中图版第二节 遥感技术的应用教学设计

第二节　遥感技术的应用

学习目标：1.了解遥感的概念及工作原理。2.结合实例，理解遥感在资源普查、环境和灾害监测等领域的应用。(重点)3.能够简单解读遥感影像图，并运用遥感影像解答问题。(难点)

1．遥感

(1)概念

利用一定的技术设备和系统，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)类型

根据遥感平台高度的不同，遥感可以分为近地面遥感、航空遥感和航天遥感。

(3)工作过程

(4)遥感影像

①组成：像元，是遥感影像上的最小单元。

②空间分辨率(分辨率)：一个像元所代表的地面实际尺寸，分辨率数值越小，分辨率就越高。

③类型：黑白、彩色(真彩色、假彩色)。

[特别提醒]　不同地物反射或辐射的电磁波不同，这是遥感影像能够被判读的基础。一种物质所产生的自身辐射或对外辐射所产生的反射和透射，形成了该物质的一种特别标志——波谱特征。地物波谱特征即地物判读的基本依据。

2．遥感的应用

(1)遥感在资源普查中的作用

①应用领域

矿产资源和水资源的调查、农作物的估产、全球气候变化的观测、灾害监测、重大工程的建设等。

②在资源普查中的优势

可以全面系统地提供资源状况，而且还能对信息进行及时更新。

[特别提醒]　通过对比可知遥感资源调查与传统资源调查相比有诸多的优点，特别是对于一些人员难以进入的区域的调查，如沼泽、热带雨林、冰川雪原等，遥感是目前取得这些区域所需资料的唯一途径。

(2)遥感在环境和灾害监测中的应用

①遥感在水污染监测中的应用

a．原理：被污染水体具有独特的区别于清洁水体的光谱特征。

b.内容：研究和预测同一流域水体污染历史和污染趋势。

c．意义：为水资源保护规划提供准确信息。

②遥感在沙尘暴监测中的应用

a．遥感卫星的特点：监测范围广、时效快、精度高、连续性强。

b．监测内容：沙尘暴的起源、移动和扩散过程。

(1)在航天遥感中，卫星轨道越高，卫星图像的分辨率就越高。 (　　)

(2)遥感能够瞬时成像、实时传输、快速处理、迅速获取信息、实施动态监测和定位。  (　　)

(3)遥感技术只能区分水体是否污染，但不能判断污染的程度。 (　　)

(4)遥感卫星监测沙尘暴具有范围广、时效慢、精度高的特点。 (　　)

(5)在区域地理环境研究中，遥感主要应用于 (　　)

①资源普查　②GDP增长预测　③环境监测　④自然灾害监测

A．①②④　　　　　 B．②③④

C．①③④     D．①②③

提示：(1)×　卫星轨道越高，图像分辨越低。

(2)×　遥感是获取信息，不能处理地理信息。

(3)×　不同污染程度的水体其光谱特征有别，遥感技术可以区分开来。

(4)×　利用遥感技术监测沙尘暴具有范围广、时效快、精度高等特点。

(5)C　[解答本题的关键是明确遥感的功能。遥感作为视力的延伸，在资源普查、环境监测和自然灾害监测中应用广泛。]

遥感的工作原理　　

2018年3月10日，记者从“三极遥感卫星观测系统研讨会”上获悉，北京师范大学即将于年底发射并投入使用我国首颗专门针对极地观测的遥感小卫星BNU­1，与卫星相配套的北极卫星地面接收站也正在积极推进当中。这是我国第一颗专门针对极地观测的遥感卫星，能够实现对南北极地区每两天一次的全覆盖观测，有望在研究极地快速变化、保障极地地区船只航行安全等方面发挥重要作用。

问题1　遥感技术的工作原理是什么？

提示：不同物体对电磁波的发射、反射和吸收的特性不同。

问题2　在区域地理环境研究中，遥感与实地测绘相比，具有哪些优势？

提示：监测的范围大、获取信息的速度快、受地面的限制较小。

[归纳总结]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．基本原理

遥感的原理基础：地球上的物体都在不停地辐射、反射和吸收电磁波，而且不同物体对电磁波辐射、反射和吸收的特性不同。

2．关键装置——传感器

3．工作流程

图示法理解遥感的工作过程

1．遥感技术的出现，为人类提供了一条认识地球的重要途径。可以这样说，遥感是碧空中的慧眼，有了它，人类就可以看得更广、更深。据此完成(1)～(2)题。

(1)下列关于遥感技术的叙述，正确的是(　　)

A．遥感是人们利用肉眼在遥远的宇宙空间对地面事物进行感知

B．遥感是人们利用一定的技术装备，对遥远的宇宙事物进行感知

C．遥感的关键装置是航空器或卫星

D．遥感技术能监测洪涝灾害的发展变化，便于人们及时安排防灾、救灾工作

(2)传感器的主要作用是(　　)

A．只接收地面物体的反射波谱

B．只记录和接收地面物体的辐射波谱

C．接收地面物体反射或辐射的电磁波信息

D．对获得的信息进行处理分析

(1)D　(2)C　[第(1)题，遥感是人们利用一定的技术装备，在航空器或航天器上，对地表物体进行远距离的感知。遥感的关键装置是传感器。遥感技术是灾害监测的重要手段。第(2)题，传感器的主要作用是接收地物反射或辐射的电磁波信息，并记录下来，传送到地面接收站。]

　遥感技术的应用

阅读漫画，探究下列问题。

无处藏身

问题1　漫画中反映了遥感技术在哪一领域的应用？

提示：资源普查。

问题2　遥感技术还能应用在哪些领域？

提示：生物资源调查，环境灾害监测。

[归纳总结]__遥感技术的应用

遥感图像判断的基本方法

(1)看颜色：根据颜色可以判断该地物是属于水文要素还是人工要素。

(2)看形态：根据地物形态——面状或线状，大致可以确定是水文要素中的湖泊或河流，还是人工要素中的城市、村庄或道路。

(3)看与周边地物的关系：一般与河流相连的是湖泊，与道路相连的是村庄或城镇。

(4)看叠加：通过多次或逐月逐年对同一地区遥感图像叠加可以反映出地物时间变化特点，如城市的扩张、海岸线侵蚀变化、湖泊的消长等。

(5)看光谱：不同地物对同一波段的电磁波的反射率是不同的；相同地物在不同的波段反射率也不同。光谱反射率差别越大，越容易区分。

2．对比分析法是卫星遥感图像判读的重要方法，具体操作就是对不同时间的卫星图像色调进行对比和分析，可以把不同的地面物体加以区分。如下图，虚实两线分别代表玉米和大豆两种农作物对两种不同电磁波的反射强度，图中①②③④分别代表播种30、75、100、140天后两种农作物反射两种电磁波的强度特征。读图，完成(1)～(2)题。

(1)如果这两种农作物反射的电磁波谱是某卫星图像中最主要波段，则该卫星图像可能拍自(　　)

A．松嫩平原 　　　　 B．江汉平原

C．洞庭湖平原      D．太湖平原

(2)要区分该地区两种农作物的播种面积，要参考的最佳遥感图像应该是拍自播种(　　)

A．30天后      B．75天后

C．100天后      D．140天后

(1)A　(2)A　[第(1)题，由题中的叙述可知，该地主要种植玉米、大豆等农作物，因此最可能是东北的松嫩平原。第(2)题，根据图中的信息可知，在播种30、75、100、140天后，这两种农作物的电磁波的反射强度特征都存在着差异，但播种30天后的差异最大，最利于区分这两种农作物的播种面积。]

(教师独具)

题组1　遥感技术

遥感在区域地理环境的研究中起着重要作用。读“遥感直观图”，回答1～2题。

1．在农业方面，运用遥感技术能够(　　)

①监测耕地变化　②调查作物分布　③估测粮食产量　④跟踪产品流向

A．①②③     B．②③④

C．①②④     D．①③④

2．在区域地理环境研究中，遥感主要应用于(　　)

①资源普查　②GDP增长预测　③环境监测　④自然灾害调查

A．①②④     B．②③④

C．①③④     D．①②③

1．A　2.C　[第1题，遥感为视力的延伸，能监测耕地变化、调查作物分布并能根据作物长势估测粮食产量等。第2题，遥感不能对一个区域的GDP增长进行预测。]

不同的地物有不同的反射率，根据这个原理，可以利用遥感来判断各种地物。据此回答3～4题。

3．在假彩色卫星影像上，城市呈现(　　)

A．深蓝色　　　　　　 B．蓝灰色

C．浅蓝色     D．红色

4．在假彩色卫星影像上，水为(　　)

A．灰色和蓝色      B．灰白色

C．浅蓝色     D．红色

3．B　4.A　[遥感彩色影像有真彩色和假彩色之分，假彩色影像上，草、树和庄稼覆盖地区通常为红色，而水是灰色和蓝色的，城市是蓝灰色的。]

题组2　遥感的应用

读世界某火山喷发时的卫星图像，回答5～6题。

5．要获取火山喷发的卫星影像图，主要应用的地理信息技术是(　　)

A．RS     B．GIS

C．GPS     D．数字地球

6．如果利用卫星对火山灰进行监测，通过分析多幅火山灰图片，可以获得(　　)

①火山灰喷出的起始位置　②火山灰飘动速度　③火山灰影响的范围　④火山灰飘动的方向　⑤此时段当地的风向

A．①②③⑤      B．②③④⑤

C．③④⑤     D．①②③④⑤

5．A　6.D　[第5题，火山喷发的卫星影像图是应用遥感(RS)技术获取的。第6题，分析多幅火山喷发卫星影像图可以看出火山灰的状况，监测火山灰喷出的起始位置、移动方向、速度、影响范围、此时段当地的风向等。]

(教师用书独具)

教材P81探索

在区域地理环境研究中，遥感已成为重要的手段和方法。传统的工作方法经常是从点、线实地观测入手，逐渐过渡到面上的分析研究。运用遥感技术，则可以首先从面上的区域分析研究入手，然后有重点地选择若干点、线进行野外验证和检查。这样，不仅可以提高研究工作的精度和质量，而且节省人力、财力，提高效率。

现代遥感视域广阔，监测范围大，可覆盖整个地球。能够瞬时成像、实时传输、快速处理、迅速获取信息和实施动态监测等。

下表表示了人工调查和遥感调查两种方法的特点：

教材P83活动

　在三幅表示苹果的示意图中，第三幅图(右侧那幅)更容易辨认出苹果的轮廓。三幅图中，第三幅图代表的分辨率最高，第二幅图(居中)代表的分辨率最低。

教材P89思考

　遥感除用于预防自然灾害外，还可适用于土地资源调查，土地利用调查，土壤干旱、盐化、沙化调查及监测，农作物长势监测与估产，森林、草场资源调查，水资源调查和地质矿产调查等。例如，上海市从1988年起每5年开展一次航空遥感综合调查，其航空摄影图覆盖了上海市的陆域、水域及其相邻区域。它为上海进行城市建设、土地利用、城市环境、城市绿化、道路交通设施状况等各项调查，创造了十分有利的条件。

教材P89复习课

1．遥感影像的分辨率指遥感影像上一个像元所代表的地面实际尺寸。分辨率的值越小，遥感影像显示地表信息的能力越强。

2．真彩色影像上，地物的颜色真实地反映实际地物颜色特征，符合人们的认知习惯；假彩色影像上，植被通常为红色，而水为灰色和蓝色，建筑物为蓝灰色。

3．2000年4月9日，西藏雅鲁藏布江支流易贡藏布通麦以西河段北岸发生大滑坡，下滑的岩土堆积体高约100米，堵塞了易贡错的出口。当时正是春末夏初，天气变暖，湖周围的冰雪融水不断注入湖中，湖水持续快速上涨，大有冲决滑坡堆积体形成洪涝灾害危及下游的态势。在这种情况下，中国地质调查局航空物探遥感中心收集了滑坡前后4个时段的卫星遥感数据，准确预测出易贡错的决堤，对滑坡堆积体溃决前后的灾情进行了密切监测，并与有关部门联系，及时为抢险救灾决策提供了依据。