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人教版必修3 第一章 地理环境与区域发展 第二节地理信息技术在区域地理环境研究中的应用 课件(共138张PPT)

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                  卖点:GPS
  导入新课


不畏浮云遮望眼,
只缘身在最高层。     

——王安石《登飞来峰》
欲穷千里目,更上一屋楼。     
——王之涣 《登鹳雀楼 》
足不出户,可知天下事。
地理信息技术已
经广泛应用于人
们的日常生活之
中,谁能举例说
明呢?
不仅可闻其声,而且可见其人。
足不出户,通过互联网浏览
世界各地的商品,办理商品
邮购。
多媒体会议系统将在世界各地的
与会者组织在一个虚拟的会议大
厅里,人们远隔万里也可以举行
会议。
通过互联网实现老师、媒体、学
生的自主交流,任何人均可享用
网上的教育资源。
 遥感(RS)

全球定位系统(GPS)

地理信息系统(GIS)
 地理信息技术与数字地球
地理信息技术地理信息技术

      什么是地理信息
      技术?它都应用
      在哪些方面?
   1. 地理信息技术的概念

      获取
地理信息技术
      管理             现代
             地理      技术
             空间      的总
             信息      称
      分析

      应用
              遥感(RS)
地理信息技术

   包括          全球定位系统(GPS)

               地理信息系统(GIS)

               其他(虚拟环境、网络GIS等)
       1、遥感 RS 
         (Remote Senting)

3S     2、全球定位系统 GPS
技         (Global Position System)  
术

        3、地理信息系统 GIS
          (Geographic Information System ) 
     2. 地理信息技术的应用

  (1)广泛应用于区域地理环境研究,
在资源调查、环境监测、自然灾害防御监测
、国土资源管理、国土开发规划等许多领域
中发挥着重要作用。
环境监测
自然灾害防御监测


                    高分辨率卫星遥感
                    影像监测汶川地震 
                    、舟曲泥石流。
资源调查
卫星照片显珠峰区域卫星图片
示南极洲的
最大冰架出
现裂缝                   1972年(左)和1987
                      年(右)拍摄的非洲
                      乍得湖照片显示,


                      这个世界第六大湖
                       已经减少了90% 
应用举例

       应用地理信息技术,可以
①模拟特定区域的自然过程,
预测、预报区域内可能发生的
灾害或环境变化。还可以②将
社会、人文、经济统计数据和
自然地理数据叠加起来以作出
更为精确的区域可持续发展的
情况分析。
    (2)地理信息技术的大众化应用已
成为趋势。如GPS汽车导航、空间信息
网站、城市多媒体地理信息系统等。


GPS汽车导航
             环境监测
2.应用领域 
             自然灾害防御监测 
区域地理         资源调查 
环境研究
             国土资源管理 
             国土开发规划②     
               GPS汽车导航 

大众化应用          空间信息网站 
               城市多媒体地理信息系统 
       一、遥感(RS)
       1. 遥感的概念
     所谓遥感,是人们在航空器(如飞
机、高空气球)或航天器(如人造卫星)
上利用一定的技术装备,对地表物体进
行远距离的感知。 
人造卫星遥感示意图
航空器
航天器
 2.遥感的装置
(1)传感器——遥感的关键装置
  作用:传感器在航空或航天器上接受
地面物体反射或辐射的电磁波信息,并以
图像胶片或数据磁带记录下来,传送到地
面接收站。
(2)组成
  遥感平台、传感器、地面接收站、信
息处理系统等。
  
传感器传感器
                     高塔、车、船等
遥感平台   地面遥感:

       航空遥感:飞机、气球、飞艇等

       航天遥感:卫星、飞船、空间站等
              3.工作原理:


原理:地球上的物体都在不停地发射、反射和吸收电
磁波,并且不同物体的电磁波特性是不同的。人们可
以根据电磁波的差异来辨析物体的不同。
  遥感工作示意图

                     传感器(关键装置)

                    收集、记录


                                传输


                   专业图件统计数字
辐射或反射电磁波                             信息处理和分析
         目标物                       遥感地面系统
            4.遥感的主要环节


  目标物
                 传感器
                                     地面遥感系统                 成果

物体辐射或
反射电磁波             收集         传输
                                       信息处理           专业图件统计数字
            电
            磁
            波                 电
                              磁
                              波
遥感的关键装置-传感器              工作流程
     1998年洞庭湖及荆江地区飞
     机、卫星遥感影像对洪水监测

        1998年夏秋,长江流域发生了罕见
的大洪水,中科院遥感所等科研部门,利
用飞机遥感监测和卫星遥感监测技术,对
洞庭湖及荆江地区洪灾情况进行监测,在
很短的时间内获得了较全面的资料,给抗
洪决策提供了科学依据,为夺取抗洪斗争
立了大功。
a图由飞机遥
感图像镶嵌而
成。飞机飞行
高度8400米,
阴雨天气。图
中湖、河等水
域呈黑色,居
民点呈浅灰色
。
 对a图信息经
过处理后制作
成b图。b图清
楚的显示出淹
没区的分布。b
图中黑色区域
为湖边或河边
淹没的滩地。
a图卫星遥感
图像,图中深
色的范围为水
体,城市呈灰
白色。
对a图信息进行
处理后制作成b
图。与1998年7
月27—31日的飞
机遥感图像b图
相比较,可以看
出1个月来该地
淹没地区的变化
。
          4.遥感的优越性
        (1)提高研究工作的精度和质量,节
  省人力、财力,提高效率。
 传统的工作方法               遥感技术

从点﹑   线实地观测       从面上的区域分析研究

                 有重点的选择若干点﹑
 面上的分析研究
                 线进行野外验证和检查

精确差,效率低               精确差,效率低
传统区域研究方法与利用遥感进行区域研究方法的不同点是什么?

 ——遥感能够定量化、动态化和模式化。
      (2)遥感信息作为重要的信息源,为
区域地理环境研究从定性到定量、从静态
到动态、从过程到模式的转化和发展,提
供了条件。 
       区域地理环境研究的前提是获取地理
信息。例如,将多次或逐月、逐年的遥感
影像图叠加,就可反映城市的扩张、海岸
的侵蚀、湖泊的消长,等等。在区域地理
环境研究中,遥感广泛应用于资源凋查、环
境监测、自然灾害防御监测等领域。 
    思考:思考:         
           1.从监测的范围、速度,人力
    和财力的投入等方面看,遥感具有
    哪些特点?

   点拨   范围更广、速度更快
   :    、周期短,需要人力
        更少、财力投入少,

适应性强、准确度高、手段多、信
息量大、用途广,能反映动态变化
思考:思考:         
       2.有人说:遥感是人的视力的
延伸。你同意这种看法吗? 

  点拨
  :  同意。可以从遥感的定义
     分析。从某种意义上说, 
     人们“看”的过程就是在遥
     感,眼睛相当于传感器。
    5.遥感技术的应用
           遥感在农业方面的应用
     (1)遥感在农业方面的应用主要包括土地资源
调查、土地利用现状调查、病虫害和农业生态环境
调查及监测,以及农作物长势监测和估产等方面。
     (2)遥感在土地资源与土壤调查中应用广泛。
     (3)作物估产是体现遥感在农业方面综合应用
的最好例证。
长白山遥感图片
 
                       遥感技术的应用范围很
                广。除了以上介绍的森林
                火灾、洪水监测外,还广
                泛应用于农业、地质、海
                洋研究、环境监测等许多
                方面。而且我国的遥感技
                术也已经在世界上具领先
                地位。
遥感寻宝
 遥感应用:

资源调查、地质调查、城市遥感调查、海洋资源调查
、测绘、考古调查、环境监测、自然灾害防御监测和
规划管理等

  案例:      长江流域洪涝灾害监测
飞机遥感图片:b图绿色表示淹没的农田;
                黑色表示河岸受淹滩地。
卫星图片:b图红色表示淹没范围
    遥感应用:                           美国地球资
                                      源卫星

  资源调查、地质调查、城市遥感调查、海洋资源调查
  、测绘、考古调查、环境监测、自然灾害防御监测和
  规划管理等

案例:长江流域洪涝灾害监测
       印尼海啸受灾遥感


                                     美国海洋资
                                       源卫星
印
尼
海
啸
前
后
卫
星
图
地球卫星影像
上海市区上空的卫星图片 
   长江入海口的卫星图片 
                  南通

 常州
               常熟      崇明岛
        无锡
                  昆山        长兴岛

             苏州                    横沙岛
太湖                         上海
能清楚的看到全岛的地貌。                                                台湾岛的遥感影象:
 
乞
力
马
扎
罗
的
积
雪     
北美飓风云系 
美国国防部五角大楼
 
9.11事件前后的纽约


中国大陆的卫星地形图 

上海市区上空的卫星图片 







4   特点
 探测范围大,速度快,投入少

  遥感--人的视力的延伸




          练一练

1、遥感探测范围由大到小的是                      (B)
A.宇宙飞船  飞机  人造卫星  
B.人造卫星  飞机   高空气球
C.宇宙飞船   高空气球  飞机  
D.人造卫星  高空气球  飞机
2、在阴雨天气中,下列遥感分辨率最高的是
A.可见光飞机遥感          B.可见光卫星遥感(C)
C.微波飞机遥感             D.微波卫星遥感
 在遥感技术中,可以根据植物反射波谱特征判断植物
 的生长状况。读图,回答3—4题
3、图中重度病害植物反射
率高于健康植物反射率的
波段是         (D)
  ①红外线    ② X光 
  ③可见光    ④紫外线
A ① ④        B ③ ④     
C ① ②        D ① ③
4、根据上图的原理,可用遥感技术直接
①划分植物类型    ②判断植物生长的土壤类型
③监测树木的生长状况       ④ 估测粮食作物的
产量     (C)
A、 ① ④      B ② ③     C ③ ④        D ① ③
      二、全球定位系统( GPS)
      1 .全球定位系统的概念
  利    
                              导航         系统
  用     全球范围内
  卫       实时                  定位
  星

 GPS是以卫星为基础的无线电导航定位系统,最初应用
 于军事,后来逐渐扩展到民用
世界上能够覆盖全球的真正意义的GPS目前只有
美国拥有,因此我们一般所说GPS指美国的GPS
 2.全球定位系统的组成

包括三大部分:

空间部分——GPS卫星星座;

地面控制部分——地面监控系统;

用户设备部分——GPS信号接收机。
GPS组成
       GPS卫星星座
由21颗工作卫星和
3颗在轨备用卫星
组成。这24颗卫星
均匀分布在六个轨
道平面内。全球任
何地点在任何时刻,
地平面上空至少有
四颗GPS卫星。                GPS卫星星座
地面监控系统                GPS 系统的幕后工作者
               ,主要包括一个主控站、四
               个监控站、一个上行注入站
               。监控站的主要任务是取得
               卫星观测数据并将这些数据
               传送至主控站,主控站收集
               各监控站对GPS 卫星的全
               部观测数据,利用这些数据
               计算每颗GPS 卫星的轨道
               和卫星时钟校正值,并将这
               些数据和实时预报的星历图
               通过上行注入站发送给对应
               的卫星。 
地面控制部分——地面监控系统
地面监控部分
 GPS 信号接收机 

      GPS卫星发送的导航定位
信号,对于陆地、 海洋和空
间的广大用户,只要用户拥有
能够接收、跟踪、变换和测量
GPS信号的接收设备, 即
GPS信号接收机。可以在任何
时候用GPS信号进行导航定位
测量。
用户设备部分——GPS信号接收机
用户设备——GPS信号机
用户设备
用户设备
 3.全球定位系统的工作特点

Ø全能性(陆地、海洋、航空和航天)

Ø全球性

Ø全天候

Ø连续性

Ø实时性
       4.全球定位系统的应用

    目前广泛应用于农业、林业、水利、交通、测绘、军事、目前广泛应用于农业、林业、水利、交通、测绘、军事、
    通讯、城市等(如目前所使用的汽车卫星定位系统)。通讯、城市等(如目前所使用的汽车卫星定位系统)。
  (1)为各类用户提供精密的三维坐标、高程
、速度、时间。
(2)在区域地理环境研究中的应用。

    例如:野外调查是区域地理环
  境研究常用的方法之一,全球定位
  系统可以帮助野外考察人员确定考
  察点的地理位置(经度和纬度)、
  高程(海拔),从而可在野外调查
  中获得更为精准的数据。
   
(3)在日常生活中应用——GPS导航

  无论是在飞行的飞机上,行驶的
汽车和船舶上,还是徒步在野外考察
、旅行,只要拥有手掌大小的GPS信
号接收机,就能随时知道自己前进的
方向和所处的地理坐标。利用GPS为
导航服务已成为一种新兴的行业。
GPS 汽车导航
  汽车导航装置可显示城市道
路图和该车的位置。驾驶员输入
出发点和目的地的地名,然后从
系统显示的可行路线中选择其中
的一条。系统除动态显示该车的
位置外,还通过语音提示,引导
驾驶员把车开到目的地。 
     4、 GPS的应用——定位、导航
(1)军事
GPS的应用——定位、导航
 (2)交通
  车辆跟踪  紧急援助  交通指挥
  提供出行路线规划和导航

GPS的应用——定位、导航
 (3)救援
2、4 GPS的应用——定位、导航

   (4)旅游与娱乐
   5.我国的卫星导航定位系统  

  面对世界卫星导航定位技术的迅猛发展,我国作为
航天大国,也在积极探索适应自己国情的卫星导航定位
技术。1983年,我国航天专家创造性地提出了利用两颗
地球静止轨道卫星实现区域导航定位的设计方案,经过
多次演示实验证明,该系统方案正确可行。2000年10月
31日和12月21日,我国相继发射了两颗“北斗一号”卫星
,作为导航定位的工作卫星。2003年5月25日我国发射
了第三颗“北斗一号”卫星,作为导航定位的备用卫星。
这三颗“北斗一号”卫星组成了中国的卫星导航定位系统
。该系统是我国独立自主开发、研制和建立的,可以提
供全天候、高精度、大范围、快速实时的导航定位服务
。
北斗导航卫星 
手持式GPS定位仪
  车辆正常行驶时,车载收发信机通过无线集群通
讯网,自动实时发送信息到监控中心,不停地将车辆
当前位置和状态送到监控中心并在地图上显示出来。
  银行运钞车每天都要给许多银行送款和收款,为了
保证运钞车安全,可以预先规定其行驶路线,这样车辆
监控中心可随时监视运钞车的行驶状况,一旦运钞车偏
离其正常路线,GPS导航仪就会向监控中心报警。
三、地理信息系统(GIS) 
 1 .地理信息系统的概念

  专门处理地理空间数据的计算
机系统,称为“地理信息系统”,
简称“GIS”。
           2. GIS的简要程序

 信息源      数据处理       数据库      空间分析       表达

地图、遥      建立空       地物空      按一定规      将系统处
感图象、      间模型       间特征      划对所研      理和分析
以及野外      和数字       和属性      究的局部      的结果形
考察、室      模型        的各项      或局部与      成可供研
内实验、                数据的      相邻部分      究、规划
社会统计                结合       或整个区      和决策人
等获得的                         域进行空      使用的产
数据                           间分析       品
3.GIS的功能       
 (1)提供反映区域状况的各种空间信息。       
(2)揭示区域结构、特征和发展规律的模型。       
(3)提供查询检索、空间分析、评价功能。
 (4)可以进行动态监测和评估预测。       
         4.地理信息系统的应用

  地理信息系统可应用的领域相当广泛,凡
是用到地图或需要处理地理空间数据的领域都
可以借助GIS。 

   (1)在区域地理环境研究中,地理
 信息系统可提供反映区域状况的各种空间
 信息。通过对有关信息进行分析、加工,
 建立能反映区域内各种因素相互关系,揭
 示区域结构、特征和发展规律的模型。
  (2)利用地理信息系统所提供的查询检
索、空间分析等功能,还可对区域内自然资源
和条件、区位和交通条件、人口和劳动力条件
,以及经济和社会条件进行更精确的分析、评
价。  

四川汶川地震
      (3)在利用遥感、全球定位系
    统等提供的地理信息的基础上,运用
    地理信息系统,可以对环境和自然灾
    害进行动态监测及评估预测。 
 
在区域地理环境研究中的应用

                      建摸


                      区域
                      分析
                      评价


                       动态监
                       测预测
(4)GIS技术在  城市管理  中的应用
应用1:城市规划与管理

 应用2:城市基础设施管理

 应用3:城市土地利用管理

 应用4:城市生态环境管理
应用1:城市规划与管理


     分析城市现状,进行有效管理,实施未来规划分析城市现状,进行有效管理,实施未来规划
应用2:城市基础设施与管理
    徐徐
    州州
           城
    市市         城
           乡
    区中         乡
           结
     心         结
           合
     城         合
           部
     区         部
           地   叠
           形   加
           图   土
               地
               利
               用
               现
               状 

应用3:城市土地利用与管理
应用4:城市生态环境与管理


  用于生态环境规划与决策、监测(包括重点污染源用于生态环境规划与决策、监测(包括重点污染源
  管理)、评价、预测与模拟等。管理)、评价、预测与模拟等。
       思考:1.与地图相比,
         GIS具有哪些优点?
      2.GIS是地图的延伸。 你
             怎么理解?


    1、优点很多,如地理信息系统的信息具有多维的
特征;地理信息的时序性十分明显;时效性好;更新
快等等。
    2.从地理信息系统是一个多维的地图等方面思考 
 四、地理信息技术与数字地球
 1 .“3S”的关系 

(1)联系:
既互为独立发展又
相互促进。
(2)区别:
①遥感主要用于地理信息数据的获取;
②全球定位系统主要用于地理信息的空
间定位;
③地理信息系统主要用来对地理信息数
据进行管理、查询、更新、空间分析和
应用评价。  
      “3S”技术的比较
       遥感技术                 地理信息系统                全球定位系统
概念     利用一定的技术装备在           专门处理地理空间数据的           利用卫星在全球范
       航空器或航天器上对地           计算机系统                 围内适时进行导航
       物进行遥远的感知                                   、定位的系统
代号     RS                   GIS                   GPS
别名     人的视力的延伸              地图的延伸
技术     遥感平台、传感器、遥           计算机硬件、软件              GPS卫星星座、
装备     感信息的传输与处理                                  地面监控系统、
                                                  GPS信号接收机
技术     电磁波--收集--传输--处       信息源数据处理数据库空
环节     理--分析---成果           间分析表达
特征     范围大、速度快、周期           ①采集、管理、分析、输           全能性、全球性、
       短、限制少、应用广            出地理空间信息②空间分           全天候、连续性、
                            析多要素、综合动态预测           实时性
                            ③计算机系统支持
作用     段时间内获得全面资料           能对地理空间数据进行输           为各类用户提供精
       以便及时安排防灾、救           入、管理、分析和表达            密的三维坐标、速
       灾                                          度和时间
应用     农业、林业、国土资源、地矿、军事、交通、测绘、水利、通讯、交通
领域     、公安、教育、能源等各行业
  2.数字地球
(1)数字地球的概念
  数字地球是指数字化的地球,即把整个地
球信息进行数字化后,由计算机网络来管理的
技术系统。
 2.原理及应用:

数字地球是将不同空间、时间的自然
、人文的大量信息,按地理坐标,从
区域到全球进行整合,并进行立体的
,动态的显示,能为复杂的生产、研

究活动提供实验条件和试验基地。 
数字地球
  即"虚拟地球"。通俗地讲,就是用数字的方法将地
  球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化装入
  电脑中,实现在网络上的流通,并使之最大限度地
  为人类的生存、可持续发展和日常的工作、学习、
  生活、娱乐服务。  严格地讲,数字地球是以计算机
  技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽
  带网络为纽带运用海量地
  球信息对地球进行多分辨
  率、多尺度、多时空和多
  种类的三维描述,并利用
  它作为工具来支持和改善
  人类活动和生活质量。 
        活动:课本P12的1、2题

1.在图1.5和图1.6所示的洪水监测和统计中,除运用了遥感技术
外,还运用了地理信息系统,遥感提供了信息源(信息搜集),地理信息
系统对信息进行加工(分析、统计)。
2. (1)可以利用全球定位系统
    (2)可以利用地理信息系统
    (3)还要用到摄像和视频传输技术。如果存在严重交通堵塞,
需要另外找较近的且有条件较快赶到出事地点的巡警车(需要综合
运用上述技术)。
    (4) 接警→确认出事地点的位置→(在显示各巡警车的地理信
息系统中)了解其周围巡警车的位置→分析确定最近(或能最快到
达)的巡警车→通知该巡警车。
    (5) 城市交通组织和管理、商业组织和管理、城市规划、卫生
救护、物流等部门,都可利用地理信息技术。 
              巩固训练

1.通过地图、遥感图像、野外考察等获得
数据的GIS技术程序是(B   )
A.数据处理    B.信息源  
C.数据库     D.表达
2.属于全球定位系统空间部分的是( A  )
A.GPS卫星星座      B.地面监控系统
C.GPS信号接收机     D.雷达
              3.如果将3.如果将GISGIS用来监测火灾,用来监测火灾,
可以(可以(    D        ))
              AA.预测、判断引起火灾的原因.预测、判断引起火灾的原因
              BB.预测森林火灾的所在地点.预测森林火灾的所在地点
              CC.预测森林火灾所造成的后果.预测森林火灾所造成的后果
              DD.及时查明火灾地点、范围、.及时查明火灾地点、范围、
分析火势蔓延方向,制定灭火方案分析火势蔓延方向,制定灭火方案
            4.有的渔民已经使用4.有的渔民已经使用GISGIS  技术技术寻
找鱼群,如果渔业生产普遍引进这一
技术,则(  B  )
       A.可以使渔获量持续增长
       B.可能导致过度捕捞,使渔业资导致过度捕捞,使渔业资
源枯竭源枯竭
              CC.大幅度增加渔业生产成本.大幅度增加渔业生产成本
              DD.会促进渔业生产,加大渔业资.会促进渔业生产,加大渔业资
源的开发利用,提高渔民生活水平源的开发利用,提高渔民生活水平
11、、下图是卫星甲和卫星乙在某一时刻所覆盖的区域,其服务下图是卫星甲和卫星乙在某一时刻所覆盖的区域,其服务
范围大小是(范围大小是(      CC      ))
     252500  303000          707000  606000
                  101000                 0000

                  151500                 101000

AA、甲等于乙、甲等于乙      BB、甲大于乙、甲大于乙      CC、甲小于乙、甲小于乙      DD、无法确定、无法确定

RSRS技术、技术、GISGIS技术、技术、GPSGPS技术等现代化技术是国土整治和区域技术等现代化技术是国土整治和区域
发展研究中应用比较广泛的技术手段。完成以下问题发展研究中应用比较广泛的技术手段。完成以下问题
 22、能在很短时间内获得全面资料的技术是(、能在很短时间内获得全面资料的技术是(    A  A    ))
     AA、遥感技术、遥感技术                      BB、地理信息技术、地理信息技术
     CC、全球定位技术、全球定位技术              DD、电子通信技术、电子通信技术
 33、通过地图、遥感图像、野外考察等获得数据的、通过地图、遥感图像、野外考察等获得数据的GISGIS技术技术
 程序是(程序是(    BB        ))
 AA、数据处理、数据处理      BB、信息源、信息源      CC、数据库、数据库      DD、表达、表达

44、要想随时知道自己所处位置的地理坐标,需要拥有(、要想随时知道自己所处位置的地理坐标,需要拥有(  BB    ))
AA、全球定位技术、全球定位技术                      BB、、GPSGPS信号接收机信号接收机
CC、地理信息技术、地理信息技术                      DD、遥感技术、遥感技术

 55、如果将、如果将GISGIS用来监测火灾,可以(用来监测火灾,可以(    DD    ))
 AA、预测、判断引起火灾的原因、预测、判断引起火灾的原因
 BB、预测森林火灾的所在地点、预测森林火灾的所在地点
 CC、预测森林火灾所造成的后果、预测森林火灾所造成的后果
 DD、及时查明火灾地点、范围、分析火势蔓延方向,制定灭火、及时查明火灾地点、范围、分析火势蔓延方向,制定灭火
 方案方案
66、有的渔民已经使用、有的渔民已经使用GISGIS  技术寻找鱼群,如果渔业生产普技术寻找鱼群,如果渔业生产普
遍引进这一技术,则(遍引进这一技术,则(  BB      ))
AA、可以使渔获量持续增长、可以使渔获量持续增长
BB、可能导致过度捕捞,使渔业资源枯竭、可能导致过度捕捞,使渔业资源枯竭
CC、大幅度增加渔业生产成本、大幅度增加渔业生产成本
DD、会促进渔业生产,加大渔业资源的开发利用,提高渔民、会促进渔业生产,加大渔业资源的开发利用,提高渔民
生活水平生活水平
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