【地理课件教学设计】地理信息技术在防灾减灾中的应用 高一地理同步备课系列（人教版2019必修第一册）

第六章自然灾害第四节地理信息技术在防灾减灾中的应用【教材分析】本节内容选自人教版（2019）地理1第六章《自然灾害》第四节地理信息技术在防灾减灾中的应用。课程标准“内容要求”为“运用地理信息技术与方法，探究有关自然地理的问题”，核心素养主要有综合思维和地理实践力。因此教材分别介绍遥感技术、全球卫星导航系统和地理信息系统三种地理信息技术，然后对这三种技术在防灾减灾中的应用进行讲解。此外，在介绍遥感技术和地理信息系统时，分别选用了台风“菲特”和温州灾害监测预警信息系统作为案例，直观展示了两种技术在防灾减灾中的应用。【教学目标和要求】1.知道常用的地理信息技术。2.理解地理信息技术的工作原理。(重点)3.能够区分遥感、全球卫星导航系统及地理信息系统在不同领域的应用。(重点、难点)【课堂导入】课件呈现下面图片。学生思考:结合左图，对比宁波石化区2020年1月21日和2月22日的差异。这里采用了什么技术？【教学内容】一、遥感技术1.课件呈现“地理信息技术的概念”：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；主要有遥感技术、全球导航卫星系统、地理信息系统。2.遥感技术概念：遥感技术是利用装在航空器(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的地理信息技术。（课件呈现）教师强调:遥感相当于高空拍照，接受地球表面物体的电磁波，获得影像传输给地面接收站。（结合示意图讲解）3.遥感工作过程：动画演示遥感的工作过程。4.遥感分类：先介绍遥感的分类，然后课件呈现下图，学生判断。教师强调补充：按遥感平台的不同，可把遥感分为航天遥感、航空遥感和地面（近地）遥感；按探测的电磁波段不同，可分为可见光遥感，红外遥感，微波遥感等。5.遥感影像：（1）遥感影像的类型：结合图片比较不同类型的遥感影响。教师小结：（2）遥感影像的组成和分辨率：像元是遥感影像上能够详细区分的最小单元。1个像元所代表的地面实际尺寸。该数值越小，分辨率就越高，影像显示地表信息细节的能力就越强。（结合遥感影像图片讲解）6.特点与应用：资料：1998年长江流域发生特大洪水时，我国气象卫星对洞庭湖区进行了实时监测。下图是气象卫星拍摄的多光谱合成遥感图像，其中右图中的红色部分表示洪水新淹没的范围，通过与没有发生洪水时的遥感图像（左图）进行对比分析，就可以获得受灾区域的分布及面积。洪水分析是抗洪救灾与减灾决策的重要依据。学生思考：遥感技术与传统水文资料收集方式相比较，在洪水分析方面具有哪些显著的优势？这种地理信息技术还可以应用在哪些领域？教师小结：传统水文资料收集方式周期长、数据统计不全面、费用高昂，且难以做到直观展示，为水文预报、洪水分析等工作带来了很大不便。而遇感技术能够在较短时间内全面统计数据资料，价格相对低廉，且遥感技术能做到将结果直观展现，为人们实施洪涝灾害防治和应急措施提供依据。地貌、气候、土壤和植被等的调查和监测，环境和灾害的监测等。二、全球导航卫星系统1.课件呈现“全球导航卫星系统”：是利用卫星在全球范围内进行实时定位、导航的地理信息技术。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。教师补充：目前世界比较成熟的“全球导航卫星系统”。（如下图）2.介绍我国北斗导航卫星系统：中国的北斗，覆盖面广，精确度高。北斗的绝活是能够实现地短讯通讯。其跟我们现在用的微信发信息差不多，亮点在于，即使手机没有信号，只要有北斗终端设备，就可以发消息。3.全球导航卫星系统的组成：动画演示全球导航卫星系统的组成及工作原理。4.特点与应用：资料：某年6月16日，一艘“MVSuez”号商船在支付210万美元赎金后被索马里海盗释放，后来又险些遭到另一帮海盗打劫，于是印度与巴基斯坦分别派出军舰“戈达瓦里”号及“巴布尔”号护航。思考：(1)被劫船只能迅速接近护航军舰，得益于哪种地理信息系统。为什么？(2)该系统可以向用户提供船舶的哪些基本信息？(3)若你是某物流公司(经营货物流通与运输的企业)的管理人员，你将如何在物流网络平台上利用全球导航卫星系统来提高物流企业的工作效率与质量？提示：(1)全球导航卫星系统。被劫船只利用全球导航卫星系统可以向航海管理中心发送自己的位置和航向，并获得护航舰艇编队的位置。(2)船舶的位置、航速、航向和时间信息；航图、航迹。(3)当货主交付货物后，将全球导航卫星系统设备与货物捆绑在一起运输，然后提供给货主提货单和全球导航卫星系统网络查询密码；当货物装上运输车辆后，货主和物流公司都可以随时随地通过网络按货单号和密码查询货物当前的运输位置，从而提高物流企业的工作效率与质量。4.遥感分类：先介绍遥感的分类，然后课件呈现下图，学生判断。教师强调补充：按遥感平台的不同，可把遥感分为航天遥感、航空遥感和地面（近地）遥感；按探测的电磁波段不同，可分为可见光遥感，红外遥感，微波遥感等。三、地理信息系统1.地理信息系统概念：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。利用地理信息系统可以储存庞大的空间数据，不但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。（课件呈现）教师强调:GIS其实是专门思考地理问题的大脑。2.地理信息系统工作原理：课件播放讲解。3.特点与应用：资料：《基于GIS的供水运营管理信息系统分析与设计一文中写道针对供水管网GIS的特点和应用现状，提出建立基于GIS的供水运营管理信息系统。整个系统通过GIS平台上的信息共享与集成，能够实现各类信息的综合、分析和决策，从而深化GIS在供水行业中的应周有效提高企业的工作效率和管理水平。思考：(1)在该系统的工作过程中，如果让你来对现有的相关纸质地图进行数字化，你将如何进行?请完成下列操作流程简图。(2)在相关数据的存储过程中，可采用“”技术，在确定交通线路时一般涉及哪些不同的图层?(3)若让你来向公众演示该系统中各类数据之间的关系，你可以为公众提供哪几种表现形式?这些形式可以通过哪几种输出形式输出?提示：(1)分层地形地质、土地利用类型、聚落、交通线路等。(3)形式：图形、地图或表格。输出形式：计算机的显示器屏幕、绘图仪、打印机。【课堂小结】【随堂练习】随着科学技术的发展，我国台风预报能力大幅提高，台风预报准确率逐年稳步提升。如图为某次台风的卫星云图。据此回答1～3题。1．气象卫星发回的卫星云图主要运用了()A．北斗卫星导航系统B．遥感技术C．地理信息系统D．虚拟技术2．目前主要是利用气象卫星对台风进行监测，通过分析多幅卫星的云层图片，可以获得()①台风中心位置②台风的强度和速度③台风所造成的降水强度④台风的移动方向⑤台风的登陆地区A．①②③⑤B．②③④⑤C．①③④⑤D．①②④⑤3．遥感技术在减轻灾害方面的表现为()A．可以推测台风可能带来的其他灾害B．准确判断台风的强弱、移动方向C．监测台风的发展态势，提前做好预防D．分析可能造成的灾害损失4.下图为遥感平台及传感器信息采集示意图，说法正确的是()①甲和乙都属航空遥感②甲为被动式遥感，可全天候监测地表③甲和乙都可重复监测④乙为主动式遥感，可全天候监测地表A．①②B．①③C．②④D．③④北斗卫星导航系统能为全球范围内的用户提供全天候、连续、实时、高精度的三维坐标、速度及时间数据。据此完成5～7题。5．森林发生火灾时，北斗卫星导航系统的主要作用是()A．分析发生原因 B．绘制地图C．灾情跟踪 D．通信联络6．救灾物资空投，利用北斗卫星导航系统主要是为了()A．减少人力劳动，提高劳动效率B．提高空投精确度，让救灾物资尽快投入使用C．缩短空投距离D．减少人员伤亡7．利用北斗卫星导航系统可以对地震进行监测，监测的对象主要是()A．海陆分布的变化B．地球内部岩浆的活动情况C．地壳的运动状况D．灾情的发展据报道，2020年深圳市大疆创新科技有限公司的无人机产品占全球及国内市场份额分别超80%和70%。目前，德国是该公司在欧洲的最大市场。该公司在德国的金融中心法兰克福市设立了欧洲总部。据此完成下题。8．无人机自动返航主要使用的技术是()A．气压感知 B．大地测量C．遥感监测 D．卫星定位在森林发生火灾时地理信息技术在灾害的监测和处置中发挥了重要的作用。据此完成9～12题。9．要快速获知森林大火的受灾区，应采用的地理信息技术是()A．地理信息系统 B．全球卫星导航系统C．遥感技术 D．都可以10．在森林火灾中地理信息系统可以进行()A．评估受灾情况，制定减灾预案B．确定火灾原因C．交通指挥调度D．发现燃烧的烈火11．地理信息系统在防火灭火中的作用是()①判断重点救灾灭火区②分析火势的蔓延方向③制定救灾方案④预测火灾的发生地点A．①②③B．①③④C．①②④D．②③④12．在灭火过程中，可以把某些要素图层进行叠加分析，从而快速确定火灾蔓延的趋势，这些要素是()①火场分布②地形③风向④洋流A．①②③B．①②④C．①③④ D．②③④地理信息系统中不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上，叠加不同的图层可以分析不同要素间的相互关系。下图为某专题研究建立的地理信息系统图层。据此完成13～14题。13．该专题可能是研究()A．台风灾害 B．旱涝灾害C．寒潮灾害 D．地震灾害14．如果图示地区位于我国西南地区，为研究当地主要自然灾害及灾情状况，应增加下列图层中的()①大气污染程度②地形、地质③人口密度④民族构成A．①② B．①③C．②③ D．②④15.GIS可通过图层信息来分析和预测地质灾害的发生。下图示意某区域相关要素评估值信息图层(数值越大表示该评估要素指示地质灾害发生概率越高)和地块编号。此次降水易引发地质灾害的地块是()A．④⑦B．⑤⑧C．②③D．⑥⑨参考答案1.B2.D3.C【解析】第1题，遥感技术可以获取卫星云图。第2题，从气象卫星云图上可以看出任何地方的天气状况，监测台风的位置、强度、移动方向和速度等，这为实时天气预报提供了依据，但不能获取台风所造成的降水强度的信息。第3题，通过监测台风的位置、强度、移动状况，可以为台风登陆做好准备，做好人员转移和设施防护工作，以减轻台风灾害的影响和损失。4.D【解析】第4题，读图可知，甲需要靠云层和地面物体反射或者折射采集信息，没有主动发射辐射源，应为被动式遥感，但是由于只能发生在电磁辐射的红外、紫外和微波波段，所以不能全天候监测地表，但可做重复监测；而乙主动发射出人工辐射源，采集信息，记录数据，因此为主动式遥感，可以全天候反复监测，故②错，③④正确。根据图中高度可知，甲、乙为航天遥感，①错，故选D。5.C6.B7.C【解析】第5题，由于北斗卫星导航系统能为全球范围内的用户提供全天候、连续、实时、高精度的三维坐标、速度及时间数据，因此在减灾防灾中可用于交通导航、灾情跟踪、人员救生、地震监测等诸多方面。第6题，北斗卫星导航系统能够提供高精度的三维坐标，所以能够提高空投精确度，让救灾物资尽快投入使用。第7题，利用北斗卫星导航系统对地震监测主要是监测地壳的运动状况，从而预测地震的发生。8.D【解析】第8题，选D据所学知识可知，无人机自动返航需要实时位置信息，所依托的地理信息技术是全球卫星导航系统，因此其主要使用的技术是卫星定位，D正确。气压感知和大地测量无法获得无人机的位置信息，A、B错误。遥感监测易受天气、地形等影响，对移动物体的位置信息精确度较低，不适于导航，C错误。9.C10.A11.A12.A【解析】第9题，快速获取地表事物地理信息，属于遥感技术的应用范畴。第10题，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，进行自然灾害的动态监测、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重建等提供依据。第11题，地理信息系统在火灾监测中的作用是分析火势的蔓延方向，判断重点救灾灭火区，制定救灾方案。第12题，在火灾的扑救过程中，火势与洋流信息无关，因此在图层叠加分析时，不需要洋流要素。13.B14.C【解析】第13题，台风可能是导致强降水的原因之一，但台风灾害带来的不仅有降水，还有大风等天气，故若需要研究台风灾害对行政区域的影响，仅有降水量的信息不够，A排除；由材料可知，该专题研究是将雨量和行政区进行叠加图层，可以根据不同区域降水量大小，研究旱涝灾害，B正确；寒潮主要是短时间强降温，与降雨关系不大，C错误；同理，地震灾害与降水量的关系也不大，D错误。第14题，我国西南地区地处板块