湖南省高二地理下册12《地理信息技术在区域地理环境研究中的应用》教案.docx
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湖南省高二地理下册12《地理信息技术在区域地理环境研究中的应用》教案
湖南省高二地理下册1.2《地理信息技术在区域地理环境研究中的应用》教案
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.
知识清单
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、⑪全球性、连续性和⑫实时性的特点.
4.地理信息系统是专门处理地理⑬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⑭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⑮数字化的地球,即把整个地球信息进行数字化后,由⑯计算机网络来管理的技术系统.
2.数字地球是将不同⑰空间、时间的自然与人文的大量信息,按⑱地理坐标,从区域到全球进行整合,并进行立体的、⑲动态的显示.
对点训练
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.18B.20C.21D.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.①②B.①③C.②③D.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.①②⑤⑥B.③④⑤⑦
C.②④⑤⑧D.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:
综合提升
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.①②B.①③C.①④D.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.①②B.①③C.①④D.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.①B.②C.③D.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.
【梳理归纳】
一、地理信息技术的应用
1.概念:
指获取、管理、分析和应用的现代技术的总称,主要包括(RS)、全球定位系统(GPS)和(GIS)等.
2.应用
(1)在区域地理研究中的应用:
、环境监测、防御监测、国土资源管理、国土开发规划等.
(2)大众化应用:
、空间信息网站、城市多媒体地理信息系统等.
【答案】地理空间信息遥感地理信息系统
资源调查自然灾害
GPS汽车导航
二、遥感(RS)
1.概念:
是人们在(如飞机、高空气球)或(如人造卫星)上利用一定的,对地表物体进行远距离的感知.
2.遥感的关键装置:
.
3.主要环节
目标物:
物体电磁波
传感器:
收集、接受电磁波
传输:
图像胶片或.
遥感地面系统:
信息处理、信息分析
成果:
.
4.特点:
监测的范围,速度,节省,提高.
5.作用:
遥感信息是重要的,为区域地理研究从定性到、从静态到、从过程到的转化和发展,提供了条件.例如,将多次或逐月、逐年的遥感影像图叠加,就可反映城市的扩张、海岸的侵蚀、湖泊的消长等.
【答案】航空器航天器技术设备传感器
辐射或反射数据磁带专业图件统计数学
【答案】大快人力、财力效率
信息源定量动态模式
【注意提示】遥感探测的范围、获取资料的速度和周期、对地物的分辨率与运载工具飞行高度的关系:
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.
三、全球定位系统(GPS)
1.概念:
利用卫星,在全球范围内实时进行、的系统.
2.组成
空间部分——.
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.特点:
提供精密的坐标(经度、纬度、高度)、速度、时间,且具有全能性、全球性、全天候、和实时性的特点.
4.应用:
确定考察点的(经度和纬度)、(海拔).
【答案】导航定位GPS卫星星座三维连续性地理位置高程
四、地理信息系统(GIS)
1.概念:
专门处理数据的计算机系统.
2.简要程序
信息源:
地图、遥感图像、野外考察、室内实验、社会经济统计等获得的数据
数据处理:
建立模型和数据模型
数据库:
若干组成GIS数据库
空间分析:
表达:
形式有、数字、、统计图表等
3.应用
(1)可提供反映区域状况的各种.
(2)对区域内的各种条件,进行更为精确的、.
(3)对环境和自然灾害进行及.
(4)在城市管理中的应用已得到推广.
【答案】空间空间图层地图图像空间信息分析评价动态监测评估预测
【注意提示】地理信息系统与地图相比的优点
地理信息系统能够建立数据模型,即通过一定的方式将所要表示的内容转变成数据,这是地理信息系统与地图最基本的差异.与地图相比主要有以下优点:
(1)信息量大,使用方便.地理信息系统可提供反映区域状况的各种空间信息,并可建立揭示区域结构特征和发展规律的模型.
(2)功能强大完备.地理信息系统可以提供查询检索、空间分析、修改补充、距离测算等多种功能.(3)能够进行动态监测和评估预测.例如,根据对我国大兴安岭地区的研究,通过普查分析森林火灾情况,统计分析十几万个气象数据,从中筛选出气温、风速、降水、湿度等气象要素,以及春、秋两季植被的生长情况和积雪覆盖程度等14个因子,用模糊数学方法建立数学模型,建立微机信息系统的多因子综合指标森林火险预报方法,预报火险等级的准确率可达73%以上.这些都是地图无法完成的.
五、地理信息技术与数字地球
1.为构建数字地球奠定了基础.
2.数字地球是指的地球,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.
【答案】地理信息技术数字化
【注意提示】
数字地球将不同空间、时间、自然、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,能为复杂的生产、研究活动提供实验条件和试验基地.地理信息技术为构建数字地球奠定了基础,数字地球是以遥感技术、遥测技术、数据库与地理信息系统、高速计算机网络技术和虚拟技术为核心的信息技术系统.数字地球是地球科学与信息科学技术的综合,是一门综合性的科学技术.
【思考导读】
1.在信息的获取和处理方面,遥感技术有哪些优点?
2.地理信息系统的实质就是地图吗?
3.数字地球是不是“3S”技术的综合?
4.遥感与地理信息系统有何区别与联系?
【参考答案】
1.
(1)现代遥感视域广阔,监测范围大,可覆盖整个地球.
(2)能够瞬时成像、实时传输、快速处理,迅速获取信息和实施动态监测.
(3)受地面条件限制少,获取信息量大.
2.不是,地理信息系统与地图是两个完全不同的概念.地图一般是用比例尺、方向、图例、注记以及等值线等来解释地理事物的有关内容.而地理信息系统则是地图的延伸,它通过采集、处理数据,建立模型来表示地理事物的有关内容.
3.数字地球不等同于“3S”技术的综合,而是遥感技术、全球定位系统、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等各种技术的综合利用.“3S”技术即遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)技术三个部分.它仅仅是数字地球的部分支撑技术.
4.遥感是视力的延伸,它侧重于收集信息的感知手段,尤其对于大范围、大面积、人力不易观测的地物信息的获取,本质上是“看”的过程.,而地理信息系统是在一定数据源的基础上进行分析、对比、计算,相当于“想、算”的人的活动,常用于模拟、预测、调度等.,遥感获取的信息往往是地理信息系统的数据源基础.
【尝试练习】
北京时间2012年10月25日23时33分,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭,成功将第16颗北斗导航卫星发射升空并送入预定转移轨道.这是一颗地球静止轨道卫星,它将与先期发射的15颗北斗导航卫星组网运行,形成区域服务能力.根据计划,北斗卫星导航系统将于明年初向亚太大部分地区提供正式服务.据此回答1~3题.
1.有关北斗导航系统的叙述,正确的是( )
A.北斗导航系统的关键装置是传感器
B.是一种专门处理空间数据的计算机系统
C.具有全能性、全球性、全天候、连续性、实时性的特点
D.广泛应用于资源普查、环境监测、自然灾害防御和监测等
2.下列不属于卫星定位技术应用范畴的是( )
A.野外考察时用以空间定位
B.为行驶的汽车提供精密的速度、时间信息
C.为飞行的民航客机提供三维坐标
D.为无线移动电话用户提供实时的通信业务
3.据报道,近日中国将在西太平洋进行军事演习,此次演习是按计划进行的一次年度例行演习.能为演习提供授时和定位、保密通讯的地理信息技术是( )
A.遥感B.北斗导航系统
C.地理信息系统D.数字地球
【答案】1.C2.D3.B
读“黄河入海口示意图”,完成4~5题.
4.导致黄河入海口小岛形成的地质作用是( )
A.海浪侵蚀作用B.风力堆积作用
C.河流沉积作用D.河流侵蚀作用
5.能够及时获取河口岛屿面积消长的地理信息技术是( )
A.RSB.GIS
C.GPSD.数字地球
【答案】4.C5.A
【解析】第4题,黄河入海口小岛为冲积岛,是黄河携带泥沙在河口大量淤积而成。
第5题,结合各地理信息技术特点知,能够及时获取河口岛屿面积消长的地理信息技术是遥感技术。
【梳理归纳】
一、地理信息技术的应用
1.概念:
指获取、管理、分析和应用的现代技术的总称,主要包括(RS)、全球定位系统(GPS)和(GIS)等.
2.应用
(1)在区域地理研究中的应用:
、环境监测、防御监测、国土资源管理、国土开发规划等.
(2)大众化应用:
、空间信息网站、城市多媒体地理信息系统等.
二、遥感(RS)
1.概念:
是人们在(如飞机、高空气球)或(如人造卫星)上利用一定的,对地表物体进行远距离的感知.
2.遥感的关键装置:
.
3.主要环节
目标物:
物体电磁波
传感器:
收集、接受电磁波
传输:
图像胶片或.
遥感地面系统:
信息处理、信息分析
成果:
.
4.特点:
监测的范围,速度,节省,提高.
5.作用:
遥感信息是重要的,为区域地理研究从定性到、从静态到、从过程到的转化和发展,提供了条件.例如,将多次或逐月、逐年的遥感影像图叠加,就可反映城市的扩张、海岸的侵蚀、湖泊的消长等.
【注意提示】遥感探测的范围、获取资料的速度和周期、对地物的分辨率与运载工具飞行高度的关系:
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.
三、全球定位系统(GPS)
1.概念:
利用卫星,在全球范围内实时进行、的系统.
2.组成
空间部分——.
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.特点:
提供精密的坐标(经度、纬度、高度)、速度、时间,且具有全能性、全球性、全天候、和实时性的特点.
4.应用:
确定考察点的(经度和纬度)、(海拔).
四、地理信息系统(GIS)
1.概念:
专门处理数据的计算机系统.
2.简要程序
信息源:
地图、遥感图像、野外考察、室内实验、社会经济统计等获得的数据
数据处理:
建立模型和数据模型
数据库:
若干组成GIS数据库
空间分析:
表达:
形式有、数字、、统计图表等
3.应用
(1)可提供反映区域状况的各种.
(2)对区域内的各种条件,进行更为精确的、.
(3)对环境和自然灾害进行及.
(4)在城市管理中的应用已得到推广.
【注意提示】地理信息系统与地图相比的优点
地理信息系统能够建立数据模型,即通过一定的方式将所要表示的内容转变成数据,这是地理信息系统与地图最基本的差异.与地图相比主要有以下优点:
(1)信息量大,使用方便.地理信息系统可提供反映区域状况的各种空间信息,并可建立揭示区域结构特征和发展规律的模型.
(2)功能强大完备.地理信息系统可以提供查询检索、空间分析、修改补充、距离测算等多种功能.(3)能够进行动态监测和评估预测.例如,根据对我国大兴安岭地区的研究,通过普查分析森林火灾情况,统计分析十几万个气象数据,从中筛选出气温、风速、降水、湿度等气象要素,以及春、秋两季植被的生长情况和积雪覆盖程度等14个因子,用模糊数学方法建立数学模型,建立微机信息系统的多因子综合指标森林火险预报方法,预报火险等级的准确率可达73%以上.这些都是地图无法完成的.
五、地理信息技术与数字地球
1.为构建数字地球奠定了基础.
2.数字地球是指的地球,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.
【注意提示】
数字地球将不同空间、时间、自然、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,能为复杂的生产、研究活动提供实验条件和试验基地.地理信息技术为构建数字地球奠定了基础,数字地球是以遥感技术、遥测技术、数据库与地理信息系统、高速计算机网络技术和虚拟技术为核心的信息技术系统.数字地球是地球科学与信息科学技术的综合,是一门综合性的科学技术.
【思考导读】
1.在信息的获取和处理方面,遥感技术有哪些优点?
2.地理信息系统的实质就是地图吗?
3.数字地球是不是“3S”技术的综合?
4.遥感与地理信息系统有何区别与联系?
【尝试练习】
北京时间2012年10月25日23时33分,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭,成功将第16颗北斗导航卫星发射升空并送入预定转移轨道.这是一颗地球
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