新教材中图版版地理新导学必修一讲义第4章 第2节 地理信息技术的应用.docx

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新教材中图版版地理新导学必修一讲义第4章第2节地理信息技术的应用

第二节　地理信息技术的应用

学习目标：

1.了解遥感、全球定位系统、地理信息系统、数字地球的概念。

2.掌握遥感、全球定位系统、地理信息系统的区别与应用。

（重难点）

一、全球导航卫星系统及其应用

1．概念：

能在地球表面或近地面空间的任何地点，提供全天候的三维坐标、速度、时间信息的导航定位系统。

2．主要功能：

定位、导航。

3．应用领域：

森林普查与规划、海洋调查与监测、气象与地质灾害的监测与救援等。

二、遥感及其应用

1．概念：

即“遥远的感知”

（1）广义：

泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、声波、地震波等的探测。

（2）狭义：

应用探测仪器，不与探测目标近距离接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示目标的特征和变化的综合探测技术。

2．遥感影像

（1）概念：

是各种传感器所获信息的产物，是遥感探测目标的信息载体，包括航空像片和卫星影像。

（2）分类：

黑白影像和彩色影像。

3．遥感的应用

自然地理研究

的应用领域

地貌、气候、水文、土壤和植被的调查和监测

环境和灾害

监测方面

快速准确地获取区域和灾害的信息，及时发现环境和灾害的变化，预测将要出现的问题

三、地理信息系统及其应用

1．概念：

依靠计算机实现地理信息的收集、处理、储存、分析和应用的系统。

2．功能：

数据采集、数据分析、决策应用的全过程。

3．解决的问题：

位置分析、趋势研究、模式研究和模拟分析。

（1）地理信息技术就是地理信息系统。

（　　）

（2）全球定位系统的主要作用是定位和导航。

（　　）

（3）遥感能发现突发性自然灾害。

（　　）

（4）地震发生后，能准确找到地震位置的地理信息技术是遥感。

（　　）

（5）对地理信息系统的认识，下列说法正确的是（　　）

A．仅能存储和管理地理数据

B．具有空间分析功能，没有动态预测功能

C．是专门处理地理空间数据的计算机系统

D．是地图绘制系统

[提示]

（1）×　地理信息技术包括全球导航卫星系统、遥感和地理信息系统。

（2）√

（3）√

（4）×　地震发生后，能准确找到地震位置的是全球导航卫星系统。

（5）C　[地理信息系统能为地图绘制提供支持，但其本身不是地图绘制系统。

]

全球导航卫星系统及其应用

GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。

它们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。

下图为全球定位系统卫星星座示意图。

问题1　（综合思维）全球导航卫星系统主要功能有哪些？

[提示]　定位、导航等。

问题2　（综合思维）全球导航卫星系统应用领域主要有哪些？

[提示]　森林普查与规划、海洋调查与监测、气象及地质灾害的监测与救援等。

[归纳总结]　全球导航卫星系统的部分应用领域和用途

应用领域

功能表现

具体用途

森林普查

与规划

定位

测量森林面积。

道路位置、森林火灾地区位置、界定边界线，估算木材含量、寻找水源等

海洋调查

与监测

定位

地壳运动、海平面变化、海上气象等

气象观测

定位

对流层大气的特征，天气预报等

应用领域

功能表现

具体用途

气象和地

质灾害

定位

获取气象和地质灾害位置和受灾情况，帮助用户发出求救信号，缩短搜救时间

军事

定位、导航

主要用来给航行中的军舰、飞机及导弹提供定位和导航，同时也广泛应用于野外军事行动中单兵和移动装备定位及跟踪

交通

定位、导航

对车辆进行跟踪、调度管理、合理分配，从而以最快的速度响应用户乘车或配送请求，降低能源消耗，节省运行成本，同时GPS对车辆还具有导航功能

1．2017年2月11日台湾高雄发生5.6级地震。

在震后救灾中，北斗导航卫星系统（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，是继美国全球定位系统（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。

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．①②　B．①③　　

C．②③　　D．③④

D　[解答本题的关键在于材料中“BDS是我国自行研制的全球卫星定位与短文通信系统”，能够确定救灾人员的位置和提供短文联络，故选择③④两项，而①项“提供灾区的影像”为遥感的主要应用；统计灾区的经济损失，需要GIS的参与。

]

遥感及其应用

2019年1月21日13时42分，在酒泉卫星发射中心，“长征十一号”运载火箭成功将“文昌超算一号”商业遥感卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。

该卫星将专门为海南及南海区域提供遥感信息服务，可实现海洋生态监测、船舶监测、港口监测等，广泛应用于农业、林业、环境、国土、交通等多个领域。

问题1　（综合思维）遥感技术可以应用在哪些领域？

[提示]　地貌、气候、水文、土壤和植被等的调查和监测，环境和灾害的监测等。

问题2　（综合思维）遥感在农业方面的应用有哪些？

[提示]　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和监测、农作物长势监测和估产。

[归纳总结]　遥感的应用

应用领域

具体内容

应用方向

自然要

素调查

和监测

地貌、气候、水文、土壤和植被的调查和监测

识别不同的地貌类型，观测全球气候变化，监测海水运动与变化，识别土地利用状况，识别植被的类型与分布结构

识别地貌、气候、水文、土壤和植被等自然地理要素的变化，广泛应用与自然地理研究

环境和

灾害监

测

环境监测

监测荒漠化、土壤盐碱化、海上冰山漂流、海洋生态、全球气候变化及其影响、植被变化、水体污染、大气污染等

有利于人们了解环境变化，使环境得到保护和改善

灾害监测

监测旱情、洪灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等

有利于防灾减灾

2．在遥感技术中，可以根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状况。

读图，回答

（1）～（3）题。

植物的反射波率

（1）上图中，重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波段是（　　）

①红外线　②X光　③可见光　④紫外线

A．①②B．①③

C．②③D．②④

（2）根据图中的原理，可用遥感技术直接（　　）

①划分植物类型　②判读植物生长的土壤类型

③监测树木的生长状况　④估计粮食作物的产量

A．①②B．①③

C．②③D．③④

（3）不同的地物和地物的不同状况也有不同的反射率，根据这个原理，可以利用遥感的工作有（　　）

①判断水体污染　②判断人口分布　

③分析城市大气污染　④估算工业生产总值

A．①②B．①③

C．②③D．②④

（1）B　

（2）D　（3）B　[第

（1）题，从图中重度病害和健康植物反射率曲线可以看出，符合题意的波段主要集中于可见光和红外线范围。

第

（2）题，遥感技术可以根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状况，因为图中很明显地反映出不同生长状况的植物反射率不同，由生长状况可推断粮食作物产量。

第（3）题，不同地物和地物的不同状况有不同的反射率，污染水体和未污染水体反射率不同，城市大气污染严重和较轻反射率也不同，据此，能用遥感技术来判断水体污染和城市大气污染程度。

]

地理信息系统及其应用

2019年从1月20日到2月10期间，青海省玉树藏族自治州，经历了连续的四场强降雪，使玉树遭受了严重雪灾，截至2月17日，玉树全州6市（县）28个乡镇72个村，遭受不同程度的雪灾，受灾群众达5.53万多，因灾死亡牲畜18887头只（匹）。

政府为此积极应对，紧急调拨灾害补助资金，完成发放救灾粮480.3吨，各类物质9680件，完成饲草调运22918.31吨，各类抗灾救灾人员，积极参与到牲畜转场，铲雪除冰和饲料拉运中。

问题1　（综合思维）此次玉树雪灾救灾中，救灾指挥部准确获知雪灾的范围及受灾面积，所依据的地理信息技术是什么？

提示：

遥感技术、地理信息系统。

问题2　（综合思维）地理信息系统的主要功能有哪些？

提示：

对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达。

[归纳总结]

1．地理信息系统主要解决的问题

解决问题

内容分析

典例

位置分析

解决与“位置”有关的问题

分析可可西里藏羚羊的分布情况

趋势研究

空间趋势和时间演变趋势

分析过去20年北极冰川变化趋势

模式研究

通过模式分析，可以揭示各地理事物之间的空间关系

分析一个地区地形、土壤与特定作物之间的关系

模拟分析

建立模型，来模拟其中某种因素的变化，以及产生的结果

根据降水量、降水强度、持续时间等建立模型，预测洪水发生的时间和可能淹没的范围

2.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。

[特别提醒]　地理信息系统与遥感的区分,“想”与“看”就可以区分地理信息系统与遥感RS。

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。

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”的选遥感。

3．下图示意使用GIS分析某类自然灾害（X）的模型构建，据此回答

（1）～

（2）题。

（1）该类自然灾害（X）是（　　）

A．台风　　B．内涝

C．泥石流　　　D．塌陷

（2）近年来该类自然灾害在我国发生频率不断增加，其原因不可能是（　　）

A．开采地下水使地面沉降

B．空气中颗粒物浓度上升

C．不透水下垫面不断增加

D．城市与郊区的温差有所下降

（1）B　

（2）D　[第

（1）题，结合关联图综合分析可知，X灾害形成于城市，其形成与降水密切相关，也与地面汇流速度、排水相关，综合分析可知该灾害为城市内涝。

第

（2）题，城市与郊区的温差下降会减弱城市“热岛效应”，使降水量减少，减少内涝的发生频率。

]

题组1　全球导航卫星系统及其应用

2015年6月16日，全球星基高精度增强服务系统“中国精度”正式提供服务。

这意味着中国北斗用户在无须架设基站的情况下，可以享受便捷的厘米级高精度定位增强服务。

据此回答l～2题。

1．我国北斗系统主要属于下面哪一类现代技术（　　）

A．GPS　　　　　　　B．RS

C．GISD．“3S”

2．下列领域中可以应用北斗系统的是（　　）

A．作物估产B．交通运输

C．病虫害分析D．海底矿产分布

1.A　2.B　[第1题，北斗系统属于导航卫星系统。

第2题，北斗系统可以用于交通等的定位情况，作物估产、病虫害分布状况等主要应用遥感技术。

]

题组2　遥感及其应用

目前遥感技术已被广泛应用于国民经济的资源普查、灾害和环境监测等各领域。

据此完成3～4题。

3．不同地物在同一光谱波段上的反射率差异越大，越容易区分。

上图反映了甲、乙两类植物在生长期内两个波段上的反射率。

在遥感影像上区分这两类植物，应该选择生长期内哪一天的影像（　　）

A．①－第30天B．②－第75天

C．③－第100天D．④－第130天

4．如果用遥感技术来监测火灾，可以（　　）

A．用来预测引起火灾的原因

B．预测森林火灾的发生地点

C．预测森林火灾所造成的后果

D．及时探知火灾地点和范围

3.A　4.D　[第3题，根据材料，不同地物在同一光谱波段上的反射率差异越大，越容易区分。

读图可知，在①－第30天时，两类植物的反射率差异最明显。

第4题，遥感技术主要是拍摄反射率影像图，是遥远的感知，能够监测灾害发生，不能分析、处理、预测信息数据。

可及时探知火灾地点和范围，但是不能预测灾害发生。

]

题组3　地理信息系统及其应用

5．为了规划鸟类自然保护区，在获取了不同鸟类的觅食半径等资料后，准确划定保护区范围可以采用的效率最高的技术手段是（　　）

A．地理信息系统

B．全球导航卫星系统

C．遥感

D．手工绘图

A　[地理信息系统是把各种地理信息按照空间分布及属性，以一定的格式输入、存储、检索、更新、显示、制图、综合分析和应用的技术系统，可用其确定保护区的范围。

]

教材P122探索

1．溢油的时间、地点、风速风向及洋流流向等

2．监测石油污染扩散主要应用遥感技术。

教材P130思考

全球导航卫星系统能确定装有全球导航卫星系统的失踪车辆具体位置，在有效调度救灾车辆等方面发挥了定位、导航功能；遥感发挥了获取信息，监测预报自然灾害功能；地理信息系统对地震灾害进行预报预警、动态监测、灾害发生成因与规律分析、灾害损失调查、灾情评估，为制定减灾预案和指导灾后重建工作提供依据等方面提供依据，发挥了地理信息系统综合处理和空间数据分析，定性和定量分析的功能。

教材P131～132作业题

1．利用全球卫星导航系统进行导航，获取滇金丝猴的位置，利用地理信息系统对滇金丝猴活动规律进行分析，指导制定保护措施。

2．

（1）遥感在农林方面的应用主要是在农、林土地资源调查、土地利用现状调查、农林病虫害、土壤干旱、盐化、沙化的调查及监测，以及农作物长势的监测与估产、森林资源的清查等方面；在地质及其矿产资源方面的应用主要表现在基础地质工作、矿产地质工作，以及工程地质、地震地质、灾害地质的地质综合调查等方面；在水文水资源方面的应用主要表现在水资源的调查、流域规划、水土流失调查、冰雪监测、海口海岸带及浅海地形调查、海洋调查研究等方面；在环境监测中主要是利用遥感提供的瞬间成像的大范围图像，对大气污染、水体污染、土地污染以及海洋污染等进行监测；遥感技术在自然灾害监测和预报灾害方面，成为预报自然灾害的有力工具。

（2）对于火灾的位置，估计火灾的强度、移动方向和速度，控制和扑灭火灾方案的制定等方面都有重要作用。

（3）利用遥感及时获取信息，利用全球卫星导航系统对地壳运动进行监测，利用地理信息系统对各种监测系统提供的信息进行综合处理和空间数据分析。