高考人教版地理一轮第3部分 第12章 第2讲 地理信息技术在区域地理环境研究中的应用.docx

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高考人教版地理一轮第3部分第12章第2讲地理信息技术在区域地理环境研究中的应用

第2讲　地理信息技术在区域地理环境研究中的应用

最新考纲

考法指南

核心素养

遥感（RS）在资源普查、环境和灾害监测中的应用；全球定位系统（GPS）在定位导航中的应用；地理信息系统（GIS）在城市管理中的功能；数字地球的含义。

以区域图、图层叠加等图文材料为载体，考查“3S”技术的特点及应用。

近几年在全国卷中无命题出现，但高考题中常借用信息技术的相关图像作为命题材料。

1.地理实践力：

能辨别日常生活中常见的各种信息技术设备，熟练使用其主要功能，并能指导自己的生产生活。

2.综合思维：

掌握地理信息技术的应用范围，能综合分析理解其在现代社会发展中的作用。

知识点一|遥感和全球定位系统

1．遥感（RS）

读遥感的工作过程图，回答问题。

（1）概念：

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。

（2）工作原理：

不同地物反射和辐射的电磁波各不相同。

（3）主要环节。

（4）优势：

提高研究工作的精度和质量，节省人力、财力，提高效率。

（5）应用。

应用领域

应用方向

资源普查

矿产资源

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

为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门服务

环境监测

有利于人们了解环境变化，使环境得到保护和改善

自然灾害防御监测

有利于防灾减灾

[特别提醒]

遥感技术在农业方面的应用

主要表现

2．全球定位系统（GPS）

读全球定位系统组成示意图，归纳总结。

（1）概念：

利用卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统。

（2）组成

（3）特点：

具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的特点。

（4）工作原理、功能及其应用

◎考法1　依据遥感图片为载体，考查遥感技术的应用

2018年4月19日，在突尼斯召开的“一带一路”遥感考古新闻发布会上，公布了中国科学家利用遥感技术在突尼斯中南部发现的10处古罗马时期遗存，这一发现揭示了当时的军事防御系统与农业灌溉系统布局。

下图为“突尼斯境内古罗马遗址遥感考古影像图”。

读图回答1～2题。

1．这一考古成果表明遥感技术可以（　　）

A．完全取代传统的田野考古工作

B．确定地表、地下人类活动遗迹的时代

C．探知各种人类活动遗迹曾经的功能与作用

D．帮助分析较大地域范围内人类活动遗迹间的联系

2．突尼斯中南部有利于遥感考古发挥其独特优势，因为这一区域（　　）

A．人类活动较多　　　B．位于沿海地区

C．森林覆盖率高D．地处荒漠边缘

1．D　2.D　[第1题，遥感技术是通过卫星获取地表信息，为科学研究提供服务数据的地理信息技术，它能获取较大范围的信息，甚至是全球范围的信息，但对历史上存在过的、地下的信息无法获取，更不能完全取代人类对信息的加工分析。

第2题，突尼斯中南部地处撒哈拉沙漠北部边缘地区，地理环境恶劣，人类难以进行实地的考察，遥感由卫星来获取地表信息，则不受影响。

]

◎考法2　结合统计图表分析，考查遥感技术的原理及应用

（2019·武汉调研）棉花遥感识别是棉花种植面积遥感估算的关键，下图是我国某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。

图中前三个波段为可见光波段（分别为蓝波段、绿波段、红波段），第四波段为近红外波段。

读图回答3～4题。

3．容易将棉花从其他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

4．根据图中信息，判断下列叙述正确的是（　　）

A．棉花盛蕾期对各波段的反射率均比盛絮期高

B．棉花盛絮期对蓝波段、绿波段和红波段的反射率比盛蕾期明显降低

C．9月份番茄对绿波段的反射率略低于6月份

D．6月份玉米对红波段的反射率略高于对绿波段的反射率

3．D　4.B　[第3题，由图示的图例来看，可见光波段（分别为蓝波段、绿波段、红波段）的曲线，棉花的反射率与其他两种农作物都比较接近，无法区分，所以A、B、C都错误，而第四波段为近红外波段，特别是9月份，比较明显地区分开来，正确答案是D。

第4题，由图中看到，在3（红波段）棉花盛絮期的反射率比盛蕾期高，故A错误；棉花盛絮期对蓝波段、绿波段和红波段的反射率比盛蕾期明显降低，落差比较大，故B对；9月份番茄对绿波段的反射率略高于6月份，故C错误；6月份玉米对红波段的反射率低于对绿波段的反射率，故D错误。

正确答案是B。

]

◎考法3　结合地图判读，考查全球定位系统的应用

（2019·南昌模拟）下图是车载导航仪面板示意图，行驶中始终显示车头朝上，指向标箭头随行车方向而转动。

据此回答5～7题。

5．导航仪能即时显示汽车位置，主要依靠的技术是（　　）

A．遥感B．计算机

C．全球定位系统D．地理信息系统

6．汽车从当前位置行驶到百货大楼路程约为（　　）

A．1000米B．1200米

C．1800米D．2000米

7．汽车在前方左拐弯后，导航仪面板上的指向标箭头朝向为（　　）

A．左上B．右上

C．左下D．右下

5．C　6.B　7.D　[第5题，全球定位系统具有定位、导航的功能，可以确定汽车的即时位置。

第6题，根据图上比例尺，汽车从当前位置行驶到百货大楼图上距离约2.5厘米，所以路程约1200米。

第7题，汽车在前方左转后，指向标箭头仍指北方，使得图中指向标的箭头顺时针转90°，因而指向标箭头朝向变为右下。

]

◎考法4　结合文字描述，考查遥感及全球定位技术的应用

8．（2014·广东高考）热红外遥感影像亮度可反映地物表面温度，地物的表面温度越高，在影像中就越亮。

晴天正午时刻，下列地物在同一幅热红外遥感影像中最亮的是（　　）

A．公路B．菜园

C．鱼塘D．果园

A　[题干中说明了热红外遥感影像亮度与地物表面温度的关系：

温度高→亮度大。

因此晴天正午时刻，选项所列温度最高的地物最亮。

公路的热容量最小，升温最快，故选A。

]

知识点二|地理信息系统和数字地球

1．地理信息系统

读地理信息系统工作过程图，回答问题。

（1）概念：

专门处理地理空间数据的计算机系统。

（2）功能：

对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达。

（3）程序：

→

→

→

→

（4）地球信息系统（GIS）的应用

①在区域地理环境研究中的应用

②在城市管理中的应用

应用

主要功能

城市信息管理与服务

向城市居民提供工作与生活所需的各种信息

城市规划

进行城市与区域多目标的开发和规划

城市道路交通管理

显示路况、交通流量、沿线环境等空间和属性信息

城市抗灾减灾

实时跟踪灾害发生、发展过程，对灾害进行快速分析、评价和模拟，并辅助开展灾后的应急和恢复工作

城市环境管理

环境规划与决策、监测、评价、预测和模拟

2.地理信息技术与数字地球

（1）地理信息技术：

是指获取、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术的总称。

（2）数字地球：

是数字化的地球，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。

（3）“3S”技术与数字地球的关系

1．“3S”技术的关系

“3S”技术既独立发展又相互促进。

遥感技术主要用于地理信息数据的获取，全球定位系统主要用于地理事物的空间定位，地理信息系统主要用于对地理信息数据的管理、更新、分析等。

三者的关系用简图表示如下：

图中①②表示遥感技术提供影像信息功能，③④表示地理信息系统反馈影像信息处理结果，⑤⑥表示全球定位系统提供空间定位信息功能。

2．实际应用中“3S”技术的选取方法

方法

具体判断技巧

“点”与“面”判断GPS、RS、GIS

GPS的主要功能是定位和导航。

它的最大特点是工作对象是“一个点”或“多个点”，明显区别于RS和GIS的工作对象——“面”。

在“3S”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”则选用GPS，如果是“面”则选用RS或GIS

如果是“面”则需看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RS技术，要在某城市选取大型商业中心位置则应选用GIS技术

“想”与“看”区分RS、GIS

GIS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GIS

RS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RS

◎考法1　分析叠加图层，考查地理信息系统的应用

（2016·江苏高考）下图为某地区地理信息系统数据库示意图。

读图，回答1～2题。

1．以下图层组合最适合用遥感（RS）技术获取信息的是（　　）

A．①②④　　　B．①③⑤

C．③④⑥D．②③⑥

2．进行农业适宜性评价可以利用的图层组合是（　　）

A．①②④⑤B．②③④⑤

C．②③④⑥D．①③⑤⑥

[解题流程]　

1．审设问

第1题，“最适合用遥感（RS）技术获取信息”→是用遥感技术获取信息，一般分布在地表的地物信息易被获取，如居民点、水系、土壤、地形。

第2题，“农业适宜性评价”→土地利用评价需借助GIS对图层综合分析，一般主要考虑自然因素，如水系、土壤、地形、地下水。

2．审图表

图中的地理信息系统数据库主要包括居民点、水系、土壤、地形、岩层、地下水等图层信息构成。

[尝试解答]　1.A　2.C

◎考法2　结合简单示意图，考查地理信息系统的应用

（2014·福建高考）下图示意新一代信息技术支撑下的智慧城市。

读图，回答3～4题。

3．地理信息系统为智慧城市建设提供（　　）

A．分析、管理空间信息B．跟踪动态定位信息

C．整合、集成网络信息D．获取实时通讯信息

4．智慧城市建设对城市发展最重要的作用是（　　）

A．调整地域结构B．加速人口集聚

C．扩大空间规模D．提升服务功能

3．A　4.D　[第3题，地理信息系统的作用主要是对信息进行分析、加工和管理；跟踪动态定位是全球定位系统的功能；网络信息不属于地理空间信息，其整合、集成不属于地理信息系统的作用；获取实时通讯信息是通讯工具的作用。

第4题，从示意图中可看出，智慧城市实际上就是高度信息化的城市管理系统，智慧政务、智慧交通和智慧社区都属于城市管理和服务范畴。

因此智慧城市建设能够提升服务功能。

]

◎考法3　判读区域分布图，考查地理信息技术的应用

（2016·浙江高考）云杉（亚寒带代表性针叶树种）分布与全球气候变化密切相关。

为研究北美洲气候变化，用恢复历史植物分布的方法，得到距今2.1万年（图甲）、距今五千年（图乙）和距今五百年（图丙）北美洲云杉主要分布区图。

完成下题。

甲　　　　　乙　　　　　丙

5．运用地理信息技术得到甲、乙、丙三幅云杉主要分布区图，其研究过程是（　　）

①实验分析并建立云杉主要分布区地理信息数据库

②运用GPS对野外采样点进行空间定位　③运用GIS分析和输出云杉主要分布区地理信息数据

A．①②③　　　　　B．①③②

C．③②①D．②①③

D　[运用地理信息技术获取三幅云杉主要分布区图，首先需要通过GPS获取云杉分布区的位置信息，然后建立云杉分布信息的数据库，最后用GIS进行分析处理，并输出数据（云杉主要分布区图），所以其研究过程是②①③，故选项D正确。

]

◎考法4　结合时事热点分析，考查地理信息技术的应用

（2019·武汉调研）摩拜单车，一种基于移动APP和智能硬件开发而兴办的无桩借还共享单车出行模式。

使用摩拜单车智能手机软件，用户可以用自己的手机查看单车位置，继而预约并找到所选单车。

然后通过扫描车身上的二维码开锁即可骑行。

摩拜单车不仅为城市居民的短途出行提供了便捷的共享单车服务，更倡导着健康、低碳的生活方式。

据此完成6～7题。

6．在摩拜单车的约车、找车过程中，应用的地理信息技术有（　　）

A．RS　GPS　　　B．GPS　GIS

C．RS　GISD．GIS　GPRS

7．共享单车的推广使用，其产生的影响主要有（　　）

①城市空气质量有所改善　②城区交通拥堵有所缓解　③城市公交客流大大减少　④城市交通规划有所调整

A．①②③B．②③④

C．①③④D．①②④

6．B　7.D　[第6题，“用户可以用自己的手机查看单车位置，继而预约并找到所选单车”，必然要对单车进行定位、查询，故需要应用GPS和GIS。

第7题，共享单车主要是为城市居民的“短途出行”提供便利，故不会使城市公交客流大幅下降，则③错误，故D正确。

]

学科素养提能——地理图表专攻（十四）|“3S”图像的判读

“3S”图像往往作为考查的载体，主要考查“3S”技术的应用。

在遥感图像中，主要是遥感影像图及根据遥感影像绘制的图形；GIS图像主要是根据GIS的图层叠加原理，展示不同的图层；GPS多以材料为背景，图像呈现不多，一般仅通过手持机界面图或工作流程图来考查，与RS及GIS的综合应用所得的图像也是较为常见的呈现方式。

图1　　某冰川遥感影像　　　图2　GIS图层叠加示意图

　图3　手持机界面图　

一、判读此类图像应知应会的基础知识

1．把握“3S”的功能特点

特点和功能

简单理解

遥感（RS）

地表观察、地理数据收集

是什么？

有什么？

全球定位系统（GPS）

空间位置（地理坐标）的确定、导航

在哪里？

地理信息系统（GIS）

数据采集、数据分析、决策应用

为什么？

有何联系？

如何利用、解决？

2.把握“3S”的图像特点

“3S”图像的判读，主要是立足“3S”技术的应用，图像是载体，各自特点如下：

（1）遥感图像：

主要通过遥感影像显示地物的形状、面积、色彩等特征（如图1）。

（2）GIS图像：

主要是根据图层叠加原理而形成的专题电子地图（如图2、图4）。

（3）GPS图像：

主要是呈现GPS设备的工作界面或工作流程图（如图3）。

二、判读此类图像的分类判读技巧

1．遥感影像图的判读（如图1）

（1）确定主题内容：

首先要明确遥感影像图片的主题内容，这是进行准确判读的前提，如图1中突出的主题是某地冰川的分布形态。

（2）看色调辨地物：

抓住色调和形状两个要素进行判断，辨析重要地物。

一般地物，如水体、城市、道路、农业用地、林地等的简易判读标志如下表所示：

类型

形状特征和色调深浅

河流

常为界线明显、自然弯曲、宽窄不一的带状，上面常有堤坝、桥梁等人工建筑。

河水比较混浊或者水较浅，则色调浅；河水清澈或水较深，则色调较深

湖泊

湖岸呈自然弯曲的闭合曲线，轮廓较为明显。

常为均匀的深色调

城市

钢筋水泥结构的房屋，排列较规则整齐；砖木结构的房屋排列不规则；钢筋水泥结构的房屋色调多为浅灰；砖木结构的房屋色调多为深灰；城市的夜景在周围深色调的背景下，呈点状或面状亮区

道路

一般呈线状延伸，道路间有交叉点。

色调从浅灰到深灰。

简易公路多为砂石路面，色调较浅；沥青路面呈深灰色

农业用地

在形态特征上常常是被道路分隔为一块块长方形

林地

往往可以观察到高大树木投下的阴影

（3）找变化析原因：

对判读出的重要地物进行分析、推理，找出变化发展趋势，并结合区域特征做出合理解释。

2．GIS图层叠加示意图的判读（如图2）

⇓

⇓

典⇓例

叠加图层

新生（应用）主体

人口密度与交通线路及规划图

新建商业中心选址

河流分布、坡度分布、土石分布

泥石流易发区

水系、土地利用、居民点、地形、土壤

耕地的分类和评价

水系、土地利用、居民点、地形、土壤、水文地质、区域规划

深埋垃圾场选址

人口密度图、行政区划图、行政区人口基数

各行政区人口增长率

坡向分布、岩石倾斜

滑坡易发区

3.全球定位系统图像及综合图的判读

（1）手持机界面图（如图3）：

主要是判读界面上的地理坐标和海拔高度。

（2）综合图（如图4）：

常见的如某城市中心城区月交通事故次数示意图，应借助于GPS和GIS制作。

导航地图，需要运用GPS和GIS。

[母题示例]　（2015·江苏高考）图1为某冰川所在区域遥感影像，图2为根据1973、2009年遥感影像提取的该冰川分布图层（局部），图中每个方格面积表示900平方米。

读图回答1～2题。

图1　　　　　　　图2

1．图1中甲点所处的地形是（　　）

A．山谷B．山脊　　C．冲积扇　　D．盆地

2．图2所示区域冰川面积变化的情况是（　　）

A．减少了1800平方米

B．增加了1800平方米

C．增加了2700平方米

D．减少了2700平方米

[解图流程]　

[尝试解答]　1.A　2.D

（2019·郑州月考）下图为某专题研究建立的地理信息系统（GIS）图层。

据此完成1～2题。

1．该专题研究可能是（　　）

A．耕地分类和评价

B．工业分布与交通的关系

C．商业分布和规划

D．学校分布

2．若利用该地理信息系统进行深理垃圾场的选址，在下列图层中应增加（　　）

①大气污染　②区域规划　③造纸厂、印刷厂分布　④水文地质

A．①②　　　　　　B．①③

C．②③D．②④

1．A　2.D　[第1题，工业分布与交通的关系相关性不明显，商业分布和规划、学校布局等应该与交通运输、人口数量有更密切的联系，故BCD项与图层相关性不密切，只有耕地分类和评价与图中图层联系密切。

第2题，垃圾深埋易对地下水造成污染，并且会对某些地表功能区的布局产生影响。

深埋垃圾场选址应考虑水文地质和区域规划，而大气污染、造纸厂、印刷厂分布与深埋垃圾场选址无关。

]

随堂小测|检验复习效果

（教师用书独具）

读我国“高分三号”卫星发回的高分卫星融合影像图，回答1～2题。

1．获得该图像的主要技术手段是（　　）

A．遥感技术　　　　　B．地理信息系统

C．全球定位系统D．数字地球

2．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

1．A　2.B　[第1题，该图像为卫星影像图，是利用遥感技术获得的。

第2题，RS可获取矿床露头信息，GIS可分析矿产种类、水灾损失，GPS可获取矿床露头位置。

]

3．（2014·山东高考）下图为我国某区域冬季某日8时至次日8时的降雪量和积雪深度分布图，道路积雪会影响交通，应用GPS技术可以（　　）

A．获取道路积雪影像数据

B．解译积雪遥感影像

C．分析道路积雪空间分布

D．确定待救援车辆位置

D　[GPS具有导航、定位功能，而“获取”是RS的主要功能，“解译”“分析”是GIS的主要功能，所以选D。

]

下图是我国东南某区域借助GIS系统识别生态、生产和生活空间的一组图像资料。

读图，回答4～5题。

4．图中（　　）

A．甲地宜大规模种植水稻

B．乙河自南向北，流速较快

C．丙地的城镇化水平最低

D．丁比戊地更宜建高速公路

5．在进行绿色宜居城镇发展规划时，还需要叠加该区域的（　　）

①降水分布图　②土地利用图　③空气质量图　④矿产分布图　⑤人口分布图

A．①②　　B．③④

C．②③⑤D．①③⑤

4．D　5.C　[第4题，从图中可看出，甲地位于丘陵、山区，不适合大规模发展水稻种植；乙河自北向南流，流速较快；丙地供水管网密集，城镇化水平较高；丁位于城市边缘，比戊地更宜建高速公路。

第5题，进行绿色宜居城镇发展规划时，还需要叠加该区域的土地利用图、空气质量图、人口分布图，降水分布图和矿产分布图对绿色宜居城镇发展规划影响不大。

]