基于GEOVIS Earth Studio的高中地理教学案例开发——以“河流地貌”为例

信息技术与教学的融合发展是教育改革发展的方向,地理信息技术在教育信息化2.0时代给地理教育提供了丰富的教学资源,可有效提高教学效果。本文通过挖掘GEOVIS Earth Studio平台在地理教学中的功能优势,构建其教学应用模式,以人教版必修《地理1》“河流地貌”为例阐明平台操作过程并进行案例教学设计,创新地理教学技术手段,促进中学地理教学的信息化进程。

LocaSpace Viewer在“喀斯特地貌”教学中的应用实践

在教育信息化2.0时代,地理信息技术正在成为地理课堂教学的重要工具,是提升地理教学质量、促进地理教学变革的重要手段。以人教版“喀斯特地貌”为例,从课标要求、教材内容出发阐明运用LocaSpace Viewer辅助教学的适切性,对运用LocaSpace Viewer添加实验视频揭示喀斯特地貌成因、整合GIS地图数据展示喀斯特地貌分布、加载Global Mapper等高线和链接在线全景图进行地貌识别与判读方法进行了详细说明;对如何利用LocaSpace Viewer软件开发、整合与展示喀斯特地貌教学资源,构建具有探究性和交互性的喀斯特地貌智慧教学环境进行了实践探索,这些尝试有助于激发学生的地理学习兴趣,提升学生的学习质量和地理信息素养水平。

极端天气影响下城镇洪水水位快速估计与淹没分析

由于城镇化的快速发展和极端天气影响,土地利用与防洪安全的矛盾日益突出,城镇洪涝风险增加。以四川省渠县为研究区域,综合运用历史洪水记录与多年水文观测数据重建洪水水位数据序列,快速估计城镇洪水水位并进行淹没分析。通过分析洪水频率与水位的关系、洪水水位差以及不同位置洪峰相关性,更新渠县沿江主要城镇各重现期洪水水位;结合沿江城镇发展定位和预期人口规模,重新核定防护等级和防洪标准。结果表明:渠县主要城镇的洪水水位较历史水平平均上升40 cm,其中100年一遇、50年一遇和10年一遇洪水水位分别上升至254.75,253.48,250.54 m。根据国家防洪标准,渠县主城区和三汇镇的防洪重现期标准应分别提高至50年一遇和20年一遇,其他沿江城镇和乡村的防洪重现期标准保持为10年一遇。与现行防洪标准相比,提高设防标准可减少农地淹没面积超过30 km^(2),减少建设用地淹没面积7~8 km^(2)。

黔中喀斯特地区岩性与土壤侵蚀空间分异研究

喀斯特地区土壤侵蚀问题备受关注,为定量分析不同岩性区土壤侵蚀的空间分异状况,以贵州省黔中地区为例,运用GIS的空间分析功能对土壤侵蚀量和岩性进行叠加,探讨各类岩性下土壤侵蚀和土壤侵蚀等级之间的相关关系。研究结果表明:(1)可溶性岩类是土壤侵蚀发生的主要岩性基底,各岩性组合平均土壤侵蚀模数表现为灰岩地区,高于白云岩地区,高于碳酸盐岩地区高于非可溶性岩地区。(2)土壤侵蚀主要发生在灰岩与碎屑岩互层、非可溶性岩、灰岩与白云岩互层和白云岩中,灰岩和白云岩地区的土壤侵蚀分布广,侵蚀程度高。(3)白云岩类土壤侵蚀发生率高,侵蚀程度相对较低;灰岩和碳酸盐岩类发生率较低,侵蚀程度高;非可溶性岩发生率低,侵蚀程度低。该研究结果为建立不同岩性区科学的水土流失和水土保持监测机制提供了新的思路,可为喀斯特地区土壤侵蚀治理和社会可持续发展提供参考。

高中地理教学渗透“双碳”教育的研究——以“气候变化”为例

在高中地理教学中渗透“双碳”教育是顺应时代发展要求的教育新举措,也是对地理教学研究的新探索。文章从地理教学中渗透“双碳”教育的可行性出发,对高中地理课程中的“双碳”教育元素进行解读,并以“气候变化”为例进行教学案例设计,以期树立学生的绿色低碳理念,培养学生的绿色责任意识,助力“双碳”目标实现。

基于3S技术的山东省森林蓄积量估测

借助SPSS统计软件和ERDAS IMAGINE9.0/ArcGIS9.2的建模及空间分析工具,采用TM影像和1∶100000地形图作为数据源,从TM影像提取野外GPS采样点缓冲区内6个波段的灰度值及其线性和非线性组合等遥感因子,从地形图提取海拔、坡度、坡向等GIS因子,以各遥感因子和GIS因子作为自变量,以GPS野外调查样点缓冲区内的蓄积量作为因变量建立多元线性回归模型。样本数据筛选采用标准差法,因子变量筛选采用主成分因子分析法、多元线性回归的逐步回归和强行进入法等方法,建立的多元回归模型预测总体精度达到87.35%。用2006年山东省TM影像提取的有林地掩膜模型中各因子变量灰度图,得到各因子变量的掩膜图层。将各因子变量的掩膜图层代入多元回归模型进行复合运算,得到有林地蓄积量灰度图像。经蓄积量灰度图像属性表统计得到山东省的有林地总蓄积量为6203.53万m3,为快速、准确地对大面积的森林蓄积量估测提供一种有效的途径和方法。

丹江口库区土地利用及其生态系统服务价值情景模拟

丹江口库区是南水北调中线工程的水源地,2015年大坝加高正常蓄水后不仅将新增淹没面积,也会引起土地利用的变化。本文以灰色预测为基础,设计了生态安全、经济发展和综合发展3种目标情景,并借助于CLUE-S模型对库区土地利用及其生态系统服务价值进行时空模拟,结果表明:水位提高前后土地利用变化引起各生态系统类型、面积及空间分布格局的变化,直接影响生态系统所提供服务的种类和强度。生态安全目标情景的总价值最大,水位提高前后分别为161.9和167.2亿元;经济发展目标情景的总价值最小,水位提高前后分别为153.73和159.03亿元。在各情景模式下,库区生态系统服务总价值均有所提高,灰色预测结果提高5.25亿元,生态安全和经济发展目标情景均提高5.3亿元,综合发展目标情景提高5.42亿元。

丹江口库区及上游生态系统土壤保持效益价值评估

以RUSLE为模型的基本框架,以GIS、RS软件为技术平台,利用GIS强大的空间数据组织分析运算能力,将项目规划区各土壤侵蚀影响因子的遥感数据与非遥感数据网格化,通过网格数据的空间分析和模型运算,实现生态系统土壤保持量的区域性宏观定位定量评价。估算结果表明:研究区土壤保持总量林地最高,草地次之,水域等其它类型土壤保持量都非常少,这与植被覆盖度和植被净第一性生产力的分布是一致的,说明高植被覆盖类型分布区的植被能有效防止和控制土壤流失。1987、2000和2008年不同土地利用/覆被类型土壤保持价值分别为355.21亿元3、41.37亿元和367.41亿元。其中林地和灌木林地生态系统的土壤保持价值占到近60%,草地生态系统占到近30%,林、灌、草共占到服务总价值的近90%,林、灌、草在土壤保持生态系统服务中具有决定性的作用。

猫跳河梯级开发流域土地利用与景观格局空间分异

通过1973—2010年4期遥感影像土地利用变化信息提取和景观格局指数计算,分析水电梯级开发背景下以流域主要干支流为轴线的不同缓冲区内土地利用和景观格局的空间分异动态。结果表明:各缓冲区内不同时期的综合土地利用变化动态度在0.13～0.39之间变动,由内向外综合土地利用变化动态度有增大的趋势;各缓冲区内各时间段的土地利用均达到理论可利用程度的60%以上,内圈开发利用更加活跃,处于土地利用发展时期的时间也更长;内圈受到的人为干扰最大,形状指数最小,斑块的几何形状最简单,外圈相反;各圈层的景观破碎度指数呈先减小后增大的趋势;内外圈分别由于人为活动和自然景观本身的复杂性而使得景观多样性指数偏大;外圈聚集度指数呈先增大后减小的趋势,内圈和中圈聚集度指数变化不明显。

流域库坝工程开发的生物多样性敏感度分区

流域生态敏感性是流域生态系统遇到干扰时产生生态失衡与生态环境问题的难易程度和可能性大小,生物多样性是其影响最为重要的生态因子。主要考虑物种丰富度、珍稀程度、濒危程度、保护等级和生态系统类型等生物多样性敏感因子,借助GIS强大的空间数据采集和建模分析能力,在专家打分求取敏感因子权重基础上,通过空间模型计算生物多样性敏感度综合得分。基于二级流域综合得分最大值,采用ARCGIS自然间断点法实现敏感度分区,结果表明:极敏感区域主要分布在长江区的岷沱江、金沙江石鼓以下、金沙江石鼓以上、宜宾至宜昌、嘉陵江流域,珠江区的郁江、红柳河和西江流域,西南诸河区的澜沧江、红河和怒江及伊洛瓦底江流域,黄河区的龙羊峡以上流域等,这些区域水生生物特有种和受威胁物种丰度大,国家级自然保护区密集,是陆地生物多样性最丰富的地区。不敏感区域主要分布在松花江区除第二松花江以外流域,西北诸河区的塔里木盆地荒漠、古尔班通古特荒漠、中亚西亚内陆河、塔里木河干流等荒漠区,松花江区低温高寒,具有大森林、大草原、大湿地、大农田和大水域的特点,库坝工程对其生物多样性产生影响的可能性较小,西北诸河的荒漠区生境严酷,生物多样性贫乏,也不具备修建大型水库的条件,生物多样性敏感度也较低。其它区域介于二者之间,因其所处的生态系统类型、物种丰富度、珍稀程度、濒危程度和保护等级不一样,生物多样性敏感度各异。对流域库坝工程产生的生物多样性敏感度进行辨识,可为未来流域水资源合理和适度开发提供科学依据。

参与式社区发展在喀斯特石漠化地区的实践与思考——以贵州花江石漠化综合治理示范区为例

根据参与式社区发展在贵州花江石漠化综合治理示范区的实践与思考 ,明确指出参与式社区发展在喀斯特石漠化地区面临的困难 ,并提出了相应的对策 ,为促进喀斯特石漠化地区的社区发展提供参考。

山东省森林资源动态变化的非等间距灰色预测

应用灰色系统理论,以1974-2007年山东省森林覆盖率、有林地面积和活立木蓄积量为时间数据序列,建立非等距灰色预测模型。用模型对山东省森林资源主要指标进行拟合,拟合误差均在10%以下,拟合精度较高。使用后验差检验方法对模型进行精度等级检验,求得森林覆盖率、有林地面积和森林蓄积量的后验差检验值分别为0.15,0.23和0.14,均小于0.35,小误差概率均为1,预测精度等级为一级好,预测的结果可以作为制订山东省未来林业发展计划的依据,为建立"数字林业"等提供了一种比较理想的预测方法。预测结果表明:2020年森林覆盖率为26.78%,还达不到2020年森林覆盖率达到30%以上的生态省建设阶段性目标。因此,山东省应加快森林资源发展,稳步提高森林覆盖率,明显增加森林蓄积量,提高林分质量,避免造成森林资源的逆转。

典型喀斯特农村社区可持续发展指标体系的构建及评价——贵州花江石漠化综合治理示范区的实证研究

本文在突出社区居民广泛参与的情况下,从人地系统理论的角度,构建了贵州花江石漠化综合治理示范区社区可持续发展指标体系,综合评价了社区人地关系的演化发展和社会经济发展阶段的变化进程,为项目区制定下阶段发展目标提供非常重要的背景资料和决策参考,对其它喀斯特地区研究人地关系和社区可持续发展也具有一定的参考价值。

基于Google Earth的高中地理教学设计——以“喀斯特地貌”为例

喀斯特地貌种类繁多,包含地表和地下两套系统,且分布较广泛,景观千姿百态,不同发育过程具有不同的景观。基于喀斯特地貌的特点,文章提出,可以将Google Earth融入喀斯特地貌的教学中,通过教学目标、教学思路的设定以及前期准备开展具体的教学活动,帮助学生理解喀斯特地貌,培养学生的地理核心素养。

喀斯特石漠化地区参与式农村社区发展问题——以贵州花江示范区“顶坛”模式为例

从"顶坛"模式引发的思考到喀斯特石漠化地区参与式农村社区发展问题的提出,论述了在喀斯特石漠化地区引入参与式发展的必要性及其在贵州花江示范区实施的概况,并针对石漠化地区参与式农村社区发展面临的困难,提出了促进石漠化地区参与式农村社区发展的有效途径,从而为喀斯特石漠化地区的农村社区发展提供理论参考。

基于MAPGIS的地理信息系统课程实验设计

根据地理信息系统课程的特点,针对非地理信息系统专业,提出基于MAPGIS的地理信息系统课程实验设计,将相关的理论、算法、过程和结果输出与显示的一系列基础性实验、综合性实验、设计性实验得以实现。并给出了每个实验设计的教学目的和主要内容,突出了MAPGIS的功能特点和操作技巧,并强调了其中的地理信息空间分析实验的实际应用。此实验设计将有助于学生理解地理信息系统理论知识,并为学生今后使用MAPGIS进行地理信息应用专题的分析和设计打下基础。

黔中喀斯特山地黄壤区降雨侵蚀力R值的分布特征

[目的]研究黔中喀斯特山地黄壤区降雨侵蚀力R值的分布特征,为进行区域土壤侵蚀定量预报、土壤保持规划和水土流失防治提供科学参考。[方法]以黔中喀斯特黄壤分布区10个水土保持监测站点2013-2019年的日降雨量记录表和5 min间隔降雨过程摘录数据为主要数据来源,分析次R值分布特征、R值的月分布特征、年际变化特征和R值的雨量雨强分布特征。[结果]①研究区系列最大次R值在次平均R值的几倍至十几倍之间,最大次R值占对应年份的年R值的比例最少都达22.28%以上。一年中几次比较大的暴雨对土壤侵蚀的贡献率大。②降雨侵蚀力R值主要分布在4-9月,又重点集中于6-8月;4-9月R值占年R值的90.00%左右,甚至达到95.00%以上;而6-8月所占比例最低(都为55.98%),最高达到85.25%。③年均R值由东南向西北呈明显的减小趋势;R值年际变差系数与之呈相反趋势,表明降雨侵蚀力由东南向西北稳定性逐渐降低;R值年际变差系数变化范围在0.20~0.44之间,年际变化较大。④中雨、大雨、暴雨和大暴雨是产生R值的主要雨量等级,大多数站点主要雨量等级所占比例均在60.00%以上。大雨因出现频率相对较高,历时较长,对总R值的贡献最大。大暴雨总体上出现的频率不高,但单次大暴雨的降雨侵蚀力的R值却可以很大,一次大暴雨就可能改变R的整体分布。雨强15~30 mm/h是R值分布的高峰区,其平均比例为31.97%;大于60 mm/h雨强的降雨发生的随机性更大,所产生的R值比例的空间分布差异也大。[结论]黔中喀斯特山地黄壤区降雨侵蚀力R值时空分异明显,需因地制宜实施水土流失防治。

典型喀斯特城镇体系的分形研究——基于贵州省城镇体系的实证分析

以典型喀斯特城镇体系——贵州省城镇体系为例,运用分形研究方法,对其规模结构、空间分布进行研究,认为贵州喀斯特城镇体系具有分形特征,其等级规模结构比较松散,呈明显的首位分布,城市体系规模结构出现断层,联系不畅;城镇体系空间结构由于受到喀斯特地形和社会经济条件的影响,城市空间相互作用力较弱。针对城镇体系的发展现状,提出了结构优化的相应对策:完善城市规模体系建设,重点发展中小城市;大力发展非农产业,促进农村小城镇发育;合理安排城镇发展与布局,完善城镇空间结构。

基于GIS的绵阳城市空间结构动态变化研究

应用绵阳市1970年1∶10000地形图,绵阳市1931-1991年城市用地变化图,1997-2010年绵阳城市土地利用总体规划图,把GIS作为空间信息处理手段,对各时段的城市空间结构动态变化进行了时间序列分析和空间序列分析,利用圈层理论、扇形理论和多核心理论理论定性、城市空间扩张动态度定量,分析了城市空间结构的变化过程,得出绵阳市城市空间结构变化在时间上正以加速度的方式推进,在空间上轴向扩展大于外向扩展,逐步形成沿河流阶地呈放射状、多中心、组团式布局.为合理制定和完善城市规划,实现城市社会经济与生态环境的持续发展提供了决策依据.

黔中喀斯特城市新区森林生态系统水土保持及其生态效益

[目的]研究黔中喀斯特城市新区--贵州省贵阳市观山湖区森林生态系统的水土保持及其生态效益,旨在科学评价该区生态建设成效,为喀斯特城市新区资源环境可持续利用,森林高质量发展提供科学依据。[方法]基于多源遥感数据提取2000,2010和2020年观山湖区森林生态系统分布格局,利用土壤保持模型和水量平衡方程计算土壤保持量和调节水量,采用市场价值法和影子工程法计算其生态效益价值量。[结果](1)观山湖区森林生态系统面积2000—2010年从10892.74 hm^(2)增加到15571.90 hm^(2)。随着城市扩张的加快,森林面积持续减小,到2020年减少为13937.54 hm^(2)。由于生态工程和城市扩张的双向长消作用,森林生态系统在过去20 a中的变化幅度很大。(2)森林生态系统的固土保肥和水量调节价值量总体上呈增长趋势,单位面积生态效益有所提高,但因森林生态系统面积减少,固土保肥和水量调节生态效益增势趋缓。(3)单位面积土壤保持量大小顺序表现为:针叶林>针阔混交林>灌木林>阔叶林>其他林;调节水量大小顺序表现为:针叶林>阔叶林>针阔混交林>灌木林>其他林;针叶林固土保肥、水量调节生态效益价值总量最大,灌木林次之。灌木林发挥着十分重要的固土保肥和水量调节生态效益。[结论]观山湖区森林生态系统面积变化幅度大,2000—2010年面积大幅增长,近年来呈现减少趋势,但单位面积生态效益不断提高,在固土保肥和水量调节方面发挥着重要作用。在城市新区开发中,需要十分重视森林生态系统的保护。