版高中地理第三章地理信息技术的应用第二节遥感技术的应用学案湘教版.docx

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版高中地理第三章地理信息技术的应用第二节遥感技术的应用学案湘教版

第二节　遥感技术的应用

[学习目标]　1.了解遥感的概念及工作原理，能够简单解读遥感影像图，并运用遥感影像解答相关问题。

2.结合实例，理解遥感在资源普查、环境和灾害监测等领域的应用。

一、遥感

1．概念：

“遥远的感知”，是利用一定的技术设备和系统，在远离被测目标的位置上对被测目标的电磁波特征进行测量、记录与分析的技术。

2．类型：

根据遥感平台高度的不同，可以分为近地面遥感、航空遥感和航天遥感。

3．工作过程

遥远的物体

传感器

地面接收站

遥感影像→用户应用

4．遥感影像

（1）组成：

遥感影像由成千上万的像元组成。

像元是遥感影像上能够详细区分的最小单元。

（2）空间分辨率（分辨率）：

一个像元所代表的地面实际尺寸，该数值越小，分辨率就越高，影像显示地表信息细节的能力就越强。

（3）类型：

黑白、彩色（真彩色、假彩色）。

判断

1．在航天遥感中，卫星轨道越高，卫星图像的分辨率就越高。

（　×　）

2．近地面遥感主要用于中低分辨率的遥感任务中。

（　×　）

3．遥感能够瞬时成像、实时传输、快速处理，迅速获取信息、实施动态监测和定位。

（　×　）

4．地物反射波谱特征是地物判读的基本依据。

（　√　）

二、遥感的应用

1．遥感在资源普查中的应用

（1）应用领域：

矿产资源和水资源的调查、农作物的估产、全球气候变化的观测、灾害监测、重大工程的建设等。

（2）遥感在资源普查方面的优势：

可全面系统地提供资源状况和对信息进行及时更新。

2．遥感在环境和灾害监测中的应用

（1）遥感在水污染监测中的应用

①原理：

被污染水体具有独特的区别于清洁水体的光谱特征。

②内容：

研究和预测同一流域水体污染历史和污染趋势。

③意义：

为水资源保护规划提供准确信息。

（2）遥感在沙尘暴监测中的应用

①遥感卫星的特点：

监测范围广、时效快、精度高、连续性强。

②监测内容：

沙尘暴的起源、移动和扩散过程。

思考

　遥感如何进行农作物估产？

答案　不同长势、不同健康程度的农作物，其反射或辐射的电磁波特性是不同的。

通过分析农作物的长势、健康程度，就可以进行农作物的估产。

探究点　遥感技术的应用

阅读材料，并结合教材相关内容，分析回答下列问题。

材料一　所谓“卫片执法”，是指依据卫星拍摄的遥感图片进行土地执法检查。

国土资源部门有专门租用查处土地违法行为的卫星，通过对不同时间拍摄的卫星图片进行对比，即可发现违法用地行为。

据了解，2013年第十二次“卫片执法”检查，厦门市实际违法用地图斑总数为240个，总违法用地面积618.8亩、违法占用耕地面积132.0亩。

材料二　2009年7月25日凌晨4：

10左右，汶川县国道213线都汶路44km＋200m处，因连日大雨导致山体滑坡，山上崩塌巨石砸断彻底关大桥桥墩，造成桥面垮塌，致使汶川灾后重建“生命线”中断。

材料三　2011年9月25日新疆生态环境遥感中心对阿尔泰地区的火灾进行分析，通过卫星遥感对火灾地区进行跟踪监测，已连续3天无明火和烟雾，表明两场林火已扑灭。

经对比分析，两次火灾共造成火场植被显著变化的面积约2250亩，经济损失巨大，造成区域生态环境严重退化。

1．你能说出遥感技术在种植业方面有哪些具体应用吗？

答案　识别各类农作物，计算其种植面积，并根据作物生长情况估计产量；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。

2．遥感监测只能获取即时信息，不可监测动态变化，这种观点对吗？

答案　这种观点是错误的。

通过多次或逐月逐年对同一地区遥感影像图叠加可以反映出地物长时间变化特点，如城市的扩张、海岸侵蚀变化、湖泊的消长等。

3．试说明在材料二、三两次救灾中遥感的作用。

答案　给救灾指挥部及时提供大量地面宏观灾情遥感图像，为指挥部科学评估灾情，采取有效救灾、防灾、抢险措施做出贡献。

4．利用遥感技术监测森林火灾的原理是什么？

为什么利用遥感技术还可以进行森林病虫害监测？

答案　不同地物，同一地物不同性状，其反射波谱特征不同。

　森林遭受病虫害时，其本身发出的辐射量会大大减少，反射波谱也就与正常森林有显著差别，因此可以根据特定卫星图像上某些波段的反射率的变化来判断森林是否发生病虫害。

5．遥感可应用于哪些环境问题的监测？

遥感可监测预警哪些灾害的发生？

试举例说明。

答案　环境问题的监测：

荒漠化、土壤盐渍化、全球气候变化、植被变化、水体污染、大气污染等。

　监测预警灾害：

旱情、洪水、滑坡、地震、泥石流、火山爆发、农林病虫害、森林火灾等。

遥感技术及其应用

（1）遥感的工作过程

（2）遥感技术的应用

应用领域

具体内容

意义

矿产资源

蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或环形构造带，较容易借助遥感技术“发现”矿产

分析遥感图像就可以划定蕴藏矿产的大致区域

生物资源

通过遥感图像解译或图像处理技术，提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等数据

为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门服务

环境监测

荒漠化、土壤盐渍化、海上冰山漂流、海洋生态、全球气候变化及其影响、植被变化、水体污染、大气污染等

有利于人们了解环境变化，使环境得到保护和改善

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

有利于防灾减灾

[拓展提升]　遥感影像的判读

航空影像与卫星影像都可以通过目视判读来解译，方法是利用不同地物的判读标志，确定影像对应的地物。

一般地物，如水体、城市、道路、农业用地、林地等的判读标志主要是影像的形状和色调特征，如下表所示：

类型

形状特征

色调特征

河流

常为界线明显、自然弯曲、宽窄不一的带状，上面常有堤坝、桥梁等人工建筑

河水比较混浊或者水较浅，则色调浅，河水清澈或水较深，则色调也较深

湖泊

湖岸呈自然弯曲的闭合曲线，轮廓较为明显

常为均匀的深色调

城市

钢筋水泥结构的房屋，排列较规则整齐；砖木结构的房屋排列不太规则

钢筋水泥结构的房屋色调多为浅灰；砖木结构的房屋色调多为深灰

道路

一般呈线状延伸，道路间有交叉点

色调从浅灰到深灰。

简易公路多为砂石路面，色调较浅；沥青路面呈现深灰色

农业

用地

在形态特征上常常是被道路分隔成一块块长方形

在假彩色合成的影像上，农业用地呈现红到深红的颜色

林地

往往可以观察到高大树木投下的阴影

在假彩色合成的影像上，林地呈现红到深红的颜色

读图，回答1～2题。

1．图示气象卫星云图的获得主要是运用了（　　）

A．全球定位系统B．卫星遥感技术

C．地理信息系统D．数字地球虚拟技术

2．通过对台风的监测，分析多幅卫星的云层图片可以获得（　　）

①台风中心位置　②台风的强度　③台风所造成的降水范围　④台风的移动方向　⑤台风的登陆地区

A．①②③⑤B．②③④⑤

C．③④⑤D．①②③④⑤

答案　1.B　2.D

解析　第1题，气象卫星云图主要是利用卫星遥感技术获取的。

第2题，通过对气象云图的分析，可以获得台风的位置、强度、移动方向、降水范围、登陆地区等信息，这为天气预报提供了依据。

读下图，完成1～2题。

1．图中内容说明航天遥感的特点是（　　）

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拍摄进去”可知航天遥感的监测范围广。

第2题，探测范围越大，往往对地物的分辨率越低。

2016年5月份以来，中国南方出现大范围持续性强降雨过程，引发洪涝、风雹等灾害。

在这次抗灾救灾中，地理信息技术起了重要作用。

据此回答3～4题。

3．要准确勘探水灾淹没的情况，快捷而准确监测长江水位宜采用（　　）

A．到现场后，用肉眼直接观测

B．遥感技术

C．全球定位系统

D．多媒体技术

4．卫星遥感影像没有飞机影像清晰度高，主要是因为（　　）

A．飞机上的传感器更为先进

B．飞机的飞行高度远小于卫星，分辨率高

C．飞机的飞行高度小，影像比例小

D．飞机上的影像质量优越

答案　3.B　4.B

解析　第3题，目前，遥感技术对灾害的监测最为快捷而准确。

第4题，飞机遥感平台得出的影像较为清晰，主要是因为其飞行高度低，分辨率高且受云量影响小。

5．读材料，回答下列问题。

材料一　汶川大地震发生后，重灾区陷入信息隔绝状态。

国土资源部第一时间紧急启用航空遥感飞机，在高空拍摄了地震灾区高精度遥感图片。

专家们对航片进行初步数据处理和解译，对灾区房屋倒塌情况，滑坡、泥石流规律及分布，具有隐患的滑坡体、公路及桥梁受损等灾害情况进行标注。

把这些图像传递到抗灾一线，作为指挥人员制订抗震救灾方案的参考依据。

之后，航空遥感飞机还成为监测堰塞湖次生灾害威胁的“天眼”。

材料二　下面两张图片分别是2006年和2008年5月14日卫星对汶川地区拍摄的遥感影像。

（1）遥感在监测地震灾害时能够（双选）（　　）

A．分析地震发生的原因

B．监测震灾的动态

C．为救灾提供预案依据

D．控制灾害的发生

（2）从材料二图中我们可以很明显地看到发生了哪些次生灾害？

（3）在救灾中遥感可以起到什么作用？

（4）结合材料分析，遥感在抗灾过程中的主要作用是_____________________________；在灾后的主要作用是_________________________________________________________。

答案　

（1）BC　

（2）大面积的山体滑坡、泥石流，出现堰塞湖。

（3）给抗震救灾指挥部门及时提供大量地面宏观灾情遥感图像，为指挥部门科学评估灾情提供依据，进而采取有效救灾、防灾、抢险措施。

（4）对灾情实况进行监测，指导抗灾活动　对灾情作出快速评估，指导救灾工作

下图为国际空间站的宇航员拍下的某火山喷发羽毛状的火山灰时的壮观景象。

结合所学知识，完成1～3题。

1．按照电磁波的波谱范围分，获取该图像的遥感方式是（　　）

A．可见光遥感B．红外遥感

C．微波遥感D．多谱段遥感

2．按照遥感平台的高度分，国际空间站属于________遥感（　　）

A．航天B．航空

C．近地D．主动式

3．上题所述遥感的主要优点是（　　）

①不受领空限制　②可重复观测　③机动性强　④分辨率最高

A．②③B．①③

C．②④D．①②

答案　1.A　2.A　3.D

解析　第1题，该图像是可见光下的照片，属于可见光遥感。

第2题，使用国际空间站运载工具的，属于航天遥感。

第3题，机动性强是航空遥感的主要优点；近地遥感可提供分辨率更高的资料。

小明一家计划到某大型风景区旅游，为方便选择旅游地点，小明利用地理信息技术将区内观光资源分层显示，如下图所示。

据此完成4～6题。

4．小明发现湖泊、森林区和住宿区等一系列图片都是最新监测的结果，获取上述图片最便捷的技术是（　　）

A．野外测量B．扫描旅游地图

C．遥感技术D．全球定位系统

5．森林区内的住宿区是（　　）

A．①B．②C．③D．④

6．为了走最便捷的道路去风景游览区，小明的父亲在驾车行驶过程中，应充分运用（　　）

A．旅游交通图B．地理信息系统

C．遥感技术D．全球定位系统

答案　4.C　5.B　6.D

解析　第4题，因为该风景区是大型风景游览区，所以只有运用遥感技术，才能监测较大范围的区域，迅速获取信息和实施动态监测。

第5题，将森林区和住宿区的图片相叠加，找出森林区和住宿区重叠的部分，即为答案。

第6题，车载全球定位系统，能实时提供导航信息，及时查看车辆的运行轨迹、速度、行进方向，可避免迷路、走弯路。

下面三幅图中，每幅图都有一个苹果和一些网格线，假定这三幅图都是遥感影像，苹果代表着地面同一个地物的影像，每个网格代表一个像元。

据此回答7～8题。

7．按分辨率由高到低排列这三幅图，下列排列正确的是（　　）

A．图A>图B>图CB．图C>图A>图B

C．图B>图A>图CD．图C>图B>图A

8．分辨率、像元、影像信息三者之间的关系是（　　）

A．像元越多，分辨率越高，影像越清晰

B．像元越少，分辨率越高，影像越清晰

C．像元越多，分辨率越低，影像越模糊

D．像元越少，分辨率越高，影像越模糊

答案　7.B　8.A

解析　相同地物的影像越大，像元越多，分辨率越高，影像越清晰。

9．热红外遥感影像亮度可反映地物表面温度，地物的表面温度越高，在影像中就越亮。

晴天正午时刻，下列地物在同一幅热红外遥感影像中最亮的是（　　）

A．公路B．菜园C．鱼塘D．果园

答案　A

解析　题干中说明了热红外遥感影像亮度与地物表面温度的关系：

温度高→亮度大。

因此晴天正午时刻，选项所列温度最高的地物最亮。

公路的热容量最小，升温最快。

10．在农业方面，运用遥感技术能够（　　）

①监测耕地变化　②调查作物分布　③估测粮食产量　④跟踪产品流向

A．①②③B．②③④

C．①②④D．①③④

答案　A

解析　遥感为视力的延伸，能监测耕地变化、作物分布及根据作物长势估测粮食产量等。

11．读图文材料，回答下列问题。

材料　下图为水分含量对玉米叶子反射率的影响。

（1）据图可知，玉米叶子水分含量与反射率的关系是____________________________

________________________________________________________________________。

（2）要监测玉米缺水状况，首要采用的现代化技术是____________________________。

（3）监测玉米含水量变化，主要是通过监测玉米的________________来判断玉米的生长状况。

（选择填空）

A．电磁波特征B．种植密度

C．种植面积D．形状特征

（4）依据上述原理，举例说明遥感在现代农业中的作用。

答案　

（1）玉米叶子水分含量越高，反射率越低

（2）遥感

（3）A

（4）监测作物生长环境及其状况，如土壤湿度、作物水分含量、病虫害程度，进行作物估产，监测土地利用状况及其变化等。

（答案合理即可）

解析　第

（1）题，据图可知，玉米叶子水分含量与反射率的关系是玉米叶子水分含量越高，反射率越低。

第

（2）题，地球上不同地物的波谱特征是不同的，而且同一地物的不同状况也有不同的反射率，因此可以利用遥感进行玉米缺水状况监测。

第（3）题，地球上不同地物的波谱特征是不同的，因此我们可以通过监测玉米叶子波谱特征来判断玉米缺水状况，进而判断玉米生长状况。

第（4）题，农业是应用遥感信息技术的主要领域，在农业资源调查和变化监测、农作物估产、农业灾害监测和评估等方面的应用成效显著。

具体来讲可以监测作物生长环境及其状况，如土壤湿度、作物水分含量、病虫害程度，进行作物估产，监测土地利用状况及其变化等。

12．下图是利用高分辨率遥感影像绘制的“山西省太原以南地区植物的垂直分布图”。

读图回答问题。

（1）利用高分辨率遥感影像对植物分布的调查，主要是利用了不同植物的___________特征。

（2）利用遥感技术进行农作物分布的调查具有哪些方面的突出优势？

（3）山西省太原市以南地区自然植被的分布体现了自然带的________分异规律。

影响这一自然带分布规律形成的主要因素是______________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）借鉴遥感技术在植物分布调查的成功经验，设计一项应用遥感技术的课题研究项目。

答案　

（1）光谱

（2）遥感具有监测范围大、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等优点。

（3）垂直　光热（温度）条件随地势高低的变化

（4）如在矿产资源调查方面，可利用遥感资料进行成矿条件的地质分析，提出矿产普查勘探的方向，指出矿区的发展前景；在森林火灾监测方面，可及时获知森林火灾发生的地点和范围，分析大火蔓延的方向，为灭火总指挥制订灭火计划、为灭火部署提供科学依据等。

（其他环境灾害监测、城市规划等方面也可以）

解析　第

（1）题，不同植物的光谱特征不同，因此可利用高分辨率的遥感影像对植物的分布进行调查。

第

（2）题，遥感技术具有监测范围大、瞬时成像、实时传输和实施动态监测等优点。

第（3）题，据图可知，体现了自然带的垂直分异规律，影响因素应结合实际回答。

第（4）题，遥感技术在地图测绘、资源普查、环境灾害监测、区域分析规划等方面广泛应用，可选取其中某一领域进行课题研究。

考点题点细目表

考点

题点

题目序号

地理信息技术的应用

遥感技术的应用

1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14