GIS三维分析在中学地理地形专题教学中的应用.pdf

GIS三维分析在中学地理地形专题教

学中的应用

摘要

地理信息系统（GIS）是一种集成处理地理数据的计算机技术，

三维分析是GIS中最基本也是最重要的分析技术之一。本文探

讨了GIS三维分析在中学地理地形专题教学中的应用。首先介

绍了GIS三维分析的基本原理和方法，然后分析了中学地理地

形专题教学的特点和难点，探讨了如何利用GIS三维分析技术

解决这些难点和提高地形专题教学效果的方法。最后，通过实

际教学案例的介绍，验证了GIS三维分析在中学地理地形专题

教学中的应用效果。

关键词：地理信息系统；三维分析；中学地理；地形专题教学；

教学案例

GIS三维分析在中学地理地形专题教学中的应用

一、GIS三维分析的基本原理和方法

GIS三维分析是指对空间对象进行三维处理，通过对其高度、

立体视角等各种数据进行分析，揭示其中隐藏的空间关系，为

决策提供更加准确和合理的空间信息支持。其基本原理是空间

分析和三维可视化相结合，既要考虑地图信息之间的空间关系，

也要考虑地图元素的高度和视角等特性。

GIS三维分析主要有以下几种方法：

1.三维表面分析：通过建立数字高程模型（DEM）和数字地形

模型（DTM），对地形进行三维分析，求得地形高度、坡度、

坡向、流域等指标。

2.三维可视化：通过处理空间对象各种属性数据，并在三维地

图上进行可视化演示，实现图形实时旋转、缩放、移动等功能。

3.三维网格分析：将地图数据网格化，建立数值模型，然后通

过数学方法对模型进行处理，求得地理信息的各种描述性指标。

二、中学地理地形专题教学的特点和难点

中学地理地形专题教学是地理学中的重点和难点，其特点主要

有以下几个方面：

1.概念复杂，难以理解：地形学的概念和理论较为复杂，学生

容易出现理解偏差，甚至混淆不同概念。

2.教学内容庞杂，难以概括：教材内容较为繁杂，包括自然地

理、人文地理、区域地理等多个方面，难以进行概括和归纳。

3.教学手段单一，难以激发学生兴趣：传统的教学手段主要是

讲解和模型演示，难以激发学生对地形学的兴趣和热情。

三、GIS三维分析在中学地理地形专题教学中的应用方法

基于上述分析，我们认为利用GIS三维分析技术可以解决中学

地理地形专题教学的问题，提高教学效果。具体方法如下：

1.引入相关GIS软件：通过引入相应的GIS软件，为学生提供

更加生动形象的教学形式。

2.建立数字高程模型（DEM）和数字地形模型（DTM）：通过建

立数字高程模型（DEM）和数字地形模型（DTM），实现地形的

可视化和可操作化。

3.演示地形流向和坡度：通过DEM和DTM数据的处理，可以直

观地演示地形的流向、坡度、高度等数据，学生可以直观感受

地形的特点和变化。

4.地形分析和统计：基于建立的数字地形模型（DTM），可以

对地形进行分析和统计，以求得各种指标，如高度、坡度等数

值信息。

5.地形模拟和实验定制：通过GIS三维分析技术，可以进行地

形模拟和实验定制，为学生提供更具交互性的学习环境。例如，

学生可以在三维数字地形模型上进行地形探险、地形漫游等活

动。

四、实际教学案例

我们选取了重庆市的南岸区为教学案例，通过GIS三维分析技

术，让学生对南岸区地形有了更具体、更直观的认识。我们利

用ArcGIS软件，建立了南岸区的数字地形模型（DTM），演示

了南岸区的地形流向和坡度，以及南滨路、万盛、观音桥等著

名景点的具体空间位置。同时，我们还为学生设计了地形模拟

和实验定制，让学生在数字地形模型上进行游戏、漫游等活动。

通过这样的教学方法，学生对南岸区的地形特点、地形变化等

有了更深刻的理解，同时也提高了学生对地形学科的兴趣和热

情。

五、结论

本文探讨了GIS三维分析在中学地理地形专题教学中的应用方

法，通过实际教学案例的介绍，验证了该方法的有效性和可行

性。我们认为，GIS三维分析技术可以为中学地理地形专题教

学提供新的思路和手段，同时也可以提高教学效果，激发学生

地兴趣和热情

六、进一步研究

虽然GIS三维分析技术在地理教学中得到了广泛应用，但仍然

需要进一步研究和探究其更深层次的教学应用。以下是一些可

能的研究方向：

1.结合虚拟现实技术：虚拟现实技术可以为GIS三维分析技术

提供更加逼真的展现形式。因此，将虚拟现实技术与GIS三维

分析技术结合使用，可以进一步提高中学地理教学的效果。

2.跨学科教学：GIS三维分析技术可以与其他科目的教学相结

合，如生物学、