一轮备战方案第四十讲 地理信息技术应用解析

第三部分区域地理第十三单元地理信息技术应用考纲解读1.遥感(RS)在资源普查、环境和灾害监测中的应用2.全球定位系统(GPS)在定位导航中的应用3.地理信息系统(GIS)在城市管理中的功能4.数字地球的含义命题探究1.熟悉RS、GPS、GIS各自的工作流程、工作原理及相互联系，在此基础上把握其应用领域2.关注以下热点：“神七发射”、“嫦娥工程”、汶川地震、俄罗斯全球定位系统等“3S”考查背景资料3.从晨昏线判读、地方时与区时计算、北京时间与国际标准时间的换算、地转偏向力的影响、昼夜长短与正午太阳高度的变化规律、太阳能热水器安装、楼房建设等方面熟练掌握地球运动的基本规律及其地理意义4.关注金星探测、“神七”发射、“嫦娥工程”等最新科学前沿信息，分析地球的宇宙环境、地球上存在生命的条件第四十讲地理信息技术应用基础知识回顾一、地理信息系统及其应用1．概念：是一种以、、管理、分析和描述与有关数据的系统。（采集存储地球表面地理分布空间信息）2．功能：一般信息系统功能；显示数据的；、分析、、统计和。（空间分布空间查询模拟预测）3．系统组成：硬件、、数据、人员、。（软件应用模型）温馨点拨地理数据是指以空间位置为参照的，能反映地理空间分布的各种自然、社会和人文数据。4．应用(1)应用领域：主要有、环境评估、、国土管理、，邮电通信、、公安、水利、、商业金融等人们生产生活的各个领域。（资源调查灾害预测城市规划交通运输公共设施）(2)案例——在城市管理中的典型应用和管理；管理；与管理；管理。（城市规划基础设施土地利用生态环境）二、遥感技术及其应用1．概况(1)概念：是指借助对敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对等信息，并通过分析，揭示目标物的的综合探测技术。（电磁波电磁波的辐射、反射、散射特征、性质及其变化）(2)原理：不同物体对的特性不同。（电磁波发射、反射和吸收）(3)优点：视域广阔，，能够、、快速处理、迅速获取信息和。（监测范围大瞬时成像实时传输实施动态监测）2．系统组成：遥感平台、、、数字或图像处理设备以及相关技术等。（传感器信息传输装置）3．应用(1)资源普查①矿产资源勘探：划定蕴藏矿产的大致区域。②生物资源调查：为农业、、城市绿化、等部门服务。（林业环境保护）(2)环境灾害监测①优点：实时、。（准确）②作用：为救灾和决策提供依据。（减灾）三、全球定位系统及其应用1．含义：是具有在进行全方位、实时的新一代卫星导航与定位系统。（海、陆，空三维导航与定位功能）2.3．应用——定位导航(1)最初用于，目前已在、邮电、、建筑，以及农业、、土地管理、、等部门和行业得到广泛应用。（军事交通地矿气象金融公安）(2)还可监测地壳的，帮助预报。（微小移动地震）(3)与、相结合，为资源调查，工程管理、服务等。（RSGIS精细农业）温馨点拨GPS工作原理及特点GPS工作卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，GPS接收机收到这些信息后，经过计算便可求出自身所在地点的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息等。由于卫星信号传播和接收不受天气等因素影响，GPS与其他定位、导航系统相比，具有海、陆、空全方位、全天候、高精度、自动化、高效益等特点。四、数字地球1．含义：是的地球——地球的对照体。（信息化虚拟）2．核心：用的手段来处理整个地球的和等方面的问题，最大限度地，并使人们能够通过一定方式，方便地获得有关。（数字化自然社会利用资源地球的信息）3．关键技术：与技术；技术；空间信息技术与空间数据基础设施；技术；可视化和虚拟现实技术；能力。（信息高速公路高速网络大容量数据存储高性能计算）4．特点：信息化、、。（网络化全球化）高频考点讲练考点一地理信息技术的应用举例1．地理信息系统(GIS)的应用(1)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。(2)在城市管理中的功能2.遥感(RS)技术的应用(1)遥感与资源普查：勘探矿产资源、调查生物资源等是遥感技术在资源普查中的重要应用领域。应用领域具体内容备注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确定矿产、储藏条件及大致分布区域等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、产量等数据为农业产量估算、病虫害防治、城市绿化及环境保护等提供依据(2)遥感与环境灾害监测应用领域具体内容备注主要功能环境监测荒漠化、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总体上：观测范围广、信息获取量大、速度快空间上：多波段、多时相和全天候时间上：同步观测灾害监测旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等有利于防灾减灾3.全球定位系统(GPS)的应用GPS技术具有全天候、高精度、自动测量的特点，其广泛应用于以下领域：特别提醒遥感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信息的空间定位导航，地理信息系统主要用来对地理信息进行管理、查询、更新、空间分析和应用评价，三者既独立又互相联系。例阅读下列材料和图表，回答有关问题。材料：遥感技术在水文学方面的应用范围是广泛的，如水资源调查、水资源动态研究、冰雪研究等。例如，青藏高原的高山冰雪覆盖区及新疆、内蒙古浩瀚无垠的戈壁沙漠地带，人们难以到达，利用遥感资料有助于掌握这些地区的冰雪消融以及江、河、湖、沼的分布、面积、水量、水质、水文资料等。下面是根据卫星遥感影像绘制的某地区的平面图和该图中的河流R的纵剖面图，而表中的气候资料则是平面图中P地的多年平均观测结果。月份123456月平均气温(℃)-7.3-2.55．311．716．720．5月平均降水量(mm)0．50．62．56．013．011．0月份789101112月平均气温(℃)22．421．015．99．41．6-5.7月平均降水量(mm)19．828．517．09．01．60．5(1)在卫星遥感影像图上找出侵蚀高山上的雪线和河流R的共同的直接解译标志是。(2)运用遥感技术对该地区探测的优点是、、、获取信息量大。(3)根据表中的气候数据，判定P地所在地区属于气候(类型)。河流R的主要水源补给形式是。(4)遥感资料显示，近年来山区森林面积不断缩小，河流R的水量不断减少，河流尾闾地区的农业区不断缩小，主要人为原因可能有和。(5)卫星遥感影像资料还表明，近年来该地区侵蚀高山上的雪线在升高，做出此判断采用的方法是。(6)导致雪线上升的环境问题是。【解析】该题综合性较强。通过信息技术RS在水文学方面的应用考查学生对该技术基本知识的掌握情况及相关地理知识方面的判断分析。高频考点讲练【答案】(1)色调(2)探测范围大获取资料快受地面限制少(3)温带大陆性高山冰雪融水和夏季降水(4)中上游地区工农业用水量增加上游森林被大量砍伐(5)对比分析不同时期该地区的卫星影像资料(6)温室效应、全球变暖（随学随练）(年山东淄博模拟)年7月1日，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席胡锦涛专程前往青海省格尔木市出席青藏铁路通车庆祝大会，并乘坐高原列车，沿线考察青藏铁路建设和运营状况。青藏铁路建设的科技含量极高，在其规划、建设和运营过程中充分运用了3S技术。据此完成下列问题。(1)设在西宁的指挥中心可以对青藏铁路上正在运行的列车随时进行测量并追踪列车所在的方位，了解列车的运行状况。其所采用的技术是________和________。(2)若要在青藏铁路沿线地区进行科学考察，请举例说明考察中应用的现代信息技术。(3)如图所示，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物体的位置。若有四颗卫星提供资料，除了可以进一步提高定位的外，还可以迅速计算出物体的空间位置。(4)进行下列工作主要应用3S技术中的哪一种技术(用简称表示)：农作物估产；城市基础设施管理；导弹的精确制导。解析：本题结合青藏铁路开通考查地理信息技术在铁路规划、建设、运营中的应用。同时考查了3S技术的特点及其具体应用领域。答案：(1)GISGPS(2)用遥感技术(RS)获得不同地质状况的影像资料；用全球定位系统(GPS)进行导航定位；用地理信息系统(GIS)进行趋势分析等。(3)静止精确度运动(4)RSGISGPS规律方法技巧一、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)与地理信息系统(GIS)遥感技术地理信息系统全球定位系统概念利用一定的技术装备在航空器或航天器上对地物进行感知专门处理地理空间数据的计算机系统利用卫星在全球范围内实时进行导航、定位的系统代号RSGISGPS别称人的视力的延伸地图的延伸——技术装备遥感平台、传感器、遥感信息的传输与处理计算机软、硬件GPS卫星星座(空间部分)、地面监控系统(地面部分)、GPS信息接收机(用户设备)技术环节(工作流程)电磁波→收集→传输→处理分析→成果信息源→数据处理→数据库→空间分析→表达——特征范围大、速度快、周期短、限制少、应用广①采集、管理、分析、输出地理空间信息；②空间分析、多要素、综合、动态预测；③计算机系统支持全能性、全球性、全天候、连续性、实时性作用较短时间内获得全面资料，以便及时安排防灾、救灾能对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间应用领域农业、林业、国土资源、地矿、军事、交通、测绘、水利、通讯、公安、教育、能源等各行业二、3S技术的区别与联系遥感、全球定位系统与地理信息系统既互为独立发展又相互促进。遥感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信息的空间定位，地理信息系统主要用来对地理信息数据进行管理、查询、更新、空间分析和应用评价。3S技术之间的联系可以简单地用下图表示：巩固练习1．(年高考广东卷)从某一时刻的遥感影像图中，不能获取的信息是()A．森林火灾面积B．土地干旱程度C．洪峰流量D．植物病虫害程度2．(年高考广东卷)不同地物在同一光谱波段上的反射率差异越大，越容易区分。下图反映了甲、乙两类植物在生长期内两个波段上的反射率。在遥感影像上区分这两类植物，应选择生长期内哪一天的影像最合适()A．①—第30天B．②—第75天C．③—第100天D．④—第130天3.(年高考江苏卷)下图是“某地地形简图”，M点位于36.5°N。两中学生分别到达P、M点，测量并计算出两点相对高度是288米。两学生测量当地海拔高度，所用最便捷的技术是()A．遥感B．全球定位系统C．地理信息系统D．数字地球(年高考海南卷)下图示意为某专题研究建立的地理信息系统(GIS)图层。据此完成4～5题。4．该专题研究可能是()A．耕地分类和评价B．工业分布与交通的关系C．商业分布和规划D．学校布局5．若利用该地理信息系统进行深埋垃圾场选址，在下列图层中应增加()①大气污染②区域规划③造纸厂、印刷厂分布④水文地质A．①②B．①③C．②③D．②④6．(年高考上海卷)当今，“3S”(RS、GPS、GIS)技术在生产、生活和科研中的作用越来越突出。运用有关“3S”知识回答(1)～(2)题。(1)GIS具有强大的查询功能，根据图1显示的查询半径，图中以北京为查询中心的地图比例尺为。根据图中显示的经纬度可知，地图中代表呼和浩特、济南、太原、天津的字母分别是。(2)城市道路建设速度越来越快，地图测绘部门为了及时更新城市道路变化信息，需要利用技术。图2所示的交通监控与救援管理系统，根据交通事故发生地点，利用技术，快速设计出警车、救护车赶往出事地的最佳行车路线，而交通事故发生地与警车、救护车的精确位置是利用技术获取的。为了能对运动中的汽车精确定位，至少需要接收颗卫星的信息。(3)图3中①②③④⑤⑥箭头指向线分别表示3S技术的不同应用功能，其中表示“提供影像信息功能”的是⑤和，表示“提供空间定位信息功能”的是⑥和，表示“反馈影像信息处理结果”的是③和。(4)图3中各个圆的重叠部分分别代表RS、GPS、GIS不同组合的综合应用，其中重叠部分乙代表GIS与RS技术的组合，丙代表技术的组合。在图3所示的各个综合应用中任选一种组合，并写出应用实例：。专题训练一、选择题1．年8月7日凌晨，台风“莫拉克”在台湾登陆。要对台风进行监控，及时预警以减少灾害的最佳地理信息技术是()A．遥感技术B．地理信息系统C．全球定位系统D．气象预报年山东夏蝗发生面积达到450万亩左右，属大面积发生，占全国发生面积的一半。针对往年飞机灭蝗时定位不准，有时误将农药撒入池塘等问题，今年在蝗虫发生的高密度区域采用卫星定位系统，精确掌握防治区域。据材料完成2～3题。2．上述治蝗实例中，主要采用了3S技术中的()A．遥感技术B．卫星技术C．遥感技术和卫星定位技术D．地理信息系统3．卫星遥感技术之所以能够感知地面蝗虫的危害和分布情况，是因为()A．农作物遭受蝗虫灾害后，反射光谱会发生一定特性的变化B．卫星分辨率高，可以拍摄到比较清晰的照片C．卫星直接指挥飞机进行灭蝗工作，无需人工参与D．如果采用飞机遥感，探测的范围会更大1999年3月27日，北约部队一架F－117A隐形战斗机被南联盟防空部队击落。飞行员跳伞后脚触地的一刹那，通过手持式信号发射器发出紧急呼救信号，当间谍卫星把呼救信号传送到北约南联盟指挥所后，美军立即展开了救援行动。6小时后，当一架EA－6B电子干扰机发现飞行员的准确位置时，一架MH－60G搜索与救援直升机降落在飞行员面前，把飞行员接上飞机并安全返回基地。根据材料完成4～5题。4．飞行员发出的呼救信号是()A．GIS系统信号B．GPS系统信号C．RS系统信号D．以上都不对5．以上从发出信号到完成营救，应用________可以完成以上活动()A．GISB．GPSC．RSD．EOS下图是华北地区某地实测的海拔高度数据分布。读图，回答6～7题。6．测量图中各地海拔高度，所用最精准、便捷的技术是()A．遥感B．全球定位系统C．数字地球D．地理信息系统7．对图示区域地理特征的描述，正确的是()A．海拔：甲>丙B．坡度：甲>乙C．气温：丙>丁D．降水：乙>丁GIS的英文名称是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。据此完成8～9题。8．如果将GIS用来监测森林火灾，可以()A．用来分析、判断引起火灾的原因B．预测森林火灾的发生地点C．预测森林火灾所造成的后果D．及时知道火灾地点、范围，以便于及时分析火势蔓延方向，制订灭火方案9．下列叙述正确的是()①对GIS数据的操作与分析，是GIS应用的最终结果②利用GIS中的地理数据，实现地理分析、评价、预测和辅助决策，是GIS的重要应用领域③GIS的输出，是指将编辑好的GIS信息在计算机显示器的屏幕上显示，或通过绘图仪、打印机等输出④GIS软件是地理信息系统运行的基础，属于GIS的数据库A．①②B．②③C．③④D．①④10．下列有关数字地球的说法错误的是()A．数字地球就是把整个地球信息进行数字化后由计算机网络来管理的技术系统B．数字地球就是地球信息技术C．数字地球是用数字化手段统一处理地球问题D．数字地球是RS、GIS、GPS等各种技术的综合应用11.中央电视台“探索·发现”频道近期播出了《回到恐龙时代》的节目。众所周知，恐龙早已灭绝了，但节目中的各类恐龙及其生活环境如同真的一样，这体现了“数字地球”哪项关键技术()A．高速网络技术B．空间信息技术C．大容量数据存储技术D．可视化和虚拟现实技术12．某出租车公司能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()A．RSB．GISC．RS和GPSD．GIS和GPS对植物来说，同类植物由于生长状况、健康程度不同，其反射率也有较大差异。读图，完成13～14题。13．在遥感彩色红外线图片上能把健康的和受病害的松树区分开来，其原理是()A．健康松树的反射率在任何波段都高于病害的松树B．健康的松树在0.4～0.76微米波长范围内反射率高于有病害的松树C．在波长0.8～1.4微米范围内有病害松树的反射率明显低于健康的松树，病害越重，此波段反射率越低D．在波长大于1.6微米时，健康松树的反射率高于有病害松树14．松树属针叶林，要把松树与阔叶林区分开可利用()A．GIS技术B．RS技术C．GPS技术D．计算机技术15．某调查小组对某地方圆1000米范围内进行了生态调查，其生态状况如下图所示。要对该地这种生态环境的发展变化进行宏观监控，宜选用的地理信息技术是()A．RSB．GPSC．GISD．人工科学考察二、综合题16．阅读材料，完成下列问题。材料：据报道，“十一五”期间，我国将依靠高分辨率(2～10米)的卫星影像和3S技术，进行第二次全国土地大调查，并建立我国的“数字国土”。专家认为，“数字国土”是地图测绘、航空卫星遥感、探空和深钻的深化，是对地观测系统(EOS)、全球定位系统(GPS)与地理信息系统(GIS)的综合。以农业为例，它在农业信息遥感、太空农业等领域有广阔的研究前景。一些国家利用资源卫星进行农业资源调查、作物长势和产量监测等。例如，美国利用资源卫星在估计本国小麦产量的同时，还对其他国家小麦产量进行估测，根据所得的数据制订生产布局、储运、加工等计划，确定对外贸易策略，由此每年可获利数亿美元。(1)上图为冬小麦各生长阶段的波谱特性示意图，通过分析能得出什么结论？(2)根据材料推断，“数字国土”相关技术在“我国农业可持续发展”方面可做哪些工作？(3)在全球问题的研究中，除农业外，还有哪些领域可以应用“数字国土”的相关技术？17.读下列材料后完成下列问题。材料1：汶川大地震发生后，重灾区陷入信息隔绝状态。国土资源部第一时间紧急启用航空遥感飞机，从6000米高空拍摄了地震灾区高精度遥感图片。专家们对航片进行初步数据处理和解译，对灾区房屋倒塌情况、滑坡、泥石流规模及分布，具有隐患的滑坡体、公路及桥梁受损等灾害情况进行标注。把这些图像传递到抗灾一线，作为指挥人员制订抗震救灾方案的参考依据。之后，航空遥感飞机还成为监测堰塞湖次生灾害威胁的“天眼”。材料2：下面两张图片分别是年和年5月14日卫星对汶川地区拍摄的遥感影像。(1)遥感技术的主要工作环节是()A．目标→传感器→地面系统→成果B．传感器→地面系统→目标→成果C．目标→地面系统→传感器→成果D．目标→传感器→成果→地面系统(2)遥感在监测地震灾害时能够(双选)()A．分析地震发生的原因B．监测震灾的动态C．为救灾提供预案依据D．控制灾害的发生(3)从材料2中我们可以很明显地看出发生了哪些次生灾害？(4)结合材料分析，遥感与地理信息系统相结合在抗灾过程中的主要作用是。在灾后的主要作用是。解析与参考答案巩固练习1．选C。解析：遥感影像图只能获得“面”的数据，而流量测定需要获得河流断面面积、流速等数据。2．选A。解析：在遥感影像上区分这两类植物，应该选择甲、乙两类植物生长期内波段1和波段2中差异最大处。读图可知，甲、乙两类植物的反射率在波段1和波段2中差异最大的均是①处，对应的生长期为第30天。3.选B。解析：全球定位系统具有三维定位的功能，即经度、纬度和海拔，故选B项。4．选A。解析：图示中的图层信息是解题的关键。土壤、地形、土地利用和水系分布可以说明耕地的分类和评价；而B项工业分布与交通的关系则需要工厂和交通线的图层，与土壤没关系；C项商业分布和规划则需要商业网点的图层，图中没有呈现，且商业与土壤、水系分布无关；学校的分布与土壤、水系无关。5．选D。解析：通过分析可知，深埋垃圾场对大气污染小，故不能选①；造纸厂、印刷厂是市场指向型的企业，与垃圾处理厂没有直接关联，故③不合题意；而深埋垃圾场需要考虑地质条件稳定的地势低洼地或沟谷，远离城区、对居民区地下水没有或污染小等条件。6．解析：本题考查“3S”技术的工作原理及其在生产生活中的应用和读图分析能力。第(1)题，比例尺是图上距离与实地距离的比值。由北京至A地的图上距离为1厘米，实际半径为500千米，可求得比例尺。根据图中A、B、C、D四点的经纬度可确定其与北京的相对位置。第(2)题，“3S”技术的应用各有所侧重，GPS确定运动中物体的位置需4颗卫星。道路的变化信息需用RS对道路分布成像分析，利用GPS可对运动的物体精确定位，利用GIS可快速设计出最佳行车路线。第(3)题，RS提供影像信息，GPS提供空间定位信息，GIS则反馈处理前两者提供的影像信息。第(4)题，“3S”技术可重叠使用，使地理信息处理更精确、准确、及时。由图可分析出任何区域的叠加情况，并结合交通、找矿、灾情分析等分别举例。答案：(1)1∶50000000A、D、B、C(2)RSGISGPS四(3)①④②(4)GIS与GPS甲：RS获取矿床露头信息，GIS分析矿产种类，GPS确定矿床露头位置；乙：RS获取水灾淹没区的动态信息，GIS分析水灾损失；丙：装载GPS接收器的运钞车发送位置信息到监测中心，GIS监测运钞车是否偏离预定线路；丁：RS获取森林火场遥感信息，并可判断火势蔓延方向；GPS获取火场精确位置，引导消防队员及时、准确到达灭火地点(甲、乙、丙、丁任答一点)专题训练1．选A。解析：本题考查遥感技术的应用。题干中说明“要对台风进行监控”并“及时预警”，最佳的应是遥感技术。2．选C。解析：根据材料可知，在治蝗过程中，首先通过遥感技术来获知地面作物受蝗虫影响的情况，然后通过卫星定位技术来精确定位、进行防治，故C项正确。3．选A。解析：农作物遭受蝗虫灾害后所反射的光谱与正常作物反射的光谱之间存在一定的差异，据此可通过遥感技术感知地面蝗虫的危害和分布情况。1999年3月27日，北约部队一架F－117A隐形战斗机被南联盟防空部队击落。飞行员跳伞后脚触地的一刹那，通过手持式信号发射器发出紧急呼救信号，当间谍卫星把呼救信号传送到北约南联盟指挥所后，美军立即展开了救援行动。6小时后，当一架EA－6B电子干扰机发现飞行员的准确位置时，一架MH－60G搜索与救援直升机降落在飞行员面前，把飞行员接上飞机并安全返回基地。根据材料完成4～5题。4.B5.B解析：GPS具有导航、定位的功能。6．选B。解析：全球定位系统应用于野外调查(确定考察点的地理位置、高程)，导航服务(飞机、汽车、船舶)。7．选D。解析：海拔：甲<丙；坡度：甲<乙；气温：丙<丁。因此D项正确。8.D9.B解析：第8题，GIS是地图的延伸，它通过地图处理、数据库进行“空间分析”，用于监测森林火灾，可以监测火灾地点、范围，并通过复杂的“模拟分析”“虚拟模拟”预测分析火势蔓延方向，从而为制定灭火方案提供技术依据。第9题，对GIS数据的操作与分析，是GIS应用的基础，利用GIS中的地理数据，实现地理分析、评价、预测和辅助决策，是GIS的重要应用领域。GIS的输出，是指将编辑好的GIS信息在计算机显示器的屏幕上显示，或通过绘图仪、打印机等输出。GIS软件是地理信息系统运行的基础，是空间数据管理和处理的平台。10．解析：选B。本题考查数字地球的概念。数字地球是对真实地球及相关