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地理学科是从认知结构向揭示过程、预测未来方向发展的。但在课堂教学中，再现地理变化过程和预测结果是难点。GIS及相关软件技术可使地理变化过程可视化，对提高学生的学习效率有很大帮助，也使情景预测成为可能。
GIS的空间可视化是对现实世界空间关系的模拟，无论是在屏幕上展示一幅可以无级缩放和信息查询的地图，还是展现一幅三维的地形模型，都使学生对现实世界空间关系的认识更为直观、具体。地理信息系统的空间可视化功能还包括对空间分布的地物的属性信息的图形可视化。
一、可视化地理教学的现状分析
现阶段计算机辅助地理教学中，教师使用的电子地图大多是纸制地图扫描而成的，这种地图丢失了大量信息，清晰度甚至不如纸制地图。有些电子出版物中的地图虽然经过计算机的重新制作，但几乎都是位图，在这种地图上既不能量算，也不能放大。地理教学急需大量清晰、准确，能在地图上进行量算、剖面图显示的，用矢量方法绘制的电子教学地图。
在地图的某一个位置上实现各种超级链接，或实现地图符号的拖动、闪动，沿某一路线运动等功能，是一件复杂的事情，不仅要求地理教师熟练地掌握各种多媒体工具软件使用技能，而且需要花费大量的时间。这就使CAIG（计算机辅助地理教学）目前只能停留在少数教师手里，不能全面推广。而且这种做法，将教师的精力花费在制作课件上，而不是用在对教学内容的钻研、教学策略的选择和设计上，显然是不可取的。
GIS拥有大量数据库，能将各种地理事物的属性数据（如长度、面积、人口等）与空间地理位置属性链接，因此能制作表现力极强的各种电子地图，能制作精度极高的专题地图，能利用其空间查询、空间分析及多要素分析与动态预测的强大功能，发现问题并提出解决问题的方案。
把简单的位图变成动态的具有交互性的矢量画面，利用矢量画面的直观性、形象性、交互性和趣味性来实现可视化的变化过程。这样就可以把一些视觉感知容易僵化的问题得以精炼准确的表达，将一些抽象、理性的东西化为较为感性的形式。
二、GIS相关软件的可视化功能在地理课堂教学中的应用
新课程改革下的地理教学，非常重视学生地理思维和解决问题能力的培养，而这些能力的核心就是搜集、分析、处理地理信息和综合运用地理信息解决问题。GIS相关软件为更加方便、快速、准确地分析处理地理信息提供了重要的工具。
1.数字化地图缩放功能辅助地理教学
在课堂教学中，应用教学挂图时经常会出现这样的问题，由于教学挂图的比例尺是固定的，所以照顾全局就照顾不到局部。例如，在讲中国疆域的时候，我们通常会选择中国政区图，使学生对中国的海陆疆域有一个整体的认识。但是，当分析中国的边界，特别是我国的西部边疆与吉尔吉斯斯坦、阿富汗、巴基斯坦相邻的部分时，学生就无法观察清楚了。这时，我们可以利用GIS软件的放大功能，对地图的局部进行放大，使学生一目了然。
2.数字化地图量算功能辅助地理教学
在教学挂图上，利用比例尺进行长度和面积的计算是非常困难的，在课堂教学中几乎无法操作。但是，我们在教学中却经常遇到这些问题。例如，我们知道在《国际海洋公约》中规定一个国家的领海宽度为12海里，专属经济区为200海里。学生对这个距离没有实际概念，而GIS软件中的地图是矢量方式的，所以能计算出两点之间的距离，并能显示在窗口中。此外，在经济地理中还有一些经济范围，那样就可以以某地为中心，以一定距离为半径画圆，计算出商业区的面积。还有在国土面积的比较和铁路长度等教学环节中，这一功能都会起到很重要的作用。
3.VGIS虚拟功能辅助地理教学
VGIS是虚拟现实（VR）与GIS的结合，它具有虚拟的空间效果，增强了VR的表现形式。仿真技术、虚拟现实技术都是当前地图制图领域研究的热点课题。在自然界中，有许多过程和现象是人们难以看到的，如地球运动、青藏高原的形成、黄土高原的环境演变、大气中的水循环、火山爆发的地下过程等。若借助VGIS即可将这些过程模拟出来，为学生提供一个虚拟环境，这必将给地理教学带来很大的方便。
4.数字化地图的融合与叠加辅助地理教学
地图的叠加是指在一幅有色彩的专题地图上，叠加上一幅具有某种地理界线的地理底图，从而产生具有新的地理含义的地图。地图的融合是指两幅有色彩的专题地图重合在一起，两幅地图的颜色加以融合，出现了一种代表某种新的地理事物的颜色，从而产生具有新的地理含义的地图。地图的叠加与融合在地理教学中运用得十分广泛，比如，学习我国气候类型与季风区、非季风区的关系等，我国干湿地区和年降水量的关系，都可以用相关的几幅地图进行叠加或融合，这样产生的直观效果，有利于师生进行图形分析，培养学生的地理空间观念。
三、利用GIS相关软件可视化的教学功能在教学中应注意的问题
第一，GIS只是辅助教师教学的一个工具，在教学的过程中，教师仍起主导作用，它不可以完全替代教师教学。所以，是否使用可视化技术用于课堂教学，应取决于教师教学组织的需要。第二，由于一些可视化的演示过程代替了学生思考以及动手操作，因此在制作和使用GIS过程中，应遵循启发性原则，促使学生动脑筋、动手，积极参与课堂教学。第三，GIS辅助教学手段在课堂教学中所起的作用，是许多传统教学媒体不可替代的，但这不等于GIS可以替代其他一切教学媒体。应该根据教学内容选择适当的媒体，让可视化技术手段与常规媒体有机地配合使用。
GIS的空间可视化是对现实世界空间关系的模拟，无论是在屏幕上展示一幅可以无级缩放和信息查询的地图，还是展现一幅三维的地形模型，都使学生对现实世界空间关系的认识更为直观、具体。地理信息系统的空间可视化功能还包括对空间分布的地物的属性信息的图形可视化。
一、可视化地理教学的现状分析
现阶段计算机辅助地理教学中，教师使用的电子地图大多是纸制地图扫描而成的，这种地图丢失了大量信息，清晰度甚至不如纸制地图。有些电子出版物中的地图虽然经过计算机的重新制作，但几乎都是位图，在这种地图上既不能量算，也不能放大。地理教学急需大量清晰、准确，能在地图上进行量算、剖面图显示的，用矢量方法绘制的电子教学地图。
在地图的某一个位置上实现各种超级链接，或实现地图符号的拖动、闪动，沿某一路线运动等功能，是一件复杂的事情，不仅要求地理教师熟练地掌握各种多媒体工具软件使用技能，而且需要花费大量的时间。这就使CAIG（计算机辅助地理教学）目前只能停留在少数教师手里，不能全面推广。而且这种做法，将教师的精力花费在制作课件上，而不是用在对教学内容的钻研、教学策略的选择和设计上，显然是不可取的。
GIS拥有大量数据库，能将各种地理事物的属性数据（如长度、面积、人口等）与空间地理位置属性链接，因此能制作表现力极强的各种电子地图，能制作精度极高的专题地图，能利用其空间查询、空间分析及多要素分析与动态预测的强大功能，发现问题并提出解决问题的方案。
把简单的位图变成动态的具有交互性的矢量画面，利用矢量画面的直观性、形象性、交互性和趣味性来实现可视化的变化过程。这样就可以把一些视觉感知容易僵化的问题得以精炼准确的表达，将一些抽象、理性的东西化为较为感性的形式。
二、GIS相关软件的可视化功能在地理课堂教学中的应用
新课程改革下的地理教学，非常重视学生地理思维和解决问题能力的培养，而这些能力的核心就是搜集、分析、处理地理信息和综合运用地理信息解决问题。GIS相关软件为更加方便、快速、准确地分析处理地理信息提供了重要的工具。
1.数字化地图缩放功能辅助地理教学
在课堂教学中，应用教学挂图时经常会出现这样的问题，由于教学挂图的比例尺是固定的，所以照顾全局就照顾不到局部。例如，在讲中国疆域的时候，我们通常会选择中国政区图，使学生对中国的海陆疆域有一个整体的认识。但是，当分析中国的边界，特别是我国的西部边疆与吉尔吉斯斯坦、阿富汗、巴基斯坦相邻的部分时，学生就无法观察清楚了。这时，我们可以利用GIS软件的放大功能，对地图的局部进行放大，使学生一目了然。
2.数字化地图量算功能辅助地理教学
在教学挂图上，利用比例尺进行长度和面积的计算是非常困难的，在课堂教学中几乎无法操作。但是，我们在教学中却经常遇到这些问题。例如，我们知道在《国际海洋公约》中规定一个国家的领海宽度为12海里，专属经济区为200海里。学生对这个距离没有实际概念，而GIS软件中的地图是矢量方式的，所以能计算出两点之间的距离，并能显示在窗口中。此外，在经济地理中还有一些经济范围，那样就可以以某地为中心，以一定距离为半径画圆，计算出商业区的面积。还有在国土面积的比较和铁路长度等教学环节中，这一功能都会起到很重要的作用。
3.VGIS虚拟功能辅助地理教学
VGIS是虚拟现实（VR）与GIS的结合，它具有虚拟的空间效果，增强了VR的表现形式。仿真技术、虚拟现实技术都是当前地图制图领域研究的热点课题。在自然界中，有许多过程和现象是人们难以看到的，如地球运动、青藏高原的形成、黄土高原的环境演变、大气中的水循环、火山爆发的地下过程等。若借助VGIS即可将这些过程模拟出来，为学生提供一个虚拟环境，这必将给地理教学带来很大的方便。
4.数字化地图的融合与叠加辅助地理教学
地图的叠加是指在一幅有色彩的专题地图上，叠加上一幅具有某种地理界线的地理底图，从而产生具有新的地理含义的地图。地图的融合是指两幅有色彩的专题地图重合在一起，两幅地图的颜色加以融合，出现了一种代表某种新的地理事物的颜色，从而产生具有新的地理含义的地图。地图的叠加与融合在地理教学中运用得十分广泛，比如，学习我国气候类型与季风区、非季风区的关系等，我国干湿地区和年降水量的关系，都可以用相关的几幅地图进行叠加或融合，这样产生的直观效果，有利于师生进行图形分析，培养学生的地理空间观念。
三、利用GIS相关软件可视化的教学功能在教学中应注意的问题
第一，GIS只是辅助教师教学的一个工具，在教学的过程中，教师仍起主导作用，它不可以完全替代教师教学。所以，是否使用可视化技术用于课堂教学，应取决于教师教学组织的需要。第二，由于一些可视化的演示过程代替了学生思考以及动手操作，因此在制作和使用GIS过程中，应遵循启发性原则，促使学生动脑筋、动手，积极参与课堂教学。第三，GIS辅助教学手段在课堂教学中所起的作用，是许多传统教学媒体不可替代的，但这不等于GIS可以替代其他一切教学媒体。应该根据教学内容选择适当的媒体，让可视化技术手段与常规媒体有机地配合使用。