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地理教学经纬网课件经纬网是地理学习的基础工具,它帮助我们在浩瀚的地球表面精确定位任何一个地点本课件将带领大家深入了解经纬网的奥秘与应用,掌握这一重要的地理坐标系统第一章经纬网基础概念什么是经线和纬线?经线是连接南北两极的半圆线,像切开橘子的刀痕纬线则是平行于赤道的圆圈,就像橘子的水平横切面两者共同构成了地球表面的坐标网格,我们称之为经纬网经纬网的形成与历史背景经纬网的概念可以追溯到古希腊时期公元前3世纪,希腊数学家埃拉托色尼首次测量了地球周长,并提出了划分地球的网格系统随着人类航海技术的发展,经纬网逐渐完善,成为导航的重要工具地球仪与地图上的经纬线示意在地球仪上,经线是连接南北两极的半圆线,纬线是与赤道平行的圆圈而在平面地图上,经纬线通常表现为相互垂直的网格线,但根据投影方式不同,其形状和间距可能有所变化地球的形状与经纬线纬线平行于赤道的圈线纬线是与赤道平行的圆圈,从赤道向两极递减赤道是最长的纬线(周长约40076公里),向两极纬线逐渐缩短,到极点变为一地球是地球仪形状点每条纬线上的所有地点与赤道的角度相同地球不是完美的球体,而是两极略扁、赤道略鼓的椭球体,科学上称为类地球体这种形状直接影响了经纬线的分布特点经线连接南北极的半圆线经线是连接南北两极的半圆线,所有经线长度相等(约20038公里)任意两条经线在两极相交,在赤道处距离最远经线与纬线垂直相交,形成地球表面的网格系统经纬线的这种分布特点决定了经纬网在赤道附近的网格较大,而在两极附近的网格变小,经线逐渐汇聚这也是为什么在平面地图上需要进行投影变换,以不同方式表示这种曲面网格经纬网定位世界的坐标系统重要纬线介绍赤道(°纬线)地球的腰带北回归线(°)与南回归线
023.5N(°)
23.5S赤道是最重要的纬线,环绕地球中部,将地球分为南北两半球赤道长约40076公里,是最长的纬线赤回归线是太阳直射的极限纬线北回归线(又称夏至道上的所有地点昼夜平分(各12小时),太阳直射点线)是北半球夏至日(约6月22日)太阳直射的纬每年两次通过赤道(春分和秋分)线;南回归线(又称冬至线)是北半球冬至日(约12月22日)太阳直射的纬线赤道地区气候炎热,是热带雨林气候的核心分布区赤道也是纬度计量的起点,向北为北纬,向南为南回归线附近往往分布着世界主要的荒漠和半荒漠地纬区,如撒哈拉沙漠、阿拉伯沙漠等回归线的位置由地球公转轨道面与自转轴的倾角(约
23.5°)决定北极圈(°)与南极圈
66.5N(°)
66.5S极圈是划分极地的重要界线北极圈内在夏至日出现极昼现象(太阳24小时不落),冬至日出现极夜现象(太阳24小时不出)南极圈则相反极圈的位置同样由地球自转轴倾角决定(90°-
23.5°=
66.5°)极圈内区域气候寒冷,主要为极地气候南极圈内主要是南极大陆,北极圈内则包括格陵兰岛北部、北欧和俄罗斯北部、阿拉斯加北部等地区重要经线介绍本初子午线(°经线)国际日期变更线(约°经线)0180本初子午线是经度计量的起点,经过英国伦敦郊外的格林尼治天文台这条经线将地球分为东、西半球1884年华盛顿国际经度会议确定格林国际日期变更线大致沿180°经线,但为避开陆地和岛屿,有多处弯曲越过此线向西,日期提前一天;向东,日期推后一天例如,从美国阿尼治子午线为全球统一的本初子午线拉斯加向西到达俄罗斯时,日期会倒退一天本初子午线的确立使全球时间系统得以统一,格林尼治平均时(GMT)成为世界标准时间的基础本初子午线穿过的国家包括英国、法国、西国际日期变更线的设立解决了地球一周360°、每15°对应1小时时差,全球共24个时区,最东和最西时区相遇时产生的日期矛盾问题班牙、阿尔及利亚、马里、布基纳法索、多哥和加纳国际日期变更线主要位于太平洋中部人烟稀少的海域,附近主要国家和地区包括俄罗斯远东地区、美国阿拉斯加,以及斐济、汤加等太平洋岛国经纬度的度量单位度(°)、分()、秒()的含义经纬度的表示方法示例′″经纬度使用角度单位来表示位置经纬度表示通常有以下几种方式•1度(°)=地球周长的1/360•度分秒表示法39°54′20″N,116°23′29″E(北京天安门)•1分(′)=1度的1/60•度分表示法39°
54.33′N,116°
23.48′E•1秒(″)=1分的1/60•小数度表示法
39.9055°N,
116.3915°E在赤道上,1°经度约等于
111.32公里,1′经度约等于
1.855公里,1″经度约等于
30.92米纬度上,1°纬度在地球现代GPS和地图应用中,通常使用小数度表示法,而传统地图和航海中则多使用度分秒表示法表面的距离基本恒定,约为111公里实用技巧在日常使用中,经纬度通常按照纬度在前,经度在后的顺序表示,并标明方向(N/S代表北纬/南纬,E/W代表东经/西经)例如北京的坐标是
39.9055°N,
116.3915°E经纬网的功能与意义定位地球上任意地点计算距离与方向时间计算基础(时区划分)经纬网的最基本功能是精确定位通过经度经纬网能帮助我们计算地球表面两点间的距地球每24小时自转一周(360°),每小时和纬度的组合,可以在地球表面标定任何一离和方向例如,利用球面距离公式,可以自转15°基于这一规律,全球被划分为24点的位置例如,北京天安门广场的经纬度计算两个已知经纬度地点间的最短距离(大个时区,每个时区跨越15°经度,相邻时区是39°54′N,116°23′E,任何人根据这组坐圆距离)航海和航空中的航线规划、导航的时间相差1小时标都能精确找到这个地点也大量依赖经纬度信息本初子午线(0°经线)所在的时区为零时区这种定位方式为地图制作、导航系统和地理在地理学研究中,经纬网也是分析地理事物(GMT/UTC),向东每增加15°经度,时间信息系统提供了统一的空间参考框架现代空间分布规律的重要工具,帮助我们发现不增加1小时;向西每增加15°经度,时间减少GPS定位系统正是基于经纬度坐标系统工作同地理要素在空间上的关联1小时例如,北京位于东经116°,处于东的八区,比格林尼治时间早8小时经纬网是人类探索和理解地球空间的重要工具,它不仅在地理学领域有随着科技发展,经纬网的应用越来越广泛在智能手机、车载导航等现着基础性作用,也在日常生活中发挥着不可替代的作用从国际贸易、代设备中,经纬度信息已经成为基础定位数据;在气象预报、环境监测全球通信到跨国旅行,经纬网提供的空间参考系统都是现代全球化社会等领域,经纬网则是空间数据组织的骨架熟练掌握经纬网知识,对理的重要基础设施解现代地理信息技术和服务至关重要经纬网帮助我们精准定位经纬网就像地球表面的坐标系统,通过经度和纬度的交叉,我们可以精确定位任何地点无论是在茫茫大海中航行的船只,还是在陌生城市中寻找目的地的旅行者,都依赖这套全球通用的地址系统第二章地图与经纬网地图投影与经纬线的常见地图类型及其经地图比例尺与经纬网变形纬线表现的关系地球是一个近似球体,而地图是不同类型的地图中,经纬线有不地图比例尺表示地图上距离与实平面的,将球面展开到平面必然同的表现形式地距离的比值关系经纬网在不产生变形地图投影就是将地球同比例尺地图上的密度也不同•墨卡托投影经纬线互相垂表面经纬网转换到平面的数学方直,呈矩形网格,但高纬度法地区严重放大•大比例尺地图(如根据变形特性,地图投影分为1:50,000)经纬网较稀•圆锥投影经线为放射状直疏,通常以分划分线,纬线为同心圆弧•等角投影保持角度,适合•方位投影经线为放射状直•中比例尺地图(如1:1,000,000)经纬网适导航线,纬线为同心圆中,通常以度划分•等面积投影保持面积,适•等积投影经纬线多为曲合统计比较线,间距不等•小比例尺地图(如1:10,000,000)经纬网•等距离投影保持距离,但选择适当的投影对正确理解地图密集,通常以数度或10度仅限于特定方向至关重要划分经纬网密度需与地图用途和比例不同投影下,经纬线的形状和间尺相适应距会有显著差异理解地图投影与经纬网的关系,对正确读取地图信息、进行空间分析至关重要每种投影都有其适用场景,没有绝对完美的投影方式,选择合适的投影应根据地图的具体用途和表达目的地图上的经纬网阅读技巧识别地图上的经纬线利用经纬网确定地点坐标练习找出某城市的经纬度查看地图图例,确定经纬线的表示方式,通常经线为南北走先确定最接近目标点的已知经纬线,然后根据点到已知线的距以上海为例在世界地图上找到上海,观察其附近的经纬线向,纬线为东西走向注意观察经纬线的间隔值(可能是1°、离,按比例估算其精确坐标对于有格网的地图,可以通过内上海位于北纬30°-31°之间,东经121°-122°之间通过估算5°或10°)和标注方式有些地图上经纬线可能是虚线或颜色插法计算现代电子地图通常支持直接点击获取坐标功能判或测量,可以确定上海市中心(人民广场)的大致坐标为北纬较浅的线条读时先读纬度(南北位置),再读经度(东西位置)31°14′,东经121°28′经纬度读取的常见误区提高精度的技巧•混淆经度和纬度记住经度越大越东,纬度越大越北•使用内插法根据已知经纬线,按比例估算目标点位置•忽略方向标识北纬/南纬、东经/西经的标识不可省略•利用辅助工具如透明经纬度读取卡、量角器等•未考虑地图投影变形在某些投影下,经纬线可能不是直线•参考地标利用已知地标的相对位置提高读取精度熟练掌握经纬网阅读技巧,不仅有助于学习地理知识,也是旅行、户外活动和日常生活中的实用技能在数字化时代,虽然有GPS和电子地图,但这些基础技能仍然是地理素养的重要组成部分经纬网与时区地球自转与时间划分每°经度对应小时时差151地球每24小时绕自转轴旋转一周(360°),平均每小时旋转15°基于地球自转规律,全球被划分为24个标准时区,理论上每个时当某一经线正对太阳时,该经线上的地方为正午12点,180°相对区跨越15°经度相邻时区的时间相差1小时实际时区边界常根的经线上则是午夜0点据国界、行政区划等进行调整,呈不规则形状这种自然规律是时区划分的物理基础地球自西向东自转,因此太中国地理跨度约为5个时区,但出于统一管理采用单一的北京时间阳从东向西移动,东方比西方先看到日出,时间也较早(东八区),这导致新疆等西部地区的日出日落时间较晚国际日期变更线的特殊作用国际日期变更线大致沿180°经线,但为避开陆地和岛屿有多处弯曲跨过此线向西,日期提前一天;向东,日期后退一天这条线解决了地球一周各时区首尾相接造成的日期矛盾如从美国阿拉斯加向西到达俄罗斯时,不仅时间要调整,日期也要改变有些岛国如基里巴斯为发展旅游业,将变更线大幅东移时区计算公式本地时间=UTC时间+时区值例如,东八区(北京)的时间=UTC+8小时;西五区(纽约)的时间=UTC-5小时跨时区旅行时,向东每跨越一个时区,时间拨快1小时;向西每跨越一个时区,时间拨慢1小时经纬网与时区的关系是地理学与日常生活紧密结合的典型例子国际贸易、远程通信、航班安排等全球化活动都依赖于对时区的准确理解和应用经线决定时间,时区连接世界地球自转使不同经度的地区日照时间不同,人类创造了时区制度来协调这种差异时区制度将地球划分为24个时区,每个时区跨越约15°经度,相邻时区的时间相差1小时这一系统使全球各地的活动能够协调有序,是国际交往和全球化的重要基础第三章经纬网的实际应用航海与航空中的经纬网定位系统基础气象预报与经纬网的结合GPS经纬网是航海和航空导航的基础早期航海家使用六分仪等工全球定位系统(GPS)是现代经纬网应用的典范GPS通过测气象预报中,经纬网是组织和分析气象数据的空间框架气象具测量天体高度,结合精确时间来确定经纬度现代航海中,量接收器与多颗卫星的距离,计算出接收器的精确经纬度坐观测站分布在全球各地,每个站点都有精确的经纬度坐标气经纬网与电子海图、GPS系统结合,提供精确导航信息标基本原理是三角测量法,至少需要4颗卫星信号才能确定三象卫星和雷达数据也按经纬网格式组织维位置天气图上的等压线、等温线等都建立在经纬网基础上气象数在航空领域,飞行路线通常沿大圆航线(两点间最短距离)设现代GPS精度可达米级甚至厘米级,广泛应用于导航、测绘、值模式通常使用经纬网格点作为计算单元,模拟大气运动和变计,需要借助经纬网进行复杂计算航空图上的经纬网也是飞军事和科研等领域除美国GPS外,还有俄罗斯的化行员确定位置、航向和距离的重要工具GLONASS、欧盟的伽利略和中国的北斗等全球卫星导航系台风路径预报、降水分布预测等都需要精确的经纬度信息气统航线规划中,既要考虑经纬度确定的最短路径,也要考虑洋候带和植被带的划分也与纬度密切相关,如热带雨林主要分布流、气流等自然因素,以及各国领空限制等人为因素手机导航、共享单车定位、外卖配送等日常应用都依赖于GPS在赤道附近,而针叶林则集中在高纬度地区提供的经纬度信息,这已成为现代生活的基础设施经纬网应用几乎渗透到现代社会的各个领域从农业生产的精准施肥,到城市规划的空间布局;从疾病传播的地理追踪,到物流配送的路径优化,都离不开经纬网提供的空间参考框架随着地理信息技术的发展,经纬网应用正变得越来越智能化和普及化智能手机、穿戴设备、物联网设备都能实时获取和使用经纬度信息,未来万物互联时代,经纬网将成为连接物理世界和数字世界的重要桥梁经纬网与气候带气候带分布与纬度的关系地球表面气候的分布与纬度密切相关太阳辐射强度随纬度变化,是形成不同气候带的主要原因从赤道到两极,太阳辐射角度逐渐变小,辐射强度逐渐减弱,形成了从热带到极地的气候带序列赤道附近的热带气候回归线附近的干旱带赤道地区(约10°N-10°S)全年接受高强度太阳辐射,形在北回归线和南回归线附近(约15°-30°N/S),形成了全成了热带雨林气候这一地区特点是全年高温(月均温在球主要的荒漠和半荒漠地带这些地区受下沉气流控制,25℃以上)、降水丰富(年降水量通常超过2000毫米)、降水稀少(年降水量通常低于250毫米),日温差大,形季节变化不明显成了热带荒漠气候代表地区亚马逊盆地、刚果盆地、东南亚群岛等植被代表地区撒哈拉沙漠、阿拉伯沙漠、澳大利亚内陆等以热带雨林为主,生物多样性极高植被稀疏,以耐旱灌木和仙人掌等为主极圈内的极地气候世界气候带分布图气候带的分布与纬度紧密相关,形成了从赤道到两极的带状分布格局在北极圈和南极圈内(
66.5°N/S以上),由于太阳辐射角度小且季节变化极端(有极昼和极夜现象),形成了极地气候这一地区特点是全年低温(最暖月均温低于10℃),降水稀少但多以雪形式存在经纬网与气候研究代表地区南极洲、格陵兰岛、西伯利亚北部等植被以苔原为主,或完全被冰雪覆盖经纬网不仅是划分气候带的基础,也是气候研究的重要工具•气候数据按经纬网格点收集和组织•气候模型通常基于经纬网格点建立•气候变化研究中的温度异常通常以经纬度网格表示全球变暖对不同纬度地区的影响也不同,高纬度地区变暖更显著理解经纬网与气候带的关系,有助于我们预测和解释全球气候分布规律,也是理解生物多样性分布、农业生产布局等的重要基础在全球气候变化背景下,这种理解变得尤为重要课堂互动用经纬网定位中国主要城市北京上海广州北京位于北纬39°54′,东经116°23′上海位于北纬31°14′,东经121°28′广州位于北纬23°08′,东经113°16′作为中国首都,北京位于华北平原的北部边缘,靠近太行上海位于中国东部沿海,长江入海口,地处亚热带季风气广州位于中国南部,珠江三角洲北部,是华南地区的中心山脉和燕山山脉北京处于温带季风气候区,四季分明候区作为中国最大的经济中心城市,上海的地理位置使城市广州纬度接近北回归线,属于亚热带季风气候区,其经度决定了北京使用东八区时间(比世界标准时早8小其成为连接中国内陆与海外的重要门户上海比北京纬度终年温暖湿润,夏季炎热多雨,冬季温和少雨广州比北时)低约8°,气候相对温暖京纬度低约16°,气温显著更高练习学生用地图找出家乡经纬度操作步骤现代技术辅助
1.准备工作发放中国地图(附有经纬网)和测量工具(直尺、铅笔)除了传统地图,学生还可以使用现代工具查找家乡经纬度
2.找到参照点先在地图上找到自己家乡所在的省份和城市•智能手机地图应用点击位置可显示经纬度
3.确定纬度找到家乡附近的纬线,估算家乡与已知纬线的距离,计算精确纬度•Google Earth搜索地点并查看坐标信息
4.确定经度找到家乡附近的经线,估算家乡与已知经线的距离,计算精确经度•百度地图API提供精确的地理编码服务
5.记录结果按北纬/南纬XX°XX′,东经/西经XX°XX′的格式记录•GPS接收器实地获取精确坐标比较不同方法获得的结果,讨论其精度差异通过这个互动练习,学生可以将经纬网知识与自己熟悉的地点联系起来,加深对经纬度概念的理解,同时培养地图阅读和空间定位能力练习结束后,可以将全班同学的家乡位置标注在一张大地图上,直观展示班级的地理分布特点经纬网定位中国中国疆域辽阔,横跨经度约62度(73°E-135°E),纬度约50度(3°S-53°N)从最南端的曾母暗沙到最北端的漠河,从最西端的帕米尔高原到最东端的乌苏里江,经纬网帮助我们精确定位每一个地方,了解它们的空间关系和自然特征第四章经纬网专题探究为什么经线在极地汇聚?纬线长度为何不同?经纬网与地球自转的关系经线汇聚是地球球面特性的必然结果经线是连接南北两极的半圆,所有经线都必须通过两极纬线是与赤道平行的圆圈,随着纬度增加(向两极移动),纬线圆圈的半径逐渐减小,因此周经纬网的设计与地球自转密切相关地球自转轴确定了南北两极的位置,也就确定了经线的走点想象地球是一个橘子,经线就像从顶部到底部的橘子瓣之间的分界线,这些线在橘子顶部长也相应减小这可以用简单的几何知识解释纬线圆的半径等于地球半径乘以该纬度的余弦向(都要通过两极)赤道垂直于自转轴,定义了0°纬线,其他纬线则平行于赤道和底部(对应地球的南北极)必然汇聚值地球自转也是时区划分的物理基础地球每24小时自转一周(360°),平均每小时旋转15°,这种汇聚特性导致了高纬度地区经线间距离变小,这也是为什么墨卡托投影地图会严重放大高例如,赤道(0°)的周长约40075公里;30°纬线的周长约为赤道的
86.6%这决定了标准时区的经度跨度(理论上为15°)日期变更线的设立也是为了解决地球自转带来纬度地区面积,因为它试图将汇聚的经线拉直成平行线(cos30°=
0.866);60°纬线的周长约为赤道的50%(cos60°=
0.5);而到了极点,纬线圆的时间连续性问题的半径为零,变成了一个点经纬度与地理现象经纬网中的数学经纬度不仅是空间定位的工具,也与许多地理现象有着内在联系经纬网蕴含着丰富的数学知识•气候带的分布主要受纬度影响,从赤道到两极形成不同气候带•球面几何经线和纬线是球面上的特殊曲线•洋流系统的形成与纬度和大陆分布有关•三角函数用于计算不同纬度的纬线长度•生物多样性通常随纬度升高而降低•球面距离计算大圆距离公式课题讨论经纬网如何影响全球时间和日历?东西半球时间差异实例国际日期变更线的设立原因经度与时间的关系横跨日期变更线的时间差异非常特殊例如,从美国阿拉斯加的阿留申群岛向西几公里,就是俄罗斯的随着经度的连续变化,地球上的时间也连续变化当东半球的人看到日出时,西半球的人可能还在前一堪察加半岛,不仅时间要提前约21小时,日期还要倒退一天地球每24小时自转一周(360°),每小时旋转15°当太阳直射某一经线时,该经线上为正午12点因天的夜晚这就导致了一个问题在地球上必须有一条线,跨过这条线,日期会发生变化这种情况使得一些特殊现象成为可能例如,在日期变更线附近,可以回到昨天或提前到明天;在此,相差15°经度的两地,当地时间相差1小时东边的地区比西边的地区先看到日出,时间也较早国际社会选择了大致沿180°经线的位置设立国际日期变更线,主要是因为这一经线大部分穿过太平洋,新年前后跨越日期变更线,可以庆祝两次新年;飞机航班可能在出发日期之前到达目的地人烟稀少,设立日期变更线对人类活动影响最小同时,180°经线与本初子午线(0°经线)正好相差例如,北京(东经116°)和伦敦(接近本初子午线)的经度相差约116°,理论上时间相差约7小时45分180°,构成一个完整的半球钟实际上,由于采用时区制,北京使用东八区时间,伦敦使用零时区或西一区时间(夏令时),两地时差为8小时或7小时经纬网对时间管理的影响经纬网通过时区系统深刻影响着全球的时间管理和人类活动安排国际商务活动跨国公司需要协调不同时区的工作时间,安排视频会议和业务往来全球通信系统卫星通信、互联网等需要精确的全球时间同步国际航班安排航班时刻表需要考虑不同时区和日期变更线的影响全球电视转播如奥运会、世界杯等全球性活动的转播时间安排金融市场运作全球金融市场接力运作,东京、伦敦、纽约依次开市练习题精选判断题赤道是最长的纬线(正确)所有经线长度相等(正确)北京位于东半球(正确)国际日期变更线完全沿180°经线(错误)地球上所有地点的经度范围都是0°-180°(错误,正确应为0°-180°E或0°-180°W)选择题
1.本初子午线通过哪个城市?答案B(伦敦郊外的格林尼治)•A.巴黎•B.伦敦•C.纽约•D.东京
1.下列哪条纬线最长?答案C(赤道)•A.北纬30°•B.北纬60°•C.赤道•D.南纬30°简答题
1.解释经纬网在定位中的作用参考答案经纬网是地球表面的坐标系统,通过经度和纬度的交叉点可以精确定位地球表面的任何位置经度确定东西方向的位置,纬度确定南北方向的位置例如,北京的坐标为北纬39°54′,东经116°23′,任何人根据这个坐标都能找到北京的位置经纬网是地图制作、导航系统、地理信息系统等的空间参考基础计算题
1.若甲地位于北纬30°,东经120°,乙地位于北纬30°,东经135°,两地的时间差是多少?解答两地经度差为135°-120°=15°,对应时间差为15°÷15°/小时=1小时由于乙地经度大于甲地,所以乙地时间比甲地早1小时复习指南掌握经纬网的基本概念和特点,理解经线和纬线的分布规律,熟悉重要的经线和纬线,能够应用经纬网知识解决实际问题特别注意经纬度与时区、气候带的关系,以及在地图上正确判读经纬度坐标第五章经纬网的历史与文化1古代航海家如何利用经纬网公元前3世纪,希腊天文学家埃拉托色尼首次计算了地球周长,并提出了划分地球的网格系统雏形古代航海家主要依靠天文导航确定位置中国古代的《郑和航海图》记录了针路和更次,虽不是现代意义的经纬网,但已能确定航海方向和距离阿拉伯航海家伊本·马吉德(15世纪)编撰了《有益的信息》,详细记录了印度洋沿岸的地理坐标欧洲大航海时代,航海家通过测量北极星高度确定纬度相对容易,但经度测量一直是难题葡萄牙航海家麦哲伦率领的船队完成了首次环球航行,为绘制全球经纬网积累了宝贵数据2马丁·贝海姆与首个地球仪1492年,德国地理学家马丁·贝海姆制作了现存最古老的地球仪——地球苹果(Erdapfel)这个地球仪直径约54厘米,表面绘制了经纬网和已知的地理信息,尽管尚未包含美洲大陆(哥伦布同年才到达美洲)贝海姆地球仪上的经纬网每隔15°标注一条线,主要经线和纬线(如赤道、回归线等)用不同颜色标注这一地球仪集合了当时最新的地理发现,对欧洲人理解世界地理有重要影响随后的几个世纪,地球仪和经纬网不断完善1570年,弗拉芒地理学家亚伯拉罕·奥特利乌斯编制了第一部现代地图集《世界剧场》,其中采用了更为精确的经纬网3格林尼治天文台的历史意义1675年,英国国王查理二世下令建立格林尼治皇家天文台,主要目的是解决航海中的经度测定问题天文台台长约翰·弗拉姆斯蒂德编制了精确的恒星目录,为天文导航提供了基础1767年,英国《航海年历》开始出版,包含了精确的天体位置数据,结合精密计时器(航海钟),航海家终于能够可靠地确定经度1884年,在华盛顿召开的国际经度会议上,与会的25个国家代表投票决定采用通过格林尼治天文台的子午线作为全球统一的本初子午线(0°经线)格林尼治天文台成为世界时间和空间坐标的基准点,至今游客仍可在天文台参观标志性的本初子午线,跨立于东西半球之间这一决定统一了全球的时间和坐标系统,极大促进了国际交流与贸易经纬网的文化意义经纬网中的政治因素经纬网不仅是一套技术系统,也深刻影响了人类文化经纬网的确立也反映了国际政治力量•文学创作如儒勒·凡尔纳的《八十天环游地球》中对时区的巧妙运用•英国作为海上强国,其格林尼治子午线被确立为本初子午线•艺术表现地图艺术中经纬线的美学表达•国际日期变更线的调整常考虑政治因素•哲学思考经纬网代表了人类对空间的理性认识和秩序构建•各国时区划分往往结合政治边界而非严格遵循经线经纬网的历史发展见证了人类对地球空间认识的深化过程,也反映了科学技术、国际政治和文化交流的相互作用今天,全球定位系统(GPS)等现代技术为经纬网注入了新的活力,但其基本原理和历史意义仍值得我们深入研究从航海图到GPS经纬网的应用经历了从古代航海图到现代全球定位系统的巨大飞跃古代航海家借助六分仪和航海钟,在茫茫大海中寻找位置;今天,GPS卫星网络让我们可以在任何地点瞬间获得精确到米级的位置信息尽管技术手段发生了翻天覆地的变化,但基本原理——经纬度坐标系统——仍然是定位的核心第六章经纬网的现代科技应用数字地图与电子经纬网与虚拟地球仪大数据时代的地理信息系统()Google EarthGIS数字地图已经成为现代生活的必需品,从智能手机导航到车载GPS,从外卖配送到共享单车定位,都依赖于Google Earth等虚拟地球仪软件将传统地球仪与现代遥感技术相结合,创造了交互式的数字地球用户可以地理信息系统(GIS)是一种能够采集、存储、分析和显示地理空间数据的计算机系统经纬网是GIS的基础数字化的经纬网系统在虚拟地球上自由旋转、缩放,查看任何地点的卫星影像和三维地形空间参考框架,所有空间数据都依附于经纬度坐标与传统纸质地图不同,数字地图可以实时显示用户位置,自动缩放比例尺,提供路线规划和兴趣点搜索等功虚拟地球仪的核心仍是经纬网坐标系统,但呈现方式更加直观灵活用户可以查看任意地点的经纬度,测量在大数据时代,GIS能够处理海量空间信息,支持复杂的空间分析和决策应用领域包括城市规划、环境监能数字地图背后是庞大的地理信息数据库,所有地点都有精确的经纬度坐标两点间距离,甚至进行三维地形分析测、资源管理、灾害预警、物流优化等代表性应用如百度地图、高德地图、谷歌地图等,它们通过移动设备的GPS接收器获取用户位置,在数字化教育领域中,虚拟地球仪已成为地理教学的重要工具,学生可以飞行到世界各地,体验不同地区的地理特例如,城市交通大数据分析可以基于车辆GPS轨迹数据,生成实时交通流量图;疫情防控中,确诊病例的地经纬网上定位并提供服务征,增强空间认知能力理分布可以在GIS系统中可视化,辅助防疫决策现代经纬网应用的特点经纬网创新应用案例与传统经纬网相比,现代科技应用下的经纬网具有以下特点精准农业利用GPS引导的农机设备,按照经纬度网格进行精准播种、施肥和收获,提高农业效率和减少资源浪费精度提升共享经济共享单车、共享汽车等通过经纬度定位实现车辆查找和使用区域管理现代GPS接收器可提供厘米级定位精度,远超传统测量方法专业测量设备甚至可以达到毫米级精度增强现实AR PokemonGo等游戏结合GPS定位,将虚拟内容与现实世界的经纬度位置绑定自动驾驶自动驾驶汽车利用高精度地图和定位系统,在道路上精确导航实时动态传统经纬网是静态参考系统,现代应用则支持实时动态定位和导航,能够追踪移动目标的轨迹交互性强用户可以与数字经纬网进行交互,进行放大、缩小、旋转等操作,根据需要调整视角和信息显示集成多源数据现代经纬网应用可以叠加卫星影像、地形、街景、交通、兴趣点等多源数据,提供丰富的地理信息实操演示使用查找经纬度Google Earth准备工作首先,确保计算机已安装Google Earth软件,或者使用Google Earth网页版教师准备投影设备,学生可以使用电脑室的计算机或自带的笔记本电脑每个学生(或小组)应准备笔记本,记录实验过程和结果基本操作演示教师展示Google Earth的基本操作•启动软件,观察默认显示的地球•使用鼠标拖动、旋转地球•使用滚轮或缩放控件放大/缩小视图•点击视图菜单,打开网格选项,显示经纬网•调整经纬网显示密度,适应不同比例尺查找地点经纬度现场演示如何查找特定地点的经纬度
1.在搜索框中输入北京天安门,按回车键
2.软件自动飞行到天安门位置
3.底部状态栏显示鼠标指针位置的经纬度
4.右键点击天安门广场,选择这是什么?
5.弹出信息窗口中显示精确经纬度高级功能演示教师展示Google Earth的一些高级功能•测量工具计算两点间距离和面积•历史影像查看同一地点不同时期的卫星图像•添加标记在地图上添加自定义标记和注释•地形视图观察三维地形起伏•街景探索城市街道的360°全景图学生分组实践操作任务一查找家乡坐标任务二经纬度寻宝游戏
1.每位学生在Google Earth中搜索自己的家乡
1.教师提供5-10个世界著名地标的经纬度坐标
2.记录家乡城市中心(或标志性建筑)的精确经纬度
2.学生输入坐标,找到对应地点
3.截图保存,并在截图上标注经纬度数值
3.识别并记录这些地标的名称和所在国家
4.比较Google Earth显示的经纬度与之前课堂上用地图测量的结果,分析差异原因
4.小组讨论这些地标的地理特征和文化意义第七章经纬网综合复习基础概念1经线、纬线、经度、纬度重要经纬线2本初子午线、国际日期变更线、赤道、回归线、极圈经纬网功能3定位地点、测量距离、确定方向、划分时区、区分气候带实际应用4地图阅读、GPS导航、GIS系统、航海航空、气象预报、农业规划经纬网与现代科技5数字地图、虚拟地球仪、遥感技术、大数据分析、物联网、自动驾驶典型题型解析经纬度判读题时区计算题经纬网与自然地理关系题例题某地经纬度为45°N,90°E,判断该地位于哪个半球?例题北京(东八区)时间为1月1日上午10:00,纽约(西五区)的时间是几月几日几点?例题简述纬度对气候的影响解析判断半球位置需要看经纬度的数值和方向北纬(N)表示北半球,南纬(S)表示南半球;东解析东八区与西五区时差为8+5=13小时从东八区到西五区,时间减少13小时解析纬度通过影响太阳辐射强度和辐射角度影响气候赤道地区太阳辐射强,高纬度地区太阳辐射经(E)表示东半球,西经(W)表示西半球弱,形成从赤道到两极的温度梯度答案北京时间1月1日10:00-13小时=12月31日21:00(纽约时间)答案该地位于北半球(45°N)和东半球(90°E),即位于东北半球答案纬度通过影响太阳辐射角度和强度影响气候低纬度地区太阳高度角大,辐射强度大,温度高;高纬度地区太阳高度角小,辐射强度小,温度低纬度还影响昼夜长短的季节变化,高纬度地区季节变化明显,甚至出现极昼极夜现象纬度是划分气候带的主要依据,从赤道到两极依次为热带、亚热带、温带、亚寒带和寒带学生提问与答疑常见问题解答拓展知识点问为什么有些国家使用不符合其经度的时区?问飞机飞越国际日期变更线会发生什么?答这通常出于行政管理便利的考虑例如,中国地理跨度大,理论上应有5个时区,但统一使用北京时间(东八区)便于全国统一管理和交流答向西越过变更线,日期前进一天(如周一变成周二);向东越过变更线,日期后退一天(如周二变成周一)这就是为什么有些航班看起来提前一天到达问国际日期变更线为什么不是直线?答为避开陆地和岛屿,减少对当地居民生活的影响如果一个国家或岛屿被日期变更线分割,居民在同一国家内活动就会遇到日期变化的麻烦问GPS系统的原理是什么?答GPS通过测量接收器与至少4颗卫星的距离来确定三维位置每颗卫星发送包含其位置和精确时间的信号,接收器计算信号传播时间,从而计算出距离,然后通过三角测量法确定自身位置课后作业与延伸阅读课后练习题目鼓励学生制作经纬网小报
1.在世界地图上找出并标注以下地点的经纬度小报内容可包括•北京(中国首都)•经纬网基本知识图解•东京(日本首都)•经纬网发展历史时间线•悉尼(澳大利亚最大城市)•重要经纬线及其特点介绍•开罗(埃及首都)•经纬网在日常生活中的应用实例•里约热内卢(巴西著名城市)•有趣的经纬度知识(如180°经线上的岛屿如何处理日
2.计算题期问题)•若A地位于北纬30°,东经120°,B地位于北纬30°,西经60°,两地的时间差是多•自制简易经纬网地球仪或平面投影地图少小时?谁的时间更早?•采访亲友关于他们如何使用导航软件等•一架飞机从东京(东九区)起飞,飞往洛杉矶(西八区),起飞时间为东京当地时制作要求间1月1日上午10:00,飞行时间为10小时,抵达洛杉矶时是几月几日几点(当地时间)?•图文并茂,创意设计
3.在Google Earth或类似软件中,沿着本初子午线从北极到南极进行虚拟旅行,记录沿途•内容准确,逻辑清晰经过的主要国家、地形特征和气候带,撰写一篇不少于500字的子午线旅行记•可个人完成或小组合作推荐阅读资料与网站•鼓励使用回收材料制作•完成后在班级展示并讲解书籍•《地图的故事》,作者蒂姆·哈福德推荐项目尝试使用Arduino或树莓派等开源硬•《经度一个孤独的天才解决了他那个时代最大的科学问题》,作者达娃·索贝尔件,结合GPS模块,制作一个简易的经纬度显示•《地图与文明制图学在文化和社会中的作用》,作者诺曼·J.W.斯洛威器在户外行走时,设备能显示当前位置的经纬网站度这个项目将帮助学生理解GPS定位原理,培养跨学科学习能力•NASA EarthObservatory(地球观测站)https://earthobservatory.nasa.gov/•国家地理网站https://www.nationalgeographic.com/maps/•中国国家测绘地理信息局网站https://www.mnr.gov.cn/课后作业和延伸阅读旨在帮助学生将课堂知识拓展应用到更广阔的领域通过动手实践、阅读探索和创意表达,学生能够建立对经纬网更加立体和深入的理解鼓励学生根据自己的兴趣选择适合的延伸活动,培养自主学习能力和创新思维动手实践,深化理解亲身参与和动手实践是地理学习的重要环节通过制作经纬网模型、手绘地图、设计创意作品,学生能够将抽象的经纬网概念转化为具体的感知体验,加深理解和记忆实践活动也培养了学生的空间思维能力、创新能力和团队协作精神,使地理学习更加生动有趣教学总结经纬网是地理学习的基础工具理解经纬网有助于掌握地理空间思维经纬网作为地球表面的坐标系统,是地理学科的基础性工具它不仅帮助我经纬网是培养空间思维能力的绝佳工具通过学习经纬网,学生能够建立球们定位地球表面的位置,也是理解和分析各种地理现象的参考框架面思维,理解地球的三维空间结构,形成从点、线到面的空间认知能力从确定一座城市的位置,到分析全球气候带分布;从计算时区时间,到规划航线航路,经纬网都发挥着不可替代的作用掌握经纬网知识,是地理学习这种空间思维不仅适用于地理学习,也是现代社会公民必备的基本素养在的第一步,也是必要基础信息时代,随着地理信息技术的广泛应用,具备空间思维能力的人才越来越受到重视鼓励学生将经纬网知识应用于生活经纬网知识不应仅停留在课本和考试中,而应成为学生生活的一部分鼓励学生在日常生活中有意识地应用经纬网知识,如使用导航软件时关注经纬度信息,旅行时了解目的地的经纬度位置及其气候特点当学生发现经纬网知识与现实生活的联系时,学习兴趣会显著提高,学习效果也会更加持久同时,这种应用能力也是未来职业发展的重要素养本课程的主要收获知识收获能力收获情感态度与价值观•掌握经线、纬线的基本特点•地图阅读与经纬度判读能力•对地理空间的好奇心与探索精神•理解重要经纬线的位置和意义•利用经纬网进行空间定位的能力•科学严谨的学习态度•学会经纬度坐标的读取与应用•时区转换与国际日期计算能力•珍视人类智慧创造的科学成果•了解经纬网与时区、气候带的关系•使用现代地理信息技术的基本能力•全球视野与国际理解意识•认识经纬网在历史上的发展演变•分析地理现象空间分布规律的能力•将知识应用于实践的意识经纬网学习是一个由表及里、由浅入深的过程希望通过本课程的学习,同学们不仅掌握了经纬网的基础知识,更重要的是培养了地理空间思维能力,建立了将地理知识与现实世界联系起来的意识在未来的学习和生活中,希望大家能够灵活运用经纬网知识,用地理的眼光观察世界,理解世界致谢感谢各位同学的积极参与感谢教师团队的支持与指导首先,我要感谢所有参与本次课程学习的同学们你们本课程的顺利开展离不开教师团队的大力支持和专业指的专注倾听、积极思考和踊跃参与,使这门课程充满了导感谢各位老师在课程设计、教材准备、多媒体资源活力和意义特别感谢在课堂讨论和实践活动中表现突制作等方面提供的宝贵帮助特别感谢在教学实践中给出的同学们,你们的问题和见解不仅丰富了课堂内容,予指导和建议的教研组老师们,你们的经验和智慧使这也激发了更多同学的思考门课程更加完善学习是一个互动的过程,你们每一个人的参与都是这门同时,也要感谢学校行政部门为课程提供的硬件支持,课程不可或缺的一部分希望经纬网的学习之旅能够为包括教室设备、计算机实验室、地理模型等教学资源,你们打开地理世界的大门,培养对地理学科的持久兴这些都为课程的顺利进行创造了良好条件趣特别鸣谢特别表扬•提供教学资源和技术支持的教务处•课堂互动中积极回答问题的同学•协助组织野外实践活动的后勤部门•经纬网小报和模型制作中表现创意的小组•提供教学反馈和改进建议的教研组•Google Earth实践活动中展示优秀技能的同学•分享教学经验的资深地理教师•协助准备教具和课堂演示的志愿者教学相长,共同成长感谢所有为这门课程付出努力和贡献智慧的人们!经纬网学习是一次探索地球空间奥秘的旅程,也是培养地理思维和空间认知能力的过程希望这次学习经历能够成为同学们地理学习道路上的重要里程碑,为未来的学习和生活奠定坚实基础结束语经纬网开启地理世界的坐标之门亲爱的同学们,当我们结束经纬网的学习之旅,实际上我们才刚刚打开了地理世界的大门经纬网就像一把钥匙,它不仅帮助我们在浩瀚的地球表面找到方向,更重要的是开启了我们认识世界的新方式从古代航海家用六分仪测量星辰高度确定位置,到现代人用手机导航找到街角的咖啡店;从纸质地图上密密麻麻的经纬线,到卫星定位系统传回的精确坐标,经纬网始终是人类认识地球空间的基础工具希望大家在未来的地理学习中,能灵活运用经纬网知识,探索更广阔的世界!无论是学习其他地理知识,还是在日常生活和旅行中,经纬网都将是你们忠实的伙伴,帮助你们更好地理解地球,认识世界经纬网的学习并不止于此当你们翻开地图,打开导航软件,看到经纬线或坐标时,希望能想起这段学习经历,不断深化对地理空间的认识地理学习是一场永不停止的探索之旅,而经纬网将是这场旅程中最基础、最可靠的向导最后,以地理学家易·托马斯的一句话与大家共勉地图告诉我们我们在哪里,而经纬网告诉我们世界如何连接让我们带着经纬网的知识,走向更广阔的地理世界,探索这个精彩星球的无限奥秘!。
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