必 修 3
区域可持续发展
第6讲 地理信息技术的应用
地 理
内 容 索 引
考点一 “3S”技术的应用
考点二 “3S”技术的联系与区别
考点呈现 体系构建
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
考向解读
结合实例考查遥感技术、地理信息系统、
全球定位系统在不同领域中的应用
考点一 “3S”技术的应用
[知识梳理]
1.全球定位系统(GPS)
(1)概念:全球定位系统即GPS,是利用______________来获得地面某点
______________和高程的系统。
(2)全球定位系统的组成。
卫星网络
经纬度
接收机
(3)全球定位系统的应用。
①特点:______________、高精度、自动测量。
②功能:______________、导航。
③应用领域:军事、_________、测量、救援、农业、娱乐等其他领域。
2.遥感技术(RS)
(1)概念:遥感(RS),即“遥远的感知”,是利用一定的______________和系统,
在远离被测目标的位置上对被测目标的电磁波特征进行测量、记录与分
析的技术。
(2)分类:近地面遥感、______________遥感和航天遥感。
全天候
定位
交通
技术设备
航空
(3)工作过程。
物体反射或辐射电磁波→传感器信息获取→信息记录和传输→信息处理
判读分析→用户应用
(4)遥感影像。
①分辨率数值越小,表示分辨率越高。
②遥感影像有黑白和______________之分。
(5)遥感的应用。
目前遥感技术在______________、环境和灾害监测等方面应用广泛。
彩色
资源普查
3.地理信息系统(GIS)
(1)概念。
依靠计算机实现地理信息的收集、______________、存储、分析和
______________的系统,简称GIS。
(2)功能。
制作___________,进行空间分析,并模拟区域内的空间规律和发展
______________。
(3)工作流程。
信息输入→______________→数据库管理→空间分析(查询) →可视化表
达(地图、三维视图、多媒体等)。
处理
应用
电子地图
趋势
数据处理
(4)地理信息系统可以解决的四类基本问题。
①与分布、位置有关的基本问题
a.查询“______________”和“状况”;
b.查询符合一定条件的地物的分布、位置。
②趋势分析:
某地物随时间变化的过程 该地物的______________
③模式问题:
通过地物分布及其组合规律的模式分析 地物之间的______________
关系
地点
发展趋势
空间
④模拟问题:
利用已掌握的规律建立起一定的模型 某地具备某种条件时将出现的
______________
(5)在城市管理中的应用。
城市信息管理与服务、______________、城市道路交通管理、
______________、城市环境管理。
结果
城市规划
城市救灾防灾
基础反馈
武汉火神山医院总建筑面积约3.39万平方米,从方案设计到建成交付仅用时10天,
被誉为“中国速度”。火神山医院采用模块化建筑,是一种新兴的建筑结构体系,
该体系是以每个房间作为一个模块单元,均在工厂中进行预制生产,完成后运输
至现场并通过可靠的连接方式组装成为建筑整体。据此完成第1~2题。
1.与传统建筑施工方式相比,模块化建筑施工方式( )
A.使用的建筑材料增多 B.增大了工人的劳动强度
C.缩短了建筑施工周期 D.增加了现场建筑废弃物
2.如果说模块化建筑组成了火神山医院的躯体,那么要让这个躯体活起来,还有
赖于看不见的地理信息技术。例如通过发布“新冠肺炎疫情地图”,启动疫情实
时播报。生成疫情地图,主要用到的地理信息技术是( )
A.RS B.GIS C.GPS D.数字地球
答案 1.C 2.B
解析 第1题,由材料“均在工厂中进行预制生产,完成后运输至现场并通过
可靠的连接方式组装成为建筑整体”可知,模块化建筑使用的材料多少与
传统建筑无异,同时在现场组装,更多采用机械完成,减轻了工人的劳动强
度,减少了现场建筑废弃物的产生。A、B、D三项错误。模块化建筑是一
种新兴的建筑结构体系,可以缩短建筑施工周期,C项正确。第2题,GIS能对
地理空间数据进行输入、管理、分析和表达,所以,生成疫情地图主要用到
的地理信息技术是GIS,B项正确。
[能力突破]
1.“3S”技术的组成和主要功能
地理信息技术 主要组成部分 主要功能
全球定位系统(GPS)
空间卫星系统、地面监控系
统、用户设备系统
空间位置(地理坐标)的
确定、导航
遥感(RS)
卫星(或飞机)、传感器、地
面接收站
地面观察、地理数据收
集
地理信息系统(GIS)
系统硬件、系统软件、数据、
应用人员、应用模型
数据采集、数据分析、
决策应用
2.遥感的应用
应用领域 具体内容 备 注
资源
普查
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、
产量等数据
为农业、林业、城市
绿化、环境保护等部
门服务
应用领域 具体内容 备 注
环境、
灾害
监测
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、滑坡、病虫害、森林火灾、
泥石流、地震、农林病害等 有利于防灾减灾
农业
生产
林业 清查森林资源、监测火灾和病虫害 着火树木、病害树木与
正常树木反射光谱不同
农业 识别农作物、估算产量、灾情预报 植物生长情况不同,其反
射波谱特征不同
3.全球定位系统的应用
依据全球定位系统所具有的特征,其广泛应用于以下领域。
4.地理信息系统的应用
(1)在区域地理环境研究中的应用。
(2)在城市管理中的应用。
(3)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。
真题通关
(2018江苏卷,17~18)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,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。读图,完成第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、地下人类活动遗迹的时代
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
答案 1.D 2.D
解析 第1题,传统的田野考古精度更高,适合对遥感技术发现的区域进行
详尽的考察,这是遥感技术无法取代的,A项错误;遥感技术只能确定地表事
物的状态,无法确定其具体的时代,时代需要综合各种资料进行分析、检
测,B项错误;遥感技术能够发现遗迹位置和形态,但是无法判断其曾经的功
能与作用,C项错误;遥感技术探测范围广,借助遥感技术能够分析各处遗迹
之间的空间关系,分析各处遗迹之间的联系,故D项正确。第2题,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,故可利用遥感技术来探知地表信息。
考点二 “3S”技术的联系
与区别
[知识梳理]
1.数字地球:是对真实的地球及其相关现象的统一性的______________重
现与再认识,是全球定位系统、遥感技术、地理信息系统、虚拟技术、网
络技术等各种技术的综合应用。
2.数字地球与地理信息技术的关系。
数字化
基础反馈
共享单车是一种新型的单车租赁服务,最大的特点是可以通过App实现无
桩借还单车。目前,杭州已有多种共享单车品牌。在注册App并支付押金
后,市民便可通过App搜索、预约、租赁附近的单车。据此完成第1~2题。
1.共享单车通过App进行查询、预约、租车、无桩还车,得益于地理信息
技术中的( )
A.GPS、RS B.GIS、GPS
C.RS、GIS D.电信技术
2.乙图为杭州某市民在一天中不同时段查询到的同一区域的单车分布状
况。则该区域最可能位于该城市的( )
A.中心商业区B.高档住宅区
C.普通住宅区 D.工业区
答案 1.B 2.C
解析 第1题,共享单车在通过App进行查询、预约、租车、无桩还车过程中,确
定单车位置需要使用全球定位系统(GPS),通过App实施查询等一系列行为就是
通过使用地理信息系统(GIS)来实现的,B项正确。共享单车使用过程中不需要
使用遥感技术(RS),A、C两项错误。共享单车使用过程中的手机通信属于电信
技术,但不是地理信息技术,D项错误。第2题,该区域在11:43单车数量较少,在
23:11单车数量较多,住宅区白天上班或外出,单车使用量较多,晚上下班回家,单
车归还量增多,由此看来该地最可能靠近住宅区,高档住宅区往往出行距离较远,
且私人汽车拥有量大,使用共享单车较少,故最可能是普通住宅区,B项错误、C
项正确。23时后,中心商务区和工业区的职员(工人)或购物者离开该区,单车不
会变多,A、D两项错误。
读我国地壳运动观测网图,完成第3~4题。
3.对地壳运动进行精确观测采用的主要技术
是( )
A.遥感 B.全球定位系统
C.地理信息系统 D.数字地球
4.根据观测站的分布特点判断,建立地壳运动
观测网最主要的目的是( )
A.泥石流、滑坡的监测和预报
B.大地高程测量
C.地震监测和预报
D.为电离层研究、气象预报提供数据
答案 3.B 4.C
解析 第3题,图中对地壳运动进行精确观测的基准站、基本站与区域站在
我国分布的范围较广,但又相对集中在我国地质不稳定的地区,显然是通过
对地壳运动的精确观测,采用的主要技术是全球定位系统。第4题,地壳运
动会引发地震,因此建立地壳运动观测网最主要的目的是地震监测和预报。
[能力突破]
“3S”技术应用领域的辨别
地理信息技术研究起来很复杂,但应用起来并不难,其功能差异可简单地理
解为:GPS负责“找位置”,解决在哪里的问题;RS负责“拍片”,解决是什么的
问题;GIS负责“存储和处理信息”,解决为什么、怎么样、如何办的问题。
以“3S”技术在城市交通事故处理中的应用为例,具体分析如下。
方法技巧 “3S”技术选取的方法
(1)“点”与“面”判断GPS。
GPS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。
(2)“想”与“看”区分RS、GIS。
GIS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GIS。
RS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RS。
(3)关键词判断“3S”技术。
①RS:“获取”空间信息;
②GPS:“定位”“导航”“精确”“精密”“精准”等;
③GIS:“分析”“处理”“查询”“输入”等。
真题通关
(2016浙江卷,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,用恢复历史植物分布的方法,得到距今2.1万
年(图甲)、距今5 000年(图乙)和距今500年(图丙)北美洲云杉主要分布区
图。完成第1题。
1.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.①②③ B.①③② C.③②① D.②①③
答案 D
解析运用地理信息技术获取三幅云杉主要分布区图,首先需要通过GPS获
取云杉位置信息,再建立云杉分布信息数据库,然后用GIS进行分析处理,输
出云杉主要分布区图,所以研究过程是②①③,D项正确。
(2020江苏卷,19~20)(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2~3题。
2.下列四地中,地势较低平的两地是( )
A.① B.② C.③ D.④
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 2.AB 3.BC
解析 第2题,由图可知,①②③④四地1984年均为陆地,随着色林错面积的扩
大,2015年①②两地被淹没,成为水域,而③④两地仍为陆地,这说明①②两
地地势较低平。第3题,利用遥感技术可以通过卫星获得地面调查人员难
以到达地区的信息,能够快速获取大范围的影像信息,B、C两项正确。遥
感光学成像受天气状况的影响,A项错误。遥感技术不能取代地面调查,D
项错误。
[常考图形之22] “3S”技术图像的判读
[判读方法]
1.遥感影像图片的判读方法
图1 遥感影像图
(1)读图片,定主题:结合提示性信息明确遥感影像图片表达的主题。如图1
表达的是某河流入海口改道前后的变化情况。
(2)看色调,辨地物:抓住色调和形状两个要素进行判读,辨析标志性地物。
如图1,可看出海陆分布、河道、河口、三角洲形状及大小等。
(3)找变化,析原因:对标志性地物进行分析、推理,找出变化发展趋势,并结
合区域特征做出合理解释。如图1中,河口位置由东南改道东北,老河口因
缺少泥沙淤积,海岸变化不大,新河口又形成了新的三角洲。与1989年相比,
三角洲面积整体变化不大,说明淤积速度减缓,其主要原因可能是中上游来
沙减少所致。
2.GPS手持机界面的解读方法
全球定位系统最主要的功能是定位和导航,因此其
仪器的工作界面上往往呈现出的是几个数据信息,
故只要明确其主要的数据所代表的含义就可以准确
地判读了。如图2中GPS手持机界面上显示有四个
关键的数据:一是定位的时间为16时59分11秒;二是
手持机持有者目前所在的纬度为北纬32°03'23.2″;
三是手持机持有者目前所在的经度为东经
118°45'54.6″;四是手持机持有者目前所在的海拔
为17米。
图2 GPS手持机界面
3.GIS图层叠加示意图的判读
图3 GIS图层叠加示意图
(1)读图层,明要素:在GIS中,不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上,
这些专题地图是由具有空间属性的数据在计算机中生成的,它们分别反映
了某种地理事物的空间分布特征。如图3中的叠加图层分别有水系分布图、
土地利用类型分布图、地形图、居民点分布图和土壤分布图。
(2)定原理,析联系:根据图层中的地理要素,分析各要素间的相互联系,回归
相关的地理原理规律,确定图层要素综合后的指向。如图3中的地形、土
壤、水系、土地利用图层都指向耕地分类与评价。
(3)叠图层,得功能:图层叠加可生成多个地理要素综合后的新生(应用)主体,
具体见下表。
叠加图层 新生(应用)主体
人口密度与交通线路及规划图 新建商业中心选址
河流分布、坡度分布、土石分布 泥石流易发区
水系、土地利用、居民点、地形、土壤 耕地的分类和评价
水系、土地利用、居民点、地形、土壤、水
文地质、区域规划 深埋垃圾场选址
人口密度图、行政区划图、行政区人口基数 各行政区人口增长率
坡向分布、岩石倾斜 滑坡易发区
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