第四章第二节 地理信息技术的应用
内容索引基础落实•必备知识全过关重难探究•能力素养全提升学以致用•随堂检测全达标
课标导引课程标准通过探究有关自然地理问题,了解地理信息技术的应用。目标导引1.结合某区域,举例说明全球导航卫星系统在定位导航中的应用。(地理实践力)2.结合实例,分析遥感在资源调查、环境和灾害监测中的应用。(综合思维)3.结合实例,分析地理信息系统的应用。(综合思维)
知识建构
基础落实•必备知识全过关
必备知识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,主要有全球导航卫星系统(GNSS)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)。一、全球导航卫星系统及其应用1.概念能在地球表面或近地空间的任何地点,提供全天候的坐标、速度、信息的导航定位系统。三维时间
2.种类全球导航卫星系统简称国家特点全球定位系统美国发展最,比较完善,在世界范围内使用广泛格洛纳斯全球导航卫星系统GLONASS俄罗斯—伽利略导航卫星系统GALILEO欧盟—北斗导航卫星系统中国中国自行研制的全球卫星定位与系统,世界上第三个成熟的全球导航卫星系统GPS早BDS通信
3.应用(1)主要功能:、导航等。(2)优点:全球定位系统测量的精度高,操作简便,而且仪器体积小、便于携带,可以操作。(3)应用领域:普查与规划、调查与监测、及地质灾害的监测与救援等。定位全天候森林海洋气象
二、遥感及其应用1.概念广义泛指一切无接触的探测,包括对电磁场、声波、地震波等的探测狭义应用探测仪器,不与探测目标近距离接触,从把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示目标的特征和变化的综合性探测技术远距离远处
2.遥感影像(1)种类:主要包括像片和影像。(2)分辨率:遥感影像由成千上万的组成,像元是遥感影像上能够详细区分的单元,简称图像分辨率。1米分辨率指影像上的一个像元表示地面上1平方米的范围。由此可知,该数值越小,影像显示地表信息细节的能力越强,分辨率就越高。航空卫星像元最小
(3)影像判读:影像判读方法黑白影像根据物体的差异呈现的,一般建筑物颜色较,草地和森林颜色较彩色影像真彩色影像地物颜色能够真实反映地物的颜色特征,符合人的认知习惯假彩色影像将图像上地物颜色转变为与实际地物不一致的色彩,可以提高特定目标物的度。不同地物的色彩并不是固定的,需要根据实际情况进行地物判读灰度浅深实际可鉴定
3.遥感的应用(1)自然地理研究:地貌、气候、水文、土壤和的调查和监测。(2)环境和灾害监测:快速准确地获取区域的环境和信息,及时发现环境和灾害的,预测将要出现的问题。要点笔记根据不同地物,同种地物不同性状,其反射和辐射的电磁波不同,可以利用遥感技术“发现”地下矿藏。植被灾害变化
三、地理信息系统及其应用1.概念:依靠计算机实现信息的收集、处理、储存、分析和应用的系统。2.功能:储存庞大的数据,能随时制作电子地图,还有详细的属性资料可供查询,并能进行多种分析,以此来模拟区域内的资源、人口等要素的规律和发展趋势。3.主要应用(1)位置分析:解决与“”有关的问题。(2)趋势研究:包括趋势和随的演变趋势。地图是地理信息系统的重要信息源,地理信息系统是地图的延伸和完善地理空间空间空间位置空间时间
(3)模式研究:特定区域地理事物的分布及其组合都有一定的规律,通过模式分析,可以揭示各种地物之间的空间关系。(4)模拟分析:利用地理信息系统,将已掌握的地理规律用方法表达出来,即建立模型,来模拟其中某种因素的变化,以及产生的结果。数学
自主检测判断正误并纠错(1)全球导航卫星系统在夜间无法进行导航。()(2)一个像元表示地面上的范围越大,影像的分辨率就越高。()(3)假彩色影像中不同地物的色彩可以根据需要进行调整。()(4)利用地理信息系统可以建立洪水预测模型。()×提示全球导航卫星系统可以提供全天候的三维坐标、速度、时间信息的导航定位系统。因此,全球导航卫星系统可以在夜间进行导航。×提示一个像元表示地面上的范围越大,影像的分辨率就越低。√√
重难探究•能力素养全提升
问题探究探究 地理信息技术及其应用某年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。结合材料探究:(1)被劫船只能迅速接近护航军舰,得益于地理信息系统中的(简称)。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)GNSS被劫船只利用GNSS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。
方法突破1.全球导航卫星系统(GNSS)的应用全球导航卫星系统广泛应用于军事、民用领域,在军事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。
2.遥感(RS)的应用(1)遥感在资源调查和环境灾害监测中的应用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带或环形构造带,借助遥感技术较容易“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或图像处理技术,提取植被的分布、类型、结构、健康状况等数据为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门提供服务
应用领域具体内容备注环境监测土地荒漠化、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灾、水灾、病虫害、农林病害、森林火灾、滑坡、泥石流、地震等有利于防灾减灾要点笔记利用遥感进行动态监测的地理事物主要是发展变化比较慢的,如洪涝灾害的淹没面积变化。而对于运动速度快的,如奔驰的列车,则无法利用遥感进行监测。
(2)遥感在农业方面的应用
应用体验【例题1】2018年11月1日,我国成功发射北斗三号系统首颗地球静止轨道卫星,该卫星将始终位于赤道某地的上空,相对于地球表面静止。读图,完成下列各题。(1)关于该卫星的表述,正确的是()A.在太空中静止不动B.不受太阳活动威胁C.容易产生流星现象D.属地月系的一部分
(2)北斗导航卫星系统可直接应用于()A.判定植物生长状况B.监测地下油气资源C.测量山峰海拔D.跟踪台风中心位置
思维导引
解析第(1)题,该卫星是地球静止轨道卫星,始终位于赤道某地的上空,相对于地球表面静止。在太空中是不停运动的,A错误;该卫星受太阳活动威胁,B错误;卫星运行过程中,不会产生流星现象,C错误;属地月系的一部分,D正确。第(2)题,北斗导航卫星系统能够测量三维坐标,可直接应用于测量山峰海拔,C正确。答案(1)D(2)C
【例题2】在遥感技术中,可以根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状况。读图,完成下列各题。
(1)图中重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波段属于()A.红外线B.X光C.可见光D.紫外线(2)根据图中原理,可用遥感技术直接()A.划分植物类型B.判断植物生长的土壤类型C.估计粮食作物的产量D.检测树木的生长状况
思维导引
解析第(1)题,从图中可以看出,重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波段为0.60~0.76微米,该波段属于可见光。故选C。第(2)题,由图可知健康植物与病害植物的反射率所在波段的波长不同,用此原理可以直接检测树木的生长情况。故选D。答案(1)C(2)D
素养培优(综合思维)读遥感工作原理示意图,完成下列各题。
(1)从A图中可以看出,此遥感所利用的运载工具是,这种运载工具采用的是的方式对地面物体进行感知和识别。这种方式的遥感,对地面的分辨率较(填“高”或“低”)。(2)在B图中,传感器接收的是。提示(1)飞机航空摄影高(2)地面反射或辐射的电磁波信息
学以致用•随堂检测全达标
1.下图是某山体滑坡后堵塞河道形成堰塞湖的影像。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B.地理信息系统C.全球导航卫星系统D.北斗导航卫星系统答案B解析确定需要转移人口区域,需要对影像图进行分析,模拟堰塞湖决口可能会淹没的范围。遥感主要应用于资源普查、环境和灾害监测;全球导航卫星系统和北斗导航卫星系统的主要功能是定位和导航;只有地理信息系统能对地理空间信息进行分析处理。
2.判读卫星遥感图像时,常使用对比分析法,具体说就是对不同时间、不同地面物体的卫星图像进行对比和分析。如下图所示,虚、实两线分别代表玉米和大豆两种农作物在不同时间对两种不同电磁波的反射强度(图中符号分别代表播种30、75、100、140天后两种农作物反射的电磁波强度)。该卫星图像可能拍自()A.江汉平原B.松嫩平原C.洞庭湖平原D.太湖平原
答案B解析江汉平原、洞庭湖平原、太湖平原主要的粮食作物是水稻,主要油料作物是油菜,均不符合题目要求。故选B。
(双选)研究人员在调查青藏高原地理环境时,利用遥感技术获得了20世纪80年代以来青藏高原上一千多个湖泊面积的年际变化数据。下图为青藏高原色林错地区1984年和2015年同期卫星影像图。据此完成第3题。
3.青藏高原环境调查应用遥感技术的优势有()A.遥感光学成像不受天气状况的影响B.能够获取地面调查人员难以到达地区的信息C.能够快速获取大范围的影像信息D.可以取代研究人员的地面调查答案BC解析遥感光学成像会受到天气状况如云量的影响;遥感技术可以快速实时地获取地面的影像信息;利用卫星、飞机等搭载相机可以获得地面人员难以抵达地区的信息;遥感技术的精确度不如研究人员的地面调查精确度高,因此不能取代研究人员的地面调查。
4.北斗卫星导航系统可在全球范围内全天候为各类用户提供高精度定位、导航、授时服务。截止到2020年6月23日我国已成功发射55颗北斗导航卫星。该系统主要应用领域有()①太空导航②大地测量③土地分类④灾害评估A.①②B.①④C.②③D.③④答案A解析本题考查地理信息技术的应用。北斗卫星导航系统属于全球导航卫星系统,主要利用卫星在全球范围内进行实时定位、导航。因此,该系统主要应用领域有太空导航和大地测量,①②正确;土地分类、灾害评估主要是利用遥感技术,③④错误。
5.根据下图所示,完成下列各题。
(1)GIS在灾害监测评估应用中的空白处所代表的作用分别是、。(2)遥感和地理信息系统在灾害监测评估过程中的优势分别是什么?两者结合在防灾减灾中的作用如何?答案(1)预报预警 动态监测(2)遥感在灾害前兆与灾情监测过程中的信息获取方面有优势,而地理信息系统借助于其信息管理、查询和分析功能,在灾害空间分布分析方面有优势。两者结合,可以实现在灾害发生前,能事先圈定危险区,并对危险程度作出评价,指导防灾活动;在灾害发生过程中,能对灾情实况进行监测,指导抗灾活动;在成灾后能对灾害损失作出快速评价,指导救灾工作。
本课结束
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