第一章 第3讲　地理信息技术及应用

第3讲地理信息技术及应用课标要求地理概念1.通过探究有关自然地理问题,了解地理信息技术的应用。2.通过探究有关人文地理问题,了解地理信息技术的应用。复习任务1.结合遥感技术、全球卫星导航系统、地理信息系统的应用案例,学会分析相关技术的特点,明确其应用领域。2.结合地理信息技术的综合应用案例,学会辨析遥感技术、全球卫星导航系统、地理信息系统的不同。核心考点考题考向地理信息技术的应用2025·河北卷,13~14以黄河某河段卫星遥感图像为情境,考查遥感技术的应用2024·甘肃卷,14以科考队考察某冰川为情境,考查地理信息技术的应用2023·广东卷,12以岩体崩塌过程示意图为情境,考查地理信息技术在预防崩塌危害中的应用2023·辽宁卷,10以基本农田地面监测系统为情境,考查地理信息技术在农业发展中的应用2023·浙江1月选考,10以某网络平台蔬菜产销模式为情境,考查地理信息技术在网络平台运行中的应用一、遥感技术(RS)1.概念:利用装在航空器或航天器的光学或电子设备,对地表物体进行远距离感知的地理信息技术。[思考]遥感技术是怎样远距离感知地表物体的?提示:地球表面的物体都在不停地发射、反射、吸收电磁波,不同物体对电磁波的发射、反射、吸收的特性不同,遥感技术主要是接收物体的电磁波并进行分析判断。2.优点3.应用:资源普查、地图测绘、天气预报、军事侦察、环境与灾害监测、城市与区域规划等。二、全球卫星导航系统(GNSS)1.定义:利用卫星在全球范围内进行实时定位、导航。2.组成:主要由卫星星座(空间部分)、地面监控系统(地面控制部分)和信号接收系统(用户部分)三部分组成。3.功能:提供精密的三维坐标、速度和时间。4.特点:全球性、全天候、连续性和实时性。5.应用:交通运输、户外运动、大地测量、航空摄影、农业生产等。三、地理信息系统(GIS)1.概念:对地理数据进行输入、处理、存储、管理、查询、分析、输出等的计算机信息系统。2.应用:地图制作、空间分析、空间地理建模等。地理信息系统与地理信息技术地理信息技术包括遥感技术、全球卫星导航系统和地理信息系统,即“3S”技术。地理信息系统是地理信息技术的一个组成部分。四、地理信息技术在城市管理中的应用核心考点地理信息技术的应用(2025·河北卷,13~14)放假期间,小明同学搜集了黄河某河段的卫星遥感图像(如下图),并到该河段开展地理实践活动,观察了两岸的堤坝分布,探究了河流的水文特征。据此回答(1)~(2)题。(1)图示河段的堤坝位于()A.凹岸,该岸水位整体比对岸低B.凹岸,该岸水位整体比对岸高C.凸岸,该岸水位整体比对岸低D.凸岸,该岸水位整体比对岸高(2)利用图示卫星遥感图像,小明同学可以()A.估算河流输沙量 B.观察河流水面蒸发C.计算河流径流量 D.识别河流形态特征【思路点拨】关键信息材料信息:①黄河某河段的卫星遥感图像图表信息:②堤坝的位置、河道的弯曲状况思路整合②→堤坝位于河流曲流凹进的一侧河岸,为凹岸。凹岸为侵蚀岸,河流水位较高,对岸为凸岸,为堆积岸,河流水位较低;①②→遥感能够获取地物信息,识别河流的形态特征,但不能反映河流输沙量、河流水面蒸发和河流径流量等信息易错点拨迅速区分简易图中的凹岸和凸岸的方法:从字面上来理解,“岸”当然指陆地部分,陆地部分凹进去的就是凹岸,凸出来的就是凸岸【尝试作答】(1)B(2)D1.地理信息技术的应用(1)遥感技术的应用。①遥感技术在资源普查、环境与灾害监测中的应用。应用领域具体内容应用方向资源普查矿产资源蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂带或特殊构造带,较容易借助遥感“发现”矿产人们只需要分析遥感图像就可以大致划定矿区范围,缩短探矿时间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、健康状况、产量等信息为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门提供服务环境与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遥感技术在农业生产方面的应用。(2)全球卫星导航系统的应用。①全球卫星导航系统在民用领域的应用。②全球卫星导航系统在防灾减灾中的应用。(3)地理信息系统叠加示意图的判读与应用。①明确地理信息系统图层是由哪些专题图层叠加而成的。不同的专题图层反映不同地理事物的空间分布特征,如有的叠加图层可能有水系分布图、土地利用类型分布图、居民点分布图、地形图和土壤分布图等。②分析不同的专题图层反映的地理事物之间的空间联系。如从水系图中可以找到河流的上游地带,而河流的上游往往是山地,在地形图中则常反映为等高线较为密集,有一定的坡度等特征。③判断不同图层叠加以后反映的地理要素特征。不同图层叠加之后会形成一个可以反映多个地理要素空间分布特征的新地图,在这幅新地图中的某个位置上,我们可以综合考虑各个要素,对人类生产、生活活动场所进行选择、评价。叠加图层新生(应用)主体人口密度、交通线路及规划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、行政区划、行政区人口基数各行政区人口增长状况坡向分布、岩石倾斜、植被分布滑坡易发区2.地理信息技术手段选取的方法(1)“点”与“面”判断地理信息技术。全球卫星导航系统的主要功能是定位和导航。它的最大特点是工作对象为一个“点”或多个“点”,明显区别于遥感技术和地理信息系统的工作对象——“面”。在地理信息技术的选取时,要看其工作对象是“点”还是“面”,如果是“点”则选用全球卫星导航系统,如果是“面”则选用遥感技术或地理信息系统。(2)“想”与“看”区分遥感技术、地理信息系统。地理信息系统是地图的延伸,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”的选地理信息系统。遥感技术是人的视力的延伸,主要功能是收集信息,尤其对于大范围、大面积、人不易观测的地物信息的获取,即“看”,只“看”不用“想”的选用遥感技术。(3)关键词判断地理信息技术。①遥感技术:获取空间信息、监测。②全球卫星导航系统:定位、导航、精确、精密、精准等。③地理信息系统:分析、处理、查询、输入、存储等。考向1地理信息技术在农业生产中的应用(2025·海南阶段检测)重庆,别称山城。该市铜梁区的农机网约共享服务对全区无人播种植保机、旋耕机、收割机等农机建档,实施统一调配。农民根据需要在线下单,“网约农机”接单后1小时内赶到现场,小农户享受到了优质便捷的农机服务。据此回答(1)~(3)题。(1)为了适应自然环境,推测重庆市“网约农机”设计时应具备的主要特点有()①款式新颖,外形美观②体积小,稳定性好③爬坡越障,转向灵活④体积大,结构复杂A.①② B.②③ C.③④ D.①④(2)“网约农机”管理平台进行管理、运营,主要运用的地理信息技术有()①地理信息系统②遥感技术③虚拟现实技术④北斗卫星导航系统A.①② B.②③ C.③④ D.①④(3)下列不属于农机网约共享服务模式主要意义的是()A.取代人力劳作,扩大农业种植面积B.缓解劳动力短缺,提高生产效率C.降低农机购买成本,提高使用效率D.促进集约化生产,提高经济效益【答案】(1)B(2)D(3)A【解析】第(1)题,结合所学知识可知,重庆多山,地形崎岖复杂,耕地多为梯田,面积小,多为小农户经营,所以需要的农机体积小,稳定性好,能够爬坡越障,转向灵活,②③正确。材料信息没有显示农机需要款式新颖,外形美观,且款式、外形与设计用途无关,①错误。受山地地形限制,梯田面积小,不适合使用体积大、结构复杂的农机,④错误。故选B。第(2)题,结合所学知识可知,遥感技术主要应用于资源普查与灾情监测,“网约农机”管理平台不在此范围,②错误。虚拟现实技术不属于地理信息技术,③错误。农机根据农户需要统一调配,预约农机到达目的地需要采用地理信息系统进行数据分析、使用北斗卫星导航系统进行定位导航,①④正确。故选D。第(3)题,结合所学知识可知,推进农机网约共享服务模式,可以提高农业机械化水平,缓解劳动力短缺,提高生产效率,降低农机购买成本,提高使用效率;利于促进集约化生产,提高经济效益,B、C、D不符合题意;农业机械无法完全取代人力劳作,且农业种植面积扩大与地形等因素有关,A符合题意。故选A。考向2地理信息技术在城市管理中的应用(2025·湖北质检)下图示意城市水系统综合治理技术体系。据此回答(1)~(3)题。(1)在城市水系统综合治理过程中,可运用()A.遥感技术开展水文与水环境监测B.地理信息系统快速确定黑臭水体位置C.北斗卫星导航系统统计社会经济数据D.北斗卫星导航系统保障排水系统运转(2)下列关于城市水系统综合治理的措施,对应正确的是()A.城市内涝调控—应用生物脱氮与河道增氧等技术B.黑臭水体治理—实施黑臭水体抽排转移C.河湖生态修复—建设海绵城市水系统D.系统综合治理—优化“供—用—耗—排”环节(3)构建城市水系统综合治理技术体系有利于()①加快城镇化发展速度②降低城市内涝风险③保障城市供水质量④增加区域水资源总量A.①② B.③④ C.②③ D.①④【答案】(1)A(2)D(3)C【解析】第(1)题,遥感技术主要用于信息获取,可用来监测水文与水环境;快速确定黑臭水体位置需要利用北斗卫星导航系统,而非地理信息系统;统计社会经济数据需要利用地理信息系统;保障排水系统的运转不需要借助北斗卫星导航系统。故选A。第(2)题,进行城市内涝调控,应建设海绵城市,完善城市排水系统,A错误;进行黑臭水体治理,应采取措施处理黑臭水体,并减少黑臭水体的排放,而非抽排转移,B错误;进行河湖生态修复应注意源头控制、末端治理,如实施截污纳管工程、构建人工湿地等,C错误;对城市水系统进行综合治理,需要结合城市水环境存在的具体问题,针对水资源“供—用—耗—排”环节采取一系列合理有效的措施进行优化,D正确。第(3)题,由图可知,构建城市水系统综合治理技术体系有利于缓解城市内涝、治理水污染,保障城市供水质量,②③正确;构建城市水系统综合治理技术体系与城镇化的发展速度关系不大,①错误;构建城市水系统综合治理技术体系能够促进水资源的循环利用,但对区域水资源总量的影响不大,④错误。故选C。考向3地理信息技术在防灾减灾中的应用2020年以来,为提升灾害防治精准度,浙江省推出了集实时预警、专业监测等功能于一身的“地灾智防”软件。据此回答(1)~(2)题。(1)当该地受台风影响时,山区群众在该软件中最可能获得的地质灾害预警信息是()A.滑坡、泥石流 B.滑坡、地面沉降C.崩塌、泥石流 D.崩塌、地面沉降(2)“地灾智防”应用场景,可运用()A.全球卫星导航系统排查房屋人员撤离进度B.地理信息系统规划人员撤离线路C.遥感技术实时采集防范区降水量信息D.北斗卫星导航系统实时获取受灾人员信息【答案】(1)A(2)B【解析】第(1)题,当该地受台风影响时,会伴随大风、强降水等天气,山区地势起伏大,受强降水影响,山体易发生滑坡,坡面径流汇聚易挟带碎屑物形成泥石流,A正确;台风一般不会导致崩塌和地面沉降,B、C、D错误。第(2)题,全球卫星导航系统用来定位、导航,不能排查房屋人员撤离进度,A错误;地理信息系统可以处理和分析空间数据,通过叠加图层可规划人员撤离线路,B正确;遥感技术可以确定降水区域范围,但不能实时采集防范区降水量信息,C错误;北斗卫星导航系统主要用来定位、导航,不能实时获取受灾人员信息,D错误。课时作业测控导航考点题号地理信息技术的选择1、2、3、4、5、6、7地理信息技术的应用8、9、10、11、12、13(2025·浙江检测)广东省佛山市顺德区某公司专注于农村污水综合治理、养殖尾水处理、工业废水处理、水生态修复等水环境治理领域,其自主开发的藻菌共生技术及产品已在佛山、广州、中山等地的养殖尾水治理项目中推广应用,覆盖养殖池塘总面积超过4000公顷。下图为该公司推出的藻菌共生技术模式图。据此回答1~2题。1.该公司利用藻菌共生技术进行养殖尾水治理的优势是()A.技术投入较少 B.治理成本较低C.实现零碳排放 D.不需要人工干预【答案】B【解析】藻菌共生技术主要借助细菌和藻类的协同作用实现养殖尾水的治理,能够对水体中的溶解性可降解物质进行无害化处理,治理成本较低,B正确;该技术需要依托生物、化学技术对养殖尾水的成分进行分析,需要人工干预,技术投入较高,A、D错误;根据图中信息可知,该技术在实施过程中并不能实现零碳排放,C错误。2.该公司获取某治理区域水质变化特点时,需要用到的地理信息技术是()A.RS B.GNSSC.GIS D.VR【答案】C【解析】该公司获取某治理区域水质变化特点时,需要将该区域治理前和治理过程中的水质信息进行对比与分析,这主要运用了GIS的数据存储、处理与分析功能;RS用于监测;GNSS用于定位;VR是虚拟现实技术。故选C。(2025·云南昆明模拟)自然资源外业核查是自然资源调查重要的一环,在人力核查过程中需要工作人员利用传统的纸质外业标绘和移动设备拍照等方式深入到区域内部或到达周围,存在工作效率低、安全风险大等问题。在我国无人机技术不断突破的今天,基于无人机地理信息视频技术的自然资源外业核查应运而生。据此回答3~5题。3.最适合利用无人机外业核查的有()①人口分布②矿物成分③植被类型④国家公园A.①② B.①④ C.②③ D.③④【答案】D【解析】无人机可以通过拍摄高分辨率的图像,利用光谱特征等信息来识别不同的植被类型,能够快速、大面积地获取植被分布和类型信息,相比人力核查效率更高,③正确;国家公园面积较大,地形复杂,利用无人机可以对公园内的自然资源、生态环境等进行全面巡查,及时发现违规建设、生态破坏等问题,同时也能保障工作人员的安全,避免深入危险区域,④正确;人口分布情况需要通过入户调查或结合其他社会经济数据来统计,无人机无法直接识别和统计人口数量及具体分布位置,①错误;无人机无法直接确定矿物成分,确定矿物成分通常需要专业的地质分析仪器对矿物样本进行分析,②错误。故选D。4.有别于人力核查,无人机地理信息视频技术运用更多的是()A.全球卫星导航系统 B.遥感技术C.地理信息系统 D.数字地球【答案】B【解析】遥感技术主要用于远距离获取目标物体的信息,无人机搭载各种传感器(如光学相机、红外相机等)可以对地面进行拍摄和监测,获取大量的地理信息视频数据,从而实现对自然资源的大范围、快速观测,B正确;全球卫星导航系统主要用于定位和导航,不是无人机地理信息视频技术区别于人力核查的主要方面,A错误;地理信息系统主要用于对地理数据的管理、分析和处理,而不是获取数据,C错误;数字地球是一个虚拟的地球模型,它是基于多种技术的综合应用,D错误。5.基于无人机地理信息视频技术的自然资源外业核查往往需要多角度多高度拍摄,原因可能是()A.适应光线强弱变化 B.减少人为主观干扰C.应对风向风力变化 D.纠正所获图像形变【答案】D【解析】无人机拍摄的图像可能会因为飞行姿态、地形起伏、镜头畸变等因素产生形变,通过多角度多高度拍摄,可以获取同一区域不同视角的图像,利用这些图像进行数据融合和处理,能够更准确地纠正图像形变,提高图像的精度和质量,从而更准确地对自然资源进行核查和分析,D正确;适应光线强弱变化可以通过调整相机参数或使用合适的滤镜来解决,不一定需要多角度多高度拍摄,A错误;减少人为主观干扰主要是通过规范操作流程、采用客观的数据分析方法等方式来实现,与拍摄角度和高度关系不大,B错误;应对风向风力变化主要是通过选择合适的飞行时机、提高无人机的抗风性能等方式来解决,而不是通过多角度多高度拍摄来应对,C错误。(2025·陕西咸阳模拟)叶绿素a是浮游植物(主要是藻类)进行光合作用的重要色素,其含量高低直接反映了水体中藻类的数量和活性。博斯腾湖是我国最大的内陆淡水湖,于2017年正式设立国家湿地公园。某研究团队对博斯腾湖叶绿素a浓度调查研究发现,2001—2020年该湖叶绿素a浓度在空间上整体呈现湖泊中心低、周边高的特征,且2015年之后呈现下降趋势。下图示意博斯腾湖及周边地理概况。据此回答6~7题。6.了解博斯腾湖叶绿素a浓度空间分布和变化趋势,主要借助的地理信息技术是()A.GIS+GNSS B.RS+GNSSC.RS+GIS D.GNSS+GIS+RS【答案】C【解析】RS(遥感技术)主要用于大范围、动态监测地表信息,了解博斯腾湖叶绿素a浓度空间分布需要借助RS;GIS(地理信息系统)用于对遥感数据进行空间分析、趋势模拟和可视化呈现等,推测博斯腾湖叶绿素a浓度空间变化趋势需要借助GIS;GNSS的主要作用是定位,但题目未提到需要实地采样或精确定位,因此GNSS不是了解博斯腾湖叶绿素a浓度空间分布和变化趋势的主要技术,C正确。7.导致博斯腾湖叶绿素a浓度空间差异的主要因素是()A.营养盐 B.水域深浅C.大气环境 D.浮游植物种类【答案】A【解析】根据材料可知,叶绿素a是浮游植物进行光合作用的重要色素,其含量与浮游植物密度(数量)密切相关。与湖泊中心区域相比,湖泊四周径流汇入及居民生产生活导致营养盐输入较多,有利于浮游植物生长,叶绿素a浓度较高,A正确;与水域深浅、大气环境及浮游植物种类相关性小,B、C、D错误。(2025·辽宁葫芦岛二模)我国中医药产业正从“资源依赖型”向“创新驱动型”转变,需持续加强资源保护体系、科技创新生态、国际话语体系建设。通过现代科技赋能传统智慧,中医药有望在慢性病防治、老龄化健康管理等领域形成全球示范,成为健康中国战略的核心支撑力量。据此回答8~9题。8.目前我国中医药产业在转型过程中,面临的主要挑战可能是()A.技术创新力不足 B.缺乏竞争活力C.海外市场拓展难 D.药材产能不足【答案】A【解析】技术创新是实现从依赖资源到依靠创新转变的关键,A正确;从其有望在多个领域形成全球示范来看,并非缺乏竞争活力,B错误;虽然材料提到要加强国际话语体系建设,但没有明确表明海外市场拓展难是转型过程中的主要挑战,C错误;材料重点在于产业转型,没有体现药材产能不足是转型面临的主要挑战,D错误。9.某中医药企业计划在西南地区建立药材种植基地,为了综合运用地理信息技术提升中医药产业管理效能,下列方案中匹配正确且技术链条完整的是()A.利用GNSS获取地形数据→通过GIS分析土壤肥力→通过RS监测药材长势B.运用GIS模拟种植方案→依靠GNSS采集药材样本→通过RS预估后期产量C.借助RS识别石漠化区域→利用GIS规划种植区域→使用GNSS进行精准种植D.借助RS分析气候数据→利用GIS优化灌溉系统→使用GNSS定位病虫害植株【答案】C【解析】GNSS主要功能是定位和导航,获取地形数据一般用等高线地形图或地形测量等方法,A错误。GNSS主要用于定位,采集药材样本不是其主要功能,B错误。RS可以通过遥感影像识别石漠化区域;GIS能够对地理空间数据进行分析,从而规划种植区域;GNSS可以进行精准定位,实现精准种植,匹配正确且技术链条完整,C正确。RS主要用于获取地表物体的影像信息等,分析气候数据一般通过气象观测设备和相关气象软件,D错误。(2025·安徽模拟)各拉丹冬地区是长江主要源头沱沱河的发源地,是研究全球气候变化区域性响应机制的理想场所,通过遥感影像解译获取的冰川面积数据(如图)显示,在1999年至2020年,各拉丹冬地区冰川整体退缩,前进面积仅有6.29平方千米。有研究表明,冰川面积对气候变化的响应具有滞后性,滞后时间在10~20年。据此回答10~11题。10.解译遥感影像获取冰川面积数据时,需要避开的最主要干扰物是()A.云层 B.高寒荒漠C.积雪 D.生活垃圾【答案】C【解析】云层会遮挡地表,但可通过多时相遥感影像技术规避,并非最主要干扰物,A错误。高寒荒漠地表裸露,光谱特征与冰川差异明显,干扰较小,B错误。积雪与冰川特征高度相似,难以区分短期积雪与永久性冰川,需要避开,C正确。生活垃圾在无人区分布极少,范围微小,可忽略,且其光谱特征与冰川差异明显,干扰较小,D错误。11.2021年冰川面积较大的原因最可能是()A.夏季降水量大 B.夏季气温偏低C.冬季降水量大 D.冬季气温偏低【答案】B【解析】冰川消融主要发生在夏季,夏季气温偏低直接减少消融量,导致冰川面积相对较大,B正确。降水虽可补充冰川物质,但短期内对冰川面积影响有限,且夏季降水多以降雨形式加速冰川消融,A错误。冬季降水量大,增加冰川积累量,但需多年累积才能显著反映在冰川面积变化上,C错误。冬季冰川基本不消融,低温对冰川面积无直接影响,D错误。12.(2025·山东青岛三模、泰安三模组合题)阅读图文材料,回答下列问题。材料一某校地理小组到滹沱河流域开展研究活动,下图示意滹沱河流域局部。材料二高寒土是青藏高原地区较为特殊的土壤类型,其土壤侵蚀引起的土壤有机碳迁移和分布强烈影响碳循环过程,对保持全球气候稳定、碳收支平衡等都具有举足轻重的作用。某研学小组采用模拟实验与地理信息系统(GIS)相结合的方式,即先采挖土壤侵蚀区的土壤到室内实验室,测定不同条件下土壤有机碳流失量若干指标;再利用GIS分析土壤侵蚀数据,研究高寒土土壤有机碳的流失量变化特征。(1)据材料一,完成该流域水情监测系统结构框图。①和②为夏季需要重点关注的要素数据,③和④为地理信息系统重点分析方向。①、②、③、④。

(2)据材料二,简述采用模拟实验与GIS相结合的方式研究高寒土土壤侵蚀的优点。【答案】(1)降水量径流量空间水情(2)室内模拟实验可控制实验条件,以研究不同条件下土壤有机碳流失量的变化特征,有助于精确控制变量;GIS能够处理和分析空间数据,对土壤侵蚀的空间分布进行可视化展示;能够模拟和预测土壤侵蚀过程,为防治措施提供科学依据;能够整合多源数据,提高数据分析的效率和准确性;模拟实验与GIS结合可为进一步研究高寒土侵蚀机理和土壤有机碳的流失特征奠定重要基础。【解析】第(1)题,6—8月是该区域的雨季,降水增多导致河流径流量增大,容易引起洪涝灾害,因此需要重点关注降水量和径流量这两个数据。结合地理信息系统的功能和数据处理的过程可知,将海拔、坡度、降水量和径流量进行数据输入与处理,通过数据存储与管理、数据查询、空间叠加分析和流域水情分析后,制图与产品输出,由此可以得出结构框图。第(2)题,室内模拟实验能够人为地控制实验条件,比如可以精准设定不同的流量、坡度、坡长等因素。通过这种方式,可以研究不同条件下土壤有机碳流失量的变化特征,有助于精确控制变量,排除其他复杂自然因素的干扰,获得较为准确的实验数据。GIS能够处理和分析空间数据,将土壤侵蚀相关数据进