地理信息技术在防灾减灾中的应用【备课精研+高效课堂】 高一地理 课件 （人教版2019必修第一册）

在防灾减灾中的应用地理信息技术核心素养区域认知了解不同技术在各个领域的应用。地理实践力结合实例说明各个地理信息技术在防灾减灾中的具体作用。综合思维结合实例，提出综合运用各个地理信息技术进行防灾减灾的具体程序和方法。人地协调观形成正确的自然灾害观。“5.12”汶川地震摧毁了当地的交通、通信设施，地震灾区瞬间成为信息孤岛，外界无法及时得知受灾情况，这使得救援工作无法顺利开展。约8小时后，首批武警官兵到达地震重灾区，并使用北斗用户机(图6.20)实时传递灾情,这是地震重灾区发出的第一束生命急救电波。1.北斗用户机是一种什么设备？2.它通过什么渠道传送灾情？新课导入北斗用户机是用户设备，带有全向收发天线的接收、转发器。用于接收导航、定位卫星发射的S波段信号，从中提取地面控制中心传送给用户的数字信息。本节知识结构定义功能应用地理信息技术在防灾减灾中的应用遥感技术全球卫星导航系统地理信息系统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的总称，主要包括遥感(RS)、全球卫星导航系统(GNSS)、

地理信息系统(GIS)3S技术是遥感技术(RS)、全球卫星导航系统(GNSS)和地理信息系统(GIS)的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。广泛应用于区域地理环境研究：资源调查、环境监测、自然灾害防御监测、国土资源管理、国土规划等。地理信息技术的大众化应用已成为趋势：如GPS汽车导航、空间信息网站、城市多媒体地理信息。什么是地理信息技术？1.概念：利用装在航空器（如飞机、高空气球）或航天器（如人造卫星）的光学或电子设备，对地表物体进行远距离感知并且获取目标物的电磁波信息，并根据电磁波的特征进行分析和应用的技术。一、遥感技术(RemoteSensing，简称RS)“遥”—远距离、高空或太空“感”—传感器获取目标物体反射或发射的电磁波信息遥感技术系统由遥感平台、传感器、信息传输装置、数字或图像处理设备以及相关技术等组成。

2.遥感的组成卫星传感器地面物体反射或辐射的电磁波信息图像胶片或数据磁带记录地面接收站信息处理信息分析专业图件、统计数字地面物体的种类、性质、环境条件不同，其反射和辐射的电磁波也各不相同。传感器是遥感的关键装置，是遥感的中心环节。3.工作原理原理：地物在不断地吸收、发射（辐射）和反射电磁波，并且不同地面物体的种类、性质、环境条件不同，其反射和辐射的电磁波也各不相同。遥感就是根据这个原理，利用一定的技术设备和装置，来探测地表物体对电磁波的反射和地物发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。遥感分类——按遥感平台航空遥感地面遥感航天遥感搭载工具：卫星、航天飞机、宇宙飞船、航天空间站等。优点：覆盖范围大，不受领空限制，受天气影响较大，可进行定期、重复的观测等。搭载工具：飞机。优点：机动性强，可以根据研究主题选择适当的传感器、飞行高度和区域。搭载工具：高塔、车、船等平台。优点：于近距离测量地物波谱和摄取供试验研究用的地物细节影像。遥感传感器的电磁波反射遥感常用电磁波段紫外线可见光红外线微波由于地面物体的种类、性质、环境条件的不同，其反射和辐射的电磁波也各不相同；所以，可以对遥感信息进行处理和判读分析。可见光航拍遥感影像微波遥感影像红外遥感影像与传统实地调查等信息获取手段相比，遥感技术具有探测范围大，获取信息速度快、周期短、手段多，获得的信息量大、人力、财力投入少、用途广泛，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。4.遥感的特点（优点）传统的工作方法从点﹑线实地观测面上的分析研究遥感技术从面上的区域分析研究有重点的选择若干点﹑线进行野外验证和检查5.遥感的应用资源调查环境监测自然灾害防御监测土地利用现状调查土地资源调查病虫害和农业生态环境调查及监测农作物长势监测和估产大地测量

利用遥感可以进行矿产开采监测，土地资源、陆地水资源、海洋资源调查、植被资源等方面调查。全国森林资源普查全国水域空间分布普查5.遥感的应用——资源普查应用领域具体内容备注资源调查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或图像处理技术，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全国湿润指数数据黑龙江蒸发与蒸腾数据5.遥感的应用——环境检测应用领域具体内容备注环境、灾害监测环境监测土地荒漠化、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自然灾害防御监测旱灾、水灾、滑坡、病虫害、森林火灾、泥石流、地震、农林病害等有利于防灾减灾利用遥感可以进行荒漠化、环境污染、海洋生态、全球气候变化、植被变化等方面监测。应用领域具体内容备注农业生产林业清查森林资源、监测火灾和病虫害着火树木、病害树木与正常树木的反射光谱不同农业识别农作物、估算产量、灾情预报植物生长情况不同，其反射波谱特征不同5.遥感的应用——农业生产大兴安岭林区火灾监测遥感影像图山东农田旱情监测遥感影像图利用遥感可以进行森林病虫害监测、森林火灾与煤矿火点监测、大气监测与天气预报（包括台风监测预报）、旱涝灾害监测、海洋赤潮灾害监测等方面监测。灾前和灾中，运用遥感技术，可以实时监测洪涝、台风等灾害的形成过程，进行准确的预报、预警灾后，能够快速识别地震等突发性自然灾害的影响范围，并为灾情统计、灾害救援等工作提供强有力的支持帮助救灾,灾害发生后，陆地通信往往遭到破坏而影响救灾行动。遥感可帮助识别重灾区和能通往灾区的线路，从而决定救灾的轻重缓急印尼海啸前后卫星图5.遥感的应用——自然灾害防御与监测应用领域具体内容资源普查矿产资源、水资源、土地资源、森林和草场资源、野生动物资源等可对农作物进行估产灾害监测旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等有助于防灾、减灾环境监测荒漠化、土壤盐渍化、环境污染、海洋生态、全球气候变化及其影响、植被变化、海上冰山漂流等有利于人们了解环境变化，使环境得到保护和改善工程建设及规划大型水利工程、港口工程、核电站、路网、城市规划等—其他军事侦察、海上交通、海洋渔业等—风云二号对台风“菲特”监测2008年四川北川县城遥感影像二、全球卫星导航系统（GlobalNavigationSatelliteSystem，简称GNSS）1.概念：它利用卫星在全球范围内进行实时定位、导航的系统。2.组成卫星星座(空间部分)地面监控系统(地面控制部分)信号接收系统(用户部分)空间部分GPS卫星星座用户设备部分GPS信号接收机地面控制部分地面监控系统3.功能和优点将命令和数据发送到卫星并接收卫星的遥测数据和测距数据的设备全能性全球性全天候连续性实时性海陆空全能不分昼夜全球覆盖连续不断实时信息全球定位系统能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间并且具有全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性的特点欧洲伽俐略GALILEO俄罗斯格洛纳斯GLONASS美国GPS中国北斗BDSGNSS4.四大全球卫星导航系统应用领域具体应用民用交通空中导航：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；选择最优行进方式和线路；寻找合适的道路和宿营点；报警；选择最佳记录摄影地点、时间其他领域大地测量；野外勘测；紧急救援；生态研究；农业资源调查；农作物生产等军用定位和导航防灾减灾帮助用户在遭遇自然灾害或面临危险时发出求救信号，及时报告位置和受灾情况，从而确定位置和前进方向，进而导航，有效缩短搜寻救援时间5.

全球卫星导航系统的应用：三维坐标运动速度精确授时为导航服务

导航、定位、测量、农业、救援、监视和管理、军事，在自然灾害中精确定位，发出求救信号，及时报告位置和受灾情况。导航与定位高程测量精准农业救援监视管理军事活动6.全球卫星导航系统在抗灾救灾中的作用灾后的通信联络、减灾过程中的灾情跟踪、监测等提高减灾效率和救灾物资空投的准确度救灾人员赶赴救灾现场的导航和通信联络灾情的实时监测、灾害发生地点的准确预报等方面4.全球卫星导航系统的应用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信息，同时也广泛应用于野外军事行动中单兵和移动装备的定位及跟踪测量定位

全球卫星导航系统已广泛应用于大地测量、资源勘察、地壳运动观测、地基测量应用领域功能表现具体用途交通定位、导航

对车辆进行跟踪、调度管理、合理分配车辆，从而以最快的速度响应用户的乘车或配送请求，降低能源消耗，节省运行成本。同时全球卫星导航系统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、犯罪现场、交通事故等紧急事件的响应效率应用领域功能表现具体用途农业定位实施“精准农业耕作”及捕鱼区域地理研究在区域环境中利用较多的是导航服务，地面监控系统把信息传给全球卫星导航系统，得出处理后的考察点的地理位置和高程，获得精准数据，从而确定位置和前进方向，进而导航2．下列事件中，不需要利用北斗卫星导航系统的是()A．港口、码头的船舶调度B．前往利比亚撤侨包机航向的确定C．四川凉山森林大火扑救方案的制定D．山洪地质灾害救灾时救援物资的投放C1．下列属于北斗卫星导航系统组成部分的是()①北斗导航卫星②信号接收设备③地面控制站④车载移动电话A．①②③B．①③④C．①②④D．②③④A数据输入数据处理数据存储与管理空间查询与分析制图与产品输出1.概念：对地理空间数据进行输入、处理、存储、管理、查询、分析、输出等的计算机信息系统。三、地理信息系统(GIS

，geographicinformationsystem)2.基本功能：3.GIS工作流程简要程序信息源地图、遥感图像、野外考察、室内实验、社会经济统计等获得的数据数据处理数据处理:建立空间模型和数据模型数据库地物空间特征和属性的各项数据的结合，构成某一主题的图层，如地貌图层、土壤图层、土地利用图层等空间分析按一定规划对所研究的局部进行空间分析，也可以对与局部及其相邻的部分，以至整个区域进行综合分析数据表达将系统处理、分析的结果，形成可供研究、规划和决策人员使用的产品地理信息系统以图层为基础。图层用图形、符号、文本等描述某个主题的数据，如道路、村庄、河流等。这些图层可通过位置叠加组合在一起，不同的组合可以形成具有不同实际应用价值的图片、数据及文字信息。例如，将雨量站图层与行政区图层进行叠加，可以获得雨量站在行政区的分布信息。4.地理信息系统(GIS)的空间叠加分析图层叠加分析坡向分布、岩石倾斜滑坡易发区河流分布、坡度分布、土石分布水系泥石流易发区水系、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、交通线路及规划图新建商业中心选址人口密度、行政区划、行政区人口基数行政区人口增长率地理信息系统(GIS)数据输入和处理遥感、地图和各种统计数据，编码采集、动态更新。数据存储和管理数据信息重组，数据关系描述，数据信息资源共享。空间查询和分析根部不同目的，对数据进行模型构建、分析处理。制图和产品输出短时间内制作各种地图、统计图，并实现可视化。5.地理信息系统(GIS)的基本功能6.地理信息系统(GIS)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信息查询驾车导航景点浏览地图浏览三维展示面积测量距离测量模拟预测标记地图地理信息系统利用遥感技术、全球卫星导航系统等提供的地理数据，进行自然灾害动态监测、预报预警、快速确定受灾范围及受灾情况，为制定减灾预案、评估灾害损失和指导灾后恢复重建等提供依据。选取地理信息技术手段的方法（一）“点”与“面”判断全球卫星导航系统

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是“一个点”或“多个点”；

遥感技术和地理信息系统的工作对象——“面”。

在地理信息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。(二)“想”与“看”区分地理信息系统、遥感技术

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，尤其是对于大范围、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。(三)关键词判断地理信息技术

①遥感技术：“获取”空间信息。

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”等。活动：利用地理信息技术判断舟曲泥石流灾害的影响2010年8月7日22时左右，甘肃舟曲县城东北部山区突降特大暴雨，降雨持续40多分钟，雨量达97毫米，引发特大泥石流。1.对比灾害前后的卫星遥感影像，在灾后图中勾勒出泥石流的范围。2.如果估算泥石流冲毁的住宅数量，还需要哪些信息？3.完成第2题，需要用到地理信息系统的哪些功能？对比分析灾害和灾后的影响，发生变化的地区即为泥石流影响的范围。还需要灾区住宅分布图、住宅密度图及相应的比例尺。需要用到地理信息系统的输入、处理、查询、分析等功能。课堂总结

3S技术之间的关系提供空间定位信息反馈信息处理结果提供影像信息提供空间定位信息反馈信息处理结果提供影像信息（眼睛）（脚）（大脑）RSGPSGIS地理信息技术地理信息技术在自然灾害防灾减灾中应用比较广泛，回答1～3题。1.在台风灾害中，利用遥感技术可以直接(

@31@

)。A.统计受灾人数

B.监测台风运动路线C.分析台风造成的财产损失数额

D.分析台风成因B2.在下列自然灾害中，利用地理信息系统无法做到的是(

@33@

)。A.准确预报地震发生的时间

B.监测病虫害的扩散情况C.收集洪水受灾区的面积信息

D.监测沙尘暴的动态趋势A3.救灾物资空投时，利用全球卫星导航系统主要是为了(

@35@

)。A.减少人力劳动

B.提高空投精确度

C.缩短空投距离

D.减少人员伤亡B2020年9月14日，因美国西海岸山火持续蔓延，至少有33人丧命、数十人失踪，另有数以千计民房烧毁，多个小镇付诸一炬。为此，谷歌地球上线“追踪美国西海岸山火地图”，该地图具有山火分布，大火风险评估，火势趋势预测等功能。截止目前，据此完成4-5题。4．“山火地图”的绘制，最主