讲义第9单元第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本节复习脉络：考点一|遥感技术的应用(对应学生用书第162页)[识记—基础梳理]1．原理：不同物体的电磁波特性不同。2．工作环节3．特点：探测范围大、获取资料快、受地面条件限制少，获取信息量大。4．应用领域：资源普查、灾害监测、环境监测、工程建设及规划等。5．判读依据：直接解译标志和间接解译标志。[理解—要点突破]1．遥感在资源普查中的应用应用领域具体内容作用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”矿产通过分析遥感图像划定蕴藏矿产的大致区域生物资源通过解译遥感图像，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2.遥感在林业和农业方面的应用部门应用主要原理林业清查森林资源、检测火灾和病虫害着火树木、病害树木与正常树木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3.遥感在环境、灾害监测中的应用应用领域具体内容作用环境监测荒漠化、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灾害监测旱情、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[运用—考向对练]◎考向1遥感技术在资源普查、农业生产方面的应用2016年8月10日6时55分，我国在太原卫星发射中心成功将目前全球分辨率最高的“高分三号”卫星送入太空。读高分卫星融合影像图，1．获得该图像的主要技术手段是()A．遥感技术 B．地理信息系统C．全球定位系统 D．数字地球2．利用该技术手段可直接()A．分析水灾损失 B．获得矿床露头信息C．分析矿产种类 D．确定矿床露头位置1．A2.B[第1题，该图像为卫星影像图，是利用遥感技术获得的。第2题，RS可获取矿床露头信息，GIS可分析矿产种类、水灾损失，GPS可获取矿床露头位置。](2018·武汉市高三调研)棉花遥感识别是棉花种植面积遥感估算的关键，下图是我国某地区不同日期棉花光谱信息与其他作物光谱信息的曲线分析图。图中前三个波段为可见光波段(分别为蓝波段、绿波段、红波段)，第四波段为近红外波段。读图，回答3～4题。eq\a\vs4\al(6月份（棉花盛蕾期）测量的,农作物1－4波段光谱曲线)eq\a\vs4\al(9月份（棉花盛絮期）测量的,农作物1－4波段光谱曲线)3．容易将棉花从其他作物中识别出来的最佳波段是()A．蓝波段 B．绿波段C．红波段 D．近红外波段4．根据图中信息，判断下列叙述正确的是()A．棉花盛蕾期对各波段的反射率均比盛絮期高B．棉花盛絮期对蓝波段、绿波段和红波段的反射率比盛蕾期明显降低C．9月份番茄对绿波段的反射率略低于6月份D．6月份玉米对红波段的反射率略高于对绿波段的反射率3．D4.B[第3题，由图示的图例来看，可见光波段(分别为蓝波段、绿波段、红波段)的曲线，棉花的反射率与其他两种农作物都比较接近，无法区分，所以A、B、C都错误，而第四波段为近红外波段，特别是9月份，比较明显地区分开来，正确答案是D。第4题，由图中看到，在3(红波段)棉花盛絮期的反射率比盛蕾期高，故A错误；棉花盛絮期对蓝波段、绿波段和红波段的反射率比盛蕾期明显降低，落差比较大，故B对；9月份番茄对绿波段的反射率略高于6月份，故C错误；6月份玉米对红波段的反射率低于对绿波段的反射率，故D错误。正确答案是B。]◎考向2遥感技术在灾害监测中的应用(2018·南京模拟)北京时间2015年9月17日6时54分，智利西海岸发生8.3级地震，此次地震震源深度为12.5千米。据此回答5～6题。5．智利多地震的原因是()A．位于安第斯山区B．位于海岭附近C．处于板块消亡边界D．处于太平洋板块与美洲板块交界处6．可以动态监测此次地震造成灾害程度的地理信息技术是()A．GPS B．RSC．GIS D．数字地球5．C6.B[第5题，本题主要考查地震的成因。智利位于南极洲板块与美洲板块的碰撞地带，属于板块消亡边界，故C项正确，D项错误；智利位于安第斯山脉西侧的沿海地区，故A项错误；海岭位于大洋深处，故B项错误。第6题，本题主要考查地理信息技术的应用。动态监测地震造成的灾害程度应该使用具有监测功能的RS，故B项正确；GPS的主要功能是定位，GIS的主要功能是查询、分析，数字地球不具有监测功能，故A、C、D项错误。]考点二|地理信息系统的应用(对应学生用书第164页)[识记—基础梳理]1．概念是在计算机软件和硬件支持下，对地理信息进行采集、管理、分析和表达的空间信息管理系统。2．数据分类空间数据反映事物地理空间位置的信息属性数据是与地理位置有关的反映事物其他特征的信息3.系统组成主要由系统硬件、系统软件、数据、应用人员、应用模型五部分组成。4．主要功能：数据采集、数据分析、决策应用。5．解决的主要问题地物空间分布及位置分析、趋势分析、模式分析、模拟结果等。[理解—要点突破]1．在区域地理环境研究中的应用2．在城市建设和管理中的典型应用应用领域主要功能信息管理与服务主要向城市居民提供日常工作与生活所需的各种信息规划和管理主要是进行城市规划设计、工程选址等，也可以进行城市管理和辅助决策基础设施管理利用GIS能够完成工程设计、应急抢修、日常维护等工作，可大幅度提高工作效率土地利用与管理土地利用涉及土地利用性质变化、地块轮廓变化、土地权属关系变更等内容。GIS技术可以有效完成对土地利用状况的监控和管理，提高工作质量与效率生态环境管理应用GIS技术，可以实现城市生态规划、环境评价、环境与区域可持续发展的决策分析、环保设施的管理等3.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。[运用—考向对练]◎考向1地理信息系统在区域环境研究、灾害监测中的应用下图是某地山体滑坡后堵塞河道形成堰塞湖的影像。读图，回答1～2题。1．图中堰塞体垮塌后可能会淹没下游沿岸居民点，可快速确定需要转移人口区域的技术是()A．遥感(RS)B．地理信息系统(GIS)C．全球定位系统(GPS)D．北斗导航系统(BDS)2．图中甲、乙、丙、丁四处海拔由高到低的排序是()A．甲>乙>丙>丁B．甲>丙>丁>乙C．乙>丁>丙>甲D．乙>丙>甲>丁1．B2.D[第1题，确定需要转移人口区域，需要对影像图进行分析，需要模拟堰塞湖决口可能会淹没的范围。遥感的主要功能是获取地理信息；全球定位系统和北斗导航系统的功能主要是定位和导航；只有地理信息系统能对地理空间信息进行分析处理。第2题，图中乙处位于堰塞体滑坡的源头处，其海拔应最高；丙在堰塞体上，海拔高于湖面上的甲，丁在堰塞湖下游河道上，海拔最低。]结合材料，运用知识，回答3～4题。“GIS”的英文全名是GeographicalInformationSystem，也叫地理信息系统。具有地图处理、数据库和空间分析这三大功能。GIS不仅可以像传统地图一样，解决与“地点”“状况”有关的查询，而且能进行趋势分析，复杂的“模式分析”和用“虚拟模拟”进行预测性分析。据此，回答3～4题。3．如果将GIS用来监测森林火灾，可以()A．分析、判断引起火灾的原因B．预测森林火灾的发生地点C．预测森林火灾后所造成的后果D．及时知道火灾的地点、范围，分析火势蔓延方向，制定灭火方案4．有的渔民已利用GIS技术来寻找鱼群，如果普遍引用这一技术()A．可以使渔获量持续增长B．可能导致过度捕捞，使渔业资源枯竭C．会增加渔业的生产成本D．会促进渔业生产，加大对渔业资源的开发利用，提高渔民的生活水平3．D4.B[GIS可以通过对有关信息的统计、分析，从而能发现事物变化趋势，提出方案。若大规模使用该技术捕鱼，则可能导致渔业资源的枯竭。](2018·烟台模拟)随着科学技术水平提高，地理信息技术运用到防灾减灾上的频率越来越大，读GIS分层图，回答5～6题。5．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6．一位年轻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5．C6.B[第5题，该案例涉及的图层包括坡度、地层倾斜及断层状况等，可以推断此案例研究主题为滑坡。第6题，读图可知，由甲图层与地层倾斜图层可以得出的是顺向坡面的情况，所以判断，甲图层可能为坡向图层。]◎考向2地理信息系统在城市管理方面的应用下图示意新一代信息技术支撑下的智慧城市。读图，回答7～8题。7．地理信息系统为智慧城市建设提供()A．分析、管理空间信息 B．跟踪动态定位信息C．整合、集成网络信息 D．获取实时通讯信息8．智慧城市建设对城市发展最重要的作用是()A．调整地域结构 B．加速人口集聚C．扩大空间规模 D．提升服务功能[思维流程]eq\x(\a\al(地理信息,系统))→eq\x(\a\al(提供反映区,域状况的各,种空间信息))→eq\x(\a\al(智慧城市,建设))→eq\x(\a\al(提升城市,服务的效,率和水平))7．A8.D[第7题，地理信息系统的作用主要是对信息进行分析、加工和管理；跟踪动态定位是全球定位系统的功能；网络信息不属于地理空间信息，其整合、集成不属于地理信息系统的作用；获取实时通讯信息是通讯工具的作用。第8题，从示意图中可看出，智慧城市实际上就是高度信息化的城市管理系统，智慧政务、智慧交通和智慧社区都属于城市管理和服务范畴。因此智慧城市建设能够提升服务功能。]地理信息系统(GIS)可应用于城市规划研究。读图，回答9～10题。9．图中乙处地价较高的原因是()A．位于城市中心 B．交通便利C．靠近工业区 D．环境优美10．某连锁超市计划在城市设立一个分店，最佳地点为()A．甲 B．乙C．丙 D．丁9．B10.D[第9题，由图中可以看出，乙地位于城市主干道与次干道交会处，交通便利，地价较高。第10题，丁地靠近城市的主干道与次干道交会处，又靠近居民区，且地价较为便宜，适合建设连锁超市。]考点三|全球定位系统的应用(对应学生用书第165页)[识记—基础梳理]1．全球定位系统(1)构成：由空间卫星系统、地面监控系统、用户设备系统构成。(2)工作原理eq\x(\a\al(GPS工,作卫星))eq\o(→,\s\up14(星历参数),\s\do15(时间信息))eq\x(\a\al(GPS用户,（接收机）))eq\o(→,\s\up14(计算))eq\x(\a\al(三维位置、三维方向、,运动速度、时间信息))(3)特点：海、陆、空全方位、全天候、高精度、自动化、高效益等。(4)应用领域：军事、交通、旅游探险、大地测量、野外勘测、紧急救援、农业监控、生态研究等。(5)GPS手持机应用：定位和导航。2．电子地图(1)概念：建立在地理信息系统基础上，通过计算机呈现完整地理信息的地图。(2)优点：信息量大、检索方便、展示方式灵活多样，附加多种智能化服务功能，并能及时更新内容。(3)应用领域：公众信息服务，智能交通管理，政府管理与决策。(4)类型：光盘电子地图和网络电子地图。3．数字地球(1)概念：建立一个“虚拟地球”，用数字化的方法将地球上有关的信息转化为数字信息装入计算机中，实现在网络上的流通。(2)核心思想：用数字化的手段整体性地解决与空间位置相关的问题和最大限度地利用信息资源。(3)特点eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(空间性、数字性和整体性三者融合统一,迅速充实和联网,一种开放式的数据平台,提供多种形式的信息服务,服务对象覆盖全社会层面))(4)应用领域：预测气候变化、治理环境污染、防灾减灾、保护生物多样性、增加农业产出、解决政治或经济危机等。[易误点拨]数字地球不等于“3S”技术的综合，而是遥感技术、全球定位系统、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等各种技术的综合利用。“3S”技术仅仅是数字地球的部分支撑技术。[理解—要点突破]全球定位系统(GPS)的应用依据全球定位系统所具有的特征，其广泛应用于以下领域：[运用—考向对练]◎考向1全球定位系统的定位和导航功能1．下图为我国某区域冬季某日8时至次日8时的降雪量和积雪深度分布图，道路积雪会影响交通，应用GPS技术可以()A．获取道路积雪影像数据B．解译积雪遥感影像C．分析道路积雪空间分布D．确定待救援车辆位置D[GPS具有导航、定位功能，而“获取”是RS的主要功能，“解译”“分析”是GIS的主要功能，所以选D。]2．2013年4月20日，四川雅安芦山县发生7.0级地震。在震后救灾中，北斗卫星导航系统(BDS)发挥了重要作用。BDS是我国自行研制的全球卫星定位与短文通信系统，是继美国全球定位系统(GPS)和俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)之后的第三个成熟的卫星导航系统。BDS在抗震救灾中发挥的主要作用有()①提供灾区的影像②统计灾区的经济损失③确定救灾人员的位置④提供短文联络A．①② B．①③C．②③ D．③④D[材料中说明了BDS的功能是定位和短文通信，由此可以确定③④的描述是正确的。提供灾区影像的技术是RS，统计灾区经济损失的技术是GIS。]◎考向2“3S”技术的选取(2016·江苏高考)下图为某地区地理信息系统数据库示意图。读图，回答3～4题。【导学号：】3．以下图层组合最适合用遥感(RS)技术获取信息的是()A．①②④ B．①③⑤C．③④⑥ D．②③⑥4．进行农业适宜性评价可以利用的图层组合是()A．①②④⑤ B．②③④⑤C．②③④⑥ D．①③⑤⑥3．A4.C[第3题，遥感是通过各种遥测仪器对地球表面实施感应遥测和资源管理的监视(如树木、草地、土壤、水、矿物等的资源管理)结合起来的一种新技术，只是感知地表事物，因此排除岩层和地下水。第4题，进行农业生产活动的自然区位因素多与地形、气候、土壤、水源等相联系，与居民点和岩层联系不大。]5．(2018·广东七校联合体一模)下图是谷歌地球软件生成的我国黄土高原某地3D电脑图像。要快速相对精确地得到图中水库甲的面积，宜应用的方法或技术是()A．利用图中的比例尺量算 B．遥感C．全球定位系统 D．地理信息系统D[地理信息系统具有分析、处理数据信息的功能，故宜应用的方法或技术是地理信息系统，故D项正确。][解题技巧]“3S”技术的区分和选取(1)“点”与“面”判断GPSGPS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”，明显区别于RS和GIS技术的工作对象——“面”。在“3S”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“GPS”，如果是“面”则选用RS或GIS。(2)“想”与“看”区分RS、GISGIS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GIS。RS是人的视力的延伸，主要功能是收集信息，即“看”，只“看”不用“想”的选用RS。地理图表专攻(十四)|“3S”图像的判读(对应学生用书第167页)“3S”图像往往作为考查的载体，主要考查“3S”技术的应用。在遥感图像中，主要是遥感影像图及根据遥感影像绘制的图形；GIS图像，主要是根据GIS的图层叠加原理，展示不同的图层；GPS多以材料为背景，图像呈现不多，一般仅通过手持机界面图或工作流程图来考查，但与RS及GIS的综合应用所得的图像也是种较为常见的呈现方式。[识记—常考图示]图1某冰川遥感影像图2GIS图层叠加示意图图3手持机界面图图4综合图(某城市中心城区月交通事故次数示意图)[领悟—判读技巧]这类图像在判读时，一定要利用题干和图中信息，结合“3S”技术各自的特点和功能，准确判断出所属的图像类型，再进一步分析其基础应用或原理。1．遥感影像图的判读(如图1)(1)遥感影像图中常见地形、地貌的特征类型特征平原色调均一，其中常有水系形成的花纹，耕地形成的色斑以及不同色调的城镇山地以山脊为界形成阴阳坡，在影像上阳坡为浅色调，阴坡为深色调；山愈高，色调差异愈大沙丘多分布在干旱地区，江河、湖海岸边也有零星分布，在各波段均呈浅色调，在沙漠地区水系稀少，河流只显示出较大的主干河道，而缺少细小的支流黄土在各波段均呈均匀的浅色调，其影像表现为密集型树枝状水系所组成的花纹图案(2)高考试卷目前仍是黑白印刷，所以遥感影像图在颜色上的判读不便考查。主要是从形状特征上考查，或者借助色调的深浅进行判读。一般地物，如水体、城市、道路、农业用地、林地等的简易判读标志如下表所示：类型形状特征和色调深浅河流常为界线明显、自然弯曲、宽窄不一的带状，上面常有堤坝、桥梁等人工建筑。河水比较混浊或者水较浅，则色调浅；河水清澈或水较深，则色调较深湖泊湖岸呈自然弯曲的闭合曲线，轮廓较为明显。常为均匀的深色调城市钢筋水泥结构的房屋，排列较规则整齐；砖木结构的房屋排列不规则；钢筋水泥结构的房屋色调多为浅灰；砖木结构的房屋色调多为深灰；城市的夜景在周围深色调的背景下，呈现点状或面状亮区道路一般呈线状延伸，道路间有交叉点。色调从浅灰到深灰。简易公路多为砂石路面，色调较浅，沥青路面呈现深灰色农业用地在形态特征上常常是被道路分隔为一块块长方形林地往往可以观察到高大树木投下的阴影2.GIS叠加示意图的判读(如图2)首先要明确GIS图层叠加示意图是由哪些专题图层组成的，其次要明确不同的专题图层反映的地理事物之间的空间联系，最后要明确图层叠加之后反映的地理要素特征。叠加图层新生(应用)主体人口密度与交通线路及规划图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