地理必修 第一册第四单元 自然地理实践的基本方法第二节 地理信息技术的应用教案配套课件ppt

第二节　地理信息技术的应用

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面空间的任何地点，提供全天候的三维坐标、速度、时间信息的导航定位系统。

2．类型：美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的格洛纳斯全球导航卫星系统(GLONASS)、欧盟的伽利略导航卫星系统(GALILEO)、中国的北斗导航卫星系统(BDS)。

3．主要功能：定位、导航等。

4．应用：森林普查与规划、海洋调查与监测、气象及地质灾害的监测与救援等。

　判断下列说法的正误。

(1)全球导航卫星系统在夜间无法进行导航。 (　　)

(2)欧盟的伽利略导航卫星系统是最早的全球导航卫星系统。 (　　)

(3)BDS和GPS一样，只是对点状物进行空间定位。 (　　)

[提示]　(1)×　全球导航卫星系统可以全天候使用。

(2)×　美国的全球定位系统是最早的全球导航卫星系统。

(3)×　BDS和GPS一样，对点状物、面状物都能进行空间定位。

[易混提醒]　三维坐标是指所在地的经度、纬度和高程。我们通常所说的地理位置除经、纬度位置和海拔外，还指某地的海陆位置、经济地理位置等内容。

二、遥感及其应用

1．概念：即“遥远的感知”

(1)广义：泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、声波、地震波等的探测。

(2)狭义：应用探测仪器，不与探测目标近距离接触，从远处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。

2．工作流程

3．遥感影像

(1)概念：是各种传感器所获信息的产物，是遥感探测目标的信息载体，主要包括航空像片和卫星影像。

(2)分类：黑白影像和彩色影像。

4．遥感的应用

[微思考]　分辨率与遥感平台的高度有什么关系？

[提示]　相同的传感器，遥感平台的高度越低，分辨率越高。

三、地理信息系统及其应用

1．概念：依靠计算机实现地理信息的收集、处理、储存、分析和应用的系统。

2．功能：遍及数据采集、数据分析、决策应用的全部过程。

3．流程

→→→→

4．解决的问题：位置分析、趋势研究、模式研究和模拟分析。

[微思考]　如果将地理信息系统用来监测森林火灾，可以做哪些方面的工作？

[提示]　地理信息系统是处理地理空间数据的计算机系统，它可以将最新的火灾地理数据资料经过处理后及时提供给研究、规划和决策等人员使用。因此，用地理信息系统监测森林火灾时可以分析火势蔓延方向，制订灭火方案等。

2020年6月，中国55颗北斗卫星全部发射升空，北斗导航系统顺利完成全球组网。7月31日中国对外宣布，北斗导航系统全面建成开通，可以为世界各国提供服务。北斗导航卫星系统是中国自主建设、独立运行，并与世界其他导航卫星系统兼容共用的全球导航卫星系统，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务，并兼具短信报文通信能力。与美国的全球定位系统、俄罗斯的格洛纳斯全球导航卫星系统、欧洲的伽利略导航卫星系统并称为全球四大导航卫星系统。

问题1　(综合思维)全球导航卫星系统主要功能有哪些？

[提示]　定位、导航等。

问题2　(综合思维)全球导航卫星系统应用领域主要有哪些？

[提示]　森林普查与规划、海洋调查与监测、气象及地质灾害的监测与救援等。

全球导航卫星系统的部分应用领域和用途

1．全球导航卫星系统能为全球范围内的用户提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置和三维速度及时间数据。据此回答(1)～(2)题。

(1)森林发生火灾时，全球导航卫星系统的主要作用是(　　)

A．建立火灾模型　　　 B．绘制地图

C．灾情跟踪 D．火灾前兆监测

(2)利用全球导航卫星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

(1)C　(2)C　[第(1)题，由于全球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、高精度的三维位置和三维速度及时间数据，因此在减灾防灾中可用于交通导航、绘制地图、火灾跟踪、人员救生、地震监测等诸多方面。火灾发生时，全球卫星导航系统主要是跟踪灾情。第(2)题，利用全球卫星导航系统主要是监测地壳的运动状况，帮助监测地震。]

2020年12月6日11时58分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将高分十四号卫星送入预定轨道，发射获得圆满成功。高分十四号卫星可高效获取全球范围高精度立体影像，测制大比例尺数字地形图，生产数字高程模型、数字表面模型和数字正射影像图等产品，将为“一带一路”建设等提供基础地理信息保障。

问题1　(综合思维)遥感技术可以应用到哪些自然要素的调查和监测？

[提示]　地貌、气候、水文、土壤和植被。

问题2　(综合思维)遥感技术在环境和灾害方面有什么应用？

[提示]　主要应用于环境和灾害监测。

遥感的应用

2．2019年4月18日，我国台湾花莲县发生6.7级地震。本次地震造成大楼、道路等出现一定程度的损毁。据此回答(1)～(2)题。

(1)当地政府在第一时间掌握了整个地震灾区建筑破坏情况，所利用的技术手段主要是(　　)

A．地理信息系统 B．全球导航卫星系统

C．遥感 D．互联网

(2)上题中地理信息技术的关键装置是(　　)

A．传感器  B．卫星系统

C．地面装置  D．信号发射设备

(1)C　(2)A　[第(1)题，当地政府第一时间掌握整个地震灾区建筑破坏情况，主要利用的技术手段是遥感。第(2)题，遥感的关键装置是传感器，因为它能从目标物获取信息并传输给地面系统。]

截至2020年7月9日14时，南方地区洪涝灾害造成安徽、江西、湖北、湖南、广东、广西、重庆、四川、贵州等27个省(区、市)3 020万人次受灾，140人死亡失踪，172.1万人次紧急转移安置，60.1万人次需紧急生活救助；2.2万间房屋倒塌，25.1万间不同程度损坏；农作物受灾面积266.7万公顷，其中绝收29.7万公顷；直接经济损失617.9亿元。

问题1　(综合思维)2020年南方洪涝灾害准确获知洪涝灾害的范围及受灾面积，所依据的地理信息技术是什么？

提示：遥感技术、地理信息系统。

问题2　(综合思维)地理信息系统的主要功能有哪些？

提示：对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达。

1．地理信息系统主要解决的问题

2．地理信息系统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。

3．地理信息技术的联系和区别

(1)联系：三者的关系用简图表示如下：

图中①②表示遥感技术提供影像信息功能，③④表示地理信息系统反馈影像信息处理结果，⑤⑥表示全球导航卫星系统提供空间定位信息功能。

(2)区别

3．结合某日四川干旱监测图，回答(1)～(2)题。

(1)要持续监测该地区的旱情，需要运用的地理信息技术为(　　)

A．全球定位系统 B．地理信息系统

C．遥感  D．北斗导航卫星系统

(2)该干旱监测图的绘制主要是依赖(　　)

A．全球定位系统 B．地理信息系统

C．遥感  D．北斗导航卫星系统

(1)C　(2)B　[第(1)题，遥感可用于自然灾害的监测，能够持续监测干旱等灾害的演化。第(2)题，该图的绘制需要对多种数据进行综合分析，因而需要运用地理信息系统。]

题组1　全球导航卫星系统及其应用

2020年7月，北斗导航系统全面建成开通，为世界各国提供服务。据此回答1～2题。

1．我国北斗系统主要属于下面哪一类现代技术(　　)

A．GNSS　　　　　　 B．RS

C．GIS D．“3S”

2．下列领域中可以应用北斗系统的是(　　)

A．作物估产 B．交通运输

C．病虫害分析 D．海底矿产分布

1．A　2．B　[第1题，北斗系统属于导航卫星系统。第2题，北斗系统可以用于交通等的定位情况，作物估产、病虫害分布、海底矿产分布状况等主要应用遥感技术。]

题组2　遥感及其应用

目前遥感技术已被广泛应用于国民经济的资源普查、灾害和环境监测等各领域。据此完成3～4题。

3．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。上图反映了甲、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，应该选择生长期内哪一天的影像(　　)

A．①－第30天 B．②－第75天

C．③－第100天 D．④－第130天

4．如果用遥感技术来监测火灾，可以(　　)

A．用来预测引起火灾的原因

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．及时探知火灾地点和范围

3．A　4．D　[第3题，根据材料可知，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。读图可知，在①－第30天时，两类植物的同光谱波段反射率差异最明显。第4题，遥感技术主要是拍摄反射率影像图，是遥远的感知，能够监测灾害发生，不能分析、处理、预测信息数据。可及时探知火灾地点和范围，但是不能预测灾害发生。]

题组3　地理信息系统及其应用

某司机驾车行驶时，其手机上的导航软件提示：“前方1.7千米行驶缓慢，通过时间约需15分钟。”据此回答5～6题。

5．该导航软件发出该提示，使用的地理信息技术是(　　)

A．遥感 B．地理信息系统

C．全球定位系统 D．北斗导航卫星系统

6．通过该软件不能(　　)

A．规划并优化车辆行驶路线

B．评估区域交通状况

C．推测街道沿线商业网点密度

D．助力交通部门决策

5．B　6．C　[第5题，软件提示是依据对线路上的车辆通行状况进行分析得到的，不是简单的数据获取，而是对数据进行分析，数据分析属于地理信息系统的基本功能。第6题，通过该软件可以获取各线路车辆行驶状况，用于规划并优化车辆行驶路线、评估区域交通状况、助力交通部门决策，但不能推测街道沿线商业网点密度。]

(教师用书独具)

教材P122探索

1．溢油的时间、地点、风速、风向及洋流流向等。

2．监测石油污染扩散主要应用遥感技术。

教材P124思考

通过全球导航卫星系统和遥感技术获得台风的位置及动态观测数据，利用地理信息系统对数据快速分析和处理。

教材P130思考

参考案例研究内容，即可整理出答案。

教材P131～132作业题

1．GNSS技术，给金丝猴带上全球导航卫星系统接收机，接收机实时上传位置信息。

2．(1)可以远距离观察，不用亲临火场。特殊的波段组合可以透过烟雾发现着火点。高空实时观察，可以宏观地把握火情。

(2)帮助判断火情，发现着火点位置，派遣灭火力量精准灭火，减少火灾造成的损失。

3．GNSS、RS、GIS。