实验过程:①教师利用等高线地形模型介绍山地的五种地形部位――山顶、山脊、山谷、鞍部、陡崖,让学生通过观察模型指认各个地形部位。②教师利用等高线地形模型讲解立体地图转化为平面等高线地形图的过程,并展示一幅根据立体地形图绘制的等高线地形图。③教师指导学生观察绘制的等高线地形图,找出五种地形部位的等高线特征,并对比陡坡与缓坡处的等高线差异。④教师讲解等高线地形图的重要性,重在说明其与人类活动的联系。如山谷处经常发育有河流,某些较陡河段适合开展漂流活动,某些河流峡谷位置适合修建大坝;陡崖处比较危险,但适合开展攀岩活动;缓坡处登山更容易;地形平坦处适合野外露营等。
实验提示:如果学校没有购置相应的等高线地形模型,本实验教师也可用“拳头”代替,演示等高线地形图的绘制及地形部位的判读。
总结评价:这一演示实验能使学生获得生动而直观的感性认识,加深对等高线地形图知识的印象,帮助学生形成正确、深刻的概念,因其能提供形象的感性经验,较易引起学生兴趣,集中注意力,使学生牢固掌握知识。
实验二:电脑模拟实验
实验三:学生制作实验
实验名称:橡皮泥等高线地形模型制作。
实验目的:让学生在等高线地形模型的制作过程中,感受山地的整体面貌,掌握五种地形部位及陡、缓坡的知识,加深对等高线的理解,培养学生的动手能力、空间想象能力、自主探究学习能力。
实验材料:橡皮泥、小刀、铅笔、白纸、彩笔、直尺、小竹签两根。
实验分组:4人一组(2人负责制作、切割模型,2人负责绘图)。
实验过程:①先用橡皮泥捏出山的主体,再用小刀等工具塑造出陡坡、缓坡、山顶、山脊、山谷、鞍部、陡崖。②分别用两根竹签从山地模型的两个山峰顶部穿孔至底部。③以桌面为“海平面”,用直尺量出山地模型的“海拔高度”,并根据一定的等高距用彩笔描绘出山地模型的等高线,再用小刀沿着等高线对山地模型进行水平切割。④将切割好的山地模型分层展示到白纸上,从最底层部分开始,沿橡皮泥的切割线进行等高线绘制,绘制完后,将其取走,对其上一层进行绘制,以此类推,直到所有等高线绘制完成。按橡皮泥的形状绘制出等高线。每次绘等高线时两孔对齐,据此画出等高线地形图,实现从立体图到平面图的转换。⑤教师巡回检查、指导,发现制作中出现的问题,及时纠正,并让学生验证每种地形部位对应的等高线形态。
总结评价:教师点评各组作品在制作材料选择、色彩搭配、制作手工精制程度上的优缺点,并提供建设性意见。结合学生意见,进行作品评比。这一操作实验通过学生自己动手制作模型,不仅能提高学生学习兴趣,还使学生获得最原始的感性认识,再通过自己的思维加工,能够总结出规律,有助于等高线知识的掌握。与此同时,学生的观察能力、分析能力、动手能力、创造能力都得到有效锻炼。
实验四:课外实践实验
实验名称:厦门同安野山谷地形地貌考察。
实验目的:通过观察真实的山地地形部位,让学生印证所学地形知识。
实验材料:野山谷地形图、指南针、相机、实验报告。
实验提示:①参加此次活动学生,必须在家长签署同意意向书之后方可参与。②应提前介绍考察内容,并对学生加强安全教育,确保实践者的安全。
关键词:遥感影像;1:2000地形图;地形图更新;调绘
引言
为了满足城乡发展建设的需要,提高地形图现势性,地形图更新问题就显得尤为重要;然而地形图的更新情况不很乐观。本文结合某矿区1:2000地形图更新工程,探讨利用QuickBird卫星影像更新1:2000比例尺地形图的方法、流程和其间遇到的问题。
数据预处理
1.1QuickBird卫星影像处理
⑴遥感影像处理的工作流程:影像数据的处理是整个更新工作的关键,因此,确定影像处理的工作流程是十分重要的。影像处理的工作流程如下:
图1遥感影像处理流程图⑵
纠正精度的控制:遥感影响的纠正过程中,X残差、Y残差、以及RMS(RootMeanSquare即均方根中误差)都控制在1个像素之内,很好的满足了技术规范的要求;如果纠正的精度超过标准,则回到纠正模式下,调整GCP的输入重新进行几何纠正,直至达到需要的精度为止。
1.2纸制地形图的矢量化扫描纸质地形图时,要确保地形图的完整无损、无折皱;矢量化的过程中要按照地理信息系统的标准做好分层矢量化,以及属性数据的录入。具体流程如下:
图2地形图矢量化流程图
1.3遥感影像和数字线划图的叠加配准将分幅后的遥感影像和数字化完毕的数字线划图导入测图软件或地理信息系统软件进行叠加配准。
2.地形图的更新在更新系统中,经影像与矢量图叠加配准后,便可以采用屏幕数字化的方式进行变化地物(主要是居民地、道路、水系、植被等)的更新(增、删、减等)[1]。
2.1建筑物的更新建筑物是大比例尺地形图中的主要地物,因此,对于建筑物的更新是地形图更新工程中一个相当重要的部分。由于工作区范围内的建筑物多为农村的四点平房,并不存在太多的边界线遮掩问题;所以在遥感影像上对建筑物的识别比较简单。但是,由于楼房以及工厂棚房与平房在遥感影像中并没有很明显的区别,所以,对于这些地物的判读必须由外业调绘人员到实地调查完成。
2.2道路的更新由于铁路以及高速公路的形状规则、特征明显,所以通过遥感影像很容易进行判读。但是对于等级公路、等外公路、大车路等,只能做大概的判断,由外业人员进行调绘处理时再做必要的补充。
2.3水系的更新按形状划分,水系大致可分为两种类型:线型水系(如河流、沟渠)非线型水系(如湖泊、池塘)。⑴线型水系的更新:根据水与河岸在影像上呈现的色调不同,可以容易地确定水涯线的位置,然后利用屏幕数字化的方式直接进行更新。⑵非线型水系的更新:工作区范围内存在大量的池塘,对于池塘的更新也是我们这次更新的一个重要环节。根据了解到的当地情况,集中分布的池塘多为鱼塘,而零星分布的池塘多为普通的池塘。依据这个经验,我们对工作区范围内的池塘进行了分类;经过后续的外业调绘发现,对于池塘的判读准确率是相当高的。
2.4植被的更新植被主要包括耕地、林地、草地等。由于工作区范围内多为农村,因此,对于耕地类型的更新是植被更新的关键。由于采用的QuickBird影像成像于2005年11月,此时正值该地区的农闲时节,所以不能从影像中判读植被的类型。在实际的操作中我们基于以下两原则对植被类型进行了判读:①由于水田具有比较大的田埂,因此在影像上水田表现为具有明显的边界。②水田土壤的含水量高于旱地土壤的含水量,所以在影像上呈现的色调较深。经过后续的调绘发现,通过以上两点原则较好地区分了耕地的类型。
2.5外业调绘及补测⑴调绘:更新矢量地形图时,影像上无法判读的地物必须借助外业调绘进行确定。外业调绘主要作用是:对室内解译成果进行验证,对线状地物宽度实地量测,对新增地物的名称注记进行实地调查[2]。调绘过程中主要进行了以下两部分的工作:①不确定地物的调绘。很多相似的地物仅通过影像图是很难判读的,例如:平房与棚房、围墙具体界限、果园与林地等。对于这部分内容一定要到现场亲自调查以确定其类型,尤其是对于植被类型,要以地类界进行详细的划分。②注记数据的调绘补充。其调查内容可分为以下几种:楼房的层数、企事业单位的名称、村名、公路名称及等级、河渠名称及走向等。⑵补测:补测是地形图更新中相当重要的部分,起着数据补充的重要作用。在实际操作过程中我们针对以下两种情况进行了补测:①用户未提供矢量化地形图的地区。②地物变更范围比较大的地区。对所有需要补测的地区均采用GPS和全站仪进行了补测,并把所有结果都记录在线划图上。将外业调绘和补测的修改、新增、和变化地物的信息添加到地形图中,通过编辑处理形成用户需要的最终成果。
3.结论及建议
⑴作为更新数据源的QuickBird影像,其质量的好坏直接影响成果的精度。工程中采用的该矿区QuickBird影像清晰度好,分辨率高,倾角小,为工程的成功开展提供了良好的前提。
参考文献
[关键字]谷歌地球Erdas正射影像
1Google影像数据介绍
谷歌地球(GoogleEarth)的影像参考系统是基于WGS84椭球的Web墨卡托投影,在该坐标投影下比例尺随纬度的不同而改变,纬度增高,比例尺相应的增大。全球投影如下图所示:
谷歌卫星地图根据不同的分辨率分成不同的级别,大概分为22个层级(国内城区一般可到20级,郊区只到16级,国外热点城区如纽约可达22级),每个层级比例尺不相同,下面是各个级别的影像对应的空间分辨率、相应比例尺和视点高度等参数。
2获取google影像
下载google影像的办法是通过Googleearth软件截屏获取,这种方式获取的google影像存在获取范围过小,清晰度不高等缺点。另外,googleearth可以适时旋转缩放,会导致截屏获取的影像也存在不是正北方向的问题。在此,我们推荐使用成都水经注公司的google影像下载器软件。
3GoogleEarth卫星影像的几何纠正
本文将探索在ErdasImage软件平台上对无卫星参数的任意卫星影像进行几何纠正生成近似DOM的方法。
3.1不同地形条件下的影像正射纠正
对于高山地、山地,根据影像控制点,应用严密物理模型或有理函数并通过DEM数据进行几何纠正,对影像重采样,获取正射影像;对于丘陵地可根据情况利用低一等级的DEM进行正射纠正,对于大部分地区,往往平面地物变化较大,高程相对稳定,因此可利用旧有地形图资料的高程数据生成DEM,用于卫星影像的纠正。
3.2ErdasImage卫星影像纠正的几种方法
ErdasImage提供了很多种纠正的计算模型,针对从GoogleEarth获取的卫星影像没有任何卫星参数的情况,在本次实验中选取了3种方式的纠正模型,分别是:
(1)物理传感器模型。
利用卫星的物理传感器模型,其模型的定位精度较高,纠正后的影像平面精度高。
(2)有理函数模型。
有理函数模型需要提供影像的RPC/RPB文件和DEM数据,适用QB、WORLDVIEW、IKONOS、EROS-B、GEOEYE、RAPIDEYE等卫星数据。
(3)几何多项式模型。
几何多项式模型一般用于地形起伏较小区域的几何纠正或同源卫星全色数据与多光谱数据的配准等。
4在AutoCAD中绘制线划图
在正射影像数据制作的过程中,会生成.tif图形文件和.tfw坐标文件。把影像文件在AutoCAD中加载,利用矢量化跟踪软件,就可将正射影像图与数字化地形图准确地叠加在一起,再依据正射影像图进行判读,对数字化地形图进行更新;由于高楼、树木阴影等的遮挡,会对一些高层附带的群房,围墙,以及大部分道路上的检修井无法判读,这部分要由外业调绘,并标注地名和楼层等属性信息。
5结束语
使用Google卫星图像进行地形图的修测,在实际应用中,对影像的选择、所在区域地形起伏状况和DEM的精度,以及控制点分布和数量要有很好的把握,才能使制作的地形图具有满足规范和工作需要的几何精度和坐标系统。
[1]孔鸿滨.把世界放在我的桌面上-GoogleEarth及应用[J],电脑视窗,2007年11月.
关键词:自制教具;经线圈;山体模型;初中地理
地理教学中,自制实体教具可为学生提供量身定做的有效信息,促进课堂教学有效性。本文结合初中七年级“经纬网定位”和“等高线地形图判读”课堂教学,概述自制实体教具在地理课堂有效教学中的重要作用。
一、自制经线圈辅助东西半球判断
二、自制山体模型理解等高线地形图特征
初中生思维局限性大,需要具体和形象的实物作为载体,才能有效开展地理学习活动。如果教师能根据教学内容和学生接受能力,量身定做教具,就可以极大提高地理课堂教学的有效性。如平面地图中识记中国地形非常枯燥,学生也很难记忆,若学生自己动手制作教具,用橡皮泥立体塑造中国的山川河流分布,再用小刀切出地形剖面图,呈现地势特点,一定会让学生印象深刻。再如,讲中国行政区划时,可以让学生将各行政区的信息制作成一套卡片,在动手收集过程中加深对知识的印象,小组之间还可进行卡片交换和对照,在互动中愉快地接受原本枯燥的地理知识。当然,让学生参与自制教具一定要把握细节,维持课堂秩序,课前做好充分准备。制作过程多在课外,课堂不能沦为手工课,否则本末倒置。相信自制教具一定会在地理教学改革中充分发挥作用。
参考文献:
探讨。
关键词:等高线地形图;教学;思考
随着新课程改革的不断深入,浙江省采用的新人教版历史与社会七年级教科书也经过专家不断的改进,不断完善,尤其是书中采用的地理图片越来越丰富,越来越专业化,凸显出这门学科强烈的信号。近几年的中考说明有关历史与社会的考点都有关于地理图像考查的考点,如2013年和2014年的《能够从地图和图表中获取信息》,2015年和2016年的《认识地图三要素,知道地图的基本种类,学会从地图中获取所需要的信息》。这些都对师生在教授和学习这门学科时提出了较高的要求。但是,在实际的学教过程中,学生经常表现出学习地图特别困难。部分非地理专业出身的老师在教学过程中也反映教地理图片,有时候自己也不甚理解,无法很有效地让学生理解并掌握从地图中获取有效信息的技巧,尤其是比较抽象的等值线地图。本人结合自己从教十多年来的一些体验、探索,尤其是从去年开始参加了市级课题《初中生从地理图像中获取地理信息的教学方式研究》的研究工作后,特别在等值线地图的教学中不断思考、反复尝试,再结合前人的研究,以等高线地形图为例来谈谈自己的几点想法。
历史与社会七上第一单元中涉及的图1―32等高线地形图,虽然只有一张图,但是教学要求和中考要求是挺高,每年的期末考试和中考都会有相应的试题来检测,所以老师必须引起高度重视。
一、在等高线地形图的教学中发现的问题
二、对等高线地形图教学中几种方法的思考
一是借助多媒体设备辅助课堂教学,利用多媒体的直观演示功能,展示出等高线地形图的绘制过程,帮助学生把抽象的等高线地图变成具体的一个呈现过程由抽象思维过渡到具象思维,突破空间想象的问题。如下图,动画缓慢演示每一条等高线的由来。能直观感知等高线的绘制原理,以利于理解和接受新知识。
二是利用素描图和各类地形图对比,引导析图、对比、总结,从而掌握在等高线地形图上判读山体的不同部位。归纳如下:
老师进一步讲解说明:1.高地(山峰):等高线中间高四周低呈封闭曲线处。2.盆地:等高线为闭合曲线,四周高,中间低。3.山脊:等高线向海拔低处凸出的地方。4.山谷:等高线向海拔高处突出的地方。5.鞍部:两个相邻山顶之间呈马鞍形的部位。6.峭壁/陡崖:等高线重叠处。通过学生看图,老师讲解,再进一步让学生在书本上把这些表示不同部位的等高线草图画一画。
最后让学生左手握拳,模拟山体的不同部位,并用圆珠笔在手上作图,标出山顶、山谷、山脊、鞍部、陡坡、缓坡等部位,如下图。
握住拳头就是立体的地形,把手伸开就是平面的等高线图。山顶、山脊、山谷、鞍部、陡坡、缓坡等都能一目了然。这样的方法学生兴趣很高,效果比较理想,而且随时能用。