地理信息技術(shù)軟件在課堂教學(xué)中的運用

趙越++孫旭

摘 要：學(xué)習(xí)使用地理信息技術(shù)是當(dāng)今地理學(xué)的潮流，但是由于種種限制，尤其是教育工作者對相關(guān)軟件的不熟悉，導(dǎo)致教學(xué)大多數(shù)時候是紙上談兵，利用好地理信息技術(shù)不僅可以學(xué)習(xí)地理信息技術(shù)的相關(guān)知識，還可以為其他相關(guān)知識服務(wù)。本文重點介紹了利用surfer軟件制作地形圖。

關(guān)鍵詞： surfer；地形圖；三維地圖

中圖分類號：G434 文獻標(biāo)志碼：B 文章編號：1673-8454（2014）04-0046-02

進行地形教學(xué)時，老師經(jīng)常會感到雖然我們身邊就有學(xué)生很熟悉的山，但卻因為缺乏相應(yīng)的等高線數(shù)據(jù)等資料而不得不舍近求遠，選取生僻地區(qū)的地形圖甚至是杜撰出來的地形圖進行教學(xué)，從而大大降低了教學(xué)效果，無法結(jié)合學(xué)生的生活實際來進行教學(xué)。而進行3S技術(shù)的教學(xué)時又會有這樣的遺憾，理論知識教了很多，學(xué)生卻沒有親身實踐地理信息技術(shù)的機會，永遠只是紙上談兵。

下面筆者將介紹一種利用google earth 、 surfer、 ExtractElev 三種軟件交互使用，生成任何一個地區(qū)平面等高線圖和三維立體地圖的方法，既實踐了地理信息技術(shù)又能學(xué)習(xí)制作等高線地形圖。

一、軟件簡介

google earth可以提供GPS的三維坐標(biāo)功能，將鼠標(biāo)的光標(biāo)置于google earth中地球的任何一點即可在底部狀態(tài)欄顯示該點的緯度、經(jīng)度和海拔（見圖1），可以根據(jù)坐標(biāo)來查詢海拔高度。

Surfer軟件可以將搜集的一定區(qū)域的三維坐標(biāo)值轉(zhuǎn)化為等高線圖（見圖2），但是若要繪制出精度較高的等高線圖，動輒需要成百上千個數(shù)據(jù)，而人工提取可以滿足精確繪圖的坐標(biāo)值則是非常耗費時間和精力，而且誤差較大。

ExtractElev是一款google earth的高程提取軟件，通過輸入的坐標(biāo)值可以自動獲取海拔高度。

二、以紫金山為例，繪制紫金山的平面等高線圖和三維立體地圖

首先打開谷歌地球，利用視窗所示即選取的區(qū)域范圍（見圖3），進入google earth 工具—選項—3D視圖—顯示緯度/經(jīng)度選取小數(shù)度數(shù)，記錄視圖中四個角經(jīng)緯度：A（32.0416N 118.7989E） 、B（32.0416N 118.8822E）、C（32.0889N 118.7989E）、 D（32.0889N 118.8822E） 。

打開ExtractElev軟件中附帶的Excel表格，輸入要取值的經(jīng)緯度坐標(biāo)點：緯度范圍32.0416N—32.0889N區(qū)間內(nèi)利用Excel均勻地生成40個數(shù)據(jù)，經(jīng)度范圍118.7989E —118.8822E區(qū)間內(nèi)利用Excel生成50個數(shù)據(jù)，然后將這些經(jīng)緯坐標(biāo)交叉組合即可對該區(qū)域進行覆蓋式取點。

然后打開谷歌地球設(shè)置視圖尺寸800×600 ，打開“Excel文件”，設(shè)置好采樣參數(shù)之后，按“開始采集”（同時必須打開Google Earth），利用ExtractElev軟件自動提取其中對應(yīng)坐標(biāo)的高程數(shù)據(jù)（見圖4），生成txt文件數(shù)據(jù)再粘貼入Excel文檔即可。

打開surfer軟件，調(diào)入Excel數(shù)據(jù)表，首先將其轉(zhuǎn)化為grd文件，在地圖選項中選擇等值線圖即可生成紫金山等高線圖（見圖5），選擇表面圖即可生成三維立體圖（見圖6）。

還可將等高線圖作為圖層疊加入谷歌地球，效果如圖7所示，整體誤差不大，基本達到了目標(biāo)。

三、課堂教學(xué)運用

1.3S技術(shù)實踐操作

帶領(lǐng)學(xué)生利用微機室來操作上述過程，可以很好地讓學(xué)生認(rèn)識RS、GPS、GIS三種技術(shù)以及三者之間的關(guān)聯(lián)。谷歌地球的純粹的衛(wèi)星圖片是RS所提供的，提取的三維坐標(biāo)是GPS的功能 ，而利用surfer生成的三維地圖是則是GIS的功能。通過對整個流程的實際操作（如下表），與GIS的流程相對照，便可讓學(xué)生對GIS的認(rèn)識應(yīng)用更加深入。

2.地形圖教學(xué)

Surfer生成地圖的種類多種多樣，尤其是可以比較方便地生成三維地形圖，通過工具欄的3D軌跡球功能可以非常方便地從任何一個角度對該地形區(qū)進行地貌單元觀察（包括地形剖面），從而非常直觀地了解該地的地形。而通過上述技術(shù)的掌握可以比較方便地自主選擇學(xué)生比較感興趣的、比較熟悉的地形單元來制作三維地形圖。例如南京的老師可以制作展示紫金山的三維地形圖、西安的老師可以制作展示華山的三維地形圖，北京的老師可以制作香山的三維地形圖。

參考文獻：

[1]馬培仙，李百祥，陳衛(wèi)東.利用Surfer繪圖軟件繪制平剖圖及平剖圖數(shù)字化[J].甘肅地質(zhì)，2006（1）.

[2]孫旭.巧用Surfer軟件繪制三維立體地形圖進行等高線輔助教學(xué)[J].地理教學(xué)，2011（16）.

（編輯：李曉萍）endprint