6.4地理信息技术在防灾减灾中的应用（共33张ppt）

(共33张PPT)
什么是地理信息技术？
“5. 12”汶川地震摧毁了当地的交通、通信设施，地震灾区瞬间成为信息孤岛，外界无法及时得知受灾情况，这使得救援工作无法顺利开展。约8小时后，首批武警官兵到达地震重灾区，并使用北斗用户机(图6.20)实时传递灾情,这是地震重灾区发出的第一束生命急救电波。
1.北斗用户机是一种什么设备？
2.它通过什么渠道传送灾情？
新课导入
北斗用户机是用户设备，带有全向收发天线的接收、转发器。用于接收导航、定位卫星发射的S波段信号，从中提取地面控制中心传送给用户的数字信息。
地理信息技术是指获取、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术的总称，主要包括遥感(RS) 全球卫星导航系统(GNSS) 地理信息系统(GIS)
3S技术是遥感技术(RS)、全球卫星导航系统(GNSS)和地理信息系统(GIS)的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。
广泛应用于区域地理环境研究：
资源调查、环境监测、自然灾害防御监测、国土资源管理、国土规划等。
地理信息技术的大众化应用已成为趋势：
如GPS汽车导航、空间信息网站、城市多媒体地理信息。
1.概念：利用装在航空器（如飞机、高空气球）或航天器（如人造卫星）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。
“遥”—远距离、高空或太空
“感”—传感器获取目标物体反射或发射的电磁波信息
遥感技术(RS)
Remote Sensing
“遥远的感知”
（二）遥感的组成与工作原理
2.组成：遥感技术系统由遥感平台、传感器、信息传输装置、数字或图像处理设备以及相关技术等组成。
3.工作原理：
遥感技术(RS)
Remote Sensing
地面物体的种类、性质、环境条件不同，其反射和辐射的电磁波也各不相同。
【问题】与传统方法比，遥感技术有哪些优势？
遥感技术(RS)的特点
Remote Sensing
范围大
速度快
信息多
限制少
实时性
动态性
自然灾害监测：
①灾前和灾中，可以实时监测洪涝、台风等灾害的形成过程，进行准确的预报、预警。
2013年10月，第23号强台风“菲特”在我国福建沿海登陆。“风云二号”气象卫星实时监测了“菲特”的行进过程。图a拍摄于10月5日20时，台风“菲特”已经逼近我国东部沿海；图b拍摄于10月7日3时30，台风影响正影响浙江和福建大部分地区。
自然灾害监测：
②灾后，能快速识别地震等突发性自然灾害的影响范围，并为灾情统计、灾害救援等工作提供强有力的支持。
北川是汶川地震灾情最为严重的地区之一，遥感影像显示，地震导致北川县城及其周边地区多处出现滑坡、泥石流，道路、房屋被掩埋，河道被堵塞。这为抢险救险提供技术支撑。
（3）资源调查
（2）环境监测
（1）自然灾害
防御监测
（4）工程建设及规划
（5）军事侦察、海上交通、海洋渔业等
遥感技术(RS)的应用
Remote Sensing
应用领域 具体内容
资源普查 矿产资源、水资源、土地资源、森林和草场资源、野生动物资源等 可对农作物进行估产
灾害监测 旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等 有助于防灾、减灾
环境监测 荒漠化、土壤盐渍化、环境污染、海洋生态、全球气候变化及其影响、植被变化、海上冰山漂流等 有利于人们了解环境变化，使环境得到保护和改善
工程建设 及规划 大型水利工程、港口工程、核电站、路网、城市规划等 —
其他 军事侦察、海上交通、海洋渔业等 —
全球卫星导航系统（GNSS)
The Global Navigation Satellite System
概念：利用卫星在全球范围内进行实时定位、导航。
空间部分
GPS卫星星座
用户设备部分
GPS信号接收机
地面控制部分
地面监控系统
组成：卫星星座(空间部分)地面监控系统(地面控制部分)信号接收系统(用户部分)
提供精密的三维坐标(经度、纬度、高度)、速度、时间.
具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的特点。
精确定位，帮助用户在遭遇自然灾害或面临灾害风险时，发出求救信号，及时报告位置和受灾情况，有效缩短救援搜寻时间。
北斗用户机，实时传递灾情，是地震重灾区发出的第一束生命急救电波。
GPS户外登山表
救命装备
全球卫星导航系统的应用（GNSS)
The Global Navigation Satellite System
应用领域 具体应用
民用 交通 空中导航：空域划分与管理；交通流量管理；飞行路线管理；提高机场利用率。
航海：自主导航；提供位置、航速、航向和时间信息；海图航迹显示；港口、码头的船舶调度；近海和内河船舶导航和管理
旅游 探险 定位；选择最优行进方式和线路；寻找合适的道路和宿营点；报警；选择最佳记录摄影地点、时间
其他 领域 大地测量；野外勘测；紧急救援；生态研究；农业资源调查；农作物生产等
军用 定位和导航
防灾减灾 帮助用户在遭遇自然灾害或面临危险时发出求救信号，及时报告位置和受灾情况，从而确定位置和前进方向，进而导航，有效缩短搜寻救援时间
5. 全球卫星导航系统的应用：
中国北斗卫星导航系统
BeiDou Navigation Satellite System
拓展：中国北斗卫星导航定位系统 China Beidou s-navigation and positioning system
2020年6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗(共计55颗北斗导航卫星)组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空
30分钟后卫星顺利进入预定轨道，至此，我国提前半年完成北斗全球卫星导航系统星座部署
BDS-System
BeiDou Navigation Satellite System……
Beidou-3 satellite navigation system
北斗三号卫星导航系统
北斗闪耀，泽沐八方
北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式31日上午在北京举行；国家主席习近平出席仪式，宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通并参观北斗系统建设发展成果展览展示
目前，世界上已经有半数以上的国家在全球范围内使用北斗系统
让科技创新成果为更多国家和人民所及、所享所用，中国北斗系统，对世界上渴望科技改善生活的人们来说，是一个巨大鼓舞，“中国分享”也必将让世界更加美好
全球卫星导航系统
The Global Navigation Satellite System
北斗卫星导航系统的应用存在着无限可能，2019年10月，国庆阅兵期间，由陆军军事交通学院牵头研发的北斗阅兵训练考核辅助系统，可保障32个方队580台车辆整体车速控制在10千米/小时，其定位精度达到厘米级，已经赶超世界先进水平。
地理信息系统（GIS）
Geography
Information
System
数据输入
数据处理
数据存储与管理
空间查询与分析
制图与产品输出
1.概念：对地理空间数据进行输入、处理、存储、管理、查询、分析、输出等的计算机信息系统。
2.基本功能：
地理信息系统以图层为基础。
图层用图形、符号、文本等描述某个主题的数据，如道路、村庄、河流等。
这些图层可通过位置叠加组合在一起，不同的组合可以形成具有不同实际应用价值的图片、数据及文字信息。
例如，将雨量站图层与行政区图层进行叠加，可以获得雨量站在行政区的分布信息。
地理信息系统（GIS）
Information
利用地理信息系统的空间查询与分析功能，可以根据不同目的对相关数据进行叠加分析。
行政区代码 1 2 3
雨量站个数 5 15 13
图层叠加分析
坡向分布、岩石倾斜 滑坡易发区
河流分布、坡度分布、土石分布水系 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、交通线路及规划图 新建商业中心选址
人口密度、行政区划、行政区人口基数 行政区人口增长率
地理信息系统(GIS)
3.地理信息系统(GIS)的应用 Brief procedure of GIS workflow
在防灾减灾领域，地理信息系统利用遥感技术、全球卫星导航系统等提供的地理数据，进行自然灾害动态监测、预报预警、快速确定受灾范围及受灾情况，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。
案例：温州灾害监测预警信息系统
温州灾害监测预警信息系统，利用雨量站、水位站、气象云图等提供的信息进行气象要素、河湖水位、台风及其形成过程的动态监测。将这些信息与地形、交通、遥感影像等信息进行叠加分析，可实现对灾害的预报预警（图6.27）。
利用地理信息技术判断舟曲泥石流灾害的影响
2010年8月7日22时左右，甘肃舟曲县城东北部山区突降特大暴雨，降雨持续40多分钟，雨量达97毫米，引发特大泥石流。
对比灾害前后的卫星遥感影像,在灾后图中勾勒出泥石流的范围。
如果估算泥石流冲毁的住宅数量，还需要哪些信息
完成第2题，需要用到地理信息系统的哪些功能
6.地理信息系统(GIS)的应用
地理信息系统可应用的领域相当广泛
可以说，凡是用到地图或需要处理地理空间数据的领域，都可以借助GIS
信息查询
驾车导航
景点浏览
地图浏览
三维展示
面积测量
距离测量
模拟预测
标记地图
课堂总结
3S技术之间的关系
提供空间定位信息
反馈信息处理结果
提供影像信息
提供空间定位信息
反馈信息处理结果
提供影像信息
（眼睛）
（脚）
（大脑）
RS
GPS
GIS
地理信息技术
1.遥感技术（RS）
主要功能是收集信息，即“看”（遥远的感知）,看的东西是“面”
2.全球定位导航系统（GNSS）
主要功能是定位和导航。可提供三维坐标、速度和时间。看的东西是“一个点”或“多个点”
3.地理信息系统（GIS）
主要功能是进行空间数据的分析、预测、评估和表达，需要软件计算，即“想”；凡是需要“想”的选GIS。
3S技术的区别
笔记
3S技术的区别
笔记
关键词判断地理信息技术
①遥感技术：“获取”空间信息。
②全球卫星导航系统：“定位”“导航”“精确”“精密”“精准”等。 ③地理信息系统：“分析”“处理”“查询”“输入”等。
森林火灾是一种突发性强、破坏性大、处置救助较为困难的灾害。据此完成1～2题。
1.如果想快速及时地掌握森林火灾的受灾面积，最应该借助的地理信息技术是
A.地理信息系统 B.遥感技术 C.全球卫星导航系统 D.数字地球
√
当堂训练
2.要想估测森林火灾对生态环境造成的影响，最应该借助的地理信息技术是
A.地理信息系统 B.遥感技术
C.全球卫星导航系统 D.数字地球
√
2022年3月17日08时26分，甘肃张掖市肃南县(北纬39.02度，东经97.66度)发生5.1级地震，震源深度9千米。据此回答3～4题。
3.人们要想在地震后准确确定并发送自己的位置给救援人员，需要用到的技术手段是
A.地理信息系统 B.全球卫星导航系统 C.遥感技术 D.数字地球
√
4.在对震区被困灾民开展营救行动的过程中，政府部门利用的地理信息技术主要是
①地理信息系统　②全球卫星导航系统　③遥感技术
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
√
风险边坡失稳造成的危害极大，威胁生产生活安全。某矿区采用智能化边坡在线监测系统实时监测边坡风险，提前加固边坡，保障了生产安全。下图分别示意边坡传感器布设形式和边坡等高线，传感器数量精简化和特种排列方式是地面监测的未来发展方向。据此完成6-8题。
6．该系统利用布设在边坡的传感器的位移量监测边坡风险，其采用的地理信息技术有（ ）
①遥感技术②地理信息系统③全球定位系统④5G技术
A．①③ B．②③ C．②④ D．①④
7．为保证该系统的有效运行，传感器的布设应符合（ ）
①避开断层和破碎带②尽量在一条直线或平面上③尽量远离开采区④尽量集中放置
A．①③ B．②③ C．②④ D．①④
8．根据该地边坡形态，传感器更新改造后布设形式是（ ）
A．星型 B．网格型 C．环型 D．分散布置
6.B 7．A 8．C