单元活动地理信息技术应用.docx
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单元活动地理信息技术应用
单元活动 地理信息技术应用
内容标准
通过探究有关自然地理问题，了解地理信息技术的应用
核心素养目标
学业质量水平
合格考（水平1－2）
1.了解地理信息技术在资源普查、环境和灾害监测中的具体应用。
[地理实践力、区域认知、综合思维]
2.了解地理信息技术在灾害防避中的应用。
[地理实践力]
一、地理信息技术及其主要用途
1.地理信息技术
（1）概述：
地理信息技术是一门对地理信息进行获取、分析和应用的综合性技术，是地理科学与现代信息技术相结合的产物。
（2）核心技术：
遥感、地理信息系统、卫星定位系统等。
2.地理信息技术的主要用途
应用领域
作用
资源普查
调查资源数量、分布，对农作物进行估产
灾害监测与评价
监测灾害分布，估算受灾面积，提供决策数据
环境监测与评价
监测环境状况及变化，提供决策依据
区域、城市和工程建设规划
工程勘察和测量，工程影响分析，布局优化
交通
定位、导航、线路规划，监测地壳运动
其他
有利于事故救援、安全保障、科学研究
二、遥感及其应用
1.遥感概述
（1）概念：
是利用装在飞机、飞船、卫星上的光学仪器和电子仪器，对地表物体进行远距离感知的地理信息技术。
（2）原理：
地球上的物体都在不停地吸收、反射、发射电磁波，不同物体的电磁波特性不同。
（3）环节
→
→
→
（4）特点：
探测范围大、获取资料快、受地面条件限制少、获取信息量大等。
（5）应用：
资源评估、环境监测、灾害预警等领域。
2.遥感影像中识别地物
（1）色彩：
水域为蓝色，人工建筑多呈灰色，植被呈红色。
（2）形状：
人工建筑、工程的边界往往棱角明显，形状规则；道路的宽度一般变化较小，而河流的宽度多变；道路相对比较顺直，而河流则弯弯曲曲等。
3.遥感影像判读：
具体情况应作具体分析，有的还应当结合实地调查进行判读。
三、全球卫星导航系统和地理信息系统的应用
1.全球卫星导航系统
（1）功能：
获取观测点的经纬度和高程，实现导航、定位、授时等功能。
（2）特点：
具有高精度、高效率和低成本的优点。
（3）应用：
大地测量、地面监测、交通导航等方面。
2.地理信息系统
（1）概念：
地理信息系统是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
（2）应用：
应用于经济、社会、环境和生态的规划、决策和管理等方面。
四、利用地理信息技术监测滑坡
1.卫星定位位移检测预警系统
（1）原理：
通过在滑坡体和建筑物上设置的多个卫星定位检测桩进行数据采集，采集的数据实时传输至位移分析系统。
一旦变形量超过预警阈值，系统将实时预警。
（2）应用的地理信息技术：
全球卫星导航系统和地理信息系统。
2.建立卫星定位位移监测预警系统的意义
（1）为研究滑坡变形特征、变形机制和危害程度等提供了翔实数据。
（2）通过监测预警的实时性，为及时处置滑坡险情提供了技术保障。
“3S”技术
RS：
遥感，即人的视力的延伸。
GNSS：
全球卫星导航系统，即运动物体的引导员。
GIS：
地理信息系统，即地图的延伸。
遥感找矿原理
根据不同地物，同种地物不同性状，其反射和辐射的电磁波不同，可以利用遥感技术“发现”地下矿藏。
北斗卫星导航系统
（1）是我国独立研制的全球卫星导航系统。
（2）可提供全天候、高精度、大范围、快速实时的导航和定位。
（3）包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。
（4）能与其他卫星导航系统兼容。
探究点一 地理信息技术的应用
情境探究
[情境]2010年8月7日22时左右，甘肃省甘南藏族自治州舟曲县城东北部山区突降特大暴雨，降雨持续40多分钟，雨量达97毫米，引发特大泥石流。
[探究]
（1）（地理实践力）对比灾害发生前后的卫星遥感影像，在灾后图中勾勒出泥石流的范围。
（2）（地理实践力）如果估算泥石流冲毁的住宅数量，推断需用到地理信息系统的哪种功能？
提示
（1）对比两图，观察房屋的变化。
泥石流经过地区，色彩单一。
范围主要在三眼峪沟、罗家峪沟。
（2）地理信息系统具有空间查询与分析功能，计算住宅数量利用其分析功能。
素养凝练
1.遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用
2.全球卫星导航系统在民用领域中的应用
3.地理信息系统在灾害监测中的应用
应用地理信息系统，并借助于遥感技术，可有效地监测和预报洪涝灾害、森林火灾等。
素养应用
例1：
沙湖，曾是武汉市仅次于东湖的第二大“城中湖”。
下图为2000年与2016年的沙湖面积的分布。
16年的不间断填湖开发，把沙湖从东南、西北向中心挤压，蓝色的湖水被黄褐色的土地掩埋。
一条楚汉路，将沙湖拦腰截断。
据此完成
（1）～
（2）题。
（1）获取图片利用的地理信息技术是（ ）
A.地理信息系统B.全球卫星导航系统
C.遥感D.北斗卫星导航系统
（2）近年来沙湖面积缩小的主要原因是（ ）
A.围湖造田B.工程建设
C.水产养殖D.治理污水
解析 第
（1）题，两图显示的是沙湖分布的遥感影像图，遥感影像图的获取利用的地理信息技术是遥感。
第
（2）题，“16年的不间断填湖开发，把沙湖从东南、西北向中心挤压，蓝色的湖水被黄褐色的土地掩埋。
一条楚汉路，将沙湖拦腰截断。
”据此推知近年来沙湖面积缩小的主要原因是工程建设。
答案
（1）C
（2）B
探究点二 地理信息技术的选取
[情境]靠近伊朗与土耳其边界的乌鲁米耶湖面积曾达4500平方千米，是中东地区最大的湖泊之一，也是世界第三大咸水湖。
进入21世纪，乌鲁米耶湖水位下降，面积迅速缩小，面临消失，下图是不同年份乌鲁米耶湖的水域分布。
[探究]
（1）（综合思维）说明要监测乌鲁米耶湖水域面积的变化，应运用哪种地理信息技术？
（2）（地理实践力）说出要想动态显示河口三角洲面积近30年的变化状况，并预测其变化趋势，需要应用哪种地理信息技术？
提示
（1）遥感。
（2）遥感和地理信息系统。
素养凝练
1.遥感、全球卫星导航系统、地理信息系统的区别
图中①②表示遥感技术提供影像信息，③④表示地理信息系统反馈信息处理结果，⑤⑥表示全球卫星导航系统提供空间定位信息。
2.地理信息技术判别方法
“点与面”判断全球卫星导航系统、遥感和地理信息系统
在地理信息技术中选取适当手段时，要看其工作对象是“点”还是“面”，如果是“点”，主要功能是定位和导航，则选用全球卫星导航系统
如果是“面”，则需看是突出监测方面还是需处理计算才能得出结果，若要监测森林火灾则应选用遥感技术，要在某城市选取大型商业中心位置则应选用地理信息系统
“想与看”区分遥感、地理信息系统
遥感是人的视力的延伸，主要功能是收集信息，即“看”，只“看”不用“想”的选用遥感
地理信息系统是地图的延伸，主要功能是进行空间数据的分析和处理。
对“事象”的发展变化进行预测、评估，需要计算、思考，即“想”；凡是需要“想”的选地理信息系统
素养应用
例2：
遥感图像是地物反射特征在图像上的反映，地物在某波段反射率高，则其在遥感图像上的亮度高（图中显示为浅色），反之亮度低（图中显示为深色）。
图a是不同波段红树林的遥感图像。
图b是红树林反射率曲线图。
完成下题。
图b反射率波段与图a遥感图像对应正确的是（ ）
A.①—丙 ②—乙 ③—甲
B.①—乙 ②—丙 ③—甲
C.①—丙 ②—甲 ③—乙
D.①—乙 ②—甲 ③—丙
解析 比较图b中标注序号的三个波段，③波段反射率最大，②波段反射率最小，根据“地物在某波段反射率高，则其在遥感图像上的亮度高（图中显示为浅色）”可知，③波段在遥感图像上颜色最浅，对应图a中的甲，②波段在遥感图像上颜色最深，对应图a中的丙，故选B。
答案 B
知识微网
核心要点
1.遥感包括信息的获取、传输、接收、处理、分析和应用几个环节，通过遥感影像可判读识别各种地物，主要服务于资源评估、环境监测、灾害预警等。
2.全球卫星导航系统具有导航、定位、授时等功能，应用于大地测量、地面监测、交通导航等许多方面。
3.地理信息系统是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统，已应用于经济、社会、环境和生态的规划、决策和管理等方面。
下图为某地理信息技术主要工作流程示意图。
完成第1题。
1.该地理信息技术为（ ）
A.遥感B.全球卫星导航系统
C.地理信息技术D.数字地球
解析 传感器是遥感系统的最重要的装置，其工作原理是利用传感器接受物体辐射或反射的电磁波，然后以图像、数据等形式将信息传递给地面工作站。
从图中该地理信息技术工作过程可以判断为遥感系统，简称遥感。
答案 A
在四川雅安芦山地震震后救灾中，北斗卫星导航系统（BDS）发挥了重要作用。
BDS是我国自行研制的全球卫星定位与短文通信系统，是继美国全球卫星导航系统（GPS）和俄罗斯格洛纳斯（GLONASS）之后的第三个成熟的卫星导航系统。
据此完成第2题。
2.BDS在抗震救灾中发挥的主要作用有（ ）
①提供灾区的影像 ②统计灾区的经济损失 ③确定救灾人员的位置 ④提供短文联络
A.①②B.①③
C.②③D.③④
解析 BDS具有卫星定位和短文通信功能，因此其在救灾中发挥的主要作用是确定救灾人员的位置和提供短文联络。
答案 D
3.地震发生后，利用地理信息系统可以（ ）
A.确定震中精确位置B.测定地震震级和烈度
C.评估地震灾害损失D.监测人员的伤亡情况
解析 地理信息系统具有统计、评估、预测等功能，因此通过它可以评估地震灾害损失。
答案 C
4.动物研究人员经常为野生动物戴上一种特制的项圈，然后把它们放归大自然，以持续追踪并了解动物的生活状况和活动范围。
这种做法主要依靠的科学技术是（ ）
①遥感 ②地理信息系统 ③全球卫星导航系统 ④无线电跟踪系统
A.①②B.②③
C.③④D.①④
解析 能追踪说明运用了全球卫星导航系统技术。
要了解动物生活状况和活动范围，还要对这些数据进行分析，则运用了地理信息系统技术。
答案 B
5.在科学考察中，利用遥感技术可以（ ）
A.获取卫星云图B.查询地理数据
C.选择考察路线D.对科考船实时导航
解析 获取卫星云图，利用的是遥感技术；查询地理数据、选择考察路线，利用的是地理信息系统（地理信息技术）的功能；对科考船实时导航利用的是全球卫星导航系统的功能。
答案 A
6.阅读图文资料，完成下列要求。
材料一 2017年第13号台风“天鸽”8月23日加强为强台风级，其中心位于我国广东省珠海市东南方向大约75千米的近海洋面上。
即北纬21.8度、东经141.1度，中心附近最大风力有15级（48米/秒），中心最低气压为945百帕，七级风圈半径220～280千米，十级风圈半径70～80千米，十二级风圈半径50千米。
材料二 台风路径概率预报图。
（1）要监测台风“天鸽”的位置变化，采用的地理信息技术为（ ）
A.遥感技术B.全球卫星导航系统
C.地理信息系统D.卫星定位位移监测预警系统
（2）台湾一艘正行驶在东海上的渔船发出求救信号，台湾海事局调度船只进行营救时需要运用的地理信息技术是 。
（3）要完成台风“天鸽”未来60小时路径概率预报图的整个绘制需要采用的信息技术手段有 和 。
（4）试举出第（3）小题所用两项地理信息技术综合应用的其他实例。
解析 第
（1）题，监测地面事物的位置变化是遥感的主要功能。
第
（2）题，调度船只进行营救时需要准确定位和导航，这是全球卫星导航系统的主要功能。
第（3）题，要完成台风“天鸽”未来60小时路径概率预报图，首先需要通过遥感影像获取台风发展的基本数据资料，然后借助地理信息系统对数据资料进行处理与分析，并绘制地图。
第（4）题，遥感主要应用于资源普查、环境和灾害监测，地理信息系统在遥感资料的基础上进行分析，做出决策。
答案
（1）A
（2）全球卫星导航系统 （3）遥感技术 地理信息系统
（4）比如利用遥感技术获取水灾淹没范围的动态信息，运用地理信息系统分析水灾损失，并为防灾救灾提供决策支持。
合格考——大显身手
一、选择题
2018年8月，欧洲航天局发射了全球首颗用于测量地球低层大气风速和风向的“风神”卫星。
右图为该卫星工作原理示意图。
完成1～2题。
1.“风神”卫星遥感具有的特点是（ ）
①探测范围大 ②受地面条件限制少 ③高精度、高效率
④获取信息量少
A.①②B.①④
C.②③D.③④
2.“风神”卫星将有助于（ ）
A.减缓全球变暖B.监测地震活动
C.预防暴雨洪涝D.阻止台风侵袭
解析 第1题，遥感具有探测范围大、获取资料快、受地面限制条件少、获取信息量大等特点；地理信息系统具有高精度、高效率、成本低的优点。
故本题选A。
第2题，该卫星测量地球低层大气风速和风向，主要应用领域为气象预报。
故本题选C。
答案 1.A 2.C
2017年8月8日晚，九寨沟地震发生后，网上立即出现了“地震人口热力大数据”。
大数据估算出了震中附近的人口总数：
震中20千米范围内人口数约2.1万，50千米范围内约6.3万，100千米范围内约30万。
人口热力图是利用获取的手机数据，定位该区域的用户数量，通过用户数量渲染地图颜色，实时展示该地区的人口密度。
热力图便于观察一个地方的人口密集程度及实时的人流量情况。
据此完成3～4题。
3.人口热力图使用的技术有（ ）
A.BDS GISB.GIS RS
C.BDS RSD.GPRS RS
4.通过对热力图提供的大数据进行分析，不能（ ）
A.评估区域商业价值
B.助力地震应急救援决策
C.核定景区最大承载量
D.助力交通部门决策
解析 第3题，读材料分析可知，人口热力图是利用获取的手机数据，定位该区域的用户数量，通过用户数量渲染地图颜色，实时展示该地区人口密度。
由此判断，该过程是基于手机定位来统计数据的，定位需要BDS，然后根据获得的信息进行分析，分析所需技术为GIS，故选A。
第4题，由材料可知，热力图便于观察一个地方的人口密集程度及实时的人流量情况。
因此，可通过某区域的人口流动量，评估区域商业价值，A能；利用热力图，可以快速找到地震时哪些地方人数较多，为地震应急救援提供最及时的分析和决策依据，B能；同时也能够检测交通流量，助力交通部门决策，D能；但是景区的最大承载量主要是由环境来决定的，不能通过热力图来分析，C不能，故选C。
答案 3.A 4.C
我国目前分辨率最高的对地观测卫星——高分二号正式投入使用。
据此完成5～6题。
高分二号卫星上海虹桥机场融合影像
5.能为城市生态规划及区域可持续发展提供决策分析的地理信息技术是（ ）
A.北斗导航系统B.遥感
C.地理信息系统D.全球卫星导航系统
6.利用该技术手段可直接（ ）
A.分析水灾损失B.获得矿床露头信息
C.分析矿产种类D.确定矿床露头位置
解析 第5题，第一步，获取信息：
题干中的“提供决策分析”。
第二步，调动知识：
只有地理信息系统具有分析功能。
第6题，遥感可获取矿床露头信息，地理信息系统可分析矿产种类、水灾损失，卫星定位系统可获取矿床露头位置，B项正确。
答案 5.C 6.B
下图为某日四川气象干旱监测图。
据此完成7～8题。
7.要持续监测该地区的旱情，需要运用的地理信息技术为（ ）
A.全球卫星导航系统B.地理信息系统
C.遥感D.卫星定位位移监测预警系统
8.该幅干旱监测图的绘制主要是依赖（ ）
A.全球卫星导航系统B.地理信息系统
C.遥感D.人工测绘
解析 第7题，遥感（遥感技术）可用于自然灾害的监测，能够持续监测旱情等灾害的发展。
第8题，该图的绘制需要对多种数据进行综合分析，因而需要运用地理信息系统。
答案 7.C 8.B
下图是运用地理信息技术对某地的一次灾害过程进行评估的示意图。
据此完成9～10题。
9.该种灾害和所用地理信息技术最有可能是（ ）
A.洪涝 遥感B.地震 遥感
C.泥石流 地理信息系统D.滑坡 地理信息系统
10.甲最可能是（ ）
A.坡面堆积B.坡向
C.坡面侵蚀D.坡度
解析 第9题，图层叠加是地理信息系统的基本功能。
图中有径流量、植被覆盖率、陡谷这些条件，可知分析的自然灾害为泥石流，C项正确。
第10题，读图可知，由甲和陡谷能得出“地质地形”的结论，则甲最可能是坡面堆积状况，而地表堆积碎屑物的多少是形成泥石流的物质基础，A项正确。
答案 9.C 10.A
二、综合题
11.阅读图文资料，完成下列要求。
当今，地理信息技术在生产、生活和科研中的作用越来越突出。
（1）地理信息系统具有强大的查询功能，根据图a显示的查询半径，图中以北京为查询中心的地图比例尺为 。
根据图中显示的经纬度可知，地图中代表呼和浩特、济南的字母分别是 。
图a 地理信息系统半径查询
（2）图b中①②③④⑤⑥箭头指向线分别表示地理信息技术的不同应用功能，其中表示“提供影像信息功能”的是⑤和 ，表示“提供空间定位信息功能”的是⑥和 ，表示“反馈影像信息处理结果”的是③和 。
图b 地理信息技术的综合应用
（3）图b中各个圆的重叠部分分别代表遥感、全球卫星导航系统、地理信息系统不同组合的综合应用，其中重叠部分乙代表地理信息系统与遥感技术的组合，丙代表 的组合。
在图b所示的各个综合应用中任选一种组合，并写出应用实例。
（ ）
解析 第
（1）题，由图可知北京至A地的图上距离为1厘米，实际距离为500千米，可求得该地图的比例尺为1∶50000000。
根据四个城市的经纬度，可以北京为中心求得其他三城市与北京的相对位置。
第
（2）题，能“提供影像信息功能”的是遥感技术。
能提供“空间定位信息功能”的是全球卫星导航系统。
因此⑤和①、⑥和④属于同一含义。
②表示的是对影像信息处理结果的反馈，③则表示对空间定位信息处理结果的反馈。
第（3）题，本题考查学生最基本的读图能力，本题只需列举一例即可。
答案
（1）1∶50000000 A、D
（2）① ④ ②
（3）地理信息系统与全球卫星导航系统 甲：
遥感获取矿床露头信息，地理信息系统分析矿产种类，全球卫星导航系统确定矿床露头位置；乙：
遥感获取水灾淹没区的动态信息，地理信息系统分析水灾损失；丙：
装载全球卫星导航系统接收器的运钞车发送信息到监测中心，地理信息系统监测运钞车是否偏离预定线路；丁：
遥感获取森林火场遥感信息，并可判断火势蔓延方向，全球卫星导航系统获取火场精确位置，引导消防队员及时、准确到达灭火地点。
12.阅读图文资料，完成下列要求。
（1）地理信息系统在灾害监测评估应用中的空白处所代表的作用分别是 、 。
（2）遥感技术和地理信息系统在灾害监测评估过程中的优势分别是什么？
解析 地理信息系统在灾害监测领域中的应用十分广泛。
地理信息系统的信息管理、查询和分析功能，可为分析灾害影响范围、确定救灾物资调配的最佳线路以及受灾人员、财产的安全有效转移提供决策依据，同时进行灾情统计与评估，为灾后重建提供决策支持。
遥感技术重在信息的获取，地理信息系统重在对信息的分析处理。
答案
（1）预报预警 动态监测
（2）遥感技术在灾害前与灾情发展过程中的信息获取方面有优势；而地理信息系统借助于其信息管理、查询和分析功能，在灾害分析方面有优势。
等级考——小试牛刀
2019年8月，第18号台风“温比亚”在浙江和上海一带登陆，给我国中东部以及华北地区带来了大量的降水，部分城市出现了严重的内涝灾害。
据此完成1～2题。
1.下列关于台风“温比亚”的叙述，正确的是（ ）
A.会引起风暴潮等气象灾害
B.会引发滑坡、泥石流等地质灾害
C.造成的灾情可用卫星定位系统监测
D.会引起洪水、雨涝等海洋灾害
2.目前，对台风最主要的监测手段是（ ）
A.利用气象卫星B.建立洪水预报系统
C.利用探测气球D.气象台人工监测
解析 第1题，台风引起的次生灾害中，风暴潮属于海洋灾害，滑坡、泥石流属于地质灾害，洪水、雨涝属于洪水灾害，A、D错，B对。
造成的灾情可用遥感监测，全球卫星导航系统主要功能是定位、导航，C错。
第2题，目前，对台风最主要的监测手段是利用气象卫星，进行遥感监测，A对。
建立洪水预报系统不是监测台风手段，B错。
利用探测气球是近地遥感，受风力影响大，不适于监测台风，C错。
气象台人工监测的视野范围小，发现的晚，不利于提前预报，D错。
答案 1.B 2.A
读我国地壳运动观测网图，完成3～4题。
3.对地壳运动进行精确观测采用的主要技术是（ ）
A.遥感技术B.全球卫星导航系统
C.地理信息系统D.实地监测
4.建立地壳运动观测网主要是为了（ ）
A.泥石流、滑坡的监测和预报
B.地表高程测量
C.地震监测和预报
D.为研究塌陷、地面沉降提供数据
解析 第3题，全球卫星导航系统可对各站点精确定位，人们根据各站点之间的距离变化，可判断地壳的运动状况。
第4题，地壳运动观测网可以获得地壳运动的相关数据，为地震监测和预报提供依据。
答案 3.B 4.C
5.阅读图文资料，完成下列要求。
2015年夏季，我国南方地区遭受了多次暴雨洪涝的袭击，地理信息技术在防灾减灾中做出了卓越贡献。
（1）说明图中甲所代表的内容。
（2）遥感技术和地理信息系统结合，在应对洪涝灾害中的作用如何？
解析 第
（1）题，图中甲联系的是“信息”“数据”“状况”等，应该是数据库对获取信息的处理和存储。
第
（2）题，遥感技术重在信息的获取，地理信息系统重在对信息的分析处理。
两者结合，可实现灾前、灾中、灾后对灾害的实时评估和防灾救灾指导，将灾害造成的损失降到最低。
答案
（1）洪水灾害数据库。
（2）两者结合，可以实现在洪涝灾害来之前圈定危险区，并对危险程度作出评价，指导防洪抗灾活动；在洪涝灾害发生过程中，对灾情实况进行监测，指导抗洪排涝活动；在洪涝灾害发生后对灾害损失作出快速评价，指导救灾工作。
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