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地理-鲁教版-必修第一册
课程标准
运用地理信息技术,探究有关自然地理的问题。
素养目标
1.了解“3S”技术的概念。
2.掌握“3S”技术在防灾减灾中的应用。
单元活动 地理信息技术应用
一、遥感及其应用
1.概念:利用装在航空器或航天器的光学仪器或电子仪器,对地表物体进行远距离感知的地理信息技术。简言之,遥感包括信息的 、传输、 、 、分析和 。
2.特点:探测范围 、获取资料 、受地面条件限制 、获取信息量 等。
3.应用:资源评估、环境监测、 。
获取
接收
处理
应用
大
快
少
大
灾害预警
课前预习
二、全球卫星导航系统和地理信息系统的应用
1.全球卫星导航系统
(1)组成:由卫星群组成,保证在任意时刻能同时观测到 颗卫星。
(2)功能:获取观测点的 和高程,实现 、 、 等。
(3)优点: 、高效率和低成本。
(4)应用:大地测量、地面监测、 等。
2.地理信息系统
(1)概念:是对地理分布数据进行 、储存、 、运算、 、显示和描述的技术系统。
(2)应用:经济、社会、环境和生态的 、 和管理等。
四
经纬度
导航
定位
授时
高精度
交通导航
采集
管理
分析
规划
决策
三、利用地理信息技术监测滑坡
1.监测地点:三峡库区的湖北省秭归县。
2.监测方法:在 和建筑物上设置多个卫星定位 进行数据采集,采集的数据实时传输至 分析系统,一但变量超过预警 ,系统将实时预警。
3.意义:为研究滑坡 、变形机制和 等提供数据,通过监测预警的 为及时处置 提供技术保障。
滑坡体
监测桩
位移
阈值
变形特征
危害程度
实时性
滑坡险情
[特别提醒] 遥感侧重于灾害信息数据的获取,卫星定位系统侧重于精确的定位,地理信息系统侧重于对灾害信息数据的处理和分析,从而为防灾减灾措施的制定提供准确科学的依据。
一、遥感技术与减灾
特点 “广、大、快、好、强”——观测范围广、信息获取量大、获取速度快、实时性好和动态性强
用途 灾害前兆预测 遥感可及时观测到灾害前的异常和特殊现象,并发出警报
灾害跟踪监视 如台风发生后可随时跟踪,并向受灾地区发出警报
帮助救灾 灾害发生后,陆地通信往往遭到破坏而影响救灾行动。遥感可帮助识别重灾区和能通往灾区的路线,从而决定救灾的轻重缓急
建立灾害模型 通过灾害模型,遥感技术能更好地理解和解释灾害现象
应用 实时监测洪涝、台风等灾害的形成过程,进行准确预报、预警;能够快速识别地震等突发性自然灾害的影响范围,并对灾情统计、灾害救援等工作提供强有力的支持。
问题探究
知识拓展 传感器运载工具的飞行高度对遥感探测的范围、速度、周期、分辨率等影响很大,一般来说,运载工具飞得越高,探测的范围越大,获得资料的速度越快、周期越短,对地物的分辨率越低,否则相反。
例1 监测火山灰的扩散面积和浓度变化所利用的技术手段主要是( )
A.遥感技术 B.卫星定位系统
C.地理信息系统 D.数字地球
解析:遥感技术是利用飞机、卫星等对地物进行观测,能快速及时地监测火山灰的扩散面积和浓度的变化。选A。
答案:A
例2 热红外遥感影像亮度可反映地物表面温度,地物的表面温度越高,在影像中就越亮。晴天正午时刻,下列地物在同一幅热红外遥感影像中最亮的是( )
A.公路 B.菜园
C.鱼塘 D.果园
解析:题干中说明了热红外遥感影像亮度与地物表面温度的关系:温度高→亮度大。因此晴天正午时刻,选项所列温度最高的地物最亮。公路的热容量最小,升温最快。
答案:A
二、全球卫星导航系统与减灾
例 读“‘北斗’定位系统示意图”,完成(1)~(2)题。
(1)下列不属于北斗卫星导航系统组成部分的是( )
①信号接收机 ②北斗卫星 ③传感器 ④车载移动电话
A.①② B.①③
C.①④ D.③④
(2)该系统适用的领域有( )
①铁路运输 ②渔业生产 ③勘探 ④森林防火
A.①④ B.②③
C.①②③ D.①②③④
解析:第(1)题,信号接收机属于用户系统,北斗卫星属于空间星座,这都属于北斗导航卫星系统的组成部分。第(2)题,该系统已在测绘、电信、水利、公路交通、铁路运输、渔业生产、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域逐步发挥重要作用。
答案:(1)D (2)D
三、地理信息系统在防灾减灾中的作用
例 2016年第22号台风“海马”于10月21日在珠三角附近沿海登陆,正面袭击并严重影响深圳。最大风力达14级,出现大暴雨,局部地区有特大暴雨,在一些山区可能会诱发滑坡、泥石流灾害,当地政府要求民众撤离到安全地区。据此完成(1)~(2)题。
(1)如果让你利用GIS制定撤离预案,你需要输入的基础数据包括( )
①地质 ②地貌 ③地形 ④交通
A.①②③ B.②③④
C.①②④ D.①③④
(2)制定撤离预案属于GIS的________功能( )
A.存储 B.管理
C.分析 D.模拟
解析:第(1)题,根据内容的不同,GIS数据可分为基础数据和专题数据。地质、地貌、地形属于基础数据,交通数据属于GIS中的专题数据。第(2)题,制定撤离预案利用的是GIS根据输入信息模拟结果的功能。
答案:(1)A (2)D
四 、“3S”技术在防灾减灾中的应用
例 某地发生森林火灾,通过对该地卫星影像的分析,绘制成“森林大火燃烧示意图”,t1~t4表示火灾的四个阶段。读图,回答下题。
完成上图的绘制需要运用的地理信息技术是( )
A.RS和GIS B.RS和GPS
C.GIS和GPS D.数字地球
解析:通过卫星影像获取火灾情况,要运用RS;绘制示意图要运用GIS。
答案:A
例2 近几年“滴滴打车”等在我国城市地区发展迅猛,打车软件将“互联网”和“交通”融合,对人们的生产生活产生了重大影响。打车软件主要利用了地理信息技术中的( )
A.GIS 和 RS B.RS 和 GPS
C.GIS 和 GPS D.数字地球和 RS
解析:GPS为导航,GIS可以进行数据资料分析。能给外出者直接提供路线指导的是GPS和GIS。GPS可以进行定位,GIS可以通过分析提供最佳路线。RS是遥感,可以监控动态变化。跟打车路线规划无关。选C。
答案:C
课后检测
2018 年8 月,用于测量地球低层大气风速和风向的“风神”气象卫星发射升空。下图为该卫星工作原理示意图。据此完成1— 2 题。
1“风神”气象卫星遥感具有的特点有 ( )
①探测范围大 ②受地面条件限制少 ③高精度、高效率
④获取信息量少
A. ①② B.①④ C.②③ D.③④
2“风神”卫星将有助于 ( )
A. 减缓全球变暖 B.监测地震活动 C. 预防暴雨洪涝 D.阻止台风侵袭
1 A 2 C 解析:1. 遥感具有探测范围大、获取资料快、受地面限制条件少、获取信息量大等特点;地理信息系统具有高精度、高效率、成本低的优点。2. 该气象卫星测量地球低层大气风速和风向,主要应用领域为气象预报。减缓全球变暖主要是减少温室气体排放。监测地震是地质活动方面。阻止台风侵袭,在现阶段人力无法做到。所以该卫星是测量风速和风向及携带的水汽,预防暴雨洪涝。
过去人工测量一个地点的三维坐标,需要几个测量员扛着测量仪器忙几个小时(如下图所示),测出的结果往往存在较大的误差,现在只需一人手持全球卫星导航系统接收机站在测量点,就能立即读出该点的三维坐标。据此完成3— 4 题。
3 运用手持全球卫星导航系统接收机可读出测量地点的三维坐标分别是 ( )
A. 经度、速度、时间 B.纬度、海拔、时间
C. 经度、纬度、海拔 D.经度、纬度、速度
4 下列行为中,可应用全球卫星导航系统的有 ( )
①监测土地利用类型的变化 ②监测板块运动 ③飞机编队表演 ④预报台风位置
A. ②③ B.①③ C.①④ D.①②
3 C 4 A 解析:3. 全球卫星导航系统可以帮助测量人员确定测量点的三维坐标,即经度、纬度、海拔,从而为测量提供更为准确的数据。4. 通过长期的定位观测可以了解板块运动的方向和速度;飞机编队表演需要通过全球卫星导航系统精确导航;监测土地利用类型的变化和预报台风位置采用的是遥感技术。
2018 年3 月30 日,我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗三号第七、第八颗组网卫星。相关人士日前表示,2018 年是北斗全球卫星导航系统的密集组网年。据此完成5— 6 题。
5 当前,北斗卫星导航系统未能做到的服务是 ( )
A. 为全球提供民用定位导航服务 B. 提高救灾物资快速投放的精确度
C. 为科研机构提供准确的授时服务 D. 为研究动物的迁徙提供科学依据
6 北斗卫星导航系统在舟曲泥石流救灾中发挥了重要作用。下列有关其作用的叙述,不正确的是 ( )
A. 确定泥石流的方向、速度
B. 救灾部队利用携带的北斗卫星导航系统发回各种灾情和救援信息
C. 监测救援部队的位置信息
D. 可监测房屋倒塌及道路损毁状况
5 A 6 D 解析:5. 我国北斗卫星导航系统可以提供定位导航,但目前还不能为全球提供服务。6. 房屋倒塌及道路损毁状况监测主要利用遥感技术。北斗卫星导航系统可进行定向测速定位。
地理信息系统中,不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上,叠加不同的图层可以分析不同要素间的相互关系。据此完成7— 8 题。
7 洪水前的某湖泊图层与洪灾期的图层相叠加,可以 ( )
A. 分析洪水灾害的成因
B.预测洪灾结束时间
C. 了解洪水淹没范围
D.计算洪灾损失
8 在发生地震灾害时,利用地理信息系统可以进行 ( )
A. 预测地震灾害发生的时间 B. 了解灾情状况
C. 分析地震危害 D.计算灾害损失额
7 C 8 B 解析:7. 洪灾期湖泊面积大于洪水前湖泊面积, 因此可了解洪水的淹没范围。8. 地理信息系统的主要功能是空间数据分析,预测地震灾害发生的时间、分析地震危害、计算灾害损失额并非是地理信息系统空间数据分析的范畴。
2017 年8 月8 日21 时19 分, 四川九寨沟发生7.0 级地震,此次地震6 秒后,中国地震预警系统向全国用户发送地震预警信息,其中成都市提前71 秒收到预警信息,汶川县提前44 秒收到预警信息,为人们逃生赢得了时间。据此完成9— 10 题。
9 地震预警系统应用的主要原理是 ( )
A. 电磁波的传播速度比地震波快
B. 该系统在震前作出了预报
C. 成都较汶川地质构造稳定
D. 横波的传播速度比纵波快
10 专家指出,此次地震所处的位置为岷江断裂带与东昆仑断裂带东部交会地带。要监测断裂带的微小移动,需要借助地理信息技术中的 ( )
A. 地理信息系统
B. 全球卫星导航系统
C. 遥感技术
D. 虚拟现实
9 A 10 B 解析:9. 地震预警,指在地震发生后,利用地震波传播速度小于电磁波传播速度的特点,提前对地震波尚未到达的地方进行预警。一般来说,地震波的传播速度是每秒几千米,而电磁波的速度为每秒30 万千米。因此,如果能够利用实时监测获取地震信息,对地震可能的破坏范围和程度进行快速评估分析,就能利用破坏性地震波到达之前的短暂时间发出预警。10. 监测断裂带微小移动,需要准确获取地理位置,因此借助的地理信息技术为全球卫星导航系统。
我国目前分辨率最高的对地观测卫星——高分二号正式投入使用。下图为高分二号卫星上海虹桥机场融合影像。据此完成11— 12 题。
11 能为城市生态规划及区域可持续发展提供决策分析的地理信息技术是 ( )
A. 北斗卫星导航系统 B.遥感
C. 地理信息系统 D.全球卫星导航系统
12 利用该技术手段可直接 ( )
A. 分析水灾损失
B.获得矿床露头信息
C. 分析矿产种类
D.确定矿床露头位置
11 C 12 B 解析:11. 第一步,获取信息:题干中的“提供决策分析”。第二步,调动知识:只有地理信息系统具有分析功能。12. 遥感可获取矿床露头信息,地理信息系统可分析矿产种类、水灾损失,卫星定位系统可获取矿床露头位置,B 项正确。
据中国地震台网正式测定,2018 年2 月6 日23 时50 分, 在台湾花莲附近海域(24.13°N,121.71°E)发生6.5 级地震, 震源深度11 千米。据此完成第13 题。
13 地震发生后,利用地理信息系统可以 ( )
A. 确定震中精确位置
B.测定地震震级和烈度
C. 评估地震灾害损失
D.监测人员的伤亡情况
13 C 解析:地理信息系统利用计算机系统处理、分析从遥感和全球卫星导航系统获得的信息,对地理空间数据进行管理、分析和表达,提供决策信息。所以地震发生后,可以利用地理信息系统通过分析遥感提供的震后数据,评估地震灾害损失。
14 阅读材料,完成下列问题。
(1)图中地理信息系统在灾害监测评估应用中的空白处所代表的作用分别是 、 。
(2)遥感技术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?
14(1)预报预警 动态监测 (2)遥感技术在灾害发生前与灾情发展过程中的信息获取方面有优势;而地理信息系统借助其信息管理、查询和分析功能,在灾害分析方面有优势。
解析:地理信息系统在灾害监测领域中的应用十分广泛。地理信息系统的信息管理、查询和分析功能,可为分析灾害影响范围、确定救灾物资调配的最佳线路及受灾人员、财产的安全有效转移提供决策依据,同时进行灾情统计与评估, 为灾后重建提供决策支持。遥感技术重在信息的获取,地理信息系统重在对信息的分析处理。
知易行难,重在行动
千里之行,始于足下
谢谢
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