（新教材）中图版地理必修1第四章 第二节地理信息技术的应用

第二节地理信息技术的应用课程标准通过探究有关自然地理问题，了解地理信息技术的应用。学习目标1.说明全球导航卫星系统在定位、导航中的应用。2.了解遥感技术在资源普查、环境和灾害监测中的应用。3.了解地理信息系统的应用。地理信息技术是指获取、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)。一、全球导航卫星系统及其应用1．概念：是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。2．种类：全球导航卫星系统简称国家特点全球定位系统GPS美国发展最早，也比较完善，在世界范围内使用广泛格洛纳斯全球导航卫星系统GLONASS俄罗斯伽利略导航卫星系统GALILEO欧盟北斗导航卫星系统BDS中国中国自行研制的全球卫星定位与通信系统3.应用(1)主要功能：定位、导航等。(2)优点：测量的精度高，操作简便，而且仪器体积小、便于携带，可以全天候操作。(3)应用领域：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。判断1．全球导航卫星系统在夜间无法进行导航。(×)2．欧盟的伽利略导航卫星系统是最精准的全球导航卫星系统。(×)3．BDS和GPS一样，只是对点状物进行空间定位。(×)二、遥感及其应用1．遥感：即“遥远的感知”。概念含义广义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2.遥感影像(1)种类：主要包括航空像片和卫星影像。(2)分辨率：遥感影像由像元组成，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。一个像元表示的地面上的范围越小，影像显示地表信息细节的能力越强，分辨率就越高。(3)影像判读：影像判读方法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。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.遥感的应用(1)自然地理研究：广泛应用于地貌、气候、水文、土壤和植被的调查和监测。(2)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。判断1．广义的遥感记录的信息更广泛。(√)2．一个像元表示地面上的范围越大，影像的分辨率就越高。(×)3．彩色影像里的植物都是红色的。(×)4．假彩色影像中不同地物的色彩可以根据需要进行调整。(√)三、地理信息系统及其应用1．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。2．功能：储存庞大的空间数据，能随时制作电子地图，还有详细的属性资料可供查询，并能进行多种空间分析，以此来模拟区域内的资源、人口等要素的空间规律和发展趋势。3．主要应用(1)位置分析：解决与“位置”有关的问题。(2)趋势研究：包括空间趋势和随时间的演变趋势。(3)模式研究：通过模式分析，可以揭示各种地物之间的空间关系。(4)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。判断1．地理信息系统可以收集、处理和分析任意种类的信息。(×)2．利用地理信息系统可以建立洪水预测模型。(√)3．用数学方法建模属于地理信息系统的趋势研究。(×)探究点一全球导航卫星系统 阅读材料，回答下列问题。 中国北斗导航卫星系统是我国自主建设、独立运行的导航卫星系统。该系统按照“三步走”的发展战略稳步推进。第一步2000～2003年，中国成功发射了3颗北斗导航实验卫星，建立起完善的北斗导航实验系统。第二步于2012年前，北斗导航卫星系统将首先提供覆盖亚太地区的定位、导航、授时和短报文通信服务能力。这两步已实现。第三步于2020年左右，建成由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成的覆盖全球的北斗导航卫星系统。1．北斗导航卫星系统由哪三部分组成？答案卫星星座、地面监控系统、信号接收系统。2．北斗导航卫星系统有哪些特点？答案全天候、全天时、高精度。3．该技术在自然灾害救援中能够起到什么作用？答案利用信号接收系统，进行精确定位，发出求救信号，及时报告受灾位置和受灾情况，有效缩短救援搜寻时间。全球导航卫星系统的应用领域应用领域具体应用民用防灾减灾灾情发生后的通信联络；灾害发生地点的准确测报；救灾人员赶赴现场的导航交通空中导航：空域划分与管理；交通流量管理；飞行路线管理；提高机场利用率。航海：自主导航；提供位置、航速、航向和时间信息；海图航迹显示；港口、码头的船舶调度；近海和内河船舶导航和管理旅游探险定位；选择最优的行进方式和线路；寻找合适的道路和宿营点；报警；选择最佳的记录摄影地点、时间其他领域大地测量；野外勘测；紧急救援；生态研究；农作物生产等军用定位和导航 2018年11月19日，18颗北斗三号卫星组成的基本系统完成建设，并于12月27日正式向“一带一路”沿线国家提供基本导航服务。我国的北斗导航卫星系统集卫星定位、短报文通信、精密授时于一体，能够高效快捷地实现信息传递。据此完成1～2题。1．与美国的全球定位系统相比，我国北斗导航卫星系统具有的特殊功能是()A．区域导航 B．空间定位C．精密授时 D．短报文通信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．灾害预测答案1.D2.C解析第1题，全球导航卫星系统一般都具有导航、定位、授时等主要功能，我国北斗导航卫星系统具有的特殊功能是短报文通信功能。第2题，北斗卫星系统最基本的功能是导航和定位，因此最宜广泛应用的领域是野外考察活动，C项正确。农业估产、矿产探测、灾害预测属于遥感或地理信息系统的功能范畴。 读“我国地壳运动观测网图”，回答3～4题。3．对地壳运动进行精确观测采用的主要技术是()A．遥感技术 B．全球导航卫星系统C．地理信息系统 D．虚拟现实技术4．根据观测站的分布特点判断，建立地壳运动观测网最主要的目的是()A．泥石流、滑坡的监测和预报B．大地高程测量C．地震监测和预报D．电离层研究答案3.B4.C解析图中对地壳运动进行精确观测的基准站、基本站与区域站在我国分布的范围较广，但又相对集中在我国地质不稳定的地区，显然是通过对地壳运动的精确观测，判断各站点之间的距离位移，进行地震监测和预报，而各站点之间的距离位移则需要用全球导航卫星系统进行测量。探究点二遥感技术 据俄罗斯媒体2019年4月16日报道，目前全球共有438颗地球遥感卫星在轨，中国拥有最多的大型遥感卫星，合计有84颗。遥感卫星主要用于科学试验、国土资源普查、农作物估产及防灾减灾等领域。下图为“遥感技术工作示意图”。据此回答下列问题。1．遥感技术要借助飞机、飞船、卫星等运载工具，试分析运载工具的运行高度会对遥感结果产生哪些影响。答案传感器运载工具的飞行高度对遥感探测的范围、速度、周期、分辨率等影响很大。一般来说，运载工具飞得越高，探测的范围越大，获得资源的速度越快，周期越短，但对地物的分辨率越低。2．利用遥感技术进行灾害监测的原理是什么？答案地球上的物体都在不停地吸收、反射或辐射电磁波，并且不同物体的电磁波特性是不同的。遥感技术的基本概况及应用技术装备遥感平台、传感器、遥感信息处理系统工作原理目标物→传感器→遥感地面系统→图像、数字特点探测范围大、获得信息速度快、周期短、信息量大，受地面条件限制少等优势，能够实现地物信息的实时、动态监测应用灾害监测实时监测洪涝、台风等灾害的形成过程，进行准确的预报、预警；能够快速识别地震等突发性自然灾害的影响范围，并对灾害统计、灾害救援等工作提供强有力的支持资源调查对植被、农业资源(土地、农作物分布)、矿产、水资源进行调查和监测环境监测对各种污染、生态问题进行监测 在遥感技术中，可以根据植物反射的电磁波特征判断植物的生长状况，有助于防灾减灾。据此回答5～6题。5．遥感技术用于防灾减灾的具体监测内容包括()①旱情②水灾③滑坡④农林病虫害A．①②③ B．①②④C．①②③④ D．②③④6．根据上述原理，可用遥感技术直接()①区分阔叶林与针叶林②监测植物病害情况③区分落叶树与常绿树④监测草场退化情况A．①②④ B．①②③④C．①②③ D．①③答案5.C6.B解析第5题，遥感技术能够用于监测地物的原理是地物的反射或辐射的电磁波可以被传感器接收，旱情、水灾、滑坡、农林病虫害反射的电磁波都可以被传感器接收。第6题，阔叶林与针叶林、植物病害的状况、落叶树与常绿树、草场退化的情况均可以视作“植物的生长状况”，都可以用遥感技术监测。 2019年4月18日，我国台湾花莲县发生6.7级地震。本次地震造成了大楼、道路等公共设施一定程度的损毁。据此回答7～8题。7．当地政府在第一时间掌握了整个地震灾区建筑破坏情况，所利用的技术手段主要是()A．地理信息系统 B．全球导航卫星系统C．遥感技术 D．数字地球8．当地政府运用的该地理信息技术的关键装置是()A．传感器 B．卫星系统C．地面装置 D．信号发射装备答案7.C8.A解析第7题，当地政府第一时间掌握整个地震灾区建筑破坏情况，主要利用的技术手段是遥感技术。第8题，遥感技术的关键装置是传感器，因为它能从目标物获取信息并传送到遥感地面系统。探究点三地理信息系统 阅读材料，回答下列问题。 我国第23次南极科考队利用我国自主创新的地理信息系统(简称GIS)平台软件SuperMapGIS，在南极长城站首次绘制了1∶1000数字化大比例尺地形图，并将这些成果建成空间数据库。 据悉，本次南极科考活动得到了社会各界的极大关注。制图公司采取赠送方式向南极科考队提供SuperMapGIS软件，并将在科考过程中提供免费技术服务。该系统软件已广泛应用于国土、交通、民航、房产、电力、电信等众多领域。1．本次科考利用我国自主创新的地理信息系统软件SuperMapGIS，对此说法不正确的是()A．此次考察利用的地理信息系统，需要RS、GPS进行数据支持B．此技术是一种快速但准确度不太高的技术C．利用此技术可以替代人对南极无人区进行数据分析D．GIS技术是地图的延伸答案B2．长城站数字地图绘制成功后，对该地图利用的叙述，错误的是()A．方便查阅南极地区的三维地图及地图信息B．可以对附近地区冰川、海岸线的变化进行观察分析C．对防止极冰融化提供治理的技术D．对地物相关信息的分析采用数字化处理答案C3．利用地理信息技术在对南极地区进行勘探研究时，除了上述应用外还有哪些用途？试举两列。答案利用全球导航卫星系统测量观测点的海拔，确定科考队员的位置；利用遥感技术探测资源状况；利用地理信息系统绘制资源分布图。地理信息系统的应用(1)在区域地理环境研究中的应用(2)在灾害监测中的应用地理信息技术手段的选取技巧对于地理信息技术的考查，主要是考查地理信息技术作用和应用领域的不同。因此，只要大体上抓住地理信息技术的区别，就能对地理信息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：另外，注意在“用词”方面的差异，也是正确选取地理信息技术的方法之一，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”等词语的则选取全球导航卫星系统。(3)若有“分析”“预报”“处理”“管理”“决策”“规划”“选址”等词语的则多是选取地理信息系统。 (2020·福建省莆田第一中学月考)随着科学技术水平的提高，地理信息技术运用到防灾减灾上的频率越来越高。读“地理信息系统分层图”，完成9～10题。9．根据上图可以推断出正在分析的地质灾害最可能为()A．崩塌 B．地震C．滑坡 D．泥石流10．一位研究员不小心把完整的图示弄丢了，现在需要制作出完整的图示，他需要填补的甲最可能是()A．坡面起伏状况 B．坡向C．坡面侵蚀 D．地层厚度答案9.C10.B解析第9题，图示的地质灾害与坡度、倾斜的地层及活动断层有关，判断为滑坡；地震是地球内部能量的释放，与坡度无关；崩塌、泥石流与顺向坡面关联度不高。第10题，图示甲与倾斜的地层图层合成顺向坡面，可判断甲是坡向。 下图示意使用地理信息系统分析某类自然灾害(X)的模型构建。读图回答11～12题。11．该类自然灾害(X)是()A．地震 B．内涝C．滑坡 D．塌陷12．近年来该类自然灾害在我国的发生频率不断增大，其原因不可能包括()A．开采地下水使地面沉降B．空气中颗粒物浓度上升C．不透水下垫面不断增加D．城区与郊区温差有所下降答案11.B12.D解析第11题，据图示可知，该模型是根据气象、水利、水文等专业知识和城市地理数据库来分析该类自然灾害(X)的，分析成果有降水、产汇流、排水，这些与气象和水文密切相关，而选项中与降水、径流和城市有密切联系的只有内涝。故选B。第12题，据上题结论可知，该类自然灾害为内涝。其发生的原因应从气候和地形方面来分析。从气候看，短时间强降水；从地形看，地势低洼，排水不畅，地表积水，易发生内涝。开采地下水使地面沉降，排水不畅，A正确；空气中颗粒物浓度上升增加空气中凝结核，可能增加降水概率，B正确；不透水下垫面不断增加，不利于地表水下渗，易造成地表积水，C正确；城市与郊区温差有所下降，会减弱热岛效应，使城区降水减少，D错误。 (2020·甘肃省会宁县第一中学期中)2013年07月22日07时45分在甘肃省定西市岷县与漳县交界(34.5°N,104.2°E)发生6.6级地震，震源深度20千米，政府相关部门立即开展了救援行动。据此回答1～2题。1．人们在第一时间迅速掌握整个地震灾区建筑破坏情况，所利用的地理技术手段主要是()A．地理信息系统 B．全球导航卫星系统C．遥感技术 D．多媒体技术2．在对震区被困灾民开展营救行动的过程中，政府相关部门利用的地理信息技术主要是()①地理信息系统②全球导航卫星系统③遥感技术④虚拟现实技术A．①④ B．②③C．③④ D．①②答案1.C2.B解析第1题，“第一时间迅速掌握整个地震灾区建筑破坏情况”属于获取信息的范畴，利用的是遥感技术。第2题，开展营救行动的过程中，获取被困人员的精确位置，需要利用全球导航卫星系统；获取被困人员所在区域的信息，需要利用遥感技术，故选B。 读图，回答3～4题。3．图示气象卫星云图的获得主要是运用了()A．全球导航卫星系统 B．遥感技术C．地理信息系统 D．数据库技术4．通过对台风的监测，分析多幅卫星的云层图片可以获得()①台风中心位置②台风的强度③台风所造成的降水范围④台风的移动方向⑤台风的登陆地区A．①②③⑤ B．②③④⑤C．③④⑤ D．①②③④⑤答案3.B4.D解析第3题，气象卫星云图主要是利用卫星遥感技术获取的。第4题，通过对气象卫星云图的分析，可以获得台风中心位置、强度、降水范围、移动方向、登陆地区等信息。 2019年9月23日5时10分，西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第四十七、四十八颗北斗导航卫星。据此完成5～6题。5．在军事演练中可以用北斗系统进行()A．制导精准打击 B．地形地貌探测C．打击效果侦察 D．战场仿真模拟6．战斗机的飞行不受白天、黑夜、天气状况的影响，主要体现出北斗导航卫星系统的()A．全球性 B．全天候C．连续性 D．实时性答案5.A6.B解析第5题，北斗导航卫星系统的基本功能是定位与导航，故在军事演练中可以用北斗导航卫星系统进行制导精准打击；地形地貌探测、打击效果侦察需使用遥感技术或地理信息系统；战场仿真模拟则需要地理信息技术的综合使用。第6题，战斗机的飞行不受白天、黑夜、天气状况的影响，主要体现出北斗导航卫星系统的全天候作业。7．阅读材料，回答下列问题。 2018年10月11日，西藏昌都市江达县波罗乡与四川甘孜州白玉县交界处发生山体滑坡。此次山体滑坡造成金沙江断流并形成堰塞湖。(1)地方救灾办公室能迅速、准确地掌握受灾范围，所利用的地理信息技术是()A．遥感技术 B．全球导航卫星系统C．地理信息系统 D．卫星通信技术(2)地理信息技术包括________________、________________、________________三大技术系统。(3)滑坡灾害的监测主要是运用__________，该技术的优点有_________________________。(4)某出租车公司在调度系统中快速查询本公司出租车的位置信息，所采用的技术是__________和__________。答案(1)A(2)遥感技术全球导航卫星系统地理信息系统(3)遥感技术探测范围大，获取信息速度快、周期短、信息量大；受地面条件限制小等，能够实现地物信息的实时、动态监测(4)地理信息系统全球导航卫星系统解析第(1)题，迅速、准确地掌握受灾范围，利用的技术手段主要是遥感技术。第(2)题，地理信息技术主要包括遥感技术、全球导航卫星系统和地理信息系统。第(3)题，遥感技术主要用于灾害的监测，它的优点可结合所学知识进行解答。第(4)题，在调度系统中查询车辆的位置，需运用地理信息系统和全球导航卫星系统。 环境与灾害监测预报小卫星的发射，使减灾部门拥有了专门用于减灾工作的遥感卫星，对救灾工作起到积极作用。据此回答8～9题。8．该卫星对生态环境和灾害进行动态监测，直接应用的技术是()A．遥感技术 B．地理信息系统C．全球导航卫星系统 D．北斗导航卫星系统9．该卫星不能直接监测的自然灾害是()A．寒潮 B．干旱C．地震 D．台风答案8.A9.C解析第8题，遥感技术主要用于对生态环境和灾害的大范围、全天候动态监测，及时反映生态环境和灾害发生、发展过程。第9题，地震灾害具有突发性，且发生在地下，遥感卫星不能直接监测。 2019年11月5日，第49颗北斗导航卫星发射，为2020年完成北斗全球组网打下坚实基础。据此回答10～11题。10．下列不属于北斗导航卫星系统组成部分的是()①信号接收机②北斗卫星③传感器④车载移动电话A．①②B．①③C．①④D．③④11．北斗导航卫星系统正式迈入全球时代，该系统可为()①登山爱好者提供具体的经纬度位置②农业生产测评农作物的产量③地质工作者提供某地的海拔④比赛者提供汽车的运行速度⑤工业生产测评水质污染A．①②③ B．①③④C．②③④ D．③④⑤答案10.D11.B解析第10题，北斗导航卫星系统由空间部分(导航卫星)、地面控制部分和用户设备部分(信号接收机)组成。第11题，北斗导航卫星系统属于全球导航卫星系统，可以为用户提供具体的经纬度位置和海拔、运行速度和时间等信息。 泥石流的发生一般需同时具备以下三个条件：河道、陡坡、大量松散土石分布。某市的地理信息经数字化后，处理分析得出