地理信息技術在防災減災中的應用【備課精研+高效課堂】 高一地理 課件 （人教版2019必修第一冊）

在防災減災中的應用地理信息技術核心素養(yǎng)區(qū)域認知了解不同技術在各個領域的應用。地理實踐力結合實例說明各個地理信息技術在防災減災中的具體作用。綜合思維結合實例，提出綜合運用各個地理信息技術進行防災減災的具體程序和方法。人地協(xié)調觀形成正確的自然災害觀。“5.12”汶川地震摧毀了當?shù)氐慕煌?、通信設施，地震災區(qū)瞬間成為信息孤島，外界無法及時得知受災情況，這使得救援工作無法順利開展。約8小時后，首批武警官兵到達地震重災區(qū)，并使用北斗用戶機(圖6.20)實時傳遞災情,這是地震重災區(qū)發(fā)出的第一束生命急救電波。1.北斗用戶機是一種什么設備？2.它通過什么渠道傳送災情？新課導入北斗用戶機是用戶設備，帶有全向收發(fā)天線的接收、轉發(fā)器。用于接收導航、定位衛(wèi)星發(fā)射的S波段信號，從中提取地面控制中心傳送給用戶的數(shù)字信息。本節(jié)知識結構定義功能應用地理信息技術在防災減災中的應用遙感技術全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)地理信息技術是指獲取、管理、分析和應用地理空間信息的現(xiàn)代技術的總稱，主要包括遙感(RS)、全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GNSS)、

地理信息系統(tǒng)(GIS)3S技術是遙感技術(RS)、全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GNSS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)的統(tǒng)稱，是空間技術、傳感器技術、衛(wèi)星定位與導航技術和計算機技術、通訊技術相結合，多學科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用的現(xiàn)代信息技術。廣泛應用于區(qū)域地理環(huán)境研究：資源調查、環(huán)境監(jiān)測、自然災害防御監(jiān)測、國土資源管理、國土規(guī)劃等。地理信息技術的大眾化應用已成為趨勢：如GPS汽車導航、空間信息網站、城市多媒體地理信息。什么是地理信息技術？1.概念：利用裝在航空器（如飛機、高空氣球）或航天器（如人造衛(wèi)星）的光學或電子設備，對地表物體進行遠距離感知并且獲取目標物的電磁波信息，并根據(jù)電磁波的特征進行分析和應用的技術。一、遙感技術(RemoteSensing，簡稱RS)“遙”—遠距離、高空或太空“感”—傳感器獲取目標物體反射或發(fā)射的電磁波信息遙感技術系統(tǒng)由遙感平臺、傳感器、信息傳輸裝置、數(shù)字或圖像處理設備以及相關技術等組成。

2.遙感的組成衛(wèi)星傳感器地面物體反射或輻射的電磁波信息圖像膠片或數(shù)據(jù)磁帶記錄地面接收站信息處理信息分析專業(yè)圖件、統(tǒng)計數(shù)字地面物體的種類、性質、環(huán)境條件不同，其反射和輻射的電磁波也各不相同。傳感器是遙感的關鍵裝置，是遙感的中心環(huán)節(jié)。3.工作原理原理：地物在不斷地吸收、發(fā)射（輻射）和反射電磁波，并且不同地面物體的種類、性質、環(huán)境條件不同，其反射和輻射的電磁波也各不相同。遙感就是根據(jù)這個原理，利用一定的技術設備和裝置，來探測地表物體對電磁波的反射和地物發(fā)射的電磁波，從而提取這些物體的信息，完成遠距離識別物體。遙感分類——按遙感平臺航空遙感地面遙感航天遙感搭載工具：衛(wèi)星、航天飛機、宇宙飛船、航天空間站等。優(yōu)點：覆蓋范圍大，不受領空限制，受天氣影響較大，可進行定期、重復的觀測等。搭載工具：飛機。優(yōu)點：機動性強，可以根據(jù)研究主題選擇適當?shù)膫鞲衅鳌w行高度和區(qū)域。搭載工具：高塔、車、船等平臺。優(yōu)點：于近距離測量地物波譜和攝取供試驗研究用的地物細節(jié)影像。遙感傳感器的電磁波反射遙感常用電磁波段紫外線可見光紅外線微波由于地面物體的種類、性質、環(huán)境條件的不同，其反射和輻射的電磁波也各不相同；所以，可以對遙感信息進行處理和判讀分析。可見光航拍遙感影像微波遙感影像紅外遙感影像與傳統(tǒng)實地調查等信息獲取手段相比，遙感技術具有探測范圍大，獲取信息速度快、周期短、手段多，獲得的信息量大、人力、財力投入少、用途廣泛，受地面條件限制少等優(yōu)勢，能夠實現(xiàn)地物信息的實時、動態(tài)監(jiān)測。4.遙感的特點（優(yōu)點）傳統(tǒng)的工作方法從點﹑線實地觀測面上的分析研究遙感技術從面上的區(qū)域分析研究有重點的選擇若干點﹑線進行野外驗證和檢查5.遙感的應用資源調查環(huán)境監(jiān)測自然災害防御監(jiān)測土地利用現(xiàn)狀調查土地資源調查病蟲害和農業(yè)生態(tài)環(huán)境調查及監(jiān)測農作物長勢監(jiān)測和估產大地測量

利用遙感可以進行礦產開采監(jiān)測，土地資源、陸地水資源、海洋資源調查、植被資源等方面調查。全國森林資源普查全國水域空間分布普查5.遙感的應用——資源普查應用領域具體內容備注資源調查礦產資源蘊藏礦產的地方有許多是地質斷裂或環(huán)形構造帶，較容易借助遙感技術“發(fā)現(xiàn)”礦產人們只需要分析遙感圖像就可以劃定蘊藏礦產的大致區(qū)域生物資源通過遙感圖像解譯或圖像處理技術，提取植被的分布、類型、結構、健康狀況、產量等數(shù)據(jù)為農業(yè)、林業(yè)、城市綠化、環(huán)境保護等部門服務全國濕潤指數(shù)數(shù)據(jù)黑龍江蒸發(fā)與蒸騰數(shù)據(jù)5.遙感的應用——環(huán)境檢測應用領域具體內容備注環(huán)境、災害監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測土地荒漠化、土壤鹽漬化、海上冰山漂流、海洋生態(tài)、全球氣候變化及其影響、植被變化、水體污染、大氣污染等有利于人們了解環(huán)境變化，使環(huán)境得到保護和改善自然災害防御監(jiān)測旱災、水災、滑坡、病蟲害、森林火災、泥石流、地震、農林病害等有利于防災減災利用遙感可以進行荒漠化、環(huán)境污染、海洋生態(tài)、全球氣候變化、植被變化等方面監(jiān)測。應用領域具體內容備注農業(yè)生產林業(yè)清查森林資源、監(jiān)測火災和病蟲害著火樹木、病害樹木與正常樹木的反射光譜不同農業(yè)識別農作物、估算產量、災情預報植物生長情況不同，其反射波譜特征不同5.遙感的應用——農業(yè)生產大興安嶺林區(qū)火災監(jiān)測遙感影像圖山東農田旱情監(jiān)測遙感影像圖利用遙感可以進行森林病蟲害監(jiān)測、森林火災與煤礦火點監(jiān)測、大氣監(jiān)測與天氣預報（包括臺風監(jiān)測預報）、旱澇災害監(jiān)測、海洋赤潮災害監(jiān)測等方面監(jiān)測。災前和災中，運用遙感技術，可以實時監(jiān)測洪澇、臺風等災害的形成過程，進行準確的預報、預警災后，能夠快速識別地震等突發(fā)性自然災害的影響范圍，并為災情統(tǒng)計、災害救援等工作提供強有力的支持幫助救災,災害發(fā)生后，陸地通信往往遭到破壞而影響救災行動。遙感可幫助識別重災區(qū)和能通往災區(qū)的線路，從而決定救災的輕重緩急印尼海嘯前后衛(wèi)星圖5.遙感的應用——自然災害防御與監(jiān)測應用領域具體內容資源普查礦產資源、水資源、土地資源、森林和草場資源、野生動物資源等可對農作物進行估產災害監(jiān)測旱情、水災、滑坡、泥石流、地震、農林病蟲害、森林火災等有助于防災、減災環(huán)境監(jiān)測荒漠化、土壤鹽漬化、環(huán)境污染、海洋生態(tài)、全球氣候變化及其影響、植被變化、海上冰山漂流等有利于人們了解環(huán)境變化，使環(huán)境得到保護和改善工程建設及規(guī)劃大型水利工程、港口工程、核電站、路網、城市規(guī)劃等—其他軍事偵察、海上交通、海洋漁業(yè)等—風云二號對臺風“菲特”監(jiān)測2008年四川北川縣城遙感影像二、全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)（GlobalNavigationSatelliteSystem，簡稱GNSS）1.概念：它利用衛(wèi)星在全球范圍內進行實時定位、導航的系統(tǒng)。2.組成衛(wèi)星星座(空間部分)地面監(jiān)控系統(tǒng)(地面控制部分)信號接收系統(tǒng)(用戶部分)空間部分GPS衛(wèi)星星座用戶設備部分GPS信號接收機地面控制部分地面監(jiān)控系統(tǒng)3.功能和優(yōu)點將命令和數(shù)據(jù)發(fā)送到衛(wèi)星并接收衛(wèi)星的遙測數(shù)據(jù)和測距數(shù)據(jù)的設備全能性全球性全天候連續(xù)性實時性海陸空全能不分晝夜全球覆蓋連續(xù)不斷實時信息全球定位系統(tǒng)能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間并且具有全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性的特點歐洲伽俐略GALILEO俄羅斯格洛納斯GLONASS美國GPS中國北斗BDSGNSS4.四大全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)應用領域具體應用民用交通空中導航：空域劃分與管理；交通流量管理；飛行路線管理；提高機場利用率。航海：自主導航；提供位置、航速、航向和時間信息；海圖航跡顯示；港口、碼頭的船舶調度；近海和內河船舶導航和管理旅游探險

定位；選擇最優(yōu)行進方式和線路；尋找合適的道路和宿營點；報警；選擇最佳記錄攝影地點、時間其他領域大地測量；野外勘測；緊急救援；生態(tài)研究；農業(yè)資源調查；農作物生產等軍用定位和導航防災減災幫助用戶在遭遇自然災害或面臨危險時發(fā)出求救信號，及時報告位置和受災情況，從而確定位置和前進方向，進而導航，有效縮短搜尋救援時間5.

全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的應用：三維坐標運動速度精確授時為導航服務

導航、定位、測量、農業(yè)、救援、監(jiān)視和管理、軍事，在自然災害中精確定位，發(fā)出求救信號，及時報告位置和受災情況。導航與定位高程測量精準農業(yè)救援監(jiān)視管理軍事活動6.全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)在抗災救災中的作用災后的通信聯(lián)絡、減災過程中的災情跟蹤、監(jiān)測等提高減災效率和救災物資空投的準確度救災人員趕赴救災現(xiàn)場的導航和通信聯(lián)絡災情的實時監(jiān)測、災害發(fā)生地點的準確預報等方面4.全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的應用應用領域功能表現(xiàn)具體用途軍事定位、導航

主要用來給航行中的軍艦、飛機及導彈提供定位和導航信息，同時也廣泛應用于野外軍事行動中單兵和移動裝備的定位及跟蹤測量定位

全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)已廣泛應用于大地測量、資源勘察、地殼運動觀測、地基測量應用領域功能表現(xiàn)具體用途交通定位、導航

對車輛進行跟蹤、調度管理、合理分配車輛，從而以最快的速度響應用戶的乘車或配送請求，降低能源消耗，節(jié)省運行成本。同時全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)對車輛還具有導航功能救援定位可對消防人員、救護人員、交通警察進行應急調遣，從而提高緊急事件處理部門對火災、犯罪現(xiàn)場、交通事故等緊急事件的響應效率應用領域功能表現(xiàn)具體用途農業(yè)定位實施“精準農業(yè)耕作”及捕魚區(qū)域地理研究在區(qū)域環(huán)境中利用較多的是導航服務，地面監(jiān)控系統(tǒng)把信息傳給全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，得出處理后的考察點的地理位置和高程，獲得精準數(shù)據(jù)，從而確定位置和前進方向，進而導航2．下列事件中，不需要利用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的是()A．港口、碼頭的船舶調度B．前往利比亞撤僑包機航向的確定C．四川涼山森林大火撲救方案的制定D．山洪地質災害救災時救援物資的投放C1．下列屬于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)組成部分的是()①北斗導航衛(wèi)星②信號接收設備③地面控制站④車載移動電話A．①②③B．①③④C．①②④D．②③④A數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)存儲與管理空間查詢與分析制圖與產品輸出1.概念：對地理空間數(shù)據(jù)進行輸入、處理、存儲、管理、查詢、分析、輸出等的計算機信息系統(tǒng)。三、地理信息系統(tǒng)(GIS

，geographicinformationsystem)2.基本功能：3.GIS工作流程簡要程序信息源地圖、遙感圖像、野外考察、室內實驗、社會經濟統(tǒng)計等獲得的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理:建立空間模型和數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫地物空間特征和屬性的各項數(shù)據(jù)的結合，構成某一主題的圖層，如地貌圖層、土壤圖層、土地利用圖層等空間分析按一定規(guī)劃對所研究的局部進行空間分析，也可以對與局部及其相鄰的部分，以至整個區(qū)域進行綜合分析數(shù)據(jù)表達將系統(tǒng)處理、分析的結果，形成可供研究、規(guī)劃和決策人員使用的產品地理信息系統(tǒng)以圖層為基礎。圖層用圖形、符號、文本等描述某個主題的數(shù)據(jù)，如道路、村莊、河流等。這些圖層可通過位置疊加組合在一起，不同的組合可以形成具有不同實際應用價值的圖片、數(shù)據(jù)及文字信息。例如，將雨量站圖層與行政區(qū)圖層進行疊加，可以獲得雨量站在行政區(qū)的分布信息。4.地理信息系統(tǒng)(GIS)的空間疊加分析圖層疊加分析坡向分布、巖石傾斜滑坡易發(fā)區(qū)河流分布、坡度分布、土石分布水系泥石流易發(fā)區(qū)水系、土地利用、居民點、地形、土壤耕地的分類和評價水系、土地利用、居民點、地形、土壤、水文地質、區(qū)域規(guī)劃深埋垃圾場選址人口密度、交通線路及規(guī)劃圖新建商業(yè)中心選址人口密度、行政區(qū)劃、行政區(qū)人口基數(shù)行政區(qū)人口增長率地理信息系統(tǒng)(GIS)數(shù)據(jù)輸入和處理遙感、地圖和各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)，編碼采集、動態(tài)更新。數(shù)據(jù)存儲和管理數(shù)據(jù)信息重組，數(shù)據(jù)關系描述，數(shù)據(jù)信息資源共享?？臻g查詢和分析根部不同目的，對數(shù)據(jù)進行模型構建、分析處理。制圖和產品輸出短時間內制作各種地圖、統(tǒng)計圖，并實現(xiàn)可視化。5.地理信息系統(tǒng)(GIS)的基本功能6.地理信息系統(tǒng)(GIS)的應用地理信息系統(tǒng)可應用的領域相當廣泛可以說，凡是用到地圖或需要處理地理空間數(shù)據(jù)的領域，都可以借助GIS信息查詢駕車導航景點瀏覽地圖瀏覽三維展示面積測量距離測量模擬預測標記地圖地理信息系統(tǒng)利用遙感技術、全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)等提供的地理數(shù)據(jù)，進行自然災害動態(tài)監(jiān)測、預報預警、快速確定受災范圍及受災情況，為制定減災預案、評估災害損失和指導災后恢復重建等提供依據(jù)。選取地理信息技術手段的方法（一）“點”與“面”判斷全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)

全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的主要功能是定位和導航。它的最大特點是工作對象是“一個點”或“多個點”；

遙感技術和地理信息系統(tǒng)的工作對象——“面”。

在地理信息技術中選取適當手段時，要看其工作對象是“點”還是“面”，如果是“點”則選用全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，如果是“面”則選用遙感技術或地理信息系統(tǒng)。(二)“想”與“看”區(qū)分地理信息系統(tǒng)、遙感技術

地理信息系統(tǒng)是地圖的延伸，主要功能是進行空間數(shù)據(jù)的分析和處理。對“事象”的發(fā)展變化進行預測、評估，需要計算、思考，即“想”，凡是需要“想”的選地理信息系統(tǒng)。

遙感技術是人的視力的延伸，主要功能是收集信息，尤其是對于大范圍、大面積、人不易觀測的地物信息的獲取，即“看”，只“看”不用“想”的選用遙感技術。(三)關鍵詞判斷地理信息技術

①遙感技術：“獲取”空間信息。

②全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)：“定位”“導航”“精確”“精密”“精準”等。

③地理信息系統(tǒng)：“分析”“處理”“查詢”“輸入”等?；顒樱豪玫乩硇畔⒓夹g判斷舟曲泥石流災害的影響2010年8月7日22時左右，甘肅舟曲縣城東北部山區(qū)突降特大暴雨，降雨持續(xù)40多分鐘，雨量達97毫米，引發(fā)特大泥石流。1.對比災害前后的衛(wèi)星遙感影像，在災后圖中勾勒出泥石流的范圍。2.如果估算泥石流沖毀的住宅數(shù)量，還需要哪些信息？3.完成第2題，需要用到地理信息系統(tǒng)的哪些功能？對比分析災害和災后的影響，發(fā)生變化的地區(qū)即為泥石流影響的范圍。還需要災區(qū)住宅分布圖、住宅密度圖及相應的比例尺。需要用到地理信息系統(tǒng)的輸入、處理、查詢、分析等功能。課堂總結

3S技術之間的關系提供空間定位信息反饋信息處理結果提供影像信息提供空間定位信息反饋信息處理結果提供影像信息（眼睛）（腳）（大腦）RSGPSGIS地理信息技術地理信息技術在自然災害防災減災中應用比較廣泛，回答1～3題。1.在臺風災害中，利用遙感技術可以直接(

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)。A.統(tǒng)計受災人數(shù)

B.監(jiān)測臺風運動路線C.分析臺風造成的財產損失數(shù)額

D.分析臺風成因B2.在下列自然災害中，利用地理信息系統(tǒng)無法做到的是(

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)。A.準確預報地震發(fā)生的時間

B.監(jiān)測病蟲害的擴散情況C.收集洪水受災區(qū)的面積信息

D.監(jiān)測沙塵暴的動態(tài)趨勢A3.救災物資空投時，利用全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)主要是為了(

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)。A.減少人力勞動

B.提高空投精確度

C.縮短空投距離

D.減少人員傷亡B2020年9月14日，因美國西海岸山火持續(xù)蔓延，至少有33人喪命、數(shù)十人失蹤，另有數(shù)以千計民房燒毀，多個小鎮(zhèn)付諸一炬。為此，谷歌地球上線“追蹤美國西海岸山火地圖”，該地圖具有山火分布，大火風險評估，火勢趨勢預測等功能。截止目前，據(jù)此完成4-5題。4．“山火地圖”的繪制，最主