2019_2020学年高中地理第一章地理信息技术在区域地理环境研究中的应用教学案新人教版.docx

第二节地理信息技术在区域地理环境研究中的应用自主学习一、地理信息技术1概念：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。自我探究地理信息技术就是“3S”技术吗？提示地理信息技术是获取、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“3S”技术而不是只有“3S”技术。2应用二、遥感(RS)1概念人们在航空器(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遥感的关键装置一种被称为传感器的仪器。自我探究传感器运载工具的飞行高度对遥感的影响有哪些？提示传感器运载工具的飞行高度越高，探测的范围越大，获得资料的速度越快、周期越短，地物的分辨率越低。3主要环节4原理地面物体的种类、性质、环境条件不同，其反射和辐射的电磁波也各不相同。5在区域分析中的作用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发展，提供了条件。6应用资源调查、环境监测、自然灾害防御监测等领域。卫星遥感高度高，探测范围大，资料获取速度快，周期短，地物分辨率低；而飞机遥感高度低，探测范围小，资料获取速度慢，周期长，地物分辨率高。自我探究在区域地理环境研究中，遥感与实地测绘的传统方法相比，具有哪些优势？提示遥感技术探测的范围大，获取信息的速度快，对地物的分辨率较高，不受地物阻隔的影响等。三、全球定位系统(GPS)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(1)空间部分GPS卫星星座。(2)地面控制部分地面监控系统。(3)用户设备部分GPS信号接收机。3特点：提供精密的三维坐标(经度、纬度、高度)、速度、时间，且具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的特点。4应用：确定考察点的地理位置(经度和纬度)、高程(海拔)。自我探究涉及到位置(高度)及其变化的都必须使用GPS吗？提示不是的。使用GPS进行定位必须有GPS信号接收机，因而不是所有涉及到位置(高度)及其变化的都必须使用GPS，比如海平面的上升幅度、台风中心的位置及移动等需要借助RS来确定。四、地理信息系统(GIS)1概念：专门处理地理空间数据的计算机系统，简称“GIS”。2功能：对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达。3简要程序：信息源数据处理数据库空间分析表达。4应用(1)区域地理环境研究空间信息提供反映区域状况的各种空间信息分析、加工信息，建立模型更精确地分析、评价区域内的自然资源和自然条件、区位和交通条件、人口和劳动力条件、经济和社会条件对环境和自然灾害进行动态监测及评估预测。(2)城市管理自我探究与地图相比，地理信息系统有哪些优点？提示信息量大，使用方便，地理信息系统可提供反映区域状况的各种空间信息，并可建立揭示区域结构特征和发展规律的模型。功能强大完备，地理信息系统可以提供查询检索、空间分析、修改补充、距离测算等多种功能。能够进行动态监测和评估预测。五、地理信息技术与数字地球1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。23S技术与数字地球的关系自我反馈1下列关于地理信息技术的叙述，正确的是()A地理信息技术通常被称为“3S”技术，即RS、GRS、GISB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C应用地理信息技术，不可以模拟特定区域的全过程，只能预测、预报区域内可能发生的灾害或环境变化D地理信息技术只能应用于资源调查、环境监测、自然灾害防御监测答案B解析地理信息技术通常被称为“3S”技术，即遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)。地理信息技术广泛应用于资源调查、环境监测、自然灾害防御监测等，并且应用越来越大众化，如GPS汽车导航等。2我国利用卫星在疑似坠机海域寻找到疑似漂浮物，并传回了疑似漂浮物的卫星像片。利用卫星寻找飞机残骸所使用的地理信息技术是()AGIS BGPS CRS DGPRS答案C解析地理信息系统主要对采集到的数据进行整理、分析，建立数据模型等；全球定位系统主要用于导航、定位；遥感技术主要用于信息的采集，通过地面不同物体反射或辐射的不同电磁波，进行数据采集和实时监控。3GPS最初是为军队应用而建立的，提供美国士兵配备的GPS接收机接收到信号的空间卫星至少()A3颗 B4颗 C5颗 D6颗答案B解析在用GPS导航定位时，要想获得准确的三维信息(经度、纬度和高程)，必须接收到4颗GPS卫星的信号。4土地利用信息数据库在数字城市规划中不能用于()A分析应急避难场所数量B确定市区停车场的规模C决策公交线路合理布局D统计城市流动人口数量答案D解析土地利用信息数据库是地理空间数据的一种，因此在数字城市规划中不能用于统计城市流动人口的数量。活动点拨教材P8思考1通过与传统的区域地理环境研究方法相比较，我们可以知道遥感的特点：(1)“站得高，看得远”，遥感的视野宽、范围大；(2)无论航空器还是航天器，运行的速度都较快，能在短时间内收集大量的信息，并能运用现代技术进行信息传输和处理，具有获得资料速度快、周期短的特点；(3)从总的方面看，遥感的运用比传统的方法节省大量的人力、财力。2遥感是人的视力的延伸，在一定意义上说有一定的道理，但不全面，人眼在可见光范围内有很高的光谱分辨率，但在可见光之外则视而不见。由于技术的进步和应用领域的不断开拓，传感器的功能比人眼有了很大提高，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，提高了光谱分辨率和空间分辨率；在夜晚或恶劣天气情况下也能使用；有一定的穿透能力等。微波遥感对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有一定的穿透能力，又能夜以继日地全天候工作。可见遥感不仅仅是人的视力的延伸。教材P9思考在GPS汽车导航中，信息在汽车、卫星和服务中心之间的传递过程如图所示：GPS卫星不断发射GPS信号，接收机收到信号后解算出汽车所在的地理位置；驾驶员输入出发地和目的地并传送给服务中心；服务中心为其确定可行路线，并通过卫星传输给汽车，汽车在GPS卫星信号引导下到达目的地。教材P11思考1在图1.11所示的地理信息系统中，可能用到的数据包括：城区综合地图数据、医疗资源分布数据、城市道路交通数据、传染病种数据等。2地理信息系统在城市管理中的优势主要是：地理信息系统的数据库管理有利于城市的各种数据信息归并到统一系统中，最后进行城市与区域多目标的开发与规划，包括城镇总体规划、城市建设用地适宜性评价、环境质量评价、道路交通规划、公共设施配置，以及城市环境的动态监测等。这些规划功能的实现，是以地理信息系统的空间搜索方法、多种信息的叠加处理和一系列分析软件的应用来加以保证的。地理信息系统还可以用于城市环境管理，为城市环境管理部门提供数据和信息存储方法基础数据库系统；提供环境管理的数据统计、报表和图形编制方法；建立环境污染的若干模型，为环境管理决策提供支持；提供环保部门办公软件；提供信息传输的方法和手段等。此外，地理信息系统还可应用于城市灾害监测、规划决策等。教材P12活动1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，还运用了地理信息系统，对获得的遥感信息数据进行了分析和处理。在这次洪水中，运用遥感技术迅速、准确地获取了全面的资料，又运用地理信息系统对数据进行管理，根据各种要求对受灾地区进行快捷且较为准确的统计。由此看出，遥感信息是地理信息系统的重要信息源，地理信息系统则对遥感信息进行了空间分析，最终形成成果(专业图件、统计数字)。2(1)全球定位系统。(2)利用地理信息系统的交通图层，确定哪一辆巡警车离出事地点最近。(3)要判定最近的警车至出事地点的道路是否畅通，还需要利用摄像和视频传输技术。如果存在严重交通堵塞，可利用全球定位系统和地理信息系统，指挥距交通堵塞处最近的巡警车疏通交通，或者改经另外一条线路到达出事地点。(4)接到报警电话后，首先打开城市地理信息系统，运用全球定位系统确定距离出事地点最近的警车，然后利用无线电话通知其赶往出事地点。接警确认出事地点了解出事地点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警车前往出事地点。(5)由此例子推想，地理信息技术还可以应用于交通指挥调度、救护、救火、环境管理等工作和商业组织管理、城市规划、物流等部门。探究点遥感技术及应用阅读材料，探究下列问题。不同物体和物体的不同状态具有不同的电磁波特性，卫星传感器探测地表物体对电磁波的反射和物体自身发射的电磁波，然后按照一定的规律把电磁辐射转换成图像，经过处理，提取物体信息，完成远距离识别物体和物体的状态，这就是遥感工作的基本原理。(1)根据以上文字材料，请你设计用遥感技术对我国滇池流域水质状况监测的方案，并提出治理的措施。(2)请照例另拟列出卫星遥感技术的两个应用领域及相关的课题名称。序号应用领域课题名称例防灾减灾长江流域洪水动态分析答案(1)方案A：获得滇池水质状况遥感影像资料(或建立滇池水质遥感监测预报系统)。方案B：对水质出现的异常状况进行分析，提出预报(或根据遥感信息对水质状况监测分析，提出防治措施)。措施A：防止工业“三废”(或农田废水/污染河水/其他废弃物)直接排入湖中。措施B：保护滇池周边生态环境；对已污染水体进行(人工或生化方法)治理。(2)序号应用领域课题名称例防灾减灾长江流域洪水动态分析资源普查野生藏羚羊种群数量及分布环境监测太湖的污染监测遥感的应用1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，用图像处理技术，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、环境保护等部门服务2在环境、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，有助于灾害的预防、环境的治理和保护。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、农林病虫害、森林火灾等有利于防灾减灾3农业、林业方面的应用在农业方面，利用遥感技术可以识别各类农作物，计算其种植面积，并根据作物生长情况估计产量。在林业方面，利用遥感技术可以清查森林资源、监测森林火灾和病虫害。如下图所示：目前遥感技术已被广泛应用于资源普查、灾害和环境监测等领域。据此回答(1)(2)题。(1)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。下图反映了甲、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第30天B第75天C第100天D第130天(2)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思维流程答案(1)A(2)D方法指导解译遥感图像的方法对比分析法对比分析是指用不同波段、不同时间的卫星图像以及地面的已知资料进行对比，对比的目的在于相互补充、相互验证，从卫星图像上提取更多有用的信息，使判读结果更加准确可靠。探究点全球定位系统的应用中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。它是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。据此探究下列问题。(1)比较我国北斗卫星导航系统与GPS功能的异同。(2)为精确获得观测点的经纬度和高程，应使该地可以同时观测到几颗以上的卫星？答案(1)相同点：授时、导航、定位。不同点：北斗卫星导航系统还具有短报文通信功能。(2)4颗以上。全球定位系统(GPS)的应用全球定位系统广泛应用于军用、民用两领域，在军用领域主要体现在定位和导航两大方面，在民用领域主要体现在以下几个方面：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思维流程选项正误原因精析ARS获取道路积雪影像数据BGIS解译积雪遥感影像，分析道路积雪空间分布CDGPS主要用于定位、导航，因此可以确定待救援车辆的位置答案D方法指导GPS导航原理探究点地理信息系统的应用2016年10月25日，北京超图软件股份有限公司在京发布了其新产品“SuperMapGIS8C(2017)”，添加了空间大数据引擎，为用户基于地理信息的大数据处理、挖掘与分析提供了便利。“超图提供的不是大数据本身，而是大数据的处理能力与处理平台，让更多人拥有处理时空大数据能力。”超图副总裁、研究院院长李绍俊介绍，新版本提供大宗数据的自动分割功能，增加了空间统计分析模块，可用于疾病、犯罪等空间数据的统计分析。此外，新版本还优化了三维地图显示性能，支持VR头盔，并首次添加室内导航功能。据此探究下列问题。(1)“SuperMapGIS8C(2017)”属于“3S”系统中的哪一类？(2)“SuperMapGIS8C(2017)”的工作过程需要哪些环节？答案(1)GIS。(2)信息输入、数据处理、数据库管理、空间分析、信息输出等。地理信息系统可应用的领域相当广泛，可以说，凡是用到地图或需要处理地理空间数据的领域，都可以借助GIS。1GIS在灾害监测中的应用应用地理信息系统，并借助遥感技术，可有效地监测和预报洪涝灾害、森林火灾等。2GIS在区域地理环境研究中的应用3GIS在城市管理中的应用从南海、东海、黄海到渤海，我国18000km的大陆海岸线上，每天都在上演“填海大戏”。读图，完成(1)(2)题。(1)通过图示GIS空间分析，能得到近年来我国()A填海区人口迁入数量B填海区植被类型C填海区土地利用类型D填海区面积(2)图示GIS应用的领域是()A环境评估B国土管理C城市规划D灾害预测思维流程答案(1)D(2)B方法指导技术手段的选取掌握各自工作对象是关键，具体如下：GPS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，如导航、珠穆朗玛峰高度测量等；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，如要监测森林火灾则应选用RS，要在某城市选取大型商业中心区位则应选用GIS。同样一项工作往往可能在这次使用的是一种技术，而另一次则使用了另一种技术，甚至是同时使用了多种技术，因此，要认真审清题目，提炼题目中的信息，如“某山区森林火灾发生后，扑救工作动用了卫星监测定位，并运用计算机软件对火势情况进行了分析和预测”这一事件中，使用卫星监测是RS的应用，卫星定位则是GPS的应用，计算机处理信息并得出预测结果则是GIS的应用。探究点遥感技术及应用1下图展现了某一时刻地球晨昏线的分布，获得图片资料的地理信息技术是()ARSBGISCGPSD数字地球答案A解析图示是某一时刻地球晨昏线分布的影像，对昼夜的观测利用的是遥感。2在农业方面，运用遥感能够()监测耕地变化调查作物分布估测粮食产量跟踪产品流向ABCD答案A解析遥感能监测耕地变化、作物分布及根据作物长势估测粮食产量等。跟踪产品流向不是遥感的功能。探究点全球定位系统的应用北京时间2017年8月8日21时19分46秒，四川阿坝州九寨沟县(33.20N,103.82E)发生7级地震，震源深度20千米。据此回答34题。3准确定位地震的震中(33.20N,103.82E)主要用到的技术是()A飞机航拍BGISCRSDGPS答案D解析准确确定震中的位置需要对当地的地理坐标进行定位，需要用到GPS技术。GPS技术是定位、导航系统，飞机航拍属于遥感技术(RS)，只能获取影像；GIS主要是用于查询、分析、存储，故选D项。4“北斗”卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统，将来可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务，并具有短报文通信能力。“北斗”卫星导航系统在抗震救灾中发挥的主要作用有()提供灾区的影像统计灾区的经济损失确定救灾人员的位置进行短报文通信A B C D答案A解析在抗震救灾中能够提供灾区影像的是遥感技术，统计灾区的经济损失需要用到GIS，卫星导航系统可以确定救灾人员的位置和进行短报文通信，故A项正确。探究点地理信息系统的应用5地理信息系统()A主要是记录地理事物的计算机系统B具有空间分析的能力，没有动态预测能力C是地图绘制系统D是专门处理地理空间数据的计算机系统答案D解析地理信息系统是专门处理地理空间数据的计算机系统。它能对空间数据进行输入、管理、分析和表达，具有动态预测能力，它是地图的延伸，凡是用到地图或需要处理地理空间数据的领域，均可以借助地理信息系统。6下面属于地理信息系统的应用领域的有()防灾减灾交通管理城市规划医疗服务学生管理ABCD答案B解析地理信息系统应用领域有多个方面，它几乎涉及国民经济的方方面面。20世纪90年代以来，GIS作为空间信息获取、管理和应用的技术体系，在社会经济信息化中发挥了重要作用，现已广泛应用于金融、电信、交通、国土资源调查、电力、水利、农林、环境保护、地矿等领域。学生管理不涉及空间信息，不需应用地理信息系统。时间：45分钟满分：100分考点分布表考点题号遥感技术及其应用1、2、12全球定位系统的应用3、4、5、13地理信息系统的应用6、7、8、9数字地球10、11一、选择题(每小题4分，共44分。每题只有一个正确选项)近年来，安徽省巢湖水环境恶化严重，夏季巢湖沿岸易出现较大面积蓝藻集聚，湖水被染成绿色。据此回答12题。1要及时获取湖面蓝藻的分布及变化情况，最快捷的途径是()A实地考察BRS技术CGPS技术DGIS技术答案B解析要及时获取湖面蓝藻的分布及变化情况可以利用遥感技术，B项正确。巢湖面积较大，实地考察显然不能及时获取蓝藻的分布及变化，A项错误。GPS技术主要用于定位和导航，C项错误。GIS技术主要用于查询、存储以及分析，D项错误。2遥感影像能够被判读的基础是()A不同地物的颜色不同B不同地物的体积不同C不同地物的位置不同D不同地物反射的电磁波不同答案D解析遥感技术的基础是不同地物辐射和反射的电磁波不同。智能手机一般具备拍照、网页浏览、地图查询、定位导航等功能。右图是某智能手机的GPS功能显示图。据此完成35题。3手机GPS功能的出现，说明()AGPS技术已成为人们日常生活的必备工具BGPS技术可以扩大人们的出行范围C随着GPS技术的普及，民用GPS技术发展很快D有手机信号就能进行GPS定位导航答案C解析GPS的主要功能是定位、导航，这不是人们日常生活必需的，A项错误。GPS技术本身不能扩大出行范围，B项错误。随着GPS技术的普及，人们使用越来越方便，民用GPS技术发展很快，C项正确。GPS定位至少需要4颗卫星，不是有信号就行，D项错误。4手机GPS能够实现的功能有()网络实时监视获取所处位置查找失窃汽车行车路线追踪A B C D答案D解析GPS主要功能是定位、导航，可以获取所处位置，进行行车路线追踪，正确，故选D项。GPS没有监视功能，也没有查询功能，错误，故A、B、C三项错误。5手机GPS功能的出现，成为人们出行、旅游、探险的好帮手，其原因正确的是()AGPS手机成为时尚BGPS技术可以帮助人们选择最合适的旅游线路，不必担心迷路CGPS技术可以扩大人们的出行范围DGPS技术可以使旅游者玩电子游戏答案B解析手机GPS功能的出现，成为人们出行、旅游、探险的好帮手，其原因是GPS有定位和导航的功能，GPS技术可以帮助人们选择最合适的旅游线路，不必担心迷路，B项正确。下图为某专题研究建立的地理信息系统(GIS)图层。据此完成67题。6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学校布局答案A解析根据图示的图层信息：土壤、地形、居民点、土地利用和水系分布可以说明该专题研究可能是耕地的分类和评价，故A项正确；工业分布与交通的关系则需要工厂和交通线的图层，与土壤关系不大，故B项错误；商业分布和规划则需要商业网点的图层，图中没有呈现，且商业与土壤、水系分布关系不大，故C项错误；学校布局与土壤、水系关系不大，故D项错误。7若利用该地理信息系统进行深埋垃圾场选址，应增加下列图层中的()大气污染区域规划造纸厂、印刷厂分布水文、地质A B C D答案D解析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，故需要区域规划和水文地质图层信息。麦收时节，农时紧迫。种粮大户刘某早先预定的收割机没有按时到来。他却没有太着急，手机上的一款软件帮了他的大忙。在手机上，他的小麦作业需求、地理位置等信息，被夏收大数据处理平台推送到半径20千米内注册的农机手手机上。半个小时内，先后有4个农机手抢单成功，高某第一个抢单。据此完成89题。8现代化麦收所用到的地理信息技术有()ARS、GPSBGPS、GISCRS、GISDGPS、数字地球答案B解析现代化麦收所用到的地理信息技术有GPS技术，确定作业农田地理位置；利用GIS技术，分析、处理信息，查询适宜范围内的农机手，发送信息，B项正确。RS主要功能是监测，数字地球是将信息转化成数字，A、C、D三项错误。9与传统“预定收割机”的麦收手段相比，手机软件平台的介入()A提高了收割机麦收的速度B降低了农机手的经济效益C提高了收割机使用精准度D增加了种植户的麦收成本答案C解析与传统“预定收割机”的麦收手段相比，手机软件平台的介入提高了收割机使用精准度，C项正确。手机软件平台的介入不能提高收割机麦收的速度，A项错误。手机软件平台的介入节约了时间，提高了农机手的经济效益，B项错误。种植户的麦收成本按面积计算，不会增加，D项错误。“数字校园”是数字地球的具体利用与体现。读“数字校园”的应用图，完成1011题。10“数字校园”是指()A对校园内信息资源的数字化B远程教育和网上学校C计算机辅助地理教学D建设虚拟学校答案A解析数字校园是利用网络、通信技术对校园内的信息资源进行全面的数字化，通过整理加工，使这些信息资源能够有序地运转，从而更好地为教学、科研、管理和生活服务。把学校建设成既面向校园内，又面向社会的一个超越时间和空间的虚拟学校，使更多的人能够共享教育资源。因此，B、C、D三项仅仅是数字校园的一个方面，只有A项全面地反映了数字校园的内涵。11“数字校园”的思想核心是()A信息资源的数字化B建设网上学校C发展远程教育D减轻师生的课业负担答案A解析“数字校园”是“数字地球”的具体体现，其核心是利用网络通信技术对校园内的信息资源进行全面的数字化。二、综合题(共56分)12阅读图文材料，回答下列问题。(28分)不同植物类型由于组织结构不同、季节不同、生态条件不同而具有不同的光谱特征、形态特征和环境特征，在遥感影像中可以表现出来。下图是不同植被反射波谱曲线比较图。(1)利用高分辨率遥