6.4 地理信息技术在防灾减灾中的应用（学案）

第四节　地理信息技术在防灾减灾中的应用
一、遥感技术
1.遥感技术:利用装在航空器或航天器的光学或电子设备,对地表物体进行远距离感知的地理信息技术。
2.遥感技术的优点:探测范围大,获取信息速度快、周期短、信息量大,受地面条件限制少,能够实现地物信息的实时、动态监测。
3.遥感在防灾减灾中的应用:
(1)实时监测洪涝、台风等灾害的形成过程,进行准确的预报、预警。
(2)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。
二、全球卫星导航系统
1.全球卫星导航系统:利用卫星在全球范围内进行实时定位、导航的系统。
2.组成:
3.特点:
(1)提供精密的三维坐标、速度和时间。
(2)具有全球性、全天候、连续性、实时性的特点。
5.在防灾减灾中的作用:精确定位、发出求救信号、及时报告位置和受灾情况。
三、地理信息系统
1.地理信息系统:对地理数据进行输入、处理、存储、管理、查询、分析、输出等的计算机系统。
2.在防灾减灾中的作用:
(1)对灾害进行动态监测、预报预警。
(2)快速确定受灾情况,为制定减灾预案、评估灾害损失和指导灾后恢复重建等提供依据。
填写卫星遥感原理
　判断下列说法的正误。
①遥感能够实现地物信息的实时动态推测 (√)
②遥感技术不能快速识别地震等突发性自然灾害的影响范围 (×)
③遥感能够快速识别突发性自然灾害 (√)
　①全球卫星导航系统的主要功能是定位和导航。 (√)
②全球卫星导航系统可以对自然灾害进行动态监测。 (×)
③全球卫星导航系统可以对灾情进行评估。 (×)
能力　地理信息技术及其应用
1.地理信息技术主要包括哪些内容
2.地理信息技术在防灾、减灾方面发挥了哪些方面的作用
1.遥感技术:
(1)遥感技术的工作特点。
遥感具有探测范围大、获取资料快、受地面条件限制少、获取信息量大等特点,因此遥感的优势明显,用途十分广泛。
(2)遥感在自然灾害监测中的作用。
2.全球卫星导航系统:
(1)全球卫星导航系统与减灾的关系。
(2)全球卫星导航系统的应用。
3.地理信息系统:
(1)地理信息系统的工作程序。
地理信息系统能对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达,其简要工作程序及其每个程序的含义图示如下:
(2)地理信息系统在区域地理环境研究中的应用。
(3)地理信息系统在灾害监测中的应用。
　　【知识拓展】数字地球
　　数字地球是信息化的地球——地球的虚拟对照体。数字地球将有关地球上每一点的信息,按地球的地理坐标加以整理,然后构成一个全球的信息模型。人们可以快速、形象地了解地球上的任何一点、任何方面的信息,从而实现“信息就在指尖上”的梦想。通俗地讲,就是用数字的方法将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化装入电脑中,实现在网络上的流通,并使之最大限度地为人类的生存、可持续发展和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。
　　2020年6月23日,北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空,承载我们的梦想,飞向太空,成功入轨!此次发射的卫星属地球静止轨道卫星,经过一系列在轨测试入网后,我国将进行北斗全系统联调联试,在确保系统运行稳定可靠、性能指标优异基础上,择机面向用户提供全天时、全天候、高精度全球定位导航授时服务,以及星基增强、短报文通信、精密单点定位等特色服务。
(1)北斗卫星导航系统由哪些部分组成 其主要特点是什么 (综合思维:阐释地理事物的能力)
提示:由卫星星座、地面监控系统、信号接收系统组成。具有全球性、全天候、连续性和实时性的特点。
(2)北斗卫星导航系统的主要功能是什么 防灾减灾还需要哪些地理信息技术支持 (地理实践力:获取和整合地理信息的能力)
提示:定位、导航、授时等。遥感技术、地理信息系统。
　　(2021·黄山高一检测)2018年8月,欧洲航天局发射了全球首颗用于测量地球低层大气风速和风向的“风神”卫星。下图为该卫星工作原理示意图。据此完成(1)、(2)题。
(1)“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
(2)利用“风神”卫星可以为抗灾救灾提供依据,主要是“风神”卫星可 (　　)
A.分析灾害的原因 B.判断重灾区的位置
C.制定救灾方案 D.及时获取灾害信息
【思路点拨】解答该题的思路如下:
【解析】(1)选C,(2)D。第(1)题,“风神”卫星可用于测量地球低层大气风速和风向,监测大气状况,进行天气预报,发布灾害预报,可以预防暴雨洪涝,减轻洪涝灾害;对大气风速和风向的监测不能减缓全球变暖;监测大气状况,不能监测地震活动;可以监测台风,不能阻止台风侵袭。第(2)题,利用遥感技术可及时获取灾害信息,为抗灾救灾提供依据。灾害的原因分析要具体考查综合分析,重灾区的位置要通过全球卫星导航系统进行定位;救灾方案是政府部门根据灾情,分析后制定。
　　徽杭古道,西起安徽省宣城市绩溪县伏岭镇,东至浙江省临安市马啸乡。徽杭古道是一条集自然风光及神秘文化的走廊,也是古时联系徽州与杭州的重要纽带,在历史上曾经产生过巨大的政治、经济、文化作用,被称为中国第一古道。下图为某爱好徒步旅游的游客绘制的徽杭古道路线分布示意图。据此完成(1)、(2)题。
(1)该游客计划在短时间内参观多个景点,需要设计合理的旅游线路,这应借助于 (　　)
A.全球定位系统
B.地理信息系统
C.北斗导航系统
D.遥感技术
(2)该游客在徒步过程中,利用GPS可以 (　　)
A.获得景点内交通信息
B.统计景点参观人数
C.确定景点的具体位置
D.了解各景点的资料
【解析】(1)选B,(2)选C。第(1)题,全球定位系统,具有全天候、高精度和自动测量的特点,主要功能是定位导航。目前广泛应用于军事、测量、交通、救援、农业等领域。北斗导航系统与全球定位系统功能相似。 地理信息系统,可以解决与分布、位置有关的基本问题、趋势分析、模式问题、模拟问题等几方面的问题。遥感技术,是利用一定的技术设备和系统,在远离被测目标的位置对被测目标的电磁波特征进行测量、记录与分析的技术,即“遥远的感知”。故借助地理信息系统可以设计合理的旅游线路,使该游客在短时间内参观多个景点。全球卫星导航系统主要功能是定位导航,因此该游客在徒步过程中,利用全球卫星导航系统可以确定景点的具体位置。
　　　　【补偿训练】
　　(2021·绍兴高一检测) 下图所示的“无人机”被广泛应用于城市管理、农业、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等领域。完成(1)、(2)题。
(1)与卫星遥感相比,无人机遥感的优势是(　　)
A.探测范围广　　　　 B.机动性能强
C.安全程度高 D.天气影响小
(2)利用无人机遥感,可以 (　　)
A.监测地壳运动状况 B.分析人口增长状况
C.跟踪鱼群洄游方向 D.评估作物虫害程度
【解析】(1)选B,(2)选C。第(1)题,卫星遥感传感器安装在卫星上,探测范围广、安全程度高、受天气影响小;与卫星遥感相比,无人机遥感机动性强。第(2)题,无人机遥感主要用于获取信息,可以跟踪鱼群洄游方向,不可以分析人口增长状况和评估作物虫害程度;一般用全球定位系统监测地壳运动状况。
图形1　地理信息系统图层图
图形2　地理信息系统分层图
1.图形实质:试题中的各种地理信息系统的图层叠加分析图实质都是教材地理信息系统的空间叠加分析图呈现的各图层名称、重叠后制作专题地图、地理事物分布及原因等知识。
2.学科素养:读懂此图需要具备一定的区域认知、综合思维与地理实践力等学科素养。
地理信息系统的空间叠加分析图
(1)1、2、3行政区各有多少个雨量站
提示:1行政区有5个,2行政区有15个、3行政区有13个。
(2)雨量站图层与行政区图层重叠可制作怎样的专题地图
提示:行政区雨量站分布、密度大小图。
(3)影响雨量站密度大小的因素有哪些
提示:行政区面积、降雨量多少、地形状况、经济发展、气象站建设等。
(4)为什么要对地理信息系统图层叠加分析
提示:一是可形成使用价值的数据及文字信息,二是进行灾害后人口、建筑物受灾情况评估等。
　　(水平1)风云三号气象卫星是为了满足中国气象预测和环境监测等方面的迫切需求而建设的第二代极轨气象卫星。据此回答1、2题。
1.风云三号气象卫星在监测大范围自然灾害和生态环境时应用的地理信息技术是 (　　)
A.遥感 B.地理信息系统
C.全球卫星导航系统 D.数字地球
2.风云三号气象卫星与人工探测相比,具有的优点不包括 (　　)
A.探测范围大 B.受地面限制小
C.速度快、周期短 D.全球性、连续性
【解析】1选A,2选D。第1题,环境与灾害监测是遥感技术的应用领域。第2题,遥感技术的特点是探测范围大、受地面限制小、速度快、周期短等。全球性、连续性是全球卫星导航系统的特点。
　　(水平2)“洛康码”,这个2020年新冠肺炎疫情期间洛阳市出台的“战疫”新举措,是一种以个人健康为基础、居民自主申报、大数据比对核验的个人健康信息电子凭证。系统通过获取用户一定时期内的行程记录,综合用户填写的信息,形成绿、黄、红色的健康码(如图)。据此完成3、4题。
3.健康码的生成与使用,运用到的地理信息技术是 (　　)
A.遥感、全球卫星导航系统
B.全球卫星导航系统、地理信息系统
C.遥感、地理信息系统
D.地理信息系统、人工智能
4.健康码在全国推广使用中,可能遇到的难题主要是 (　　)
A.申请过程较复杂 B.网络信号未覆盖
C.制作技术要求高 D.区域政策有差异
【解析】3选B,4选D。第3题,根据材料,系统通过获取用户一定时期内的行程记录,综合用户填写的信息,形成相应健康码。形成获取需要定位,需借助全球卫星导航技术;而对数据分析、处理的结果,则属于地理信息系统的功能。第4题,用户扫码即可获取健康码,申请过程简单;目前我国已经实现了网络信号几乎全覆盖,推行健康码、使用网络基本都可以做到;该技术的核心技术问题已经解决,用户只需扫码就可使用,各区域改进成本地健康码即可使用,制作技术要求不高;但不同区域政策有差异,尤其不同风险等级地区的健康码要求不同这是全国推广中最可能遇到的难题。
　　(水平1、2)北京时间2019年4月12日19时40分,印度尼西亚苏拉威西岛附近海域(南纬1.91度,东经122.62度)发生里氏6.8级地震,震源深度10千米。随后,印度尼西亚当局发布了海啸预警,同时引起了大量居民的恐慌,并纷纷向其他地区转移。据此回答5～7题。
5.要评估此次地震造成的损失,需要借助哪种地理信息技术 (　　)
A.数字地球 B.地理信息系统
C.全球卫星导航系统 D.遥感技术
6.遥感技术与地理信息系统的结合可以发挥更大的作用,比如 (　　)
A.对震源深度的探测 B.对居民转移区域的划分
C.对地震震级的测量 D.对海啸发出预警
7.全球卫星导航系统与地理信息系统的结合,可以帮助我们 (　　)
A.快速找到用打车软件打车的乘客
B.彻底解决城市交通拥堵问题
C.准确预报地震的发生
D.及时观测地震造成损失的区域
【解析】5选B,6选B,7选A。第5题,地理信息系统具有分析、评价、模拟的功能,因此评估地震造成的损失,应该运用地理信息系统。遥感技术主要用于监测。全球卫星导航系统用于定位。“数字地球”系统是地球的数字模型。第6题,遥感技术与地理信息系统的结合,可以准确划分居民的转移区域,而探测震源深度、测量地震震级、发出海啸预警都需要其他专业的设备。对震源深度的探测、地震震级的测量主要利用地震波。通过整合地震和水位观测网,利用海啸预报方法形成的一套能够及时监测海啸,分析判定其影响范围和危险等级对海啸发出预警。第7题,目前,城市的交通拥堵问题还无法彻底解决;目前的科技水平还无法对地震进行准确预报;观测地震造成损失的区域,需要运用遥感技术;打车软件是全球卫星导航系统和地理信息系统结合运用的产物,可以帮助快速找到乘客。