6.4 地理信息技术在防灾减灾中的应用 学案 （含答案）2023-2024学年高一地理人教版（2019）必修第一册

第四节　地理信息技术在防灾减灾中的应用
【学习目标】
1.了解遥感技术、全球卫星导航系统和地理信息系统的技术特点和相互关系。(综合思维)
2.举例说明遥感技术、全球卫星导航系统和地理信息系统在防灾减灾中的具体作用。(地理实践力)
3.结合实例,提出综合运用地理信息技术进行防灾减灾的具体程序和方法。(人地协调观、区域认知)
【自主预习】
一、遥感技术在自然灾害监测中的作用
1.特点:探测①　　　　、信息获取量大、获取速度快、实时性好和动态性强等。
2.应用遥感技术,可以实时监测洪涝、台风等灾害性天气的②　　　　。进行准确预报、预警;能快速识别地震灾害等突发性自然灾害的③　　　　,并对灾情统计、灾害援救等工作提供强有力的支持。
二、全球卫星导航系统
1.特点:能够为用户提供精密的三维坐标、速度和时间,适用于陆地、海洋、航空和航天,具有全球性、全天候、④　　　　和实时性的特点。
2.应用:可以进行精确定位,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。
三、地理信息系统在自然灾害监测中的作用
1.信息集成与分析:利用地理信息系统的⑤　　　　与分析功能,可以根据不同目的对相关数据进行⑥　　　　。
2.灾害评估与预报:对自然灾害进行动态监测、⑦　　　、灾害发生成因与规律分析、快速确定受灾范围及受灾情况,为制定⑧　　　　　　和指导灾后⑨　　　　等提供依据。
　　【答案】　①范围大　②形成过程　③影响范围　④连续性
⑤空间查询　⑥叠加分析　⑦预报预警　⑧减灾预案、评估灾害损失　⑨恢复重建
【合作探究】
情境导入　2019年夏季,“利奇马”台风对我国沿海地区造成了巨大的经济损失,监测“利奇马”所处的位置和对“利奇马”的路径进行预报,需要运用哪些地理信息技术 2020年3月9日19时55分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭,成功发射北斗系统第54颗导航卫星。北斗系统属于哪一种地理信息技术
进入今天的课堂,我们可以揭开这两个谜底。
主题1：遥感技术
主题探究
情境　下图是遥感工作原理示意图。
任务1　根据示意图,试描述遥感的工作环节。
　　【答案】　遥感的工作环节如图所示:
任务2　说出遥感技术的优点及其应用的领域。
　　【答案】　优点:探测的范围广,获取资料的速度快、周期短、手段多;获取的信息量大,用途广泛;能提高精度、质量,节省人力、物力,提高效率。应用领域:资源调查,环境监测,自然灾害防御监测,等等。
任务3　简述遥感技术在洪水灾害预报上的意义。
　　【答案】　遥感技术视野广阔,不受天气、地形等条件的限制,能迅速获取地物信息,为及时部署防汛抗洪争取了时间,在洪水灾害预报上有重大意义。
知识小结
1.概念
遥感技术技术是利用装在航空器(如飞机、高空气球)或航天器(如人造卫星)上的光学或电子设备,对地表物体进行远距离感知的地理信息技术。
2.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.遥感技术在防灾减灾中的应用
灾害前 兆预测 遥感可及时观测到灾害发生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,并向即将受灾的地区发出警报
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。遥感技术可帮助识别灾害的影响范围、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,遥感技术能更好地解读灾害现象
对点训练
　　姜古迪如冰川位于各拉丹冬峰西南部,由南北两支冰川构成。科学家通过观测发现,从20世纪60年代到现在,姜古迪如冰川由缓慢退缩变成快速退缩。读姜古迪如南北两支冰川变化图,回答下题。
为快速获取姜古迪如南北两支冰川的分布范围,需利用的地理信息技术主要是(　　)。
A.遥感技术　　　　　　　B.地理信息系统
C.全球卫星导航系统 D.数字地球
　　【答案】　A
【解析】　为快速获取姜古迪如南北两支冰川的分布范围,需利用遥感技术获取分布信息,遥感技术速度快,效率高;地理信息系统主要用于信息的存储和分析;全球卫星导航系统主要用于定位和导航;数字地球主要进行虚拟地球的存储和呈现。
主题2：全球卫星导航系统
主题探究
情境　中国北斗卫星导航系统是我国自行研发的全球卫星导航系统。该系统按照“三步走”的发展战略稳步推进。第一步,2000~2003年,中国成功发射了3颗北斗导航实验卫星,建立起完善的北斗导航实验系统。第二步,于2012年前,北斗卫星导航系统将首先提供覆盖亚太地区的定位、导航、授时和短报文通信服务能力。第三步,2020年,北斗卫星导航系统全面建成,成为我国首个面向全球提供公共服务的空间基础设施。
　　任务1　北斗卫星导航系统由哪三部分组成
　　【答案】　卫星星座、地面监控系统、信号接收系统。
任务2　北斗卫星导航系统的主要作用有哪些
　　【答案】　定位、导航、授时、短报文通信等。
任务3　北斗卫星导航系统有哪些特点
　　【答案】　全球性、全天候、连续性、实时性。
知识小结
1.概念
利用卫星在全球范围内进行实时定位、导航的地理信息技术。
2.组成
(1)卫星星座(空间部分)。
(2)地面监控系统(地面控制部分)。
(3)信号接收系统(用户设备部分)。
3.主要功能
提供精密的三维坐标、速度和时间。
4.主要特点
全球性、全天候、连续性和实时性。
5.主要卫星导航系统
美国的全球定位系统、俄罗斯的全球卫星导航系统、欧洲的伽利略卫星导航系统和我国的北斗卫星导航系统。
6.应用
进行精确定位,如遇难时,遇难人员可发出求救信号,缩短救援人员搜寻时间。
7.全球卫星导航系统在防灾减灾中的应用
对点训练
　　2022年9月5日12时52分,一场6.8级地震袭击四川省甘孜藏族自治州泸定县及周边区域,震源深度16千米,有房屋垮塌和大量人员被困。地震发生以后,建筑物并不会马上倒塌,一般都要间隔约12秒,这就是地震救援所说的“黄金12秒”。读地球内部结构示意图,回答1~3题。
1.此次地震的震源位于图中的(　　)。
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
2.地震救援所说的“黄金12秒”确定的依据是(　　)。
A.横波和纵波的传播速度差异
B.人对紧急事件反应能力
C.横波和纵波的传播介质差异
D.建筑物的抗震能力差异
3.此次地震发生后,能及时报告位置,有效缩短搜救时间的地理信息技术是(　　)。
A.遥感技术
B.地理信息系统
C.北斗卫星导航系统
D.卫星电话
　　【答案】　1.A　2.A　3.C
【解析】　第1题,根据图示信息可知,甲为地壳,乙为软流层,丙为下地幔,丁为内核。地壳的平均厚度为17千米,大陆部分地壳更厚,平均厚度为39~41千米,大洋部分地壳较薄,平均厚度为5~10千米。根据材料信息可知,此次震源深度为16千米,该地地震位于陆地上,所以震源应该位于地壳中。第2题,地震波中横波表现为左右摇晃,纵波表现为上下跳动,一般认为横波的水平晃动力是建筑物遭受破坏和人员大量伤亡的主要原因。由于横波和纵波的传播速度差异,纵波快、横波慢,故地震发生以后,建筑物并不会马上倒塌,一般间隔约12秒,横波到达后才倒塌;人对紧急事件反应能力和建筑物的抗震能力差异都不是“黄金12秒”确定的依据;此次震源在地壳中,横波和纵波的传播介质相同。第3题,地震后能及时报告地理位置,缩短搜救时间的是北斗卫星导航系统;遥感技术主要用于灾害监测;地理信息系统主要用于灾情分析等;卫星电话不属于地理信息技术。
主题3：地理信息系统
主题探究
情境　GIS即地理信息系统,在国民经济部门得到广泛的应用。GIS数据库由若干图层组成。
任务1　写出该技术的简要工作程序。
　　【答案】　A—数据处理,B—数据库,C—空间分析,D—表达。
任务2　地理信息系统在自然灾害监测评估中有何作用
　　【答案】　地理信息系统可以对自然灾害进行预报预警、动态监测、灾害发生成因与规律分析、灾害损失调查、灾情评估及为制定减灾预案和指导灾后重建工作提供依据。
任务3　若要研究邮电通信点的布局问题,你认为还应该增加哪些图层 请简要说明原因。
　　【答案】　交通线路图层和居民点分布密度图层。邮电通信点的布局要具备两个条件:一是要分布在居民区内或居民点分布集中的地区;二是要布局在交通便利的地方,即位于交通干线上。
知识小结
1.地理信息系统的概念
地理信息系统是对地理数据进行输入、处理、存储、管理、查询、分析和输出等的计算机信息系统。
2.地理信息系统的应用
对点训练
　　地理信息系统中不同类型的地理空间信息存储在不同图层上,叠加不同图层可以分析不同要素间相互关系。读某专题研究建立的地理信息系统图层,回答1~2题。
行政区代码 1 2 3
雨量站个数 5 15 13
1.该专题可能是研究(　　)。
A.地震灾害
B.寒潮灾害
C.城市建设
D.旱涝灾害
2.为研究图示地区主要自然灾害及灾情状况,还应增加的图层是(　　)。
①大气污染　②地形、地质　③人口密度　④民族构成
A.①② B.②③
C.①③ D.②④
　　【答案】　1.D　2.B
【解析】　第1题,由材料可知,该专题研究是将雨量站信息图层和行政区图层进行叠加,可以根据不同区域降水量大小,研究旱涝灾害;寒潮主要是短时间强降温,与降水关系不大;同理,地震灾害与降水量的关系也不大。城市建设的研究不需要雨量站信息。第2题,为研究图示地区主要自然灾害及灾情状况,需要叠加与之关系密切的地形、地质图层和人口密度图层,②③正确;大气污染主要与工业生产等有关,与自然灾害关系不大,灾情状况主要与人口和经济密度有关,与民族无关,①④错误。
【随堂检测】
思维构建
　　【答案】　①遥感技术　②定位
即时训练
　　地理信息技术在自然灾害防灾减灾中应用比较广泛。据此回答1~3题。
1.在台风灾害中,利用遥感技术可以直接(　　)。
A.统计受灾人数
B.监测台风运动路线
C.分析台风造成的财产损失数额
D.分析台风成因
2.在下列自然灾害中,利用地理信息系统无法做到的是(　　)。
A.准确预报地震发生的时间
B.监测病虫害的扩散情况
C.收集洪水受灾区的面积信息
D.监测沙尘暴的动态趋势
3.救灾物资空投时,利用全球卫星导航系统主要是为了(　　)。
A.减少人力劳动 B.提高空投精确度
C.缩短空投距离 D.减少人员伤亡
　　【答案】　1.B　2.A　3.B
【解析】　第1题,遥感技术是利用传感器对遥远地物进行感知的地理信息技术,不同地物释放的电磁波不同,所以在台风灾害中,利用遥感技术可以直接获得台风的卫星云图,也可以监测台风运动路线。第2题,地理信息系统可以对病虫害和沙尘暴进行跟踪检测,也可以收集洪水的受灾面积信息,但是无法预测地震的发生时间。第3题,全球卫星导航系统能够精准确定某地的经度、纬度和海拔。因此,救灾物资空投时,利用全球卫星导航系统主要是为了提高空投精确度。
　　中国的自然灾害种类多,发生频率高,灾情严重。我们可以通过防灾减灾手段减轻自然灾害的影响,地理信息技术在防灾减灾中发挥着越来越重要的作用。下图中阴影部分示意我国某种重大自然灾害多发区。读图,回答4~5题。
4.该自然灾害最可能是(　　)。
A.洪涝 B.旱灾
C.地震 D.滑坡
5.评估该自然灾害损失需要用到(　　)。
A.遥感技术和地理信息系统
B.地理信息系统和地震预警系统
C.遥感技术和全球卫星导航系统
D.地理信息系统和全球卫星导航系统
　　【答案】　4.B　5.A
【解析】　第4题,读图可知,该自然灾害主要发生在华北地区,根据所学知识可知,华北地区是我国旱灾严重的地区,尤其是春季,气温回升较快,蒸发旺盛,形成春旱。第5题,遥感技术主要用于获取地理信息,利用遥感技术可以快速、及时获取准确的灾情信息;地理信息系统主要用于处理分析地理信息,结合遥感技术提供的信息,可以利用地理信息系统评估自然灾害的损失;该自然灾害为旱灾,不能用地震预警系统来评估自然灾害损失;全球卫星导航系统主要用于定位、导航,不能用于评估自然灾害损失。综上所述,评估该自然灾害损失要用到遥感技术和地理信息系统。
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