改觀。但就目前實際的教學狀況來看，筆者認為，由于硬件條件、教師素質等多方面的因素，GIS技術在地理教學中的普遍應用，還需要長期的努力。另外，為了使多媒體GIS技術、虛擬GIS技術、三維GIS技術和地理教學更好的結合，我們還需要對其進行更加深入的研究，以使其更有助于地理教學的開展。
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