2024高中地理第1章地理环境与区域发展第2节地理信息技术在区域地理环境研究中的应用学案新人教版必修3

PAGE14-其次节地理信息技术在区域地理环境探讨中的应用课程标准层级要求核心素养1.结合实例，了解遥感(RS)在资源普查、环境和灾难监测中的应用。2．举例说出全球定位系统(GPS)在定位导航中的应用。3．运用有关资料，了解地理信息系统(GIS)在城市管理中的功能。4．了解数字地球的含义。知道：遥感、全球定位系统的优点；遥感、全球定位系统、地理信息系统的组成、工作程序。理解：遥感、全球定位系统、地理信息系统、数字地球的区分与联系。应用：结合实例材料，分析推断其所应用的地理信息技术；能够正确选择地理信息技术。综合思维：归纳、总结遥感、全球定位系统、地理信息系统的工作原理和用途。地理实践力：利用智能手机进行实时导航；运用电子地图，查询学校、旁边城镇、交通、旅游等信息。自主预习固根基主干引导夯基固本『自主学习』一、地理信息技术1．概念：获得、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eq\x(\s\up1(01))遥感(RS)、eq\x(\s\up1(02))全球定位系统(GPS)和eq\x(\s\up1(03))地理信息系统(GIS)等。[自我探究]地理信息技术就是“3S”技术吗？提示地理信息技术是获得、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“3S”技术而不是只有“3S”技术。二、遥感(RS)1．概念人们在航空器(如飞机、高空气球)或eq\x(\s\up1(01))航天器(如人造卫星)上利用肯定的技术装备，对地表物体进行远距离的eq\x(\s\up1(02))感知。2．遥感的关键装置一种被称为eq\x(\s\up1(03))传感器的仪器。[自我探究]传感器运载工具的飞行高度对遥感的影响有哪些？提示传感器运载工具的飞行高度越高，探测的范围越大，获得资料的速度越快、周期越短，地物的辨别率越低。3．主要环节目标物eq\o(→,\s\up7(物体辐射),\s\do5(和反射电磁波))传感器eq\o(→,\s\up7(收集),\s\do5(传输))eq\x(\a\al(遥感地,面系统))eq\o(→,\s\up7(信息处理),\s\do5(信息分析))eq\x(\a\al(专业图件,统计数字))4．原理地面物体的种类、性质、环境条件不同，其反射和辐射的eq\x(\s\up1(04))电磁波也各不相同。5．在区域分析中的作用为区域地理环境探讨从eq\x(\s\up1(05))定性到eq\x(\s\up1(06))定量、从静态到动态、从eq\x(\s\up1(07))过程到eq\x(\s\up1(08))模式的转化和发展，供应了条件。6．应用eq\x(\s\up1(09))资源调查、环境监测、eq\x(\s\up1(10))自然灾难防卫监测等领域。卫星遥感高度高，探测范围大，资料获得速度快，周期短，地物辨别率低；而飞机遥感高度低，探测范围小，资料获得速度慢，周期长，地物辨别率高。[自我探究]在区域地理环境探讨中，遥感与实地测绘的传统方法相比，具有哪些优势？提示遥感技术探测的范围大，获得信息的速度快，对地物的辨别率较高，不受地物阻隔的影响等。三、全球定位系统(GPS)1．概念：利用卫星，在全球范围内实时进行eq\x(\s\up1(01))定位、导航的系统。2．组成(1)空间部分——eq\x(\s\up1(02))GPS卫星星座。(2)地面限制部分——eq\x(\s\up1(03))地面监控系统。(3)用户设备部分——GPS信号接收机。3．特点：供应精密的eq\x(\s\up1(04))三维坐标(经度、纬度、高度)、速度、时间，且具有全能性、全球性、全天候、eq\x(\s\up1(05))连续性和实时性的特点。4．应用：确定考察点的eq\x(\s\up1(06))地理位置(经度和纬度)、高程(海拔)。[自我探究]涉及到位置(高度)及其变更的都必需运用GPS吗？提示不是的。运用GPS进行定位必需有GPS信号接收机，因而不是全部涉及到位置(高度)及其变更的都必需运用GPS，比如海平面的上升幅度、台风中心的位置及移动等须要借助RS来确定。四、地理信息系统(GIS)1．概念：特地处理地理eq\x(\s\up1(01))空间数据的计算机系统，简称“GIS”。2．功能：对地理空间数据进行eq\x(\s\up1(02))输入、管理、eq\x(\s\up1(03))分析和表达。3．简要程序：信息源→eq\x(\s\up1(04))数据处理→数据库→eq\x(\s\up1(05))空间分析→表达。4．应用(1)区域地理环境探讨①空间信息供应反映区域状况的各种eq\x(\s\up1(06))空间信息分析、加工信息，建立eq\x(\s\up1(07))模型更精确地分析、评价区域内的eq\x(\s\up1(08))自然资源和自然条件、eq\x(\s\up1(09))区位和交通条件、人口和劳动力条件、经济和社会条件②对环境和自然灾难进行eq\x(\s\up1(10))动态监测及评估预料。(2)城市管理eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\x(\s\up1(11))查看、\x(\s\up1(12))查询相关信息资源,制作相关的\x(\s\up1(13))统计分析图和专题图,综合分析相关信息，进行\x(\s\up1(14))应急事务的,录入、处理、决策等))[自我探究]与地图相比，地理信息系统有哪些优点？提示信息量大，运用便利，地理信息系统可供应反映区域状况的各种空间信息，并可建立揭示区域结构特征和发展规律的模型。功能强大完备，地理信息系统可以供应查询检索、空间分析、修改补充、距离测算等多种功能。能够进行动态监测和评估预料。五、地理信息技术与数字地球1．数字地球：数字化的地球，即把整个地球信息进行eq\x(\s\up1(01))数字化后，由eq\x(\s\up1(02))计算机网络来管理的技术系统。2．“3S”技术与数字地球的关系『自我反馈』1．下列关于地理信息技术的叙述，正确的是()A．地理信息技术通常被称为“3S”技术，即RS、GRS、GISB．地理信息技术是指获得、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术C．应用地理信息技术，不行以模拟特定区域的全过程，只能预料、预报区域内可能发生的灾难或环境变更D．地理信息技术只能应用于资源调查、环境监测、自然灾难防卫监测答案B解析地理信息技术通常被称为“3S”技术，即遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)。地理信息技术广泛应用于资源调查、环境监测、自然灾难防卫监测等，并且应用越来越大众化，如GPS汽车导航等。2．我国利用卫星在疑似坠机海疆找寻到疑似漂移物，并传回了疑似漂移物的卫星像片。利用卫星找寻飞机残骸所运用的地理信息技术是()A．GIS B．GPSC．RS D．GPRS答案C解析地理信息系统主要对采集到的数据进行整理、分析，建立数据模型等；全球定位系统主要用于导航、定位；遥感技术主要用于信息的采集，通过地面不同物体反射或辐射的不同电磁波，进行数据采集和实时监控。3．GPS最初是为军队应用而建立的，供应美国士兵配备的GPS接收机接收到信号的空间卫星至少()A．3颗 B．4颗C．5颗 D．6颗答案B解析在用GPS导航、定位时，要想获得精确的三维信息(经度、纬度和高程)，必需接收到至少4颗GPS卫星的信号。4．土地利用信息数据库在数字城市规划中不能用于()A．分析应急避难场所数量 B．确定市区停车场的规模C．决策公交线路合理布局 D．统计城市流淌人口数量答案D解析土地利用信息数据库是地理空间数据的一种，因此在数字城市规划中不能用于统计城市流淌人口的数量。『活动点拨』[教材P8思索]1．通过与传统的区域地理环境探讨方法相比较，我们可以知道遥感的特点：(1)“站得高，看得远”，遥感的视野宽、范围大；(2)无论航空器还是航天器，运行的速度都较快，能在短时间内收集大量的信息，并能运用现代技术进行信息传输和处理，具有获得资料速度快、周期短的特点；(3)从总的方面看，遥感的运用比传统的方法节约大量的人力、财力。2．遥感是人的视力的延长，在肯定意义上说有肯定的道理，但不全面，人眼在可见光范围内有很高的光谱辨别率，但在可见光之外则视而不见。由于技术的进步和应用领域的不断开拓，传感器的功能比人眼有了很大提高，例如感应的波谱范围更宽，从紫外线到可见光、红外线，并延长到微波，提高了光谱辨别率和空间辨别率；在夜晚或恶劣天气状况下也能运用；有肯定的穿透实力等。微波遥感对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有肯定的穿透实力，又能夜以继日地全天候工作。可见遥感不仅仅是人的视力的延长。[教材P9思索]在GPS汽车导航中，信息在汽车、卫星和服务中心之间的传递过程如图所示：①GPS卫星不断放射GPS信号，接收机收到信号后解算出汽车所在的地理位置；②驾驶员输入动身地和目的地并传送给服务中心；③服务中心为其确定可行路途，并通过卫星传输给汽车，汽车在GPS卫星信号引导下到达目的地。[教材P11思索]1．在图1.11所示的地理信息系统中，可能用到的数据包括：城区综合地图数据、医疗资源分布数据、城市道路交通数据、传染病种数据等。2．地理信息系统在城市管理中的优势主要是：地理信息系统的数据库管理有利于城市的各种数据信息归并到统一系统中，最终进行城市与区域多目标的开发与规划，包括城镇总体规划、城市建设用地相宜性评价、环境质量评价、道路交通规划、公共设施配置，以及城市环境的动态监测等。这些规划功能的实现，是以地理信息系统的空间搜寻方法、多种信息的叠加处理和一系列分析软件的应用来加以保证的。地理信息系统还可以用于城市环境管理，为城市环境管理部门供应数据和信息存储方法——基础数据库系统；供应环境管理的数据统计、报表和图形编制方法；建立环境污染的若干模型，为环境管理决策供应支持；供应环保部门办公软件；供应信息传输的方法和手段等。此外，地理信息系统还可应用于城市灾难监测、规划决策等。[教材P12活动]1．图1.5和图1.6显示的对洪水灾难的监测和统计除运用了遥感技术外，还运用了地理信息系统，对获得的遥感信息数据进行了分析和处理。在这次洪水中，运用遥感技术快速、精确地获得了全面的资料，又运用地理信息系统对数据进行管理，依据各种要求对受灾地区进行快捷且较为精确的统计。由此看出，遥感信息是地理信息系统的重要信息源，地理信息系统则对遥感信息进行了空间分析，最终形成成果(专业图件、统计数字)。2．(1)全球定位系统。(2)利用地理信息系统的交通图层，确定哪一辆巡警车离出事地点最近。(3)要判定最近的警车至出事地点的道路是否畅通，还须要利用摄像和视频传输技术。假如存在严峻交通堵塞，可利用全球定位系统和地理信息系统，指挥距交通堵塞处最近的巡警车疏通交通，或者改经另外一条线路到达出事地点。(4)接到报警电话后，首先打开城市地理信息系统，运用全球定位系统确定距离出事地点最近的警车，然后利用无线电话通知其赶往出事地点。接警—确认出事地点—了解出事地点四周巡警车的位置—分析确定最近或能最快到达的巡警车—通知该警车前往出事地点。(5)由此例子推想，地理信息技术还可以应用于交通指挥调度、救援、救火、环境管理等工作和商业组织管理、城市规划、物流等部门。主题探究提素能创设情境激活思维探究点遥感技术及应用阅读材料，探究下列问题。不同物体和物体的不同状态具有不同的电磁波特性，卫星传感器探测地表物体对电磁波的反射和物体自身放射的电磁波，然后依据肯定的规律把电磁辐射转换成图像，经过处理，提取物体信息，完成远距离识别物体和物体的状态，这就是遥感工作的基本原理。(1)依据以上文字材料，请你设计用遥感技术对我国滇池流域水质状况监测的方案，并提出治理的措施。(2)请按例另拟列出卫星遥感技术的两个应用领域及相关的课题名称。序号应用领域课题名称例防灾减灾长江流域洪水动态分析①②[答案](1)方案A：获得滇池水质状况遥感影像资料(或建立滇池水质遥感监测预报系统)。方案B：对水质出现的异样状况进行分析，提出预报(或依据遥感信息对水质状况监测分析，提出防治措施)。措施A：防止工业“三废”(或农田废水/污染河水/其他废弃物)干脆排入湖中。措施B：爱护滇池周边生态环境；对已污染水体进行(人工或生化方法)治理。(2)序号应用领域课题名称例防灾减灾长江流域洪水动态分析①资源普查野生藏羚羊种群数量及分布②环境监测太湖的污染监测遥感的应用1．在资源普查中的应用勘探矿产资源，调查生物资源、水资源等是遥感技术在资源普查中的重要应用领域，如下表所示：应用领域详细内容备注矿产资源隐藏矿产的地方有很多是地质断裂或环形构造带，较简单借助遥感技术“发觉”矿产人们只须要分析遥感图像就可以划定隐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、产量等信息为农业、林业、城市绿化、环境爱护等部门服务2．在环境、灾难监测中的应用随着遥感技术的发展，遥感将不仅为人们供应信息资源，变更人们的生产、生活与交往方式，而且在环境监测、灾难预警等方面发挥着巨大作用，有助于灾难的预防、环境的治理和爱护。如下表所示：应用领域详细内容备注环境监测荒漠化、土壤盐渍化、海上冰山漂流、海洋生态、全球气候变更及其影响、植被变更、水体污染、大气污染等有利于人们了解环境变更，使环境得到爱护和改善灾难监测旱情、洪灾、滑坡、泥石流、农林病虫害、森林火灾等有利于防灾减灾3．农业、林业方面的应用在农业方面，利用遥感技术可以识别各类农作物，计算其种植面积，并依据作物生长状况估计产量。在林业方面，利用遥感技术可以清查森林资源、监测森林火灾和病虫害。如下图所示：目前遥感技术已被广泛应用于资源普查、灾难和环境监测等领域。据此回答(1)～(2)题。(1)不同地物在同一光谱波段上的反射率差异越大，越简单区分。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，应当选择生长期内哪一天的影像()A．第30天 B．第75天C．第100天 D．第130天(2)假如用遥感技术来监测火灾，可以()A．用来预料引起火灾的缘由B．预料森林火灾的发生地点C．预料森林火灾所造成的后果D．刚好探知火灾地点和范围[思维流程][答案](1)A(2)D[方法指导]解译遥感图像的方法——对比分析法对比分析是指用不同波段、不同时间的卫星图像以及地面的已知资料进行对比，对比的目的在于相互补充、相互验证，从卫星图像上提取更多有用的信息，使判读结果更加精确牢靠。探究点全球定位系统的应用中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。它是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户供应高精度、高牢靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信实力，已经初步具备区域导航、定位和授时实力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。据此探究下列问题。(1)比较我国北斗卫星导航系统与GPS功能的异同。(2)为精确获得观测点的经纬度和高程，应使该地可以同时观测到几颗以上的卫星？[答案](1)相同点：授时、导航、定位。不同点：北斗卫星导航系统还具有短报文通信功能。(2)4颗以上。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几个方面：道路积雪会影响交通，应用GPS技术可以()A．获得道路积雪影像数据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[思维流程]选项正误缘由精析Aeq\x(\s\up1(01))×RS获得道路积雪影像数据Beq\x(\s\up1(02))×GIS解译积雪遥感影像，分析道路积雪空间分布Ceq\x(\s\up1(03))×Deq\x(\s\up1(04))√GPS主要用于定位、导航，因此可以确定待救援车辆的位置[答案]D[方法指导]GPS导航原理eq\x(\a\al(飞行的飞机上、行,驶的汽车和轮船上))eq\x(\a\al(GPS信号,接收机))eq\x(\a\al(随,时,知,道))eq\x(\a\al(前进的,方向))eq\x(\a\al(所处的地,理坐标))eq\x(徒步野外考察、旅行)探究点地理信息系统的应用2016年10月25日，北京超图软件股份有限公司在京发布了其新产品“SuperMapGIS8C(2024)”，添加了空间大数据引擎，为用户基于地理信息的大数据处理、挖掘与分析供应了便利。“超图供应的不是大数据本身，而是大数据的处理实力与处理平台，让更多人拥有处理时空大数据实力。”超图副总裁、探讨院院长李绍俊介绍，新版本供应大宗数据的自动分割功能，增加了空间统计分析模块，可用于疾病、犯罪等空间数据的统计分析。此外，新版本还优化了三维地图显示性能，支持VR头盔，并首次添加室内导航功能。据此探究下列问题。(1)“SuperMapGIS8C(2024)”属于“3S”系统中的哪一类？(2)“SuperMapGIS8C(2024)”的工作过程须要哪些环节？[答案](1)GIS。(2)信息输入、数据处理、数据库管理、空间分析、信息输出等。地理信息系统可应用的领域相当广泛，可以说，凡是用到地图或须要处理地理空间数据的领域，都可以借助GIS。1．GIS在灾难监测中的应用应用地理信息系统，并借助遥感技术，可有效地监测和预报洪涝灾难、森林火灾等。2．GIS在区域地理环境探讨中的应用3．GIS在城市管理中的应用从南海、东海、黄海到渤海，我国18000km的大陆海岸线上，每天都在上演“填海大戏”。读图，完成(1)～(2)题。(1)通过图示GIS空间分析，能得到近年来我国()A．填海区人口迁入数量B．填海区植被类型C．填海区土地利用类型D．填海区面积(2)图示GIS应用的领域是()A．环境评估 B．国土管理C．城市规划 D．灾难预料[思维流程][答案](1)D(2)B[方法指导]技术手段的选取驾驭各自工作对象是关键，详细如下：GPS的最大特点是工作对象是一个“点”或多个“点”，明显区分于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”，假如是“点”则选用GPS，如导航、珠穆朗玛峰高度测量等；假如是“面”则需看是突出监测方面还是需处理、计算才能得出结果，如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区位则应选用GIS。同样一项工作往往可能在这次运用的是一种技术，而另一次则运用了另一种技术，甚至是同时运用了多种技术，因此，要仔细审清题目，提炼题目中的信息，如“某山区森林火灾发生后，扑救工作动用了卫星监测定位，并运用计算机软件对火势状况进行了分析和预料”这一事务中，运用卫星监测是RS的应用，卫星定位则是GPS的应用，计算机处理信息并得出预料结果则是GIS的应用。小题速测试身手对点迁移刚好反馈探究点1遥感技术及应用利用新型无人机对农作物进行测量时，无人机会通过卫星定位引导自动拍摄监测地块的高清航拍影像，然后利用专用软件进行后期处理。据此完成1～2题。1．获得调查地块农作物高清航拍影像的技术是()A．RS B．GPSC．GIS D．VR答案A解析结合所学学问可知，遥感是通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，获得其反射、辐射的电磁波信息，并进行提取