高中地理第三章地理信息技术的应用第2节遥感技术的应用学案.docx

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高中地理第三章地理信息技术的应用第2节遥感技术的应用学案

高中地理第三章地理信息技术的应用第2节遥感技术的应用学案

1．了解遥感的概念及工作原理。

2．结合实例，理解遥感在资源普查、环境和灾害监测等领域的应用。

（重点）

3．能够简单解读遥感影像图，并运用遥感影像解答问题。

（难点）

[基础·初探]

教材整理1　遥感

阅读教材P81～P84，完成下列问题：

1．概念

是利用一定的技术设备和系统，在远离被测目标的位置上对被测目标的电磁波特征进行测量、记录与分析的技术。

2．类型

近地面遥感、航空遥感、航天遥感。

3．遥感的工作过程

遥远的物体传感器地面接收站用户应用

4．遥感影像

（1）组成：

像元是遥感影像上能够详细区分的最小单元。

（2）空间分辨率：

1个像元所代表的地面实际尺寸。

该数值越小，分辨率就越高，影像显示地表信息细节的能力就越强。

（3）类型

黑白影像

真彩色影像

假彩色影像

湖泊、河流

颜色较深

与实际地物颜色一致

灰和蓝色

一般建筑物

灰白色

蓝灰色

草地、森林、庄稼

颜色较深

通常为红色

正误判断：

（1）遥感的关键装置是传感器。

（　　）

（2）遥感的工作过程是信息获取→信息处理判读分析→信息记录和传输→用户应用。

（　　）

（3）一般情况下，卫星遥感图像分辨率比飞机对地物的分辨率高。

（　　）

【提示】　

（1）√　传感器是遥感的关键装置。

（2）×　遥感的工作过程是信息获取→信息记录和传输→信息处理判读分析→用户应用。

（3）×　一般情况下，飞机遥感图像分辨率比卫星对地物的分辨率高。

教材整理2　遥感的应用

阅读教材P84～P87，完成下列问题：

1．遥感在资源普查中的作用

（1）应用领域

矿产资源和水资源的调查、农作物的估产、全球气候变化的观测、灾害监测、重大工程的建设等。

（2）在资源普查中的优势

可以全面系统地提供资源状况，而且还能对信息进行及时更新。

2．遥感在环境和灾害监测中的应用

（1）遥感在水污染监测中的应用

①原理：

被污染水体具有独特的区别于清洁水体的光谱特征。

②内容：

研究和预测同一流域水体污染历史和污染趋势。

③意义：

为水资源保护规划提供准确信息。

（2）遥感在沙尘暴监测中的应用

①遥感卫星的特点：

监测范围广、时效快、精度高、连续性强。

②监测内容：

沙尘暴的起源、移动和扩散过程。

正误判断：

（1）遥感技术对区域灾害信息获取的速度快，但不准确。

（　　）

（2）遥感技术只能区分水体是否污染，但不能判断污染的程度。

（　　）

（3）遥感卫星监测沙尘暴具有范围广，时效慢，精度高的特点。

（　　）

【提示】　

（1）×　区域灾害统计利用遥感技术不仅速度快且准确。

（2）×　不同污染程度的水体其光谱特征有别，遥感技术可以区分开来。

（3）×　利用遥感技术监测沙尘暴具有范围广、时效快、精度高等特点。

[质疑·手记]

预习完成后，请将你的疑问记录，并与“小伙伴们”探讨交流：

疑问1：

解惑：

疑问2：

解惑：

疑问3：

解惑：

遥感

阅读材料，探讨下列问题。

人民网2015年9月11日讯　航天科技集团公司所属资源卫星应用中心针对纪念人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利70周年阅兵活动，综合调度在轨卫星，9月1日～3日连续三天持续观测首都天安门附近区域，共计安排5次高分辨率卫星成像，在阅兵当日，“高分二号”卫星、“资源三号”卫星及“实践九号”卫星三星联合、密集观测，捕捉到了阅兵现场精彩瞬间。

探讨：

资源卫星获取天安门附近区域卫星图像利用的是什么技术？

该技术有何特点？

【提示】　遥感技术。

该技术具有探测范围广、速度快、受地面条件限制少、精度高、节省人力和物力的特点。

探讨：

遥感技术的工作原理基础是什么？

【提示】　地球上的物体都在不停地吸收、发射和反射电磁波，并且不同物体的电磁波特性是不同的。

1．遥感技术的原理与工作流程

（1）遥感技术的原理

地物在不断地吸收、发射（辐射）和反射电磁波，并且不同物体的电磁波特性不同。

遥感就是根据这个原理，利用一定的技术设备和装置，来探测地表物体对电磁波的反射和地物发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。

（2）遥感的关键装置——传感器

（3）工作流程

2．遥感探测与传感器运载工具飞行高度的关系

传感器运载工具的飞行高度对遥感探测的范围、速度、周期、分辨率等影响很大。

一般来说，运载工具飞得越高，探测的范围越大，获得资料的速度越快，周期越短，对地物的分辨率越低。

需要注意的是，遥感对地物的分辨率除与飞行高度有关外，还与传感器的性能有关。

[体验评价]

1．读下图，回答

（1）～

（2）题。

遥感技术工作流程示意图

（1）分析图中信息可知（　　）

【导学号：

73360129】

A．遥感技术中的能量来源都是太阳辐射能

B．遥感技术中信息的接收主要在空中进行

C．信息传输的前提是信息接收

D．遥感技术中信息解译与分析的前提是信息接收与处理

（2）关于遥感技术的叙述，正确的是（　　）

A．传感器运载工具飞行的高度越大，其获得的探测范围越小

B．传感器运载工具飞行的高度越大，其对地物的分辨率越高

C．森林火灾的监测主要采用近地遥感

D．航空遥感覆盖范围大，不受领空限制

【解析】　由图中遥感技术的工作流程可知，要想对信息进行解译与分析，必须先进行信息的接收与处理。

传感器运载工具飞行高度越大，能探测的范围也就越大，但其对地物的分辨率则越低；航空遥感受领空的限制，运载传感器的飞机不能随意飞到别国的领空；为了更加清晰地了解灾情，森林火灾的监测主要采用近地遥感。

【答案】　

（1）D　

（2）C

2．读图，完成

（1）～

（2）题。

（1）图中内容说明航天遥感的特点是（　　）

A．监测范围广　　　　　　B．时效快，精度高

C．连续性强D．准确定位

（2）就航天遥感而言，其遥感探测的范围越大，则（　　）

A．获得资料的速度越慢B．获得资料的周期越长

C．对地物的分辨率越低D．对地物的分辨率越高

【解析】　第

（1）题，由图中“我一次就可以把半个地球拍摄进去”可知航天遥感的特点是监测范围广。

第

（2）题，获取资料的速度、周期与探测范围无关，当探测范围越大时，分辨率数值越大，显示信息能力越弱，分辨率越低。

【答案】　

（1）A　

（2）C

遥感的应用

[合作探究]

阅读材料，探讨下列问题。

材料一　中新网2015年11月2日电　当地时间10月31日一架载有224人的俄罗斯客机从埃及沙姆沙伊赫飞往圣彼得堡，飞机起飞23分钟后从雷达上消失，随后被证实在西奈半岛坠毁，机上人员全部丧生。

俄罗斯紧急事务部公开了科加雷姆航空公司客机失事现场的卫星照片，从画面中可以看见飞机残骸散落面积很广。

材料二　2015年8月20日科技部组织专家在陕西杨凌召开了“十二五”国家科技支撑计划“旱区多遥感平台农田信息精准获取技术集成与应用”项目验收会。

项目突破了耕地质量关键指标遥感监测、农业灾害遥感监测与损失评估、全球气候变化下作物产量和品质的监测评估等技术。

探讨：

俄罗斯获取失事客机卫星照片反映了遥感技术在哪一领域的应用？

除此之外，遥感技术的应用领域还有哪些？

【提示】　获取失事客机卫星照片反映了遥感技术在灾害监测中的应用。

除此之外遥感技术还可应用于资源调查、环境监测、重大工程建设等。

探讨：

遥感如何进行农业灾害与损失评估？

【提示】　不同长势、不同健康程度的农作物，其反射或辐射的电磁波是不同的，通过分析农作物的长势、健康程度，就可以进行农业灾害与损失评估。

[核心点击]

1．遥感技术在资源普查中的应用

勘探矿产资源，调查生物资源、水资源等是遥感技术在资源普查中的重要应用领域，如下表所示。

应用领域

具体内容

备注

矿产资源

蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或环形构造带，较容易借助遥感技术“发现”矿产

人们只需要分析遥感图像就可以划定蕴藏矿产的大致区域

生物资源

通过遥感图像解译或图像处理技术，提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等信息

为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门提供服务

2.遥感在环境和灾害监测中的应用

随着遥感技术的发展，遥感将不仅为人们提供信息资源，改变人们的生产、生活与交往方式，而且在环境监测、灾害预警等方面发挥着巨大作用，具体如下表所示：

应用领域

具体内容

备注

环境监测

荒漠化、土壤盐渍化、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

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

[体验评价]

3．据所学知识，完成

（1）～

（2）题。

（1）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

（2）在农业方面，运用遥感技术能够（　　）

①监测耕地变化　②调查作物分布　③估测粮食产量

④跟踪产品流向

A．①②③B．②③④

C．①②④D．①③④

【解析】　第

（1）题，遥感即遥远的感知，获取卫星云图，利用的是遥感技术，故A正确；查询地理数据、选择考察路线，利用的是地理信息系统（GIS）的功能，故B、C错误；对科考船实时导航利用的是全球定位系统（GPS）的功能，故D错误。

第

（2）题，遥感技术能够迅速获取信息，在农业生产中可以监测耕地变化、调查作物分布、估测粮食产量，因此选择A项；跟踪产品流向需利用GPS技术。

【答案】　

（1）A　

（2）A

4．棉花遥感识别是棉花种植面积遥感估算的关键，以下是我国北疆地区不同日期棉花光谱信息与其他作物光谱信息的曲线分析图。

图中前3个波段为可见光波段（分别为蓝波段、绿波段、红波段），第4波段为近红外波段。

读图，回答

（1）～（3）题。

6月份（棉花盛蕾期）测量的农作物

1～4波段光谱曲线

9月份（棉花盛絮期）测量的农作物

1～4波段光谱曲线

（1）容易将棉花从三种作物中识别出来的最佳波段是（　　）

A．蓝波段B．绿波段

C．红波段D．近红外波段

（2）根据图中信息及相关知识判断，下列叙述正确的是（　　）

A．6月份和9月份相比，棉花遥感识别最佳时相期在6月份

B．盛絮期棉花反射率在1～3波段明显降低

C．北疆地区是我国最重要的棉花产区

D．北疆地区发展棉花种植业的优势是耕地面积广布，便于大规模的机械化耕作

（3）不同的地物和地物的不同状况有不同的反射率，据此原理，可以利用遥感监测的有（　　）

①近海赤潮灾害　②人口分布　③海上石油污染

④工业生产总值

A．①②B．③④

C．②④D．①③

【解析】　第

（1）题，近红外波段，棉花与番茄和玉米的反射率差别最大，最容易将三种作物区别开来。

第

（2）题，9月份棉花的反射率高，遥感识别强于6月份；这一时相期棉花反射率前3个波段明显降低。

我国有三大产棉区，南疆地区是其中之一。

第（3）题，遥感不能监测人口分布和工业生产总值。

【答案】　

（1）D　

（2）B　（3）D

　遥感影像

探讨：

三幅图中，分辨率最高的是哪一幅？

【提示】　分辨率最高的是图3。

探讨：

分辨率、像元、影像信息三者之间的关系怎样？

【提示】　相同图幅中，像元数目越多，一个像元所代表的实际尺寸越小，分辨率就越高，影像就越清晰。

[读图指导]

判读此图，应主要把握以下几点：

1．看颜色：

根据颜色可以判断该地物是属于水文要素还是人工要素。

2．看形态：

根据地物形态——面状或线状，大致可以确定是水文要素中的湖泊或河流，还是人工要素中的城市、村庄或道路。

3．看与周边地物的关系：

一般与河流相连的是湖泊，与道路相连的是村庄或城镇。

4．看叠加：

通过多次或逐月逐年对同一地区遥感图像叠加可以反映出地物时间变化特点，如城市的扩张、海岸线侵蚀变化、湖泊的消长等。

5．看光谱：

不同地物对同一波段的电磁波的反射率是不同的；相同地物在不同的波段反射率也不同。

光谱反射率差别越大，越容易区分。

[体验评价]

5．读图及材料，回答

（1）～

（2）题。

在卫星图像上可以判读水系的形态特征。

水系的形态与地质构造、岩性和地貌有密切的关系。

例如，树枝状水系表现为支流与干流以锐角相交，主要分布在岩性均一、基岩较软的地区（如砂岩、页岩、黄土及海岸平原沉积岩发育的地区）。

格状水系表现为支流与干流相交，主要分布在垂直交叉的断裂、裂隙发育的沉积岩地区。

（1）关于上述判读卫星遥感影像的过程，下列说法正确的是（　　）

【导学号：

73360130】

A．判读水系形态只能利用间接解译标志

B．根据水系形成推断地质构造和地貌是利用间接解译标志

C．在洪水期和枯水期拍摄的卫星影像，其水系形态完全相同

D．河流和道路在卫星影像图上都是线状，无法应用直接解译标志加以判别

（2）放射状水系的分布地区一般不会出现在（　　）

A．海岛　　　B．火山C．孤山　　　D．平原

【解析】　判读水系形态可以运用色调、形状等直接解译标志。

借助某些地理信息可推断其他相关地物，这属于间接解译标志。

河流在洪水期流量可能增加而导致水系形态变化。

河流和道路可以通过形状及其变化等直接解译标志区分。

水系呈放射状，说明中部高四周低，海岛、火山、孤山都有可能。

平原地区地势平坦，出现的机会较少。

这也是一个利用间接解译标志的例子。

【答案】　

（1）B　

（2）D

6．位于乌兹别克斯坦和哈萨克斯坦之间的咸海过去曾是世界第四大湖泊，下面四幅咸海的地球资源卫星照片显示了它的面积变化过程。

读图，回答

（1）～

（2）题。

（1）地球资源卫星照片的获取，采用的地理信息技术是（　　）

A．RSB．GIS

C．GPSD．GIS和GPS

（2）图中信息反映出咸海（　　）

①周边大气温度下降　②湖泊水体西部深东部浅

③环境调节作用减弱　④水体含盐量降低

A．①②B．①③

C．②③D．③④

【解析】　第

（1）题，卫星图片的获取使用的是遥感技术，这是遥感的基本功能。

第

（2）题，图中咸海不断干涸，也受全球气候变暖的影响，排除①；咸海为内陆湖，咸水湖，水量不断减少，盐分不断析出，含盐量增加，排除④；图中信息反映，2009年水域集中在西部，东部干涸，故西部湖深，东部浅，同时水不断减少，对气候的调节作用不断减小。

【答案】　

（1）A　

（2）C

[课堂·小结]

对点训练1　遥感

下图为遥感技术工作原理示意图，根据图片信息回答1～4题。

1．A、B两图中遥感技术分别属于（　　）

【导学号：

73360131】

A．航天遥感，航空遥感　　B．航空遥感，近地面遥感

C．航空遥感，航天遥感D．近地面遥感，航天遥感

2．A、B两图中遥感探测得到的遥感影像相比（　　）

A．A的比例尺小，画面清晰

B．A的比例尺小，画面模糊

C．B的比例尺小，画面模糊

D．B的比例尺大，画面清晰

3．B图中遥感相对于A图中遥感来说不正确的是（　　）

A．获取资料速度快B．探测范围大

C．资料获取周期长D．地物分辨率低

4．B图中传感器的遥感平台不可能是（　　）

A．卫星B．宇宙飞船

C．航天飞机D．气球

【解析】　按照遥感平台的不同，遥感分为航天遥感、航空遥感、近地面遥感三类。

其区别与联系如下：

类别

位置

载体

关系

航空遥感

大气层内

飞机、飞艇、气球等

遥感平台高、探测范围大、资料获取速度快、周期短、地物分辨率低、影像比例尺小、画面不清晰

航天遥感

大气层外

卫星、宇宙飞船、航天飞机、航天站等

近地面

遥感

近地面

三脚架、遥感塔等

【答案】　1.C　2.C　3.C　4.D

对点训练2　遥感的应用

2016年第17号台风“鲇鱼”于9月23日上午8时在西北太平洋洋面上生成，于9月28日登陆××市惠××沿海。

右图为“鲇鱼”卫星遥感影像。

读图，回答5～6题。

5．图示气象卫星云图的获得主要是运用了（　　）

A．全球定位系统B．遥感技术

C．地理信息系统D．数字地球虚拟技术

6．通过对以风“鲇鱼”的监测，分析多幅卫星的云层图片，可以获得（　　）

【导学号：

73360132】

①台风中心位置　②台风的强度和速度　③台风所造成的降水范围　④台风的移动方向　⑤台风的登陆地区

A．①②③⑤B．②③④⑤

C．③④⑤D．①②③④⑤

【解析】　第5题，卫星云图是利用遥感技术取得的气象数据得出的。

第6题，从卫星云图上可以看出，遥感可以监测气旋的位置、强度、移动方向和速度等，为实时天气预报提供依据。

【答案】　5.B　6.D