4.2地理信息技术的应用课件高中地理中图版必修一

第四章第二节

地理信息技术的应用新课导入——溢油污染影响模拟地理信息技术可用来模拟溢油事故情景，有助于更客观全面地分析与评价海洋保护区遭受溢油事故的污染风险。在渤海湾溢油污染模拟中，研究人员利用地理信息技术模拟了石油在12小时、24小时、36小时、48小时、60小时和72小时的时间内油污到达的地点和扩散线路，并推测出油污的影响范围。思考1.要获取溢油污染影响的模拟结果，需要了解哪些地理信息?2.如何监测石油污染的扩散情况?核心素养目标1.区域认知2.综合思维3.地理实践力4.人地协调观认识地理信息技术在的独特作用，理解区域地理环境与地理信息技术应用的相互关系。综合分析地理信息技术在解决复杂地理问题中的应用，培养学生从多维度、多层次分析问题的能力。模拟地理信息技术的操作或实际案例分析，提升学生运用地理信息技术解决实际地理问题的实践能力。理解地理信息技术对人地协调发展的作用，树立科学利用地理信息技术推动社会可持续发展的观念。重难点导航重点(1)遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)的概念、特点。(2)地理信息技术在资源调查、环境监测、灾害预警、城市规划等领域的应用。难点(1)理解地理信息技术的工作原理。(2)综合运用地理信息技术解决实际地理问题。地理信息技术指获取、记录、加工、管理和传播地理信息的各种技术手段，主要有全球导航卫星系统（GNSS）、遥感(RS）和地理信息系统（GIS）地理信息系统遥感卫星全球导航卫星系统全球导航卫星系统及其应用（一）概念

指能在地球表面或近地空间的任何地点，提供全天候的三维坐标、速度、时间信息的导航定位系统。一、全球导航卫星系统及其应用（二）种类中国北斗卫星导航系统(BDS)、美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GNSS)欧盟研制伽利略卫星导航系统(GSNS)。（二）种类美国的导航系统发展最早，也比较完善，在世界范围内使用广泛。（二）种类北斗导航卫星系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统，是继美国全球定位系统和俄罗斯格洛纳斯全球导航卫星系统后世界上第三个成熟的全球导航卫星系统。阅读——北斗导航卫星系统北斗导航卫星系统是我国着眼于国家安全和社会经济发展需要，自主建设、独立运行的导航卫星系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。阅读——北斗导航卫星系统北斗导航卫星系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。它融合了导航与通信能力，具有实时导航、快速定位、精确授时，位置报告和短报文通信服务五大功能。2020年底，“北斗三号”系统全面建成，并向全球提供服务。阅读——北斗导航卫星系统目前，北斗导航卫星系统已广泛应用于交通运输、海洋渔业，水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾和应急搜救等领域。

主要功能有定位、导航等，这在森林普查与规划、海洋调查与监测、气象及地质灾害的监测与救援等领域都有广泛应用。（三）主要功能及应用（1）在林业调查方面全球导航卫星系统测量的精度高操作简便仪器体积小便于携带测定森林面积可以全天候操作测定道路位置测定森林火灾地区位置界定边界线估算木材含量寻找水源等林业测量领域有效提高森林资源的管理效率领域（三）主要功能及应用在得到调查样地的详细位置，充分了解森林资源多样性的基础上，可以适时做出调整，为林业发展做进一步规划。建立全球导航卫星系统提供潮汐观测站站址的周、月、年变化率及时提供大气中水汽含量变化信息监测海平面实际变化在线提供空间位置基准服务海洋气象预报服务海岸带和近海海洋调查地壳运动监测、大气和海平面变化监测等方面全球定位系统连续运行观测站（2）在海洋观测方面引入全球导航卫星系统能够实现对地壳运动、海平面变化、海洋气象等方面的有效监测。（3）在气象观测领域在气象观测领域，全球导航卫星系统技术发挥着越来越重要的作用。例如，使用全球定位系统研究大气，特别是研究对流层的大气特征。（3）在气象观测领域我国已经全面应用北斗导航卫星系统，进行区域自动气象站的建设，弥补了原有气象站的不足。随着技术的发展，全球导航卫星系统将成为新一代气象观测系统的主要部分，在天气预报中发挥重要作用。遥感及其应用（一）概念（遥远的感知）广义遥感：泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、声波、地震波等的探测狭义遥感：指应用探测仪器，不与探测目标近距离接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示目标的特征和变化的综合性探测技术。二、遥感及其应用遥感技术的出现，为人类提供了一条认识地球的重要途径。阅读——遥感的工作过程遥感的核心在于获取信息的遥感技术设备，主要包括遥感平台和传感器。传感器可以接收地面物体反射或辐射的电磁波信息，并以影像胶片或数据磁带的形式记录下来，传送到地面接收站。地面接收站对遥感信息进行处理和判读分析，并进行野外实地验证，最后生成遥感影像，为资源勘探、动态监测和规划决策服务。阅读——遥感的工作过程

各种传感器所获信息的产物，是遥感探测目标的信息载体，主要包括航空像片和卫星影像。（1）种类卫星影像航空像片（二）遥感影像（2）图像分辨率

遥感影像由成千上万的像元组成。像元是遥感影像上能够详细区分的最小单元，简称图像分辨率。1米分辨率指影像上的一个像元表示地面上1平方米的范围。由此可知，该数值越小，影像显示地表信息细节的能力越强，分辨率就越高。影像判读方法图像黑白影像根据物体的灰度差异判读，一般建筑物颜色较浅，草地和森林颜色较深。彩色影像真彩色影像地物颜色能够真实反映实际地物的颜色特征，符合人的认知习惯。假彩色影像将图像上地物颜色转变为与实际地物不一致的色彩，可以提高特定目标物的可鉴定度。（3）影像判读

在上图的假彩色影像上，草、树和庄稼覆盖区域为红色，水为灰色和蓝色，城市为蓝灰色。假彩色影像中不同地物的色彩并不是固定的，需要根据实际情况进行地物判读。（3）影像判读（二）遥感的应用观测全球气候变化监测海水运动与变化自然地理研究地貌、气候、水文、土壤和植被的调查和监测识别地貌类型识别植被类型与分布结构为决策部门提供科学依据环境和灾害监测快速准确地获取区域的环境和灾害信息，及时发现环境和灾害的变化，预测将要出现的问题（二）遥感的应用遥感RS观测全球气候变化监测海水运动与变化自然地理研究地貌、气候、水文、土壤和植被的调查和监测为决策部门提供科学依据环境和灾害监测快速准确地获取区域的环境和灾害信息，及时发现环境和灾害的变化，预测将要出现的问题（二）遥感的应用识别地貌类型识别植被类型与分布结构（二）遥感的应用阅读——遥感在水文与水资源研究方面的应用遥感主要应用于水资源调查、水土流失调查、冰雪检测、海岸带及浅海地形调查等。利用遥感不仅能确定地表江河、湖沼和冰雪的分布、面积、水量和水质，还能勘查浅层地下水资源。例如，通过判读分析青藏高原地区的遥感影像，不仅发现了地图上已有的部分湖泊面积、形状的差错，还发现了300多个地图上没有的湖泊。遥感能为水文研究提供长期动态情报，帮助预报和监测旱情、融雪、径流、洪水。例如，卫星遥感可以实时监测洪水的动向，调查洪水泛滥范围，迅速确定洪涝面积和受灾程度。地理信息系统及其应用三、地理信息系统及其应用客观世界是由庞大而复杂的空间信息组成的，对这些信息加以管理和应用是一项重要课题，而地理信息系统的出现解决了这一问题。（一）概念

地理信息系统是依靠计算机实现地理信息的收集、处理、储存、分析和应用的系统。地理信息系统的工作原理三、地理信息系统及其应用（二）功能储存庞大的空间数据能随时制作电子地图有详细的属性资料可供査询能进行多种空间分析模拟区域内的资源、人口等要素的空间规律和发展趋势地理信息系统为地理信息资源的共享提供了最便捷的技术支持。这是地理信息系统区别于其他信息系统的一个重要标志。（二）功能位置分析趋势研究模式研究模拟分析作为地理信息的自动处理与分析系统，地理信息系统的功能遍及数据采集、数据分析、决策应用的全部过程。地理信息系统一般可以解决以下问题。位置分析——解决与“位置”有关的问题利用地理信息系统可以分析可可西里藏羚羊的空间分布情况（三）主要应用趋势研究——包括空间趋势和随时间的演变趋势利用地理信息系统可以分析过去20年青藏高原地区冰川面积和分布的变化情况（三）主要应用模式研究——特定区域地理事物的分布及其组合都有一定的规律，通过模式分析，可以揭示各种地物之间的空间关系利用地理信息系统可以分析一个地区的地形、土壤与特定作物种植之间的关系（三）主要应用模拟分析——利用地理信息系统，将已掌握的地理规律用数学方法表达出来，即建立模型，来模拟其中某种因素的变化，以及产生的结果利用地理信息系统建立洪水预测模型，就可根据降水量、降水强度、降水持续时间，预测洪水发生的时间和可能淹没的范围（三）主要应用案例研究——地理信息技术在四川九寨沟防震减灾中的应用2017年8月8日21时19分，四川省阿坝州九寨沟县发生7.0级地震，震源深度20千米，造成巨大损失。漳扎镇周边及景区发现多处滑坡及潜在滑坡体，九寨沟黄龙机场到漳扎镇的544国道沿线发现5处滑坡；在九寨沟景区盆景滩以上、火花海以下形成了堰塞湖。在此次地震灾害中，从震前的预警到震后一系列的应急响应，地理信息技术发挥了巨大的辅助决策作用。案例研究——地理信息技术在四川九寨沟防震减灾中的应用全球导航卫星系统的应用地震发生后，通信中断、道路堵塞，根据应急指挥中心的三维地理信息软件，能确定装有全球导航卫星系统的失踪车辆的具体位置，并提供三维地形图，为成功营救提供重要的辅助决策信息。另外，车载全球导航卫星系统可以有效调度救灾车辆，减轻交通负担。案例研究——地理信息技术在四川九寨沟防震减灾中的应用遥感的应用在地震灾区通信、交通被严重破坏的情况下，通过使用航空遥感技术和卫星遥感技术，可以及时为抗震救灾指挥部提供大量灾区遥感图像。通过实时监测灾情，把握动态，为科学评估灾情提供支持，为防灾抗灾、抢险救灾提供重要的决策依据。●及时提供重要城镇和主要居民点的类型、不同分辨率的卫星和航空遥感数据及分析信息，为各级抗震救灾指挥系统了解灾情、部署救援行动提供重要且及时的信息。案例研究——地理信息技术在四川九寨沟防震减灾中的应用遥感的应用●准确确定水系和河道的阻塞状况，监测预报滑坡、堰塞湖等次生灾害。配合堰塞湖的疏导工程，不断监测堰塞湖特别是堰塞坝的分布及其准确位置，分析堰塞湖动态变化。●及时准确地掌握交通状况，帮助相关部门迅速地实施救援工作。案例研究——地理信息技术在四川九寨沟防震减灾中的应用地理信息系统的应用为了配合灾后重建总体规划工作，国家基础地理信息中心一直密切跟踪有关方面的应用，并根据需求积极提供基础地理信息服务。具体说来，在地震中，地理信息系统在以下方面发挥了重要作用。案例研究——地理信息技术在四川九寨沟防震减灾中的应用地理信息系统的应用●地震监测、预警。有研究数据显示，如果在地震波到达时提前3秒收到预警，伤亡人数可降低14%;提前10秒，伤亡人数可降低39%;提前20秒，伤亡人数可降低63%。●应急指挥与管理。●移动和车载制图。●以地图的方式保证公众信息畅通(包括灾害影响到的地区、灾害的扩大范围和潜在影响、撤离线路、避难场所，以及食物和水的所在地)。●资源跟踪和管理。思考：在九寨沟地震中，地理信息技术都发挥了哪些主要功能？全球导航卫星系统能确定装有全球导航卫星系统的失踪车辆具体位置，在有效调度救灾车辆等方面发挥了定位、导航功能；遥感发挥了获取信息，监测预报自然灾害功能；地理信息系统对地震灾害进行预报预警、动态监测、灾害发生成因与规律分析、灾害损失调查、灾情评估，为制定减灾预案和指导灾后重建工作等方面提供依据，发挥了地理信息系统综合处理和空间数据分析、定性和定量分析的功能。案例研究——地理信息技术在四川九寨沟防震减灾中的应用作业题1.根据给出的材料，说出哪项地理信息技术可以帮助科学家解决下面的问题。滇金丝猴是世界上的濒危动物之一，要想做好对填金丝猴的保护工作，必须了解它们的生活习性。然而中国滇金丝猴生活在高山峡谷等人们难以进入的地区。长期以来，科学家对滇金丝猴的研究主要以观察为主，有时为了看到镇金丝猴甚至要等上两三个月。因此，用传统的研究方法很难获取滇金丝猴的详细资料，了解它们的活动规律，更没有办法对其采取强有力的保护措施。作业题1.根据给出的材料，说出哪项地理信息技术可以帮助科学家解决下面的问题。遥感技术（RS）

：通过卫星或飞机等遥感平台，获取滇金丝猴栖息地的影像数据。全球定位系统（GPS）

：给滇金丝猴佩戴带有GPS定位功能的追踪设备，进而分析活动范围、迁徙路线等活动规律。地理信息系统（GIS）

：将RS获取的环境数据、GPS获取的猴群位置等数据进行整合、分析、建模，可直观呈现滇金丝猴的分布格局、habitat（栖息地）变化趋势，为保护措施制定提供数据支撑和决策分析，比如划定重点保护区域、规划生态廊道等。作业题2.根据给出的材料和“大兴安岭那吉林场火灾遥感影像”图，完成下列各题。2017年5月17日到5月20日大兴安岭那吉林场发生火灾。遥感影像上分时分地显示了起火点的位置。由于火的高温属性，即便在有云雾遮挡的情况下，运用遥感技术，我们依然能够发现起火点的情况。(1)遥感影像在监测地理事物方面有哪些优势?(2)大兴安岭那吉林场火灾遥感影像对于及时了解、控制和扑灭大火有哪些帮助?作业题(1)遥感影像在监测地理事物方面有哪些优势?观测范围广：遥感平台可搭载传感器从不同高度获取影像，卫星遥感能覆盖大片区域时效性强：可以快速获取地表信息，且能周期性重复观测数据综合性高：能同时获取多种地理要素信息，一张遥感影像包含了地形、地貌、植被、水体、土壤等多种地理事物的信息经济性好：相较于传统实地调查，在大面积监测时，遥感获取数据的成本较低可重复性：可以在不同时间对同一地区进行重复观测，获取该地区随时间变化的信息不受地面条件限制：在一些人类难以到达的地区，如高山、荒漠、海洋等，遥感能够获取该地区的地理信息作业题(2)大兴安岭那吉林场火灾遥感影像对于及时了解、控制和扑灭大火有哪些帮助?火灾范围确定：遥感影像可以快速获取大面积的图像信息，能够清晰呈现火灾在大兴安岭那吉林场的分布范围。火源点探测：热红外遥感影像能够敏锐地捕捉到高温区域，进而帮助发现火灾的起火点。隔离带规划：根据遥感影像中森林植被的分布情况，以及火灾的发展态势，可以合理规划防火隔离带。灭火效果评估：在灭火过程中，通过持续获取遥感影像，能够实时评估灭火措施的效果。作业题3.地质灾害监测系统是一个对地质灾害隐患点长期监测预警并能够有效管理空间数据的综合系统。通过对滑坡、崩塌等灾害多发地点实施连续监测，并将获取的监测信息与相应的地貌、城市规划、监测点分布等空间数据进行综合分析，可以建立有效的灾害预测模型，并做出灾情预警分析。要建设地质灾害监测系统，需要用到哪些地理信息技术?作业题3.要建设地质灾害监测系统，需要用到哪些地理信息技术?地质灾害监测系统通过RS和无人机实现宏观范围监测、GNSS和物联网传感器捕捉微观动态、GIS进行数据整合与分析决策，形成“空-天-地”一体化的监测网络，最终实现对滑坡、泥石流、地震、火山等灾害的早期预警和高效防控。课堂小结地理信息技术的应用全球导航卫星系统及其应用遥感及其应用地理信息系统及其应用林业调查海洋观测气象观测遥感影像遥感的应用自然地理研究环境和灾害监测位置分析趋势研究模式研究模拟分析课堂小结课堂小练下图为我国东北某年8月14日—17日降水量预报图。完成下面小题。1.此次降水量预报发布后，对其可能带来的灾害，有效的防御措施是(

)A.组织人员转移到华北地区B.及时检查和清理排水设施C.开挖和疏浚河道保证畅通D.提前人工降雨减少降水量2.绘制降水量预报图所用的地理信息技术是(

)A.RS（遥感系统）B.GPS（全球定位系统）C.GIS（地理信息系统）D.BDS（北斗导航系统）BC解析1.答案：B解析：组织人员转移到华北地区耗费人力物力，不切实际，A错误。及时检查和清理排水设施是正确的灾前预防，减少洪涝灾害带来的危害，B正确。开挖和疏浚河道保证畅通成本太高，不符合实际，C错误。人工降雨是增加降水量，D错误。故选B。2.答案：C解析：对格地的降雨量情况进行分析、处理，需要将政区图，降水量图等图层进行叠加。所使用的地理信息技术是GS,C正确。RS是拍摄遥感图像，不能进行分析、处理数据信息，A错误。GPS、BDS功能是定位、导航，BD错误。故选C。台风“利奇马”登陆后，台州临海市遭遇台风引发长时间降雨所带来的城市内涝，损失严重。下图示意月10日09：00FY—4A气象卫星监测图像。据此完成下面小题。3.制作合成上图，使用的地理信息技术主要是(

)A.GIS和RSB.GIS和GNSSC.RS和GNSSD.数字地球4.下列关于台风防御的措施正确的是(

)①海上船只减速慢行②加固门窗