(共28张PPT)
第二节
地理信息技术在区域地理环境研究中的应用
第一章
人教版
必修三
地理环境与区域发展
一、快速获取地理信息的技术——遥感（RS）
1、概念：
人们在遥感平台上，利用传感器，对地表物体进行远距离的感知。
2、原理：
不同物体反射或辐射的电磁波不同。
3、关键装置——传感器
作用：接受，记录，传送
一、快速获取地理信息的技术——遥感（RS）
3、关键装置——传感器
作用：接受，记录，传送
一、快速获取地理信息的技术——遥感（RS）
遥感平台:
航天遥感
航空遥感
近地遥感
遥感的优点：
1.可快速进行大范围、立体性的灾害监测
2.获取的信息量大、效率高
3.动态监测
4、遥感应用范围
浦东陆家嘴航空图片
城市土地、
交通、
建筑等管理
4、遥感应用范围
乞力马扎罗的雪
环境监测
4、遥感应用范围
北美飓风云系
灾害监测
1.定
义
利用卫星,在全球范围内实时
进行导航、定位的系统
二、准确获取地理位置的技术——全球定位系统（GPS）
2.组成部分
空间部分——GPS卫星星座
地面控制部分——地面监控系统
用户设备部分——GPS信号接收机
3、GPS的应用领域
军事
旅游探险……
交通
优点：
全天候，不受任何天气的影响；
全球覆盖（高达98%）；
三维定速定时高精度；
快速、省时、高效率；
北斗卫星导航系统与美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统及欧盟伽利略定位系统一起并称全球四大卫星导航系统。2012年12月27日，正式提供区域服务，主要针对亚太地区提供连续的导航定位和授时服务。计划2020年左右覆盖全球。
南海渔船上，北斗卫星导航系统早已发挥功用，织就了一张庞大的救助网，渔政工作人员通过监控平台可以快速定位作业渔船。
“一键报警很管用，不管渔民在哪里，只要一报警，渔政部门就能知道我们的确切位置，这为有关部门实施救助提供了重要条件。”
三、地理数据管理分析技术——GIS
1、定义：
专门处理地理空间数据的计算机系统
影像图片、
数据等资料
地图、
模型、
软件等
分析
处理
2、应用：
立体地理景观
2、应用：
土壤分布
地形分布
水系分布
气温、降水、光照分布
2、应用：
四、3S技术的融合——数字地球（google
earth）
四、数字地球（google
earth）
四、数字地球（google
earth）
四、数字地球（google
earth）
模拟太阳光照
里海的变化
1、遥感
－－－RS
２、全球定位系统 －－－GPS
3、地理信息系统
－－－－GIS
课堂小结：
地理信息技术
RS、GPS、GIS之间的关系
RS
GPS
地图
GIS
应用领域
获取地表数据
三维坐标
遥感图像
地形图
分析应用
3S第二节 地理信息技术在区域地理环境研究中的应用
【学习目标】 1.结合实例，了解遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用。2.举例说出全球定位系统在定位导航中的应用。3.运用有关资料，了解地理信息系统在城市管理中的功能。4.了解数字地球的含义。
一、地理信息技术
1．地理信息技术是指获取、①管理、分析和应用地理②空间信息的现代技术的总称，主要包括遥感、全球定位系统和③地理信息系统等。
2．所谓遥感(RS)，是人们在航空器或航天器上利用一定的技术装备，对地表物体进行远距离的④感知。遥感在区域地理环境研究中，广泛应用于资源调查、⑤环境监测、自然灾害防御监测等领域。
3．全球定位系统是利用⑥卫星，在全球范围内实时进行导航、定位的系统，简称GPS。它通过空间部分——GPS卫星星座、地面控制部分——地面监控系统和用户设备部分——⑦GPS信号接收机三大部分，为各类用户提供精密的⑧三维坐标、速度和⑨时间，并且具有全能性、⑩全天候、 全球性、连续性和 实时性的特点。
4．地理信息系统是专门处理地理 空间数据的计算机系统，简称(GIS)。应用领域相当广泛，凡是用到 地图或需要处理地理空间数据的领域，都可借助GIS。
二、地理信息技术与数字地球
1．数字地球是指 数字化的地球，即把整个地球信息进行数字化后，由 计算机网络来管理的技术系统。
2．数字地球是将不同 空间、时间的自然与人文的大量信息，按 地理坐标，从区域到全球进行整合，并进行立体的、 动态的显示。
考查点一 遥感
读下图，完成1～2题。
1．图中内容说明航天遥感的什么特点( )
A．监测范围广
B．时效快，精度高
C．连续性强
D．准确定位
2．就航天遥感而言，其探测的范围越大，则( )
A．获得资料的速度越慢
B．获得资料的周期越长
C．对地物的分辨率越低
D．对地物的分辨率越高
答案 1.A 2.C
解析 第1题，由图中“我一次就可以把半个地球照进去”可知航天遥感的特点是监测范围广。第2题，获取资料的速度、周期与探测范围关系较小，但探测的范围越大，对分辨率的影响越大。
考查点二 全球定位系统
俄罗斯航天署于北京时间2008年9月25日16时49分，用“质子—M”运载火箭成功发射3颗“格洛纳斯—M”卫星。这样一来，在太空中就有18颗卫星为“格洛纳斯”系统全天候工作，信号可覆盖俄全境。据此回答3～4题。
3．“格洛纳斯”卫星系统是( )
A．遥感系统
B．全球定位系统
C．地理信息系统
D．计算机系统
答案 B
解析 由题目信息“由18颗卫星为该系统全天候工作”，可推知该系统属于全球定位系统。
4．“格洛纳斯”卫星系统“满编制”时应有卫星数目是( )
A．18
B．20
C．21
D．24
答案 D
解析 全球定位系统的卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，因而“满编制”时应有24颗卫星。
考查点三 地理信息系统
下图示意为某专题研究建立的地理信息系统(GIS)图层。据此完成5～6题。
5．该专题研究可能是( )
A．耕地分类和评价
B．工业分布与交通的关系
C．商业分布和规划
D．学校布局
6．若利用该地理信息系统进行深埋垃圾场选址，在下列图层中应增加( )
①大气污染 ②区域规划 ③造纸厂、印刷厂分布 ④水文地质
A．①②
B．①③
C．②③
D．②④
答案 5.A 6.D
解析 本题组以地理信息系统(GIS)图层为背景，主要考查地理信息系统的具体应用及相应的知识迁移和应用能力。图示中的图层信息是解答本题组的关键。第5题，该地理信息系统图层涉及到土壤、水系、地形等自然因素和土地利用及居民点分布等社会因素，这些信息可应用于耕地分类和评价。工业分布与交通的关系、商业分布和规划、学校布局等与自然因素关系不大。第6题，深埋垃圾场选址要考虑水文地质和区域规划，而大气污染、造纸厂、印刷厂分布与深埋垃圾无关。
考查点四 地理信息技术与数字地球
“数字地球”的出现是科技创新的又一典范。据此回答7～8题。
7．下列关于数字地球技术的叙述，正确的是( )
A．数字地球技术是高科技行业，难以走入我们的生活
B．数字地球技术发展前景广阔，将日益影响我们的生活
C．数字地球技术是地理工作者的专用工具
D．数字地球技术就是指“3S”技术
8．关于“数字化”的叙述，不正确的是( )
A．“数字地球”即数字化、信息化的虚拟地球
B．“数字城市”有利于加强城市的管理
C．“数字校园”能使更多的人共享教育资源
D．“数字化”管理不需要人的参与
答案 7.B 8.D
解析 “数字地球”已极大地方便了人们的生活，能为复杂的生产、研究提供实验条件和试验基地。“数字化”生活带给人们便利的生活，但并不把人排斥在外。
方法技巧练
图解RS、GIS、GPS之间的关系
当今，3S(RS、GPS、GIS)技术在生产、生活和科研中的作用越来越突出。读“3S技术的综合运用图”，运用有关3S的知识回答(1)～(2)题。
(1)图中①②③④⑤⑥箭头指向线分别表示3S技术的不同应用功能，各个圆的重叠部分代表RS、GPS、GIS不同组合的综合应用，下列说法正确的是( )
A．表示“提供影像信息功能”的是①和④
B．表示“提供定位信息功能”的是③和⑥
C．乙部分可掌握水灾动态信息和分析水灾损失
D．丙部分可以用来判断火势蔓延方向，获取火场精确位置
(2)某兴趣小组要对学校所在城市的公交布局进行研究，提出合理化建议，运用了GIS系统。在GIS数据库中，须调用的专题图层有下列中的( )
①地形图层 ②交通图层 ③气候图层 ④人口图层
⑤商业网点图层 ⑥水系图层 ⑦管网图层 ⑧城市图层
A．①②⑤⑥
B．③④⑤⑦
C．②④⑤⑧
D．⑤⑥⑦⑧
答案 (1)C (2)C
解析 表示“提供影像信息功能”的是①和⑤，表示“提供定位信息功能”的是④和⑥，乙部分为RS和GIS的综合运用，即可掌握水灾淹没区的动态信息，以及分析水灾损失，判断火势蔓延方向要运用RS；进行城市的公交布局，需要了解交通、人口、商业网点和城市的布局特点。
方法技巧 遥感主要用于地理信息数据的获取，全球定位系统主要用于地理信息的空间定位，地理信息系统主要用来对地理信息进行管理、查询、更新、空间分析和应用评价，三者具体关系如下：
一、选择题
下图是我国自行研制开发的卫星导航系统——北斗卫星导航系统工作原理示意图。据图回答1～2题。
1．北斗卫星导航系统的用途是( )
①为用户提供实时的空间位置 ②为交通运输的调度指挥提供移动数据 ③服务于资源勘查、动态监测和有关部门的规划决策 ④为用户提供各种分类信息的查询
A．①②
B．①③
C．①④
D．②④
答案 A
解析 ①②属于GPS的功能，③属于RS的功能，④属于GIS的功能。
2．下列不属于北斗卫星导航系统组成部分的是( )
①GPS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
答案 D
解析 卫星导航系统由空间部分(导航卫星)、地面控制部分和用户设备部分(GPS信号接收机)组成。
棉花遥感识别是棉花种植面积遥感估算的关键，以下是“我国北疆地区不同日期棉花光谱信息与其他作物光谱信息的曲线分析图”。图中前3个波段为可见光波段(分别为蓝波段、绿波段、红波段)，第4波段为近红外波段。读图回答3～4题。
3．容易将棉花从其他作物中识别出来的最佳波段是( )
A．蓝波段
B．绿波段
C．红波段
D．近红外波段
答案 D
解析 第4波段为近红外波段，棉花与番茄、玉米反射率差异明显，故选D。
4．根据图中信息及相关知识判断，下列叙述正确的是( )
A．6月份和9月份相比，棉花遥感识别最佳时相期在6月份
B．盛絮期棉花反射率明显降低
C．北疆地区是我国最重要的棉花产区
D．北疆地区发展棉花种植业的优势是耕地面积广布，便于大规模的机械化操作
答案 B
解析 从坐标图可知，棉花盛絮期为棉花遥感识别最佳时相期，这一时期棉花反射率在前3个波段明显降低。北疆地区种植棉花优势是晴天多，光照时间长。
及时掌握土地利用现状是实现区域可持续发展的重要前提。安徽省土地总面积中，各类土地比重约为：平原49.6%，山地15.3%，丘陵27.0%，水面8.1%。完成5～6题。
5．调查全省土地利用现状快捷、高效的手段是( )
A．遥感
B．地理信息系统
C．全球定位系统
D．数字地球
6．下表中①②③④项符合安徽省土地利用现状的是( )
表 土地利用类型结构(%)
耕地
林地
草地
建设用地
其他用地
①
57.80
37.32
0.76
3.59
0.53
②
40.96
25.68
0.16
11.60
21.60
③
30.71
31.15
0.37
31.86
5.91
④
20.16
50.95
0.56
7.61
20.72
A.①
B．②
C．③
D．④
答案 5.A 6.B
解析 第5题，结合各项地理信息技术的功能进行分析，即可得出答案。在各项地理信息技术中，遥感主要是获取地理信息，地理信息系统主要是分析地理信息，全球定位系统主要是进行定位、导航。第6题，要结合题干中安徽省各类土地的比重和表中数据进行分析。如果用排除法也可迅速得出答案，根据水面比重可排除①、③(其他用地比重应高于水面比重)；平原比重大于山地、丘陵比重，前者适合发展耕地，后者适合发展林地、草地，由此可排除④。
下图示意某地理专题研究建立的地理信息系统图层。完成7～8题。
7．叠加丙与丁图层可以研究( )
A．河流分布
B．地形特征
C．商店布局
D．客货流量
答案 C
解析 丙图层是交通分布，丁图层是人口分布，与人口和交通相关的是商业布局。
8．为了较合理地得出丙图，需要叠加的图层有( )
A．甲与乙
B．甲与丁
C．乙与丁
D．甲、乙、丁
答案 D
解析 交通建设首先要考虑尽可能多的连接居民点，以获得经济效益，在具体选线上，要考虑到地形和河流等自然条件，以降低建设成本。
二、综合题
9．回答有关“3S”系统的问题。
(1)数字地球系统是由“3S”组成的。“3S”是指_____________、____________、____________三大技术系统。
(2)2010年的夏秋，长江流域和珠江流域的洪涝灾害监测主要靠______________系统，运用该技术的优点是________________________、________________、__________________、________________等。
(3)查询某地的三维地形或全部或局部的地图信息，靠的是__________系统。写出下图该技术操作的简要程序：A__________________、B______________、C______________。
答案 (1)遥感 地理信息系统 全球定位系统 (2)遥感
探测范围大 获得资料速度快 受地面条件限制小 获取信息量大 (3)地理信息 数据库 空间分析 表达
解析 “3S”技术相关题目关键是搞清各自的功能、作用、特点及应用领域。RS主要是采集获取信息，GPS主要用于定位与导航，而GIS则对信息进行处理，形成成果，并供用户查询应用。第二节地理信息技术在区域地理环境研究中的应用
教学目标
一、知识与技能
1.认识地理信息技术的基本含义、主要内容以及每种技术的主要功能和应用领域，从而认识地理信息技术的意义。
2.培养学生应用地理信息技术获取地理信息的地理信息素养。
二、过程与方法
1.培养学生用地理科学思维去解决相关地理问题的意识和能力。
2.通过具体的实践性学习、探究性学习掌握与地理信息技术相关的学习方法。
三、情感态度与价值观
1.培养对地理学科的信心。
2.在合作探究中培养合作精神、科学精神与科学态度。
教学重点
1.了解RS的工作过程以及在资源普查、环境和灾害监测中的应用。
2.举例说出全球定位系统（GPS）在定位导航中的应用。
3.运用有关资料，了解地理信息系统（GIS）在城市管理中的功能。
4.理解数字地球的含义。
教学难点
1.了解RS的工作过程以及在资源普查、环境和灾害监测中的应用。
2.举例说出全球定位系统（GPS）在定位导航中的应用。
3.运用有关资料，了解地理信息系统（GIS）在城市管理中的功能。
4.理解数字地球的含义。
教具准备
1.多媒体课件
2.遥感图像
3.电子地图
课时安排
共3课时
第一课时遥感技术与应用
第二课时全球定位系统与应用
第三课时地理信息系统与应用
教学过程
第一课时
课前准备
请上网搜集有关遥感的信息，获取一些遥感的图片，进行交流。
导入新课
在区域的研究中不仅有定性的研究方法，还有定量的研究方法，其中地理信息技术在区域发展的研究中发挥着越来越重要的作用。下面先请同学看一段录像《98抗洪》。
（播放录像：《98抗洪》）
师
（创设情境，激发探究）在刚才的录像中我们看到了洪水给长江中下游地区人民群众的生命财产带来了非常大的危害，了解灾情的范围和危害程度是救援灾后重建的重要依据。那么大家是否知道用什么方法可以比较详细迅速的了解洪水影响的范围与程度呢？这就是遥感技术。下面我们共同探究遥感技术的作用与原理。
师
请同学们阅读课本1998年洞庭湖和荆江地区飞机遥感图像，观察并思考这些图像在抗洪中发挥了什么作用？遥感的基本工作过程是什么？
推进新课
板书：
一、遥感技术
（一）概念与工作过程
生
（学生回答）略。
师
遥感概念中的关键词是“远距离”，即不直接接触地面物体，其次是感知，用一定的装备和技术获得地物的信息。不同的地面物体，性状不同，反射和辐射的电磁波也不同，这是遥感信息能够判读的基本工作原理。具体而言，遥感是指应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标物的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出目标物的特征性质及其变化的综合性探测技术。根据遥感的定义，遥感系统包括：被测目标物的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用五大部分。
请同学们读课本图1.4，简要描述一下遥感的主要过程。
生
目标物能辐射和反射电磁波。这种电磁波被传感器探测到后传输到地面接收系统。地面通过电脑软硬件设备和有经验科学工作者的处理得到遥感图像和统计数字。
师
这就是遥感的工作过程，课本就是通过遥感过程获得长江部分地区遥感图像。
遥感的作用是广泛的，利用不同时间两组遥感图片（课本图1.5和图1.6）可以清楚的显示出洪水的淹没区，为救灾提供了重要的参考依据。如果结合实地的调查分析还能计算出各地损失情况，为灾后重建提供帮助。因此，遥感对区域的研究最重要的就是能够对比分析不同时期地表物体的变化信息。
遥感（RemoteSensing）技术是20世纪60年代蓬勃发展起来的一门新兴的相对年轻的对地观测综合性探测技术，它是在航空摄影的基础上发展起来的。近几十年来，随着空间技术、电子技术和计算机技术的发展，遥感技术已成为一种先进、实用的综合探测手段，被广泛应用于农业、林业、地质、地理、海洋、水文、气象、环境监测、地球资源勘探及军事侦察等各个领域。遥感对区域地理的研究起着非常重要的作用，请大家对比传统区域研究方法与利用遥感进行区域研究方法的不同点。
生
略。（学生回答后教师讲解）
师
传统区域研究与遥感进行区域研究的不同点主要是遥感能够定量化、动态化和模式化。
接下来我们了解一下遥感在各方面的广泛应用。
板书：
（二）典型应用
【知识拓展】
师
请阅读课本P10中“遥感在农业方面的应用”和下面材料归纳遥感的应用。
遥感技术已广泛渗透到国民经济的各个领域
1.农、林业方面的应用
在农业方面，利用遥感技术可以识别各类农作物，计算种植面积，并根据作物生长情况估计产量。美国的世界小麦估产精度达90%。这种大面积的估产对于国际贸易、储运、加工等都有重要意义。在作物生长过程中，可以利用遥感技术分析其长势，及时进行灌溉、施肥和收割等，当农作物受灾时，可以及时预报。
在林业方面，利用遥感技术可以清查森林资源、监测森林火灾和病虫害。我国云南腾冲地区的航空遥感试验，估算出该地区的森林面积和蓄积量。火灾是林业的大敌，世界各地每年发生森林火灾多达20万起。利用航空红外遥感技术，不仅能预报已经燃烧起来的烈火，而且可以探测到面积小于0.1～0.3平方米的小火情，还能及时预报由于自燃尚未起火的隐伏火情。利用卫星遥感，一次就可探测到数千平方千米范围内所发生的林火现象。遥感技术在我国扑灭大兴安岭特大林火中起了很大的作用。
遥感技术在土地资源和土壤调查中也获广泛应用。如伊朗通过分析卫星图像，找到了3%的可耕地。
2.地质、矿产方面的应用
为地质研究和勘查工作提供先进手段，可先分析研究遥感资料，再选择重点区进行野外观测与验证。完全不同于常规的地质勘查工作（从点、线观测着手，汇集大量资料，再描述一个地区的地质特征，最后进行分析研究）。
在地质构造研究方面，遥感图像视域广，影像逼真，能真实反映各种地质现象间的关系。能发现地面常规工作不能发现的地质构造，尤其是第四纪松散深沉积物覆盖下的一些隐伏构造。
在矿产资源调查方面，可提出矿产普查勘探的方向。例如通过对吉林省陆地卫星图像的分析，发现铜矿的分布与线性构造密切相关，对开发这个地区的铜矿有重要意义。
在工程地质勘测中，主要用于大型堤坝、厂矿及其他建筑工程的选址和道路选线，以及由地震、暴雨等造成的灾害性地质过程的预测等方面。例如，山西大同某电厂选址、京山铁路改线设计等，从遥感资料中发现了过去资料中没有反映的隐伏地质构造，及时改变了厂址和路线，确保了工程质量与安全。
在水文地质勘测中，可利用各种类型的遥感资料，查明区域的水文地质条件，富水地貌部位，识别含水层及判断充水断层。如美国在夏威夷群岛，用红外遥感的方法发现了200多处地下水出露点，解决了该岛所需淡水的水源问题。
利用遥感技术还可以进行火山活动的监测、地震活动的调查，沙丘移动的研究等。
3.水文学和水资源研究方面的应用
水资源调查、水文情报预报、区域水文研究等。
不仅能确定地表江河、湖沼和冰雪的分布、面积、水量和水质，而且对勘测地下水资源也十分有效。例如，在青藏高原地区，经过对遥感图像的判读分析，不仅修正了已有湖泊的面积、形状，而且还新发现了500多个湖泊。
水文情报的关键就在于能否及时获得各有关水文要素的动态信息。国外已利用遥感技术于旱情预报、融雪径流预报和暴雨洪水预报等方面。遥感技术还可以准确确定水流区及其变化，监测洪水动向，调查洪水泛滥范围以及受涝面积和受灾程度等。
在区域水文研究方面，已广泛利用遥感图像绘制流域下垫面分类土，已确定流域的各种形状参数、自然地理参数和洪水预报模型参数等。
4.海洋学研究中的应用
海洋占地球表面积的71%，至今仍有1/3的洋区在相当大的程度上是未知区。遥感技术已成功应用于海面温度、盐度、海冰、海流、波浪和潮汐等海洋学各要素的测量，以及海岸带地质地貌调查、海涂资源调查、海岸线长度量算、海岸动态变化探测、河流与海洋相互作用研究、海岸带资源开发研究等。
遥感技术对海洋大面积的实时探查，为预报和侦察鱼群提供了巨大的可能性。美国加利福尼亚渔业公司利用遥感信息，直接发现和监视海洋鱼群的洄游路线，用于指导渔业生产。
5.环境监测方面的应用
利用遥感技术可以快速、大面积监测水污染、大气污染和土地污染以及各种污染导致的破坏和影响。在监测城市热岛、烟雾扩散、水源污染、绿色植物覆盖指数、交通量等活动中，起到了重要作用。国家海洋局在监测渤海湾海面石油污染时，发现某国商船在大沽锚地违章排污，及时作了处理，在国内外产生了较大影响。
（让一个学生回答，其他同学补充，然后教师小结。）
课堂小结
今天我们学习了遥感这一新兴探测手段在区域地理环境研究中的应用，它已广泛渗透到国民经济的各个领域。接受它，使用它，研究它，它就会成为人类的好帮手。
