地理③必修12《地理信息技术在区域地理环境研究中的应用》教案Word格式文档下载.docx
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数字地球：
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。
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、可持续开展和日常的工作、学习、生活、娱乐效劳。
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根底，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。
数字地球是对真实地球及其相关现象统一的数字化重现和认识。
其核心思想是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会活动诸方面的问题，最大限度地利用资源，并使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们所想了解的有关地球的信息，其特点是嵌入海量地理数据，实现多分辨率、三维对地球的描述，即“虚拟地球〞。
第一课时
教学目标
一、知识与技能
1．了解遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理，以及数字地球的含义。
2．举例说明遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境研究中的应用。
二、过程与方法
体验地理信息技术在人们生活和生产中的应用。
三、情感、态度与价值观
通过学习，培养学生的求知欲。
教学重点、难点
1．遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理，以及数字地球的含义。
2．遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境研究中的应用。
突破方法：
互联网技术和多媒体展示。
教法与学法导航
教法：
比较法、图示分析法、图示法等。
学法：
比较法、图示分析法。
教学准备
教师准备：
有关挂图、自制图表、多媒体课件等。
学生准备：
预习教材，利用互联网搜集资料，了解地理信息技术的有关知识。
教学过程
导入新课
相信喜欢上网的同学们，一定听说过GoogleEarth，这是一个虚拟地球仪软件，在这个软件上，用户可以免费浏览全球各地的高清晰度图片，那么能够引发世人如此关注的图片是怎么得来的呢？
这些图片又可以为人们提供哪些效劳呢？
通过这一节的学习我们就来解答这个问题。
今天开始我们来学习第二节：
地理信息技术
讲授新课
我们首先来了解有关地理信息技术的根底知识。
首先是它的概念：
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化技术的总称。
主要包括遥感、全球定位系统和地理信息系统等，一般我们把它叫3S。
它的应用范围是非常广泛的，尤其是在区域地理环境研究中，在资源的调查环境监测、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。
一、地理信息技术
1．概念：
指获取、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术的总称，主要包括遥感〔RS〕、全球定位系统〔GPS〕和地理信息系统〔GIS〕等。
2．应用——广泛
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。
如：
可以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。
GPS汽车导航、空间信息网站、城市多媒体地理信息系统等。
过渡：
我们就先来看一下遥感。
它的英文是RemoteSensing，缩写就是RS。
遥感就是指人们在航空器〔比方说像飞机或者是高空的气球〕或者是在航天器〔比方说人造卫星〕上，利用一定的技术装备，对地球外表的物体进行遥远的感知。
二、遥感〔RS〕
是人们在航空器或航天器上利用一定的技术装备，对地表物体进行远距离的感知。
那么为什么能够进行遥远的感知呢？
因为地球上所有的物体都在不停地发射、反射、吸收电磁波，而且不同物体对电磁波的发射、反射、吸收的特性又是不同的。
遥感就是通过传感器遥远地感知物体的不同波段的电磁波，然后将这些信息转换成图像，再用不同的颜色反映出这种差异来，人们就可以通过判读不同的颜色来识别地表事物了。
了解了遥感的原理我们再来看看它的主要装置和主要环节
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。
〔教材P6图1.4〕
〔2〕组成〔了解〕
遥感平台、传感器、地面接收站、信息处理系统等。
3．遥感技术的主要环节和功能
遥感技术主要环节
目标物
传感器
遥感地面系统
成果
遥感功能
物体辐射和反射电磁波
收集、传输信息
接收信息，处理、分析信息
专业图件或统计数字
案例介绍：
2021年洞庭湖及荆江地区飞机、卫星遥感影像对洪水监测
2021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。
教材P7图1.5〔左图〕是飞机遥感影像，在阴雨天气的情况下，通过微波遥感，透过层层云雨阴隔而得到的图像，地物仍具很高的分辨率，经过计算机处理后，教材P7图1.6〔左图〕更是清楚地显示了洪水的淹没情况。
教材P7图1.5〔右图〕是卫星遥感影像，同样经过计算机处理后，教材P7图1.6〔右图〕能清楚地显示当时该地区淹没地区的分布。
通过不同时间，不同遥感平台得到的影像，再经过计算机处理技术，我们就能快捷、准确地统计出洪水的淹没情况。
可见，遥感技术具有很多的优点。
遥感有哪些优越性呢？
4．遥感的优越性〔此局部可以请学生思考讨论总结完成〕
①提高研究工作的精度和质量，节省人力、财力，提高效率。
从点、线实地观测。
传统的工作方法：
面上的分析研究。
遥感技术：
从面上的区域分析研究入手，有重点地选择假设干点、线进行野外验证和检查。
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开展，提供了条件。
遥感的用途有哪些？
区域地理环境研究的前提是获取地理信息。
例如，将屡次或逐月、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。
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。
5．遥感技术的应用
通过P8【阅读】材料，使学生了解如下问题：
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．作物估产是表达遥感在农业方面综合应用的最好例证。
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、需要人力更少、财力投入少。
2．有人说：
遥感是人的视力的延伸。
你同意这种看法吗？
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。
课堂小结
遥感技术是国土整治和区域开展研究中应用较广的技术手段之一，我国在这个领域已经走在了世界的前列。
我国的大局部土地已经获得了大比例尺的航空影像资料，成功发射了回收式国土资源卫星，自行研制发射了“风云〞卫星。
遥感技术为我国自然资源开发与利用提供了大量的有用的资料，在我国农业估产、灾害监测、矿产勘察、土地利用、环境管理与城乡规划中起到了非常重要的作用。
遥感只是地理信息技术的一种，还有GIS和GPS，我们下节课再来继续学习。
板书展示
第二节地理信息技术在区域地理环境研究中的应用
1．概念
2．应用
4．遥感的优越性
课堂作业
1．地理信息系统的简要程序是〔 〕
A．信息源→数据处理→数据库→空间分析→表达
B．信息源→空间分析→数据处理→数据库→表达
C．信息源→空间分析→数据库→数据处理→表达
D．信息源→数据库→数据处理→空间分析→表达
2．遥感探测范围由大到小依次是〔 〕
A．飞机、陆地卫星、宇宙飞船B．宇宙飞船、陆地卫星、飞机
C．陆地飞机、宇宙飞船D．陆地卫星、宇宙飞船、飞机
3．在阴雨天气中，对地物的分辨率较高的是〔 〕
A．飞机可见光遥感B．卫星可见光遥感
C．飞机微波遥感D．卫星微波遥感
4．两颗卫星同时运行，每隔9天可以覆盖地球一遍，说明遥感技术〔 〕
A．受地面条件限制少B．测量范围大
C．手段多，获得的信息量大D．获得资料速度快、周期短
遥感技术可以根据不同的目的和任务，选用不同的波段和不同的遥感仪器，取得所需的信息。
除地表外，遥感能探测一定深度的海底和冰层。
微波遥感还具有全天候工作的能力。
据此完成5—6题。
5．以上材料说明遥感技术〔 〕
A．探测范围小B．用途广
C．受地面条件限制少D．手段多，获得的信息量大
6．为获取所需的不同信息，完成不同的目的和任务，遥感可用〔 〕
A．不同的传感器B．不同的运载工具
C．不同的波段和不同的遥感仪器D．不同的电磁波
7．以下图所反映的是“雪地、沙漠、湿地、小麦的反射光谱曲线〞。
读图完成以下问题。
〔1〕4种地物中反射率最高的是______________；
最低的是______________。
〔2〕小麦在______________到______________波段最容易与其他地物区分开来。
〔3〕遥感技术中运用到的物理学中的根本知识是
______________________________________________________________。
〔4〕说出遥感技术在国民经济中有何运用？
参考答案：
1．解析：
地理信息系统，首先根据地图、遥感图像、野外考察等信息源获取数据，再进行数据处理，进入数据库，然后进行空间分析和表达。
答案：
A
2．解析：
遥感探测范围大小，与传感器运载工具的飞行高度有关。
B
3．解析：
阴雨天气时，云层可阻断可见光遥感，难以获得地面的清晰影像。
微波遥感不受云、雨干扰，可获得较为理想的影像。
飞机距地面高度低于卫星，其遥感清晰度高。
C
4．解析：
此题主要考查遥感信息技术的特点。
D
5—6解析：
此组题考查从材料中提取信息的能力。
遥感技术可根据不同的目的，选用不同波段和不同的遥感仪器，由此可知遥感技术手段多，获得的信息量大。
5．D 6．C
7．解析：
此题是对遥感技术的综合考查，要对遥感的概念、特点、相关的物理原理和实际应用等有个整体的了解。
遥感就是从遥远的地方感知事物，即不直接接触，而从遥远的高空感知地物。
俗话说，站得高，看得远。
在遥远的高空，视野开阔，因此看到的地理事物范围很大。
遥感技术是利用传感器接收信息并应用遥感信息的全过程。
传感器是直接获得目标物信息的仪器，用以测量和记录目标物的电磁辐射强度和特性，是遥感技术系统的重要组成局部。
由于技术的进步和应用领域的不断开拓，在研制传感器时，对其功能的要求要比人眼有很大提高。
例如感应的波谱范围更宽，从紫外线到可见光、红外线，并延伸到微波；
提高光谱分辨率和空间分辨率；
要求在夜晚或恶劣天气情况下也能使用，并有一定的穿透能力；
等等。
从图中可以看出，4种地物中反射率最高的是雪地，最低的是湿地。
小麦在0.7到0.95微米的波段最容易与其他地物区分开来。
因此可以看出，遥感是人眼视力的延伸，它具有人眼不可比较的许多优点。
遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、海洋、水文、气象、测绘、环境保护、防灾救灾和军事侦察等许多领域。
〔1〕雪地 湿地
〔2〕0.7 0.95
〔3〕地球上的每一个物体都在以电磁波的形式，不停地吸收、发射、反射信息和能量，不同物体在不同环境下其发射、反射的电磁波是不同的。
〔4〕遥感技术可以效劳于资源勘探、动态监测等。
教学反思
对于遥感等地理信息技术，学生接触少，较陌生，教师应尽可能地利用互联网、多媒体给学生以直观的展示。
第二课时
体验并初步了解、掌握地理信息技术在人们生活和生产中的应用。
通过学习，培养学生的求知和探索欲望。
教学重点与难点
互联网技术和多媒体展示
有关挂图等、自制图表、多媒体课件等。
导入新课：
上节课我们学习了遥感技术，本节课我们再来学习全球定位系统、地理信息系统、以及数字地球的有关知识。
首先学习全球定位系统。
三、全球定位系统〔GPS〕
利用卫星在全球范围内适时进行导航、定位的系统，称为全球定位系统，简称GPS。
2．组成：
空间局部——GPS卫星星座〔教材P8图1.7〕；
地面控制局部——地面监控系统；
用户设备局部——GPS信号接收机。
3．特点：
全能性〔陆地、海洋、航空和航天〕、全球性、全天候、连续性和实时性。
4．应用
〔1〕为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。
〔2〕在区域地理环境研究中的应用。
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
无论在何时何地，只要拥有GPS信号接收机，就能知道自己前进的方向和所处的地理坐标。
利用GPS为导航效劳也成为—种新兴的行业〔教材P9图1.8〕。
GPS汽车导航〔教材P9图1.8〕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。
5．GPS卫星星座
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6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4颗GPS卫星。
在GPS汽车导航中，信息在汽车、卫星和效劳中心之间是怎样传递的？
汽车中的GPS用户设备接收了GPS卫星信息，解算出本车的位置、速度等信息，并通过无线电信号传送至效劳中心。
效劳中心再根据汽车所在的位置、及时通过语言提示为汽车导航。
通过【阅读】材料，大致了解我国的卫星导航定位系统。
地理信息系统又是什么？
工作程序和应用领域有哪些？
四、地理信息系统〔GIS〕
专门处理地理空间数据的汁算机系统，称为“地理信息系统〞，简称“GIS〞。
2．地理信息系统的简要程序
教师指图讲解，使学生对地理信息系统的过程有一般性了解。
3．应用
应用的领域相当广泛，但凡用到地图或需要处理地理空间数据的领域都可用到。
〔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、特征和开展规律的模型。
〔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。
〔3〕在利用遥感、全球定位系统等提供的地理信息的根底上，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。
〔4〕地理信息系统在城市管理中的应用已得到推广。
1．与地图相比，地理信息系统具有哪些优点？
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清楚显；
时效性好；
更新快等等。
地理信息系统是地图的延伸。
你怎样理解？
从地理信息系统是一个多维的地图等方面思考。
以上我们学习了地理信息技术的有关知识，下面我们再来学习数字地球的有关内容。
五、地理信息技术与数字地球
1.“3S〞的关系
〔1〕联系：
既互为独立开展又相互促进。
〔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又对地理信息数据进行管理、查询、更新、空间分析和应用评价。
2．数字地球
〔1〕概念：
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〕原理和应用：
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。
活动
1．教材P7图1.5和图1.6显示的对洪水灾害的监测和统计除运用了遥感技术外，还运用了哪种地理信息技术？
这两种地理信息技术在这次洪灾监测和统计中具有怎样的相互关系？
教材P7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．城市110指挥中心在接到报警后，能在最短的时间内指挥警车到达出事地点。
为提高出警效率，许多城市配备了巡警车。
应用地理信息技术可大大提高出警效率〔教材P7图1.11〕。
〔1〕110指挥中心要随时掌握每辆巡警车在城市中的位置，可以利用哪一种地理信息技术？
可以利用全球定位系统
〔2〕110指挥中心要确定哪一辆巡警车离出事地点最近，可以利用哪一种地理信息技术？
可以利用地理信息系统
〔3〕110指挥中心要判定最近的警车至出事地点的道路是否畅通，还需要利用哪些技术?
如果存在严重交通堵塞，110指挥中心又该怎么办？
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〕假设你是110指挥中心的调度员，描述在接到报警到指挥警车前往出事地点的工作程序。
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〕由此例推想，地理信息技术还可以应用于城市管理的哪些部门中？
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。
现代地理学中，3S技术学科的开展与应用，日益成为地理学前沿科学研究的重要领域，并成为地理学效劳于社会生产的主要途径，现在3S技术已经广泛应用于社会的各个领域。
它们既有分工又有联系。
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信息的空间定位，地理信息系统主要用来对地理信息数据的管理、更新、分析等。
其中，遥感技术为地理信息系统提供信息数据，加快了地理信息数据库系统的更新，保证了地理信息系统的时效性，全球定位系统为遥感信息数据地面定位目标选择、野外验证、图像分类等提供了必要的数据信息，为更好地利用遥感技术解决实际问题提供支持。
第二节
地理信息技术在区域地理环境研究中的应用
2．组成
3．特点
全能性（陆地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、连续性和实时性
〔1〕为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间
〔2〕在日常生活中应用——GPS导航
1．“3S〞的关系
课堂作业
1．无论是在飞机或汽车上，还是在野外考察旅行，只要拥有大小的GPS信号接收机，你就能随时知道〔 〕
A．自己所在地的季节B．自己所在地的天气
C．自己所在地的地理坐标D
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