高中人教版地理必修3学案第1章第2节地理信息技术在区域地理环境研究中的应用

第二节地理信息技术在区域地理环境研究中的应用学习目标：1.了解遥感、全球定位系统、地理信息系统和数字地球的概念。2.掌握遥感、全球定位系统、地理信息系统和数字地球在生产、生活中的应用。(重点)3.理解“3S”之间的区别与联系及其与“数字地球”的关系。(重难点)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。2．类型：遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)。3．应用领域领域应用区域地理环境研究资源调查、环境监测、自然灾害防御监测、国土资源管理、国土开发规划大众化应用GPS汽车导航、空间信息网站、城市多媒体地理信息系统二、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。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。[特别提醒]遥感技术的特点：探测范围大，获得资料速度快、周期短，能反映动态变化，受地面条件限制少，手段多、信息量大，用途广。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eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(空间部分——GPS卫星星座,地面控制部分——地面监控系统,用户设备部分——GPS信号接收机))3．特点：全能性、全球性、全天候、连续性和实时性。4．应用：为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间；利用GPS为导航服务。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。2．简要程序eq\x(信息源)→eq\x(\a\al(数据,处理))→eq\x(数据库)→eq\x(\a\al(空间,分析))→eq\x(表达)3．应用(1)区域地理环境研究①提供反映区域状况的各种空间信息。②对环境和自然灾害进行动态监测及评估预测。(2)城市管理eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(查看、查询相关信息资源,制作相关的统计分析图和专题图,综合分析相关信息，进行应急事件的,录入、处理、决策等工作))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。2．“3S”技术与数字地球的关系[特别提醒]数字地球不能简单地说是“3S”技术的综合数字地球是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现与再认识，是遥感技术、全球定位系统、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等多种技术的综合利用。“3S”技术仅仅是数字地球的部分支撑技术。(1)卫星遥感与飞机遥感的探测范围相同。 ()(2)汽车导航装置可显示城市道路图，但不显示该车的位置。 ()(3)地理信息系统即计算机系统。 ()(4)利用数字地球，可以预测未来，但无法模拟数世纪前的环境。 ()(5)精确测量珠穆朗玛峰可利用哪种地理信息技术 ()A．遥感 B．全球定位系统C．地理信息系统 D．数字地球提示：(1)×卫星遥感比飞机遥感距离地面远，因此探测范围大。(2)×汽车导航装置可显示城市道路图和该车的位置。(3)×地理信息系统从外部看表现为计算机软硬件系统；其内涵却是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型，是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。(4)×数字地球可利用虚拟技术，模拟过去和未来的环境。(5)B[全球定位系统可以提供某地的经纬度、海拔等定位信息，因此利用它可以测量山地高度。]RS在区域地理环境研究中的应用2018年10月11日，西藏自治区江达县波罗乡境内发生山体滑坡，造成金沙江断流并形成堰塞湖。灾害发生后，“地质灾害InSAR技术研究中心”第一时间获取高分辨率卫星影像进行了灾情遥感影像解译分析，并利用合成孔径雷达干涉测量技术展开了滑前形变探测等工作。报告指出，从2011年3月4日卫星影像可见，该滑坡区早在2011年之前便存在显著形变，滑坡后壁已经基本连通，滑坡中后部发育多处中小型滑塌。从2015年2月22日影像发现，2011年至2015年滑坡体上变形整体呈加剧趋势，但未发生剧烈的位移变化。从2018年8月29日Planet卫星影像可见，此时滑坡区整体变形非常显著，滑坡后壁发生了较明显的整体下错，滑源区中部发生了较大规模的滑塌。问题1(综合思维)在此次山体滑坡灾害发生后，我们利用遥感技术进行抢险救灾有哪些优势？提示：探测范围大、获取资料速度快、周期短、能反映堰塞湖及滑坡体的动态变化、受地面条件限制少、手段多、信息量大。问题2(地理实践力)遥感技术如何为到达现场救灾的工作人员提供安全保障的指导服务？提示：通过遥感检测，可以确定抢险救灾人员的工作活动范围，注意需要规避的危险区域，安全撤离的路线等指导服务。eq\a\vs4\al([归纳总结])1．遥感在资源调查、环境和自然灾害防御监测中的应用目前遥感技术在资源普查、环境和灾害监测等方面运用广泛，具体应用分析如下：应用领域具体内容应用方向资源普查矿产资源有许多蕴藏矿产的地方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、产量等数据为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门服务环境和自然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.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：1．2018年8月，第18号台风“温比亚”在浙江和上海一带登陆，给我国中东部以及华北地区带来了大量的降水，部分城市出现了严重的内涝灾害。据此完成(1)～(2)题。(1)下列关于台风“温比亚”的叙述正确的是()A．在登陆之前，上海地区吹东南风B．会引发滑坡、泥石流等次生灾害C．造成的灾情可用GPS监测D．气流呈顺时针方向旋转(2)目前，对台风最主要的监测手段是()A．利用气象卫星 B．建立洪水预报系统C．利用探测气球 D．气象台人工监测(1)B(2)A[台风“温比亚”在浙江和上海一带登陆，在登陆之前，上海地区位于台风中心的西部，气流呈逆时针方向辐合，上海地区吹西北风。台风带来了大量的降水，会引发滑坡、泥石流等次生灾害。对台风最主要的监测手段是利用气象卫星，进行遥感监测。]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。读下图，完成(1)～(2)题。(1)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．②③C．③④D．①③(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．①④B．②③C．①③D．③④(1)D(2)D[第(1)题，从图中重度病害和健康植物反射波率曲线可以看出，符合题意要求的波段主要集中于可见光和红外线。第(2)题，依题意，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波率不同，由生长状况不难判断粮食作物的产量。]全球定位系统(GPS)的应用近期，针对车主对于高架桥定位、导航的痛点，百度地图率先推出了高架导航功能，覆盖全国几乎所有采用高架桥道路设计的城市，可以更精确地判断行驶的位置位于高架桥上还是高架桥下，为用户提供更加准确的导航服务。(以上海为例，百度地图可判断所处的位置是在高架桥上还是桥下)问题1(地理实践力)百度地图率先推出的高架桥导航功能是基于全球定位系统的什么功能来区分车辆所处的位置是在高架桥上还是桥下的？提示：主要是通过全球定位系统提供的经度、纬度和海拔来区分的，尤其是车辆在高架桥上的海拔。问题2(综合思维)利用卫星导航时，我们可以获知车辆运行的速度吗？提示：可以获知车辆运行的速度。[归纳总结]__全球定位系统的部分应用领域和用途应用领域功能表现具体用途军事定位、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，同时也广泛用于野外军事行动中单兵和移动装备定位及跟踪野外勘探定位GPS技术已广泛用于大地测量、资源勘探、地壳运动观察、地籍测量交通定位、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救援定位可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急调遣，从而提高紧急事件处理部门对火灾、犯罪、交通事故等的响应效率农业定位实施精准农业的耕作和捕鱼3．2020年6月23日9时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星，暨北斗三号最后一颗全球组网卫星，至此北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。据此完成(1)～(2)题。(1)我国北斗系统属于()A．全球定位系统 B．遥感技术C．地理信息系统 D．3S(2)北斗卫星系统最宜广泛应用的领域是()A．农业估产 B．矿产探测C．野外考察 D．灾害预测(1)A(2)C[第(1)题，我国的北斗系统由多颗卫星组成，具有定位导航的功能，属于全球定位系统。第(2)题，北斗卫星系统可以帮助野外考察人员确定考察点的地理位置和海拔高度，从而可在野外调查中获得更为精准的数据。]4．读车载GPS导航监控原理示意图，回答(1)～(2)题。(1)图中M表示()A．制作GPS接收机 B．分析交通状况C．生成电子地图 D．计算三维坐标(2)车载GPS通过公共电信网络传给交通监控中心的信息是()A．车载GPS所在道路的拥堵状况B．车载GPS所在地的地理坐标C．车载GPS所在车辆的违章信息D．车载GPS规划的导航路线(1)C(2)B[第(1)题，纸质地图信息数字化后录入地名坐标信息，即生成电子地图，将该电子地图输入车载GPS，则可进行路线规划和导航。第(2)题，车载GPS通过公共电信网络传给交通监控中心的信息是其所在位置，即当地地理坐标。]地理信息系统(GIS)的应用万安县地处赣中偏南，是著名的优质早稻和脐橙产区。该县根据气候、地形和土地利用等因素，采用地理信息系统和气候区划方法，对早稻和脐橙种植区进行综合气候区划，使农业走上了可持续发展道路。问题1(综合思维)材料中，万安县脐橙种植区划运用了地理信息系统的哪些功能？提示：分析、模拟与统计功能。问题2(综合思维)除气候要素外，你认为该农业区划数据库的建立还需要哪些地理图层？提示：地形图层、水文图层、土地利用图层和土壤图层。问题3(区域认知)根据材料，试分析赣南成为”中国脐橙之乡”的优越自然条件。提示：气候温暖湿润，光热丰富；雨热同期；地形坡度平缓，土层深厚，土质肥沃，灌溉水源充足。[归纳总结]__地理信息系统的应用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技术。(1)在区域地理环境研究中的应用(2)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。(3)在城市建设和管理中的应用应用举例地物的位置、分布等基本问题地点查询；最近的银行在哪里；巡警车的分布趋势分析人口增长趋势；城市发展趋势模式问题人口扩散模式；商业选址模式；路径分析模式模拟问题用GIS模拟灾害发生时的灾民撤退问题；用GIS模拟某大型工程可能带来的影响“3S”技术手段的选取技巧(1)对于“3S”技术的考查，主要是考查“3S”技术作用和应用领域的不同。因此，学生只要抓住“3S”技术的区别，就能对“3S”技术的选取做出正确的判断。可以重点记住三种技术的主要区别：(2)注意在“用词”方面的差异，也是正确选取“3S”技术的方法之一，具体方法如下：①若有“获取”“监测”“估测”“调查”等词语的一般选取遥感技术。②若有“定位”“导航”“测量”“精确”“精准”等词语的则选取全球定位系统。③若有“分析”“评估”“预测”“预报”“处理”“管理”“决策”“规划”“选址”等词语的则多选取地理信息系统。5．京东快递是中国较大的电商企业之一，有自己的自营店。通过自己的系统，它可以在一个小时内对全国范围内的千家分公司的每种商品的库存、销售量全部盘点一次，为高效的配送系统提供保证。京东的物流配送系统致力于打造配送时间不超过24个小时的高端服务，使它可以维持极少的库存甚至零库存，且可以保证正常销售，节约了大量的储物空间和费用。据此完成(1)～(2)题。(1)目前，京东在中国几乎所有的大城市开设了快递业务和自营店。京东总部要查询自营店的分布情况，需要应用的地理信息技术是()A．RSB．GISC．GPSD．数字地球(2)京东的物流配送中心与其运输车队的合作密切，应用的地理信息技术有()①RS②GIS③GPS④GRSA．①②B．①③C．②③D．③④(1)B(2)C[第(1)题，京东总部要查询自营店的分布情况，需要应用的地理信息技术是GIS，主要功能是查询、分析信息。第(2)题，京东的物流配送中心与其运输车队的合作密切，应用的地理信息技术有GIS，可以查询物流状况，②对。GPS用于定位车队位置，③对。RS主要是拍摄遥感图像，不能查询、定位，①错。GRS不是地理信息技术，④错。]6．下图为“互联网时代公司管理联系图”。读图回答(1)～(2)题。(1)图中运用的地理信息技术主要为()A．RS B．GPSC．GIS D．视频摄像(2)利用此项技术可直接()A．确定公司货车的位置B．获取公司人员办公情况C．统计公司销售业绩D．检测公司产品的质量(1)C(2)C[第(1)题，汇总处理数据和文件的地理信息技术为地理信息系统(GIS)。第(2)题，确定货车位置利用的是GPS；获取人员办公情况用的是视频摄像装置；地理信息系统基本功能包括对数据的采集、管理、处理、分析和输出，可统计公司销售业绩，但不能检测出公司产品的质量问题。](教师独具)地理信息技术广泛应用于我们的生产、生活，大众化应用已成为趋势。据此完成1～2题。1．移动终端(如手机)点餐类App的出现，为足不出户的人们提供了方便叫外卖的新方式。通过App可以确定送餐员的即时位置，这种应用利用的地理信息技术是()A．GIS B．GPSC．RS D．RS和GIS2．老师利用学校建成的GIS了解全班同学居住点的空间分布状况，主要用到的GIS功能是()A．输入B．管理C．分析D．输出1．B2.C[第1题，GPS具有定位的功能，可确定送餐员的即时位置。第2题，利用GIS了解全班同学居住点的空间分布状况是对地理事物的分析。]“我是京东智能配送机器人，已顺利抵达您的楼下，请凭提货码提取商品。”这是在北京海淀区一居民楼下发生的一幕。这些配送机器人可以识别、躲避障碍物，辨别红绿灯，还能规划路线、自动驾驶、自动泊车等。完成3～4题。3．京东配送机器人完成快递工作，应用的地理信息技术主要是()A．RS B．GPSC．GPS、GIS D．RS、GIS4．下列城市管理工作中，未来最先可能被智能机器人取代的是()A．道路清扫 B．医疗救护C．幼儿看护 D．事故处理3．C4.A[第3题，从题干提取信息，机器人“抵达您的楼下”需使用地理定位，应用了GPS。同时，机器人还能“规划路线、自动驾驶”即对数据信息进行处理分析，应用了GIS，故选C。第4题，智能机器人对固定不变的事物进行规划处理，所以最先被取代的可能是清扫道路。]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。5．