新高考湘教版地理一轮学案第3部分第9章第3讲地理信息技术应用

第3讲地理信息技术应用细化课标素养要求1.识记遥感(RS)在资源普查、环境和灾害监测中的应用。2.知道全球定位系统(GPS)在定位导航中的应用。3.理解地理信息系统(GIS)在城市管理中的功能。4.了解数字地球的含义。1.综合思维：结合“3S”技术的特点，综合分析“3S”技术在资源、环境、农业灾害、城市等方面的应用。2.地理实践力：结合生活实际，认识“3S”技术在生产生活中的应用，如汽车导航、天气预报等。一、地理信息系统及其应用1．什么是地理信息系统？地理信息系统简称GIS，是一种以采集、存储、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。2．地理信息系统由何功能？GIS除了具有一般信息系统的存储、管理数据功能外，还能显示数据的空间分布，并具有强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能。3．地理信息系统有何组成？硬件设备、地理数据、GIS软件、GIS人员和应用模型。4．地理信息系统的工作过程是怎样的？5．地理信息系统的应用领域有哪些？城市规划和管理、基础设施管理、土地利用与管理和生态环境管理。二、遥感技术及其应用1．什么是遥感？遥感简称RS，是指借助对电磁波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。2．遥感的工作原理是什么？不同物体对电磁波发射、反射和吸收的特性不同。3．遥感有哪些优点？视域广阔，监测范围大；能够瞬时成像、实时传输、快速处理；迅速获取信息和实施动态监测等。4．遥感技术系统由何组成？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。5．遥感类型有哪些？从不同的角度，遥感有不同的分类方法：根据遥感平台的高度，遥感可分为航天遥感、航空遥感、近地遥感；根据传感器是否主动向观测目标发射电磁波，遥感可分为主动式遥感与被动式遥感；按照电磁波的波谱范围，遥感可分为紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多谱段遥感等；按照应用领域或专题，遥感可分为环境遥感、大气遥感、资源遥感、海洋遥感、地质遥感、农业遥感、林业遥感等。6．遥感的应用领域有哪些？(1)资源普查：勘探矿产资源，调查生物资源、水资源等。(2)环境灾害监测：实时、准确地为救灾和减灾提供决策依据。[特别提醒](1)不同地物、同种地物不同性状，其辐射和反射的电磁波不同，这是遥感影像能被判读的基础。(2)利用遥感图像可以直观看出某一事物的分布，还可以通过不同时间遥感图像的对比分析某一地理事物的空间变化规律，并预测变化趋势。三、全球定位系统及其应用1．什么是全球定位系统？全球定位系统简称GPS，是具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。2．全球定位系统有何用途？(1)最初用于军事目的。(2)目前已拓展到交通、邮电、地矿、建筑，以及农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业。(3)其他用途：还可监测地壳的微小移动，从而帮助预报地震；与GIS、RS结合，为资源调查、工程管理、精细农业服务等。[特别提醒]“3S”技术既相互区别又相互联系，在选取某一技术时应把握其本质区别：RS主要功能是获取信息，是侧重于收集信息的感知手段；GPS的主要功能是定位导航；GIS的主要功能是信息处理，侧重于“分析”“计算”等。四、数字地球1．何为数字地球？是信息化的地球——地球的虚拟对照体。2．数字地球的核心是什么？用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会等方面的问题。3．数字地球的关键技术有哪些？①信息高速公路与高速网络技术；②高分辨率卫星遥感技术；③空间信息技术与空间数据基础设施；④大容量数据存储技术；⑤可视化和虚拟现实技术；⑥高性能计算能力。4．数字地球的特点有哪些？信息化、网络化、全球化。联系遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)的有关知识，回答下列问题。(1)上海某出租车公司在中心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________(单项选择)。A．RS B．GISC．RS和GPS D．GIS和GPS(2)在分析20世纪90年代以来上海市红外遥感图像时，发现外环线周边地区的红色块状区域面积越来越小，而蓝灰色区域面积越来越大。据此可以判断，该地区________用地面积在缩小，而________________用地面积在扩大。(3)遥感技术探测的范围大，获得资料的________、________、限制少，所以适应性强、应用广。目前主要应用于________、________和规划决策等方面。(4)根据三颗卫星提供的资料，运用数学原理就可以计算出地面静止物体的位置。如图所示，有四颗卫星提供资料，除可进一步提高定位的精确度外，还可迅速计算出________物体的空间位置。[答案](1)D(2)农业建筑(非农业)(3)速度快周期短资源勘探动态监测(4)运动遥感技术、全球定位系统及地理信息系统的应用[例1](2018·江苏高考)2018年4月19日，在突尼斯召开的“一带一路”遥感考古新闻发布会上，公布了中国科学家利用遥感技术在突尼斯中南部发现的10处古罗马时期遗存❶，这一发现揭示了当时的军事防御系统与农业灌溉系统布局。下图为“突尼斯境内古罗马遗址遥感考古影像图”❷。读图，回答(1)～(2)题。(1)这一考古成果表明遥感技术可以()A．完全取代传统的田野考古工作B．确定地表、地下人类活动的遗迹C．探知各种人类活动遗迹曾经的功能与作用D．帮助分析较大地域范围内人类活动遗迹间的联系(2)突尼斯中南部有利于遥感考古发挥其独特优势，因为这一区域()A．人类活动较多 B．位于沿海地区C．森林覆盖率高 D．地处荒漠边缘[思维流程]第一步：提取信息❶发现的古罗马时期遗存在突尼斯中南部。❷利用遥感技术生成的突尼斯境内古罗马遗址遥感考古影像图。❸图中显示突尼斯中南部位于35°N附近。第二步：调用知识遥感技术是利用一定技术装备接受地物辐射或反射的电磁波、对地物进行远距离感知的技术，特点是探测范围大、收集信息快等。第三步：综合判断第(1)题，由信息❶❷可知，遥感技术在考古中可以快速发现地表人类活动遗迹、活动范围及活动遗迹间的联系。第(2)题，由信息❶❸可知，突尼斯中南部位于35°N附近，受副热带高气压带和信风影响，为荒漠景观，人迹罕至，不利于野外实地考察，因此遥感具有独特优势。[尝试解答](1)D(2)D1．遥感技术(RS)的应用(1)资源普查、环境和灾害监测应用领域具体内容应用方向资源普查矿产资源有许多蕴藏矿产的地方是地质断裂或环形构造带，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划定蕴藏矿产的大致区域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、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环境和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)农业方面2．全球定位系统(GPS)的应用全球定位系统广泛应用于军用、民用两领域，在军用领域主要体现在定位和导航两大方面，在民用领域主要体现在以下三个方面：3．地理信息系统(GIS)的应用(1)在区域地理环境研究中的应用(2)在城市管理中的应用应用主要功能城市信息管理与服务向城市居民提供工作与生活所需的各种信息城市规划进行城市与区域多目标的开发和规划城市道路交通管理显示路况、交通流量、沿线环境等空间和属性信息城市抗灾减灾实时跟踪灾害发生、发展过程，对灾害进行快速分析、评价和模拟，并辅助开展灾后的应急和恢复工作城市环境管理环境规划与决策、监测、评价、预测和模拟考向一结合时事，考查遥感技术的应用2020年初，新型冠状病毒肺炎疫情牵动了每个中国人的心。1月23日，武汉市决定参照2003年抗击非典期间北京小汤山医院模式，在蔡甸区建造火神山医院；1月24日，上百台挖掘机抵达现场，开始土地平整；1月25日(农历正月初一)，火神山医院正式开工，采用装配式施工方式建设；2月2日，火神山医院工程完工，展现了中国速度与中国力量。国家采用航天遥感技术对火神山医院建设进程进行了全程监测。据此完成1～2题。1．除监测火神山医院的建设进程外，航天遥感技术还能()A．分析医院建设前地表的稳定性B．分析医院的灯光分布及其变化C．监测与评估武汉市的疫情状况D．监测与评估医院的周边水环境2．与传统施工方式相比，火神山医院采用装配式施工方式的突出优势是()A．减少废弃物对周边土地的占用B．减少施工区扬尘和废水的排放C．减少现场施工时间和缩短工期D．减轻新冠疫情对施工的影响1．D2．C[第1题，医院建设前地表稳定性主要查看该地地质构造，无法通过航天遥感技术完成，A错误；医院的灯光主要分布于室内，航天遥感无法观察其分布状况，B错误；评估疫情状况涉及疾病疫情等数据加工处理，遥感技术无法完成，C错误；通过观察医院周边的河流湖泊等分布，可以监测与评估医院周边的水环境，D正确。第2题，装配式施工指的是在各地预先完成施工的部分环节，然后将材料运至施工场地进行装配，可以有效减少现场施工的时间，同时各地同时施工并完成装配可以缩短工期。]考向二结合我国的北斗系统建设，考查全球定位系统的应用2020年6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空，标志着中国北斗朝着完整服务全球的目标迈出关键一步。中国北斗卫星导航系统提供开放服务和授权服务两种服务方式。开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务；授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。3．我国“北斗”系统主要属于下面哪一类现代技术()A．GPSB．RSC．GISD．3S4．“北斗”系统可能用于()①交通运输②搜索营救③调度指挥④导弹发射A．②③④B．①②③④C．①②D．③④5．为监测并分析城市化过程发展变化趋势，应采用的现代化技术是()①“北斗”系统②遥感技术③地理信息系统④雷达系统A．①②B．②③C．①③D．③④3．A4．B5．B[第3题，目前美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯系统、中国北斗卫星导航系统共同构成全球三大卫星导航系统。北斗卫星导航系统是中国独立发展、自主运行的全球卫星导航系统。它的工作原理类似于GPS，利用卫星群来获取地面经纬度坐标及其高程坐标，并用于定位和导航的系统。第4题，应用于交通运输是可行的，主要用于交通车辆的导航管理，故①正确；搜索营救是可行的，搜索需要导航获得其位置，故②正确；调度指挥是可行的，因为调度指挥的过程需要明确位置，才能高效指挥，故③正确；导弹发射是可行的，因为发射需要明确发射点的位置、高程等，故④正确。第5题，具有预报功能的地理信息技术是地理信息系统，具有监测功能的地理信息技术是遥感技术，用遥感技术监测城市化过程发展变化，用地理信息系统监测并分析城市化过程发展变化趋势，故②③正确。]考向三结合我国的春运人口迁徙状况，考查地理信息系统的应用(2020·黄冈市黄州区模拟)“百度迁徙”利用百度地图LBS开放平台、百度天眼，对其拥有的LBS(基于地理位置的服务)大数据进行计算分析，并采用创新的可视化呈现方式，在业界首次实现了全程、动态、即时、直观地展现中国春节前后人口大迁徙的轨迹与特征。百度迁徙3.0上线了最新的规模指数功能，用于反映迁入或迁出人口规模，指数越高表明迁徙人口越多。下图是2019年和2020年春运期间武汉迁出与迁入规模指数比较图。读图，完成6～7题。6．导致2019年和2020年春运期间武汉迁出和迁入人口规模指数差异的主要因素是()A．经济 B．文化C．政策 D．气候7．监测人口出入，分析和判断人口流动可以为春运调度提供有力的依据。其中，分析和判断人口流动运用的地理信息技术是()A．RS技术 B．GIS技术C．GPS技术 D．数字地球6．C7．B[第6题，由图可知，2019年春运期间武汉迁出与迁入的规模指数都比2020年高。结合生活常识可知，2020年出现新型冠状病毒疫情，为了防控需要，政府限制人口流动，造成武汉迁出与迁入的规模指数低。第7题，RS技术侧重对面状地理事物分布的监测；GIS技术侧重于对数据进行分析，并做出预测，对随后的发展做出指导；GPS技术侧重定位。所以，分析和判断人口流动运用的地理信息技术是GIS技术。]“3S”技术的综合运用[例2]云杉(亚寒带代表性针叶树种)分布与全球气候变化密切相关。为研究北美洲气候变化，用恢复历史植被分布的方法❶，得到距今2.1万年(图甲)、距今5千年(图乙)和距今5百年(图丙)北美洲云杉主要分布区图❷。据此完成下题。甲乙丙运用地理信息技术得到甲、乙、丙三幅云杉主要分布区图，其研究过程是()①实验分析并建立云杉主要分布区地理信息数据库②运用GPS对野外采样点进行空间定位③运用GIS分析和输出云杉主要分布区地理信息数据A．①②③B．①③②C．③②①D．②①③[思维流程]第一步：提取信息❶地理信息技术可运用于历史植被分布的恢复。❷图甲、图乙、图丙反映的时间分别是距今2.1万年、距今5千年和距今5百年。❸三图对比可看出，随时间推移北美洲冰盖范围缩小，云杉主要分布区向高纬度地区移动。第二步：调用知识地理信息系统通过各种手段获取空间信息，进行数据处理，建立数据库，然后进行空间分析、输出表达。第三步：综合判断结合信息❶❷❸可以推测，要得到云杉主要分布区图，应先进行野外考查，考查时选取采样点，对采样点进行空间定位，然后对所有采样点的位置进行信息输入，利用GIS进行系统分析，生成不同时期的云杉主要分布区图。[尝试解答]D1．比较“3S”的功能特点和差异特点和功能简单理解遥感(RS)地表观察、地理数据收集是什么？有什么？全球定位系统(GPS)空间位置(地理坐标)的确定、导航在哪里？地理信息系统(GIS)数据采集、数据分析、决策应用为什么？有何联系？怎样做？怎么办？2.实际应用中“3S”技术的选取方法方法具体判断技巧“点”与“面”判断GPS、RS、GISGPS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如果是“面”则需看突出监测方面还是需要处理计算才能得出结果，若要监测森林火灾则应选用RS，要在某城市选取大型商业中心位置则应选用GIS“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GISRS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RS3.关联图示法理解“3S”技术的相互关系“3S”技术既独立发展又相互促进。遥感技术主要用于地理信息数据的获取；全球定位系统主要用于地理事物的空间定位，地理信息系统主要用于对地理信息数据的管理、更新、分析等。三者的关系如下图所示。图中①、②表示遥感技术提供影像信息功能，③、④表示地理信息系统反馈影像信息处理结果，⑤、⑥表示全球定位系统提供空间定位信息功能。当然，“3S”技术的应用领域并不是截然分开的，往往是一项工作需要同时利用两种或三种技术。如我们每天看到的天气预报，是遥感技术跟踪监测大气的变化，将所获得的数据传给地理信息系统，地理信息系统经过分析得出的结果。考向一结合日常生活实际，考查“3S”技术的选择应用某人在上海等待公交车时，通过某软件(App)中的城市服务→交通→实时交通查询，方便地查找到要乘坐公交车的相关信息(如下图)。读图，完成1～2题。1．该软件城市服务中的实时公交查询功能，运用的地理信息技术主要是()