思維辨析3S技術(shù)提升課 人教版（2019）必修一

思維辯分“3S”技術(shù)提升課進(jìn)入課堂背景圖中，3S技術(shù)在當(dāng)前新冠肺炎疫情防控中所發(fā)揮的作用課標(biāo)要求結(jié)合實(shí)例，了解遙感(RS)在資源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。舉例說(shuō)出全球定位系統(tǒng)（GPS）在定位導(dǎo)航中的應(yīng)用。運(yùn)用有關(guān)資料，了解地理信息系統(tǒng)(GIS)在城市管理中的功能。課本回顧遙感技術(shù)：利用裝在航空器或航天器的光學(xué)或電子設(shè)備，對(duì)地表物體進(jìn)行遠(yuǎn)距離感知的地理信息技術(shù)。簡(jiǎn)稱RS。全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)：利用衛(wèi)星在全球范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位、導(dǎo)航。簡(jiǎn)稱GPS。地理信息系統(tǒng)：對(duì)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、處理、存儲(chǔ)、管理、查詢、分析、輸出等的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，利用地理信息系統(tǒng)的空間查詢與分析功能，可以根。據(jù)不同目的對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析。簡(jiǎn)稱GIS.思考：三者的本質(zhì)區(qū)別在哪？以及各自的具體應(yīng)用?相信一些同學(xué)并不能很好地區(qū)分RS、GPS、GIS，不用擔(dān)心，學(xué)完今天的課程之后，相信你一定會(huì)有所收獲。方法探究（1）利用“點(diǎn)”與“面”判斷GPSRSGIS一個(gè)“點(diǎn)”或多個(gè)“點(diǎn)”“面”嘗試先判斷三者屬于哪個(gè)感覺是不是很容易？根據(jù)定義大家可以知道GPS的主要功能是定位和導(dǎo)航。它的最大特點(diǎn)是工作對(duì)象是一個(gè)“點(diǎn)”或“多個(gè)點(diǎn)”，明顯區(qū)別于RS和GIS的“面”。在“3S”技術(shù)中選取適當(dāng)手段時(shí)，要看其工作對(duì)象是“點(diǎn)”還是“面”，如果是“點(diǎn)”則選用GPS，如果是“面”則選用RS或GIS。深入探究

認(rèn)識(shí)GPSGPS全名叫GlobalPositioningSystem，全球定位系統(tǒng)，最早起源于美國(guó)的軍事項(xiàng)目，美國(guó)的這種系統(tǒng)叫GPS，我們中國(guó)也有全球定位系統(tǒng)，叫北斗；戰(zhàn)斗民族也有，叫格洛納斯；歐盟也有，叫伽利略。GPS系統(tǒng)種類現(xiàn)在假如這有一個(gè)帶有GPS的無(wú)人機(jī)，但不知道這個(gè)無(wú)人機(jī)的空間坐標(biāo)XYZ，也不知道它的時(shí)間坐標(biāo)T。但是若從衛(wèi)星這里接收一些信息，也就是衛(wèi)星的星歷，這里有衛(wèi)星自己準(zhǔn)確的空間坐標(biāo)X1Y1Z1，同時(shí)也有一個(gè)準(zhǔn)確的時(shí)間T1，因?yàn)樾l(wèi)星有原子鐘。衛(wèi)星會(huì)把這些信息發(fā)送給GPS接收機(jī)。GPS工作原理坐標(biāo)和時(shí)間其實(shí)是有一定的聯(lián)系的，

通過(guò)坐標(biāo)和時(shí)間我們都可以算出GPS接收機(jī)與衛(wèi)星之間的距離。

也就是下圖藍(lán)線的長(zhǎng)度，通過(guò)坐標(biāo)計(jì)算距離就是用勾股定理，

無(wú)人機(jī)到衛(wèi)星距離的平方=Y-Y1的平方加上這條綠線的長(zhǎng)度的平方，綠線長(zhǎng)度的平方又等于X-X1的平方加上Z-Z1的平方，

所以無(wú)人機(jī)到衛(wèi)星的距離等于右面的式子開平方。用數(shù)學(xué)方法輕松解釋了GPS為什么可以用“點(diǎn)”來(lái)判別了GPS接收機(jī)至少要通過(guò)4顆衛(wèi)星，才能確定自己的空間坐標(biāo)和時(shí)間坐標(biāo)。而我北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，其定位和導(dǎo)航能力媲美GPS。了解RS和GISRS工作原理任何物體都具有光譜特性，具體地說(shuō)它們都具有不同的吸收、反射、輻射光譜的性能。在同一光譜區(qū)各種物體反映的情況不同，同一物體對(duì)不同光譜的反映也有明顯差別。即使是同一物體，在不同的時(shí)間和地點(diǎn)，由于太陽(yáng)光照射角度不同，它們反射和吸收的光譜也各不相同。遙感技術(shù)就是根據(jù)這些原理，對(duì)物體作出判斷。因此RS通過(guò)一范圍內(nèi)掃“面”來(lái)獲取數(shù)據(jù)，但要區(qū)別GPS的三維定位，前者多從被測(cè)物體特性來(lái)工作，后者則側(cè)重被測(cè)物體的方位，不要求是什么。GIS工作原理GIS的操作對(duì)象是空間數(shù)據(jù)，即點(diǎn)、線、面、體這類有三維要素的地理實(shí)體?？臻g數(shù)據(jù)的最根本特點(diǎn)是每一個(gè)數(shù)據(jù)都按統(tǒng)一的地理坐標(biāo)進(jìn)行編碼，實(shí)現(xiàn)對(duì)其定位、定性和定量的描述、這是GIS區(qū)別于其它類型信息系統(tǒng)的根本標(biāo)志，也是其技術(shù)難點(diǎn)之所在。GIS的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于它的數(shù)據(jù)綜合、模擬與分析評(píng)價(jià)能力，可以得到常規(guī)方法或普通信息系統(tǒng)難以得到的重要信息，實(shí)現(xiàn)地理空間過(guò)程演化的模擬和預(yù)測(cè)。同時(shí)GIS與測(cè)繪學(xué)和地理學(xué)有著密切的關(guān)系。這就是將“面”也作為判斷GIS的方法方法探究（2）通過(guò)“想”與“看”區(qū)分RSGIS“看”“想”少了GPS的區(qū)分，大家有沒(méi)有感覺更加得心應(yīng)手了？GIS是地圖的延伸，主要功能是進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的分析和處理。對(duì)“事象”的發(fā)展變化進(jìn)行預(yù)測(cè)、評(píng)估，需要計(jì)算、思考，即“想”，凡是需要“想”的選GIS。RS的主要功能是收集信息，尤其對(duì)于大范圍、大面積、人不易觀測(cè)的地物信息的獲取，即“看”，只“看”不用“想”的選用RS。2013年發(fā)生在云南洱海的藍(lán)藻水華的衛(wèi)星遙感圖，來(lái)源虞功亮、李仁輝。

GIS在智慧城市中的應(yīng)用二者比較RS主要監(jiān)測(cè)地理事物狀態(tài)、范圍變化GIS主要是空間分析、設(shè)計(jì)方案遙感的波段型圖像，主要是分析事物在不同時(shí)期或不同事物的波譜特征；圖片型圖像主要是分析不同時(shí)期事物的變化情況圖層型數(shù)據(jù)主要分析某一方案所需要的不同要素；數(shù)字型數(shù)據(jù)主要是分析數(shù)據(jù)所占范圍和變化方向，或比較不同數(shù)據(jù)疊加的結(jié)果是否感受到RS像是在前線“偵探”，而GIS是在后期“加工”。方法探究（3）巧用關(guān)鍵詞判斷①RS：“獲取”“變化”“動(dòng)態(tài)”“實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)”。②GPS：“定位”“導(dǎo)航”“精確”“精密”“精準(zhǔn)”等。③GIS：“分析”“處理”“查詢”“預(yù)測(cè)”“分布”等。還需同學(xué)們多加總結(jié)！實(shí)際應(yīng)用RS資源環(huán)境勘測(cè)礦產(chǎn)資源調(diào)查生物資源環(huán)境監(jiān)測(cè)災(zāi)害監(jiān)測(cè)識(shí)別各類農(nóng)作物開展海洋研究土地荒漠化、土壤鹽漬化、海上冰山漂流、大氣污染、氣候變化、海洋生態(tài)、植被變化等旱災(zāi)、水災(zāi)、滑坡、病蟲害、森林火災(zāi)、泥石流、地震衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)武漢火神山醫(yī)院、雷神山醫(yī)院火山神醫(yī)院周邊白天和夜間對(duì)比|測(cè)繪學(xué)報(bào)實(shí)際應(yīng)用GPS軍事主要給航行中的軍艦、飛機(jī)及導(dǎo)彈提供定位和導(dǎo)航信息，同時(shí)也廣泛應(yīng)用于野外軍事行動(dòng)中單兵和移動(dòng)裝備定位及跟蹤測(cè)量GPS技術(shù)已廣泛應(yīng)用于大地測(cè)量、資源勘探、地殼運(yùn)動(dòng)觀測(cè)、地基測(cè)量交通對(duì)車輛進(jìn)行跟蹤、調(diào)度管理、合理分配，從而以最快的速度響應(yīng)用戶的乘車或配送請(qǐng)求，降低能源消耗，節(jié)省運(yùn)行成本。同時(shí)GPS對(duì)車輛還具有導(dǎo)航功能。救援可對(duì)消防人員、救護(hù)人員、交通警察進(jìn)行應(yīng)急調(diào)遣，從而提高對(duì)火災(zāi)、犯罪現(xiàn)場(chǎng)、交通事故等緊急事件的響應(yīng)效率生產(chǎn)和工程建設(shè)可以利用GPS發(fā)展“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”，精確地噴灑化肥和農(nóng)藥；同時(shí)也廣泛運(yùn)用在工程定位、測(cè)量領(lǐng)域，提高工程建設(shè)的效率和精確性；捕魚旅游探險(xiǎn)旅游者可以在陌生的城市里迅速找到自己所在位置，確定前往目的地的最優(yōu)行進(jìn)方式和路線；野外探險(xiǎn)者可以快捷地找到合適的道路和宿營(yíng)地點(diǎn)，并在發(fā)生險(xiǎn)情時(shí)，迅速定位、報(bào)警，以便及時(shí)、有效地得到救援在處于新型冠狀病毒感染的肺炎疫情防控關(guān)鍵期，北斗企業(yè)為保障自身企業(yè)安全有序復(fù)工，積極利用自主研發(fā)的北斗高精度位置服務(wù)技術(shù)開發(fā)出了北斗智慧防疫定位服務(wù)系統(tǒng)，通過(guò)北斗系統(tǒng)高精度位置服務(wù)及軌跡精準(zhǔn)定位技術(shù)，成功在自身企業(yè)和員工中開展有效運(yùn)行，為復(fù)工員工和企業(yè)安全運(yùn)營(yíng)保駕護(hù)航。實(shí)際應(yīng)用GIS1.與分布、位置有關(guān)的問(wèn)題2.趨勢(shì)分析問(wèn)題3.模式分析問(wèn)題4.模擬問(wèn)題(1)GIS應(yīng)用領(lǐng)域：資源調(diào)查、環(huán)境評(píng)估、災(zāi)害預(yù)測(cè)、公安、國(guó)土管理、城市規(guī)劃、郵電通信、交通運(yùn)輸、水利、公共設(shè)施、商業(yè)金融等。2)GIS與城市管理：城市規(guī)劃和管理、基礎(chǔ)設(shè)施管理、

土地利用與管理、生態(tài)環(huán)境管理等具體在城市管理中

ESI地理信息系統(tǒng)(GIS)是為地理研究、綜合評(píng)價(jià)、管理、定量分析、決策而建立的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。GIS已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療和公共衛(wèi)生領(lǐng)域，為疾病監(jiān)測(cè)、環(huán)境健康和危險(xiǎn)因素分析、公共衛(wèi)生資源計(jì)劃和配置以及社區(qū)醫(yī)療保健控制等方面服務(wù)。疫情上報(bào)機(jī)制：發(fā)現(xiàn)疫情后，可將疫情通過(guò)系統(tǒng)第一時(shí)間上報(bào)至相關(guān)部門，減少中間過(guò)程，提升防控效率，最大程度降低范圍傳播風(fēng)險(xiǎn)。在線規(guī)劃，實(shí)時(shí)調(diào)配：疫情管理部門接到上報(bào)的疫情后，可通過(guò)系統(tǒng)查詢患者時(shí)空動(dòng)態(tài)，劃定管控范圍、管控時(shí)限及管控力度，提出調(diào)配人員物資方案及后期處置至區(qū)域內(nèi)疫情結(jié)束。疫情發(fā)展態(tài)勢(shì)分析：根據(jù)感染人的居住小區(qū)，行駛路線對(duì)傳播和感染進(jìn)行態(tài)勢(shì)分析。當(dāng)堂檢測(cè)1.下圖示意某島國(guó)的地理位置和地形。該島國(guó)火山活動(dòng)頻繁，利用遙感技術(shù)可以（

）A獲取火山噴發(fā)具體地點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息B監(jiān)測(cè)受災(zāi)人口的空間分布C獲取火山灰的擴(kuò)散面積和濃度變化信息D監(jiān)測(cè)火山活動(dòng)的未來(lái)趨勢(shì)

C例題分析1.下圖示意某島國(guó)的地理位置和地形。該島國(guó)火山活動(dòng)頻繁，利用遙感技術(shù)可以（）

A獲取火山噴發(fā)具體地點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息B監(jiān)測(cè)受災(zāi)人口的空間分布C獲取火山灰的擴(kuò)散面積和濃度變化信息D監(jiān)測(cè)火山活動(dòng)的未來(lái)趨勢(shì)

方法1：GPS是“點(diǎn)”，而三維坐標(biāo)符合點(diǎn)的原則方法3：抓關(guān)鍵——“分布”方法2：GIS是“想”，未來(lái)趨勢(shì)是未知的，需要“想”一下方法1：RS是“面”方法3：抓關(guān)鍵——變化注意審題所以選擇C選項(xiàng)3.D4.D例題分析(1)省區(qū)間人口遷移規(guī)模減小；區(qū)內(nèi)人口遷移規(guī)模增大；遷移距離縮小。(1)廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)將為當(dāng)?shù)靥峁└嗑蜆I(yè)崗位，這會(huì)吸引廣西勞動(dòng)力資源向該經(jīng)濟(jì)區(qū)集聚，導(dǎo)致外遷到省外的人口規(guī)模縮小，省區(qū)內(nèi)人口遷移規(guī)模擴(kuò)大，遷移的空間距離總體上減小。(2)欽州位于北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)的核心位置，緊靠經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的珠江三角洲：面向東南亞，地處中國(guó)一東盟自由貿(mào)易區(qū)；海陸交通方式多樣，是地區(qū)性交通樞紐。(2)從地理位置看，欽州位于北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)的核心位置，東臨近經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的珠江三角洲，面向東南亞，是“中國(guó)-東盟自由貿(mào)易區(qū)”的重要組成部分；從交通看，欽州是多條鐵路和高速公路的交匯處，同時(shí)又包括欽州港的港口條件，海陸交通運(yùn)輸方式多樣，形成地區(qū)性交通樞紐。(3)第一產(chǎn)業(yè)比重持續(xù)下降，二、三產(chǎn)業(yè)比重提高：帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；提高區(qū)域發(fā)展水平；加速向高效益綜合發(fā)展階段轉(zhuǎn)變。(3)據(jù)欽州市總體規(guī)劃，欽州港區(qū)重點(diǎn)發(fā)展石化、能源加工及外向型臨海工業(yè)，這必然會(huì)提升二三產(chǎn)業(yè)比重，第一產(chǎn)業(yè)比重將繼續(xù)下降；通過(guò)重點(diǎn)發(fā)展促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型：進(jìn)一步帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高區(qū)域發(fā)展水平，使區(qū)域空間結(jié)構(gòu)從工業(yè)化階段向高效益綜合發(fā)展階段轉(zhuǎn)變。(4)減少水域面積；加劇水體污染；改變水體的流動(dòng)性；破壞紅樹林生態(tài)系統(tǒng)及生物多樣性。(4)大規(guī)模圍填海首先表現(xiàn)為水域面積的縮小，這又進(jìn)一步影響水體的生態(tài)效益和水體的流動(dòng)性，加大水體污染的自凈難度