05高中地理一备课用书第4章 地理资讯系统25页.docx
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05高中地理一备课用书第4章地理资讯系统25页
第4章 地理資訊系統
課程提示
走過從前
承先啟後
延伸學習
12年一貫國中的銜接
地理資訊系統
高二、高三
國中課綱並沒有安排地圖技能內容,地理資訊部分在國中課程中完全沒有介紹
1.這是學生第一次接觸GIS地理資訊系統,既新鮮又陌生,本章主要是讓學生認識GIS基本知識、分析功能,及其實際生活應用範例
2.現在WebGIS及行動裝置的GIS應用很多,資料容易取得、操作也很簡單,建議老師可以讓學生實際操作,讓學生親身體驗什麼是GIS,及了解它的功能
1.GIS可以輔助學生學習地理,也是之後進行相關專題研究分析的重要工具
2.本章為GIS的基本認識,高三加深加廣選修課程「GIS空間科學」會再做更深入的學習與探究實作
教學建議
本章建議教學節數為5節課,第一節介紹GIS的組成與資料儲存,建議教師可以一邊配合軟體操作及政府開放資料平臺,讓學生直觀空間資料(向量及網格)及屬性資料的意涵與特性;第二節介紹GIS功能與應用中的前3個部分,第三~四節先介紹新名詞及定義,教師可以用WebGIS或是影片來介紹GIS的空間分析應用範例;第五節課進行問題探究活動。
本章是GIS技能的學習,應結合實際的範例來介紹、並盡量讓學生動手操作或觀察,不宜條列式地講述名詞。
教師可以蒐集生活中的應用實例,讓學生對GIS的實用與重要性更有感。
教學架構
學習重點
學習表現(參考)
學習內容
社會領域核心素養
技能、實作及參與
地理技能
社-U-B1
運用語言、文字、圖表、影像等表徵符號,表達經驗、思想、價值與情意,且能同理他人所表達之意涵,增進與他人溝通
社-U-B2
善用各種科技、資訊、媒體,參與公共事務或解決社會議題,並能對科技、資訊與媒體的倫理問題進行思辨批判
資料蒐整與應用
地理資訊
地3b-V-2
選擇統計方法、地理資訊系統等適當工具進行資料分析與歸納
地3b-V-3
從各類資料辨識現象的型態、關聯與趨勢,解讀資料蘊含的意義
地Ab-V-1
地理資訊的組成與特性
地Ab-V-2
地理資訊系統的功能
地Ab-V-3
問題探究:
地理資訊的生活應用
隨堂Cue一下
1.請班上同學有使用過智慧手機電子地圖的人舉手,簡單分享使用經驗。
2.除了手機內建的電子地圖,你自己有安裝哪些應用GIS的App嗎?
將自己覺得喜歡、好用的推薦給同學(介紹重要功能、自己的實際使用經驗、最推薦的優點是什麼?
)
3.在App商店或網路上搜尋看看有沒有更多有趣、或在日常生活中很實用的GIS應用App?
以同一類型的App(例如等公車)比較其功能、使用介面、實際使用經驗等,說說看有什麼優缺點並提出建議。
範例圖:
教學補充
1.地理資訊系統:
定義
蒐集、儲存、處理、分析、展示各種形式地理資訊的系統
系統要素
電腦軟硬體、數值資料庫和操作維護人員
演進
(1)1960年代加拿大土地管理局首先使用電腦科技來處理地理資訊,建置全世界第一套地理資訊系統。
初期主要是政府和學術機構使用
(2)1980年代以後推出商業化的軟體
(3)近代WebGIS服務隨資訊網路發達,深入大眾生活中
2.向量式與網格式資料的比較:
優點
缺點
應用
向量式
坐標記錄精確、路網分析能力較佳
資料處理運算量大且費時
適合儲存房屋、道路、公園等,由獨立物件組成,且具有明確位置
網格式
資料結構單純,處理與分析容易
坐標位置較不明確、圖形放大時會成格狀
(1)適合儲存連續、平滑特性的地理現象,傳統地圖中的等值線圖,如地形、氣溫等
(2)航照、衛星影像及數值高程模型等皆是
考題重點
★GIS系統及資料格式
1.新疆地區民族多元,居民的宗教信仰和生活方式頗有差異,經常發生社會騷動。
中國政府為了維持新疆地區社會秩序,於2011年3月起在烏魯木齊、北京等地,透過手機基地臺獲得手機用戶的即時位置,以了解當地民眾聚散的即時情況。
下列哪項技術最適用於分析新疆地區手機用戶的位置資料,以了解其聚集情況?
(A)地理資訊系統 (B)地圖投影判讀 (C)航照判釋分析 (D)遙感探測技術。
〔103.學測〕
答:
(A)。
本題「哪項技術最適用於分析新疆地區手機用戶的位置資料」的關鍵詞是「分析」、「位置資料」,位置資料的取得方式是「手機基地臺」,(C)和(D)屬於RS,(B)是製圖方法,GIS才符合「聚散的即時情況」空間分析的條件。
2.右圖是某同學在進行「鄉土地理專題研究」時,使用網路地理資訊系統製作的交通路線圖。
GIS的空間資料模式可分為向量式和網格式,右圖的圖形原始資料中,何者屬於網格式資料?
(A)比例尺 (B)經緯線 (C)衛星影像 (D)道路系統。
〔101.學測〕
答:
(C)。
3.地理資訊系統的兩種空間資料儲存方式中,向量模式適用於描述不連續現象的空間特質,網格模式則適用於具有連續特質的現象。
請問下列哪些地理現象,較適合以網格
模式來儲存其資料?
甲、油井的分布。
乙、空氣汙染。
丙、地形坡度的變化。
丁、行政區的分布 (A)甲乙 (B)乙丙 (C)丙丁 (D)甲丁。
〔98.學測〕
答:
(B)。
甲丁皆有明確的坐標位置及範圍:
乙丙為具連續特質的現象,沒有明確坐標及邊界。
625格、100格。
圖表會說話
■課本P.70圖4-3臺北公館地區聚落發展的空間分布,Cue學生:
臺灣大學現在的位置在1904年臺灣堡圖上的地名是什麼?
在1925年的日治年代臺灣地形圖中,可以看到初建校時使用的是哪間學校的校地
答:
草花汴;高等農林校。
教學好幫手
■教師可以利用臺灣百年歷史地圖的圖層,帶學生實作學校或附近地區的聚落分布與變遷,如課本P.70圖4-3臺北公館地區聚落發展的空間分布。
延伸閱讀
1.你的生活裡,到處都有GIS:
要是家人、朋友、阿伯、阿嬤問起GIS到底是什麼東西、生活中哪裡看得到GIS、GIS可以做什麼用?
網站中提供「平易近人」的解釋,教師可以參考其說明例子。
(財團法人臺灣地理資訊中心,http:
//www.tgic.org.tw/content/GisNewsView.aspx?
contID=4cc3c12c-90da-4d21-a27d-a95e84920082-3743)
2.拯救大象:
保育團體在非洲長期追蹤大象的活動範圍,並向坦尚尼亞政府積極爭取,希望將大象保留區面積擴大,好將兩個棲地連接起來,以免象群在棲地之間移動時,屢遭獵人偷襲,但卻苦無著力點去說服當地政府,後來在科學家的幫助下,在大象身上裝設電子發報器,持續記錄象群平日生活移動範圍。
科學家們發現,象群在一個名為「桑布魯」的保護區停留了5個月後,在一個月黑風高的夜晚,一頭母象帶領著象群快速地橫越在當時尚未被劃入保護區的地帶,安全到達16公里外的另一個棲地─「博拉納保護區」,並且在9個月後,又以同樣的方式遷回桑布魯。
科學家將象群的移動路線繪製成地圖後,變成了有力的證據,終於成功使得當地政府願意擴大保留區的面積,讓象群的遷移有了更多保障。
這也是一個GIS成功協助解決問題的故事。
(網站頁面來源:
http:
//www.savetheelephants.org/tracking.html)
3.大家有沒有玩過微軟這個頗受歡迎的小遊戲─踩地雷呢?
這個小遊戲可以用來作為GIS空間資料格式與空間分析的一個例子喔!
看到這個遊戲畫面不知大家能不能判斷這是哪一種資料類型呢?
答案是網格資料。
這個遊戲隱含了空間分析中的近鄰分析概念(NeighborhoodAnalysis)。
教學好幫手
1.臺灣免費圖資來源:
(1)TGOS(https:
//www.tgos.tw/tgos/web/tgos_home.aspx)
操作步驟:
進入TGOS網站,點選開放地理空間資料。
操作步驟:
範例中關鍵詞輸入「出生」,R只查有圖檔的資料,結果如下圖。
(2)政府資料開放平臺(https:
//data.gov.tw/)
操作步驟:
進入網站,範例中關鍵詞輸入「經建版地形圖」。
操作結果:
2.屬性查詢操作示例:
(1)資料來源:
TGOS╱行政區出生(107年4季行政區出生統計_鄉鎮市區)。
(2)軟體:
ArcMap
操作步驟:
開啟軟體加入圖層,選取功能表中「Selection/SelectByAttributes」。
操作步驟:
下圖範例中選取條件設為男嬰出生數╱女嬰出生數<1,結果如下圖,亮藍色代表符合條件的鄉鎮區,也就是107年4季臺灣各鄉鎮市區出生嬰兒性別女>男的地區。
3.繪圖展示操作示例:
(1)立體面量圖:
資料來源:
TGOS╱107年行政區15歲以上人口教育程度統計_鄉鎮市區。
軟體:
ArcScene
操作步驟:
開啟軟體加入圖層,在圖層上按右鍵,屬性╱Symbology,繪製面量圖,Extruction中設定Z值參照及誇張度。
操作結果:
下圖為以「於統計標準日戶籍登記實足年齡滿15歲以上且受研究所博士教育程度人口數」為例繪圖。
(2)3D地形圖
資料來源:
TGOS╱臺灣本島20公尺網格DTM資料。
軟體:
ArcScene
操作步驟:
開啟軟體加入圖層,在圖層上按右鍵,屬性╱Symbology,將漸層色設成地形常見之分層設色,BaseHeights中設定Z值參照及高度值放大比例。
操作結果:
時事充電
■以下資料主要協助教師帶學生進行學生活動4-1的討論,培養學生資訊安全意識。
(1)谷歌地圖免費又實用?
你付出的代價恐超乎預期
反正Google地圖是免費的,我們不需要輸入信用卡號碼就能獲得方便的服務。
但是,你知道自己在使用這項免費服務時,交換了什麼看不見的「代價」嗎?
每一個「同意」都交換了無形個資。
(其他詳細內容原文連結請參閱UDN新聞網,
(2)【FB與IG隱私設定】出遊打卡,把親友拖下水,還告訴小偷:
闖空門正是時候?
據英國每日郵報報導,美國麻省理工學院和英國牛津大學專家指出,每天8則發文,即便是沒有任何技術和相關知識,也可以精確的指出發文者的工作地點甚至住家位置。
研究報告指出,65%測試者可以大致知道使用者住家位置,而70%能推算出工作位置,甚至有85%的能夠精準掌握其公司所在地。
在這個社群網路快速擴張的時代,不僅是年輕人,小孩、大人們的FB、IG使用率居高不下。
但因為能輕易上傳日常生活動態以及刊登個人資訊的緣故,您公開的資訊,很有可能會被不法分子盯上。
(其他詳細內容請參閱資安趨勢部落格,原文連結.tw/?
p=53969,2018年01月16日)
(3)Google時間軸:
定位記錄升級版你應該知道的11件事
本文中提到例如安全問題:
如何停止?
如何刪除?
如何下載?
……快速找到移動最多的那一天。
……從地圖回憶起行程,這些內容在教學很實用。
另外,在使用Google方便的功能同時,也提醒我們注意資訊安全。
(資料來源:
電腦玩物,原創作者esorhuang(異塵行者),原文連結:
(4)你用iPhone?
避免洩露隱私,這幾個功能全都要關
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