2020秋高二地理湘教版必修3學(xué)案：第3章

第三章

地理信息技術(shù)應(yīng)用

第一節(jié)地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用

［生活鏈接］隨著智能手機的快速發(fā)展，將自行車系統(tǒng)加入到智能手機中就

可以加快自行車的發(fā)展，提高自行車的利用率。在此基礎(chǔ)上，利用地理信息系統(tǒng)

能夠開發(fā)出功能非常強大的軟件，更加便利人們的生活。

課程標準學(xué)習目標核心素養(yǎng)

了解:地理信息系統(tǒng)發(fā)展。

知道：地理信息系統(tǒng)的基

本構(gòu)成及基本功能。綜合思維：歸納、總結(jié)地

理解：地理信息系統(tǒng)的工理信息系統(tǒng)的工作原理和

運用有關(guān)資料，了解地理

作原理及其在城市管理中用途。

信息系統(tǒng)(GIS)在城市管

具體應(yīng)用。地理實踐力：結(jié)合實例，

理中的功能。

應(yīng)用：學(xué)會使用常見的地理解地理信息系統(tǒng)在城市

理信息系統(tǒng)產(chǎn)品，并能充建設(shè)和管理中的應(yīng)用。

分利用其主要功能解決相

關(guān)問題。

自主預(yù)習固根基主干引導(dǎo)夯基固本

》主干梳理

一、地理信息系統(tǒng)

1.概念：地理信息系統(tǒng)是一種以采集、存儲、管理、回1分析和描述地球

表面與兩地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。

2.功能：除了一般的存儲、廚管理數(shù)據(jù)外,還能顯示數(shù)據(jù)的兩空間分布,

并具有強大的空間查詢、分析、模擬、統(tǒng)計和廚預(yù)測等功能。

3.發(fā)展

4.組成

計算機主機、數(shù)據(jù)輸入設(shè)備、數(shù)據(jù)輸出設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、

畫硬件設(shè)備

存儲設(shè)備

地理數(shù)據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和兩專題數(shù)據(jù)

面GIS軟件提供存儲、顯示、口］分析地理數(shù)據(jù)的功能

GIS人員GIS系統(tǒng)開發(fā)人員和用戶

應(yīng)用模型解決實際問題的叵］數(shù)學(xué)模型

5.工作過程：主要包括地理數(shù)據(jù)的回輸入、存儲，地理數(shù)據(jù)的詞操作和

分析,以及地理信息輸出等環(huán)節(jié)。

⑴地理數(shù)據(jù)的輸入：將收集好的各種數(shù)據(jù)資料，經(jīng)過叵1分類和格式轉(zhuǎn)換后,

就可輸入到計算機中。其中對圖形數(shù)據(jù)的輸入，常用的方法是掃描紙質(zhì)地圖后進

行?數(shù)字化處理。

(2)GIS數(shù)據(jù)存儲：采用“回分層”技術(shù)，即將地圖中的不同地理要素，存

儲在不同的“圖層”中。將不同的應(yīng)“圖層”要素進行重疊,就形成不同主題

的地圖。

［自我探究］涉及人類生產(chǎn)、生活的課題都可以用GIS進行研究嗎？

［答案］地理信息系統(tǒng)是按地理空間分布特征來反映地理實體結(jié)構(gòu)和動態(tài)

變化規(guī)律的，因此，不反映地理空間分布特征的有關(guān)課題，一般不用GIS進行

研究。

二、地理信息系統(tǒng)與城市管理

1.GIS的應(yīng)用領(lǐng)域：資源調(diào)查、環(huán)境評估、回災(zāi)害預(yù)測、國土管理、城市

規(guī)劃、郵電通信、交通運輸、公安、水利、公共設(shè)施、商業(yè)金融等。

2.GIS在城市建設(shè)和管理中的應(yīng)用

(1)城市規(guī)劃和管理：城市規(guī)劃的設(shè)計、質(zhì)工程選址、城市管理、輔助決策。

(2)基礎(chǔ)設(shè)施管理：畫工程設(shè)計、應(yīng)急搶修、日常維護管理等。

(3)土地利用與管理：對土地利用狀況的畫監(jiān)控和管理。

(4)生態(tài)環(huán)境管理：城市生態(tài)規(guī)劃、環(huán)境評價、環(huán)境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的決

策分析、環(huán)保設(shè)施的管理等。

3.GIS的新進展

主要包括網(wǎng)絡(luò)GIS、三維GIS與虛擬GIS、多媒體GIS等。

［自我探究］GIS在病人急救過程中可提供哪些服務(wù)？

［答案］GIS在病人急救過程中，可提供如下服務(wù)：①快速鎖定病人的位置；

②搜尋距離病人最近的醫(yī)院和救護車；③提供救護車最佳行車路線，以贏得搶救

時間等。

課前速測

1.地理信息系統(tǒng)建立的基礎(chǔ)是()

A.應(yīng)用模型B.地理數(shù)據(jù)

C.GIS硬件D.GIS軟件

答案B

解析地理信息系統(tǒng)建立的基礎(chǔ)是地理數(shù)據(jù)。

2.地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括()

A.硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員、應(yīng)用模型

B.電腦、軟件、數(shù)據(jù)、人員、應(yīng)用模型

C.計算機、數(shù)字化儀、掃描儀、繪圖儀

D.硬件、軟件、數(shù)據(jù)、文字、應(yīng)用模型

答案A

解析地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員、應(yīng)用模型。

?活動點撥

［教材P77活動］

1.略。

2.目前，對地理信息系統(tǒng)的定義還存在分歧，可歸結(jié)為以下四類：

(1)面向數(shù)據(jù)處理過程的定義：認為地理信息系統(tǒng)由地理數(shù)據(jù)的輸入、存儲、

查詢、分析、輸出等子系統(tǒng)組成。

(2)面向?qū)ｎ}應(yīng)用的定義：在面向過程定義的基礎(chǔ)上，按其分析的信息類型

來定義地理信息系統(tǒng)，如土地利用信息系統(tǒng)、礦產(chǎn)資源管理信息系統(tǒng)等。

(3)工具箱定義：這種定義基于軟件系統(tǒng)分析的觀點，認為地理信息系統(tǒng)包

括各種復(fù)雜的處理空間數(shù)據(jù)的計算機程序和各種算法。

(4)數(shù)據(jù)庫定義：在工具箱定義的基礎(chǔ)上，更加強調(diào)分析工具和數(shù)據(jù)庫間的

連接。

3.略。

［教材P81?82活動］

國外GIS軟件，如哈佛大學(xué)開發(fā)的SYMAP系列軟件等。

目前，國內(nèi)下列GIS軟件在解決實際工程能力和技術(shù)創(chuàng)新等方面表現(xiàn)突出，

如MapGIS6.6、SuperMapGIS2003s地網(wǎng)V5.0、CiloMap等。

「教材P85活動］

國外地理信息系統(tǒng)的發(fā)展歷程：國際上地理信息系統(tǒng)的發(fā)展始于20世紀60

年代，地理信息系統(tǒng)起源于北美，世界上第一個運行性的地理信息系統(tǒng)是在1963

年加拿大土地調(diào)查局為了處理大量的土地調(diào)查資料，由測量學(xué)家R.F.Tomlinson

提出并建立的。同一時期美國哈佛大學(xué)的計算機圖形與空間分析實驗室，建立了

SYMAP系統(tǒng)軟件，竭力發(fā)展空間分析模型和制圖軟件。20世紀70年代以后，

GIS朝實用方向迅速發(fā)展。美國、加拿大、英國、瑞典、日本等發(fā)達國家先后建

立了許多不同專題、不同規(guī)模、不同類型的各具特色的地理信息系統(tǒng)。20世紀

80年代是GIS普及和推廣應(yīng)用的大發(fā)展階段，由于新一代高性能計算機的普及

和迅速發(fā)展，GIS也逐步走向成熟。20世紀90年代，GIS已成為確定性產(chǎn)業(yè)，

投入使用的GIS系統(tǒng)，每2?3年就翻一番。GIS已滲透到各行各業(yè)，愈來愈多

的國際性會議、學(xué)術(shù)刊物以GIS為主題，它已成為人們規(guī)劃管理中不可缺少的

應(yīng)用工具。

中國地理信息系統(tǒng)的發(fā)展歷程：中國的地理信息系統(tǒng)研究與應(yīng)用始于20世

紀70年代末80年代初，雖然歷史較短，但發(fā)展很快。大體分三個階段：第一階

段，1978?1980年為準備階段，主要是輿論準備，隊伍組建，開始GIS的啟蒙

研究。第二階段，1981?1985年為起步階段，主要對GIS進行理論探索和區(qū)域

性實驗研究，并制定國家GIS的規(guī)范，進行信息采集、數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計。1985

年國家資源與環(huán)境信息系統(tǒng)實驗室成立。第三階段，從1986年到現(xiàn)在，為GIS

的全面發(fā)展階段，作為一個全國性的研究領(lǐng)域，GIS已逐步和國民經(jīng)濟建設(shè)相結(jié)

合，取得了重大進展和實際應(yīng)用效益。

主題探究提素能創(chuàng)設(shè)情境激活思維

06搭建平臺巧探究DAJIANPINGTAQAOTANJIU

2016年10月25日，北京超圖軟件股份有限公司在京發(fā)布了其新產(chǎn)品

“SuperMapGIS8c(2017)”，添加了空間大數(shù)據(jù)引擎，為用戶基于地理信息的大數(shù)

據(jù)處理、挖掘與分析提供了便利。

“超圖提供的不是大數(shù)據(jù)本身，而是大數(shù)據(jù)的處理能力與處理平臺，讓更多

人擁有處理時空大數(shù)據(jù)能力?！背瑘D副總裁、研究院院長李紹俊介紹，新版本提

供大宗數(shù)據(jù)的自動分割功能，增加了空間統(tǒng)計分析模塊，可用于疾病、犯罪等空

間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。止匕外，新版本還優(yōu)化了三維地圖顯示性能，支持VR頭盔,

并首次添加室內(nèi)導(dǎo)航功能。

據(jù)此探究下列問題。

(l)“SuperMapGIS8c(2017)”屬于“3S”系統(tǒng)中的哪一類？

(2)“SuperMapGIS8c(2017)”的工作過程需要哪些環(huán)節(jié)？

［答案］(DGISo

（2）信息輸入、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫管理、空間分析、信息輸出等。

茲拓展思維巧歸納TUOZHANS-OGUINA

地理信息系統(tǒng)可以解決的四類基本問題及工作程序

（1）解決的四類基本問題

①與分布、位置有關(guān)的基本問題。

GIS可以方便地查詢地物的位置、地物的相關(guān)屬性。也可以用地物屬性來查

詢地物位置。顯示了GIS對信息空間表達的功能，它實際是回答以下兩個問題:

a.“地點”：對象（地物）在哪里？

b.“狀況”：哪些地方符合特定的條件，對象（地物）的屬性。

②趨勢分析。

GIS能夠了解地物隨時間變化的過程，分析該地物發(fā)展趨勢，即回答“從何

時起發(fā)生了哪些變化？”

③模式問題。

對象的分布存在何種空間模式，即揭示各種地物之間的空間關(guān)系。通過GIS

建立地物分布及其組合的空間模式，進而分析模式各要素間的空間關(guān)系。

④模擬問題。

利用數(shù)據(jù)及已掌握的規(guī)律建立模型，就可以模擬某個地方如果具備某種條件

時將出現(xiàn)的結(jié)果，即回答“如果……將如何”。例如，高程與被淹沒地區(qū)的關(guān)系、

溫室效應(yīng)與海平面上升的關(guān)系。

（2）工作程序

地理信息系統(tǒng)能對地理空間數(shù)據(jù)進行輸入、管理、分析和表達，其簡要程序

和每個程序含義圖示如下：

數(shù)據(jù)源（地圖、遙感圖像,實驗數(shù)據(jù)、CPS數(shù)據(jù)等）

~采I集~

數(shù)據(jù)處理（即建立空間模型和數(shù)據(jù)模型）

存I儲

數(shù)據(jù)庫（關(guān)于某一研究區(qū)域的若干圖層的總和）

分I析

數(shù)據(jù)分析（使各類數(shù)據(jù)之間的關(guān)系以fi觀

的形式表現(xiàn)出來，如圖形、地圖或表格）

輸I出~

表達（將系統(tǒng)分析的結(jié)果形成地圖、

圖像、圖表、數(shù)字等產(chǎn)品）

靈活運用重實踐

從南海、東海、黃海到渤海，我國18000km的大陸海岸線上，每天都在上

演“填海大戲”。讀圖，完成⑴?⑵題。

(填海造陸進程)

⑴通過圖示GIS空間分析，能得到近年來我國()

A.填海區(qū)人口遷入數(shù)量

B.填海區(qū)植被類型

C.填海區(qū)土地利用類型

D.填海區(qū)面積

⑵圖示GIS應(yīng)用的領(lǐng)域是()

A.環(huán)境評估B.國土管理

C.城市規(guī)劃D.災(zāi)害預(yù)測

［解題思路】第(1)題，研究不同時期的RS影像，分析海岸線位置的變化，

可判斷陸地面積變化。第⑵題，由填海造陸進程可知，GIS應(yīng)用領(lǐng)域是國土管理。

1答案］(DD(2)B

［方法指導(dǎo)］GIS圖層疊加示意圖的判讀技巧

(1)首先要明確GIS圖層疊加示意圖是由哪些專題圖層組成的，由于這些專

題圖層是由許多的具有空間屬性的數(shù)據(jù)在計算機中生成的，所以它們分別反映了

某種專題地理事物的空間分布特征。

(2)其次要明確不同的專題圖層反映的地理事物之間的空間聯(lián)系。例如，從

水系圖層中可以找到河流的上游地帶，而河流的上游從地形上看往往是山地，其

在地形圖層中則反映為等高線較為密集，有一定的坡度等特征；在水系圖層中也

可以找到河流的下游，而河流的下游在地形圖層上常表現(xiàn)為等高線稀疏且數(shù)值較

小，該地區(qū)在土壤分布圖層上則常表現(xiàn)為土層深厚、肥沃，在區(qū)域城市分布圖層

上則常表現(xiàn)為聚落或城市密集的特點。

(3)最后要明確圖層疊加之后會形成一個可以反映多個地理要素分布特征的

新圖層，在新圖層中的某個位置上，我們就可以綜合考慮各個要素，進行人類生

產(chǎn)、生活活動場所的選擇或評價。

探究點圖地理信息系統(tǒng)與城市管理

纏搭建平臺巧探究DA-TAIQIAOTANJIU

讀某城區(qū)公共衛(wèi)生地理信息系統(tǒng)部分顯示，探究下列問題。

該系統(tǒng)將多方面數(shù)摳貴源整合,通示了城

區(qū)綜合地圖,凰療賢源分布3題圖和影像

知K對JW/jiffltt.可以根據(jù)比例尺的

變化控制地圖中的地利資源M示的洋叢W

度,還可以對侑◎進行分類查詢.修改.

補充等工作

發(fā)生應(yīng)急少件時.輸

在該系統(tǒng)中人應(yīng)急路線的起點和

可以根據(jù)地終點.系統(tǒng)會分析出

點，傳染病網(wǎng)點間的最優(yōu)路科.

沖等要素來井計算出路整的長度

選樣制作不以及經(jīng)過的路線名稱.

同的。園圖從而為應(yīng)急小件處置

和統(tǒng)計圖提供決策支將

(1)在圖中所示的地理信息系統(tǒng)中，可能用到哪些方面的數(shù)據(jù)？

(2)地理信息系統(tǒng)在城市管理中具有哪些優(yōu)勢？

(3)GIS和地圖、電子地圖有何區(qū)別？

［答案］(1)在該系統(tǒng)中用到了醫(yī)療資源點和傳染病分布等信息。

(2)在城市管理中，可以對相關(guān)信息進行綜合分析。發(fā)生應(yīng)急事件時，輸入

應(yīng)急路線的起點和終點，系統(tǒng)會分析出兩點間的最優(yōu)路徑，并計算出路徑的長度

以及經(jīng)過的路線名稱，從而為應(yīng)急事件處置提供決策支持。

(3)GIS與地圖的基本區(qū)別在于GIS將地物的各種特征數(shù)據(jù)化。GIS與電子地

圖的區(qū)別是：GIS是可以隨時修改和更新的計算機軟件系統(tǒng)，而電子地圖只是把

GIS的階段性成果做成供人們查詢的產(chǎn)品。

06拓展思維巧歸納TUOZHANSIWE⑼AOG5NA

1.地理信息系統(tǒng)在城市管理中的功能

應(yīng)用II主要功能I

向城市居民提供工作與生活

城市信息管理與服務(wù)所需的各種信息

2.地理信息系統(tǒng)在災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用

應(yīng)用地理信息系統(tǒng)，并借助于遙感技術(shù)，可有效地監(jiān)測和預(yù)報洪澇災(zāi)害、森

林火災(zāi)等。

地

理

信

息

系

統(tǒng)

患

索

搜

最

看患

者件啟動最佳

指導(dǎo)醫(yī)生

救

急

體

近

具

者路徑功能

家實施緊急

黃

輛

小

位紿救護車

屬救治

指引道路

0』靈活運用重實踐

下圖為某專題研究建立的地理信息系統(tǒng)(GIS)圖層。據(jù)此完成(1)?(2)題。

A.耕地分類和評價B.工業(yè)分布與交通的關(guān)系

C.商業(yè)分布和規(guī)劃D.學(xué)校布局

(2)若利用該地理信息系統(tǒng)進行深埋垃圾場選址，應(yīng)增加下列圖層中的()

①大氣污染②區(qū)域規(guī)劃③造紙廠、印刷廠分布④水文、地質(zhì)

A.①②B.①③

C.②③D.②④

［解題思路］第⑴題，根據(jù)圖示的圖層信息：土壤、地形、居民點、土地利

用和水系分布可以說明該專題研究可能是耕地的分類和評價。第⑵題，垃圾深

埋易對地下水造成污染，并且會對某些地表功能區(qū)的布局產(chǎn)生影響，故需要區(qū)域

規(guī)劃和水文地質(zhì)圖層信息。

［答案］(DA(2)D

［方法指導(dǎo)］地理信息系統(tǒng)與一般信息系統(tǒng)的區(qū)別

類別區(qū)別

一般信息系統(tǒng)只能存儲、管理數(shù)據(jù)，不能將數(shù)據(jù)在空間上的分布表現(xiàn)出來

除了一般信息系統(tǒng)的功能外，還能顯示數(shù)據(jù)的空間分布，并具

地理信息系統(tǒng)

有強大的空間查詢、分析、模擬、統(tǒng)計和預(yù)測等功能

小題速測試身手對點遷移及時反饋

探究點1地理信息系統(tǒng)

香港電子地圖是GIS(地理信息系統(tǒng))的典型反映，與普通地圖相比，具有很

多優(yōu)點。據(jù)此完成1?2題。

1.GIS技術(shù)與普通地圖的共同特點是（）

A.信息量一樣大

B.都便于查詢各種信息

C.都可以進行空間分析

D.都利于數(shù)據(jù)化處理各種信息

答案C

解析GIS是地理信息系統(tǒng)的簡稱，它是在地圖的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是一

種以采集、存儲、管理、分析和描述地球表面與地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的空間信息系

統(tǒng)。它的信息量大，有利于數(shù)據(jù)的管理和查詢，但其與普通地圖一樣都可以進行

空間分析。

2.下列有關(guān)香港電子地圖內(nèi)容的敘述，錯誤的是（）

A.可以方便地查詢香港的三維地形或地圖信息

B.可以分類或局部查詢相關(guān)地理信息

C.可以直接及時準確監(jiān)控香港所發(fā)生的任何事件

D.可隨時切換、縮放、更新、修改新的圖層

答案C

解析由于地理信息系統(tǒng)信息來源相對有一定滯后性，所以不能直接及時準

確監(jiān)控事件的發(fā)生、發(fā)展過程。

探究點2地理信息系統(tǒng)與城市管理

在GIS中，不同類型的地理空間信息儲存在不同的圖層上。疊加不同的圖

層可以分析不同要素間的相互關(guān)系。據(jù)此回答3?4題。

3.城市交通圖層與城市人口分布圖層的疊加，可以（）

A.為商業(yè)網(wǎng)點選址

B.分析建筑設(shè)計的合理性

C.計算城市水域面積

D.估算工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值

答案A

解析在GIS中，地物空間特征和屬性的各項數(shù)據(jù)的結(jié)合，構(gòu)成某一主題

的圖層。城市交通圖層與城市人口分布圖層的疊加可以為商業(yè)網(wǎng)點選址提供依

據(jù)。

4.對比1990年與2009年城市土地利用圖進行分析能夠()

A.計算交通流量的變化

B.預(yù)測洪澇災(zāi)害的發(fā)生

C.了解城市地域結(jié)構(gòu)變化

D.預(yù)測城市降水變化趨勢

答案C

解析城市地域結(jié)構(gòu)是指各功能區(qū)的分布、組合，而住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)、工業(yè)

區(qū)等構(gòu)成的地域結(jié)構(gòu)的變化首先表現(xiàn)為土地利用的變化。

第二節(jié)遙感技術(shù)及其應(yīng)用

［生活鏈接］當前，我國多地農(nóng)業(yè)統(tǒng)計調(diào)查進入無人機時代。無人機技術(shù)通

過對影像的拼接、裁剪、處理、提取、分析等，直觀展現(xiàn)農(nóng)作物種植情況的時空

分布，計算農(nóng)作物的種植面積，實現(xiàn)定時、定量、定位的精準監(jiān)測，取得真實客

觀的種植面積數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)精度、可靠性和實效性大幅度提高。

課程標準學(xué)習目標核心素養(yǎng)

了解：遙感技術(shù)的發(fā)展歷史。

綜合思維：歸納、總結(jié)遙

運用有關(guān)資料，知道：遙感技術(shù)的概念、發(fā)展過程及

感的工作原理和用途。

了解遙感(RS)在分類。

地理實踐力：了解遙感在

資源普查、環(huán)境理解:遙感技術(shù)的工作原理及其在資

資源普查中的應(yīng)用，學(xué)會

和災(zāi)害監(jiān)測中的源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測中的作用。

運用遙感技術(shù)原理解決

作用。應(yīng)用：學(xué)會利用遙感成像特點及規(guī)律

實際問題。

簡單地解譯、判讀遙感影像。

自主預(yù)習固根基主干引導(dǎo)夯基固本

?主干梳理

一、遙感技術(shù)

1.遙感的概念與發(fā)展

(1)原理：不同物體對畫電磁波發(fā)射、反射和吸收的特性不同。

(2)概念：借助對應(yīng)］電磁波敏感的儀器,在不與探測目標接觸的情況下，記

錄目標物對電磁波的砥I輻射、反射、散射等信息,揭示目標物的特征、性質(zhì)及

其變化的綜合探測技術(shù)。

’視域廣闊，監(jiān)測范圍大，可覆蓋整個地球

(3)特點(能夠瞬時成像、實時傳輸、快速處理，迅速獲

、取回信息和實施動態(tài)監(jiān)測

2.遙感技術(shù)系統(tǒng)與遙感類型

(1)系統(tǒng)組成：由南遙感平臺、傳感器、固信息傳輸裝置、數(shù)字或圖像處

理設(shè)備以及相關(guān)技術(shù)等組成O

(2)分類

分類依據(jù)類型

遙感平臺的高度國航天遙感、航空遙感、近地遙感

傳感器是否主動向觀測

畫主動式遙感與兩被動式遙感

目標發(fā)射電磁波

回紫處遙感、可見光遙感、n川紅外遙感、微波遙感、

電磁波的波譜范圍

多譜段遙感等

叵蘇境遙感、大氣遙感、回資源遙感、海洋遙感、地

應(yīng)用領(lǐng)域或?qū)ｎ}

質(zhì)遙感、農(nóng)業(yè)遙感、回林業(yè)遙感等

⑶航天遙感、航空遙感與近地遙感的比較

航天遙感航空遙感近地遙感

地球資源、海洋、氣象

運載工具利用「同飛機攜帶遙

等同專題衛(wèi)星,以及

及遙感平感儀器，距地面距地面幾十米以內(nèi)

航天飛機、宇宙飛船、

臺量1度600?25000米

航天空間站等

「網(wǎng)機動性強,可以主要用于呵城市遙

主要優(yōu)點回覆蓋范圍大,不受根據(jù)研究主題選擇感、海面污染監(jiān)測、

及應(yīng)用范領(lǐng)空限制，可進行定適當?shù)膫鞲衅?、適當囪森林火災(zāi)監(jiān)測等

H期、重復(fù)觀測等的飛行高度和飛行中高分辨率的遙感任

區(qū)域務(wù)中

［自我探究］如何理解遙感是人的視力的延伸？

［答案］遙感是人的視力的延伸，它主要表現(xiàn)在以下三方面：

⑴遙感能夠精確地觀測到距離更遙遠、范圍更廣闊的現(xiàn)象。例如，我國的

氣象衛(wèi)星可以獲得整個地球的影像等。

(2)遙感能夠更及時、更持久地監(jiān)測事物的發(fā)展變化。例如，衛(wèi)星可以對臺

風、沙塵暴的發(fā)生、發(fā)展和消亡進行動態(tài)監(jiān)測。

(3)遙感能觀察到可見光之外肉眼看不見的光線。這些肉眼看不見的光線包

括紫外線、紅外線、微波等。它們往往包含了物體重要的信息，例如，紅外線常

含有物體溫度的信息。

二、遙感與資源普查

1.勘探礦產(chǎn)資源

(1)借助遙感技術(shù)發(fā)現(xiàn)蘊藏礦產(chǎn)的畫地質(zhì)斷裂或環(huán)形構(gòu)造帶。

(2)分析畫遙感圖像劃定蘊藏礦產(chǎn)的大致區(qū)域,縮短探礦時間。

2.調(diào)查生物資源

(1)技術(shù)手段：通過遙感圖像解譯或畫圖像處理技術(shù)。

(2)內(nèi)容：提取植被的分布、類型、結(jié)構(gòu)、健康狀況、固產(chǎn)量等信息。

(3)服務(wù)部門：農(nóng)業(yè)、林業(yè)、同城市綠化、環(huán)境保護等。

三、遙感與環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測

1.意義

(1)為社會信息化提供回1高分辨率的信息資源。

(2)改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)、生活與交往方式。

(3)提高人類對周圍生活環(huán)境與國災(zāi)害的認識。

2.洪澇災(zāi)害的監(jiān)測

(1)優(yōu)點：實時和準確地收集洪水分布資料。

(2)作用：為網(wǎng)抗洪救災(zāi)和減災(zāi)決策提供重要的依據(jù)。

［自我探究］能夠利用遙感預(yù)測地震等地質(zhì)災(zāi)害嗎？

［答案］由于遙感與人工調(diào)查相比具有巨大的優(yōu)越性，所以應(yīng)用越來越廣

泛；但是一些電磁波不明顯(如某種疾病的疫情等)，或在地下，具有突發(fā)性的災(zāi)

害(如地震、火山噴發(fā)等)仍然無法預(yù)測。

》課前述測

1.遙感的關(guān)鍵裝置是()

A.航空器B.傳感器

C.膠片質(zhì)量D.磁帶質(zhì)量

答案B

解析遙感的關(guān)鍵裝置是傳感器，它對遙感圖像的質(zhì)量起關(guān)鍵性作用。

2.下列不能用遙感衛(wèi)星直接監(jiān)測的自然災(zāi)害是()

A.臺風B.洪澇

C.地震D.森林病蟲害

答案C

解析地震災(zāi)害具有突發(fā)性，且發(fā)生在地下，遙感衛(wèi)星不能直接監(jiān)測。

》活動點撥

［教材P91活動］

不同地物在同一波段反射率不同，同一地物在不同波段反射率也不同，由此

導(dǎo)致其反射波譜特征不同，根據(jù)地物反射波譜曲線就可以區(qū)分和識別地表物體。

［教材P92活動］

1.在特定的衛(wèi)星圖像上，健康的植被往往呈鮮紅色，而長勢比較弱的植被

顏色比較淺。因此人們可以通過衛(wèi)星圖像上植被顏色的差異判定植物的生長狀

況。

2.判斷水體污染、分析城市大氣污染、監(jiān)測森林火災(zāi)、調(diào)查生物資源、估

算農(nóng)作物產(chǎn)量、勘探礦產(chǎn)資源等領(lǐng)域。

3.不同的土地利用類型如草地、荒地、播荒的土地具有不同的電磁波特性,

衛(wèi)星傳感器探測這些土地利用類型對電磁波的反射和它們自身發(fā)射的電磁波，然

后按照一定的規(guī)律把電磁波特性轉(zhuǎn)換為圖像，經(jīng)過處理，提取土地利用類型的信

息，完成遠距離識別地物和地物的狀態(tài)，實現(xiàn)對土地資源的普查。

［教材P93?94活動］

1.判斷三幅遙感圖像可以分析出黃河三角洲地區(qū)建筑用地的變化，如黃河

北岸地區(qū)建筑用地明顯增多，居住區(qū)和沿海水產(chǎn)業(yè)建筑區(qū)的面積增大；也可以分

析出黃河三角洲地區(qū)環(huán)境的變遷，如植被覆蓋區(qū)范圍的增大表明很多地方由原來

的荒地變?yōu)榉N植業(yè)區(qū)；還可以分析出黃河三角洲地區(qū)的環(huán)境問題，如黃河水攜帶

的泥沙有明顯增多的趨勢，說明黃河流經(jīng)地區(qū)的環(huán)境破壞非常嚴重、水土流失在

加劇。

2.我國的環(huán)境與災(zāi)害問題有：土地荒漠化、土壤鹽漬化、環(huán)境污染、植被

破壞、水旱災(zāi)害、滑坡、地震、泥石流、農(nóng)林病蟲害、森林火災(zāi)等。

遙感技術(shù)可以及時探知森林火災(zāi)發(fā)生的地點和范圍，分析大火蔓延的方向，

為滅火總指揮部制訂滅火計劃、滅火部署提供科學(xué)依據(jù)。

3.遙感在環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測中的案例：美國利用衛(wèi)星圖像研究煙塵污染，監(jiān)

測到紐約因傾倒垃圾、酸液所引起的污染范圍。他們曾經(jīng)利用1972年10月10

日的陸地衛(wèi)星圖像，發(fā)現(xiàn)有一股從紐約新建的國際造紙公司排入尚普蘭湖的污染

流，這股污染流一直流到附近的佛蒙特州，地面的觀測也證實了這個結(jié)論，為此

佛蒙特州以衛(wèi)星圖像為依據(jù)，對該廠提出了法律訴訟。

主題探究提素能創(chuàng)設(shè)情境激活思維

探究點遙感技術(shù)

■搭建平臺巧探究AOTAI

讀遙感工作原理示意圖，探究下列問題。

(1)遙感衛(wèi)星的關(guān)鍵裝置是什么？除了遙感衛(wèi)星之外還有哪些常見的遙感平

臺？

(2)與傳統(tǒng)方法相比，遙感技術(shù)有哪些優(yōu)點？

(3)遙感探測與傳感器運載工具飛行高度有何關(guān)系？

［答案］(1)關(guān)鍵裝置是傳感器。遙感平臺還包括航空遙感平臺(如各種飛機、

氣球、探空火箭等)和航天遙感平臺(如宇宙飛船、航天空間站和航天飛機等)。

(2)優(yōu)點：探測的范圍大、獲得資料的速度快、周期短、手段多；獲得的信

息量大、用途廣泛；提高精度、質(zhì)量，節(jié)省人力、物力，提高效率。

(3)傳感器運載工具的飛行高度對遙感探測的范圍、速度、周期、分辨率等

影響很大。一般來說，運載工具飛得越高，探測的范圍越大，獲得資料的速度越

快，周期越短，對地物的分辨率越低。反之，運載工具飛得越低，探測的范圍越

小，獲得資料的速度越慢，周期越長，對地物的分辨率越高。需要注意的是，遙

感對地物的分辨率除與飛行高度有關(guān)外，還與傳感器的性能有關(guān)。

0拓展思維巧歸納TUOZHANS-AOGUINA

遙感技術(shù)

(1)工作環(huán)節(jié)

(2)優(yōu)點

①探測的范圍大：每幅陸地衛(wèi)星圖像覆蓋的地面范圍達3萬平方千米。

②獲得資料的速度快、周期短：陸地衛(wèi)星遙感每18天可以覆蓋地球一遍，

并且是連續(xù)觀測。

③手段多，獲得的信息量大：遙感可以根據(jù)不同目的和任務(wù)，選用不同的波

段和不同的遙感儀器取得所需的信息，還能探測到一定深度的海底和冰層。

④用途廣泛：遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、海洋、水文、氣象、

測繪、環(huán)境保護、防災(zāi)救災(zāi)和軍事偵察等許多領(lǐng)域。

畫靈活運用重實踐UNGHUOYUNYONGZHONGSHLHAN

中國嫦娥系列已經(jīng)發(fā)射過多次，其中在2013年12月2日1時30分，嫦娥

三號月球探測器由長征三號乙運載火箭從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，2013年12月

14日成功軟著陸于月球雨海西北部，登月任務(wù)獲得成功。據(jù)此完成⑴?(2)題。

(1)獲取月球表面影像技術(shù)的一般特點是()

A.可提供精密的三維坐標、速度和時間，具有連續(xù)性和實時性

B.可通過專門的計算機系統(tǒng)，成為地圖的延伸

C.可對遙遠地物進行感知，探測范圍大，受地面限制少

D.可以對地理空間數(shù)據(jù)進行輸入、管理、分析和表達

(2)“嫦娥二號”距離月球最近只有15千米，比“嫦娥一號”近得多，這有

利于()

A.節(jié)省探測時間B.提高探測分辨率

C.獲取更大區(qū)域圖像D.便于控制降落

［解題思路］第⑴題，遙感技術(shù)的特點是：視野廣闊，監(jiān)測范圍大，可覆蓋

整個地球；能夠瞬時成像、實時傳輸、快速處理，迅速獲取信息和實施動態(tài)監(jiān)測

的特點。第⑵題，嫦娥二號距離月球近，這有利于更近距離地獲取信息，提高

探測分辨率。

［答案］(DC(2)B

「方法指導(dǎo)］圖示法記憶遙感技術(shù)的特點

探究點圖遙感與資源普查

茲搭建平臺巧探究DA—

閱讀下面漫畫，探究下列問題。

無處藏身

⑴漫畫中反映了遙感技術(shù)在哪一領(lǐng)域的應(yīng)用？

(2)遙感技術(shù)還能應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？

［答案］(1)勘探礦產(chǎn)資源。

(2)生物資源普查、環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測等。

茲拓展思維巧歸曲T-GUINA

遙感與資源普查

勘探礦產(chǎn)資源，調(diào)查生物資源、水資源等是遙感技術(shù)在資源普查中的應(yīng)用領(lǐng)

域，如下表所示:

應(yīng)用領(lǐng)域具體內(nèi)容意義

蘊藏礦產(chǎn)的地方有許多是地質(zhì)斷人們只需要分析遙感圖像就

勘探礦產(chǎn)資源裂或環(huán)形構(gòu)造帶，借助遙感技術(shù)可以劃定蘊藏礦產(chǎn)的大致區(qū)

較容易“發(fā)現(xiàn)”礦產(chǎn)的存在域，大大縮短探礦時間

通過遙感圖像解譯或圖像處理技

為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市綠化、

調(diào)查生物資源術(shù)，提取植被的分布、類型、結(jié)

環(huán)境保護等部門服務(wù)

構(gòu)、健康狀況、產(chǎn)量等信息

遙感在流域和水資源、農(nóng)業(yè)節(jié)水

為合理利用和保護有限的水

灌溉以及水質(zhì)監(jiān)測和預(yù)警、水土

調(diào)查水資源資源，提高水資源的利用率

保持監(jiān)測等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)

提供信息支撐

用并產(chǎn)生很大影響

面靈活運用重實踐

一種物質(zhì)所產(chǎn)生的自身輻射或?qū)ν鈦磔椛渌a(chǎn)生的反射，形成了該物質(zhì)的一

種特殊標志——波譜特征。下圖顯示了松林、草地、紅砂巖和泥漿的反射波譜曲

線，讀圖，回答(1)?(3)題。

JL種地物的反射波譜曲線

X光紫外線可見光紅外線

_______1I.「I1

波長(微米)0.0050.40.761.5

(1)紅砂巖具有高反射率的波段是()

A.紅外線B.X光

C.可見光D.紫外線

(2)在近紅外線波段(波長在0.76?1.5微米之間)反射率變化最大的是()

A.泥漿B.草地

C.紅砂巖D.松林

(3)根據(jù)圖中幾種地物的反射波譜曲線，可以利用遙感所做的工作是()

A.判斷水域狀況B.探測植被類型

C.估算地物面積D.判斷土地利用類型

［解題思路］第(1)題，由圖可知，紅砂巖反射率最高的波長位于。6微米附

近，對應(yīng)波段為可見光。第⑵題，在近紅外波段，草地的反射率變化最大。第(3)

題，由題目松林、草地、紅砂巖、泥漿等可知，可以利用遙感所做的工作是判斷

土地利用類型。

［答案］(1)C(2)B(3)D

［方法指導(dǎo)］解譯遙感圖像的方法——對比分析法

對比分析是指用不同波段、不同時間的衛(wèi)星圖像以及地面的已知資料進行對

比，對比的目的在于相互補充、相互驗證，從衛(wèi)星圖像上提取更多有用的信息，

使判讀結(jié)果更加準確可靠。

3

茲搭建平臺巧探究DA-TAQA0TANJIU

不同物體和物體的不同狀態(tài)具有不同的電磁波特性，衛(wèi)星傳感器探測地表物

體對電磁波的反射和物體自身發(fā)射的電磁波，然后按照一定的規(guī)律把電磁輻射轉(zhuǎn)

換成圖像，經(jīng)過處理，提取物體信息，完成遠距離識別物體和物體的狀態(tài)，這就

是遙感工作的基本原理。

據(jù)此探究下列問題。

(1)根據(jù)以上文字材料，請你設(shè)計用遙感技術(shù)對我國滇池流域水質(zhì)狀況監(jiān)測

的方案，并提出治理的措施。

(2)請照例另擬列出衛(wèi)星遙感技術(shù)的兩個應(yīng)用領(lǐng)域及相關(guān)的課題名稱。

序號應(yīng)用領(lǐng)域課題名稱

例防災(zāi)減災(zāi)長江流域洪水動態(tài)分析

①

②

［答案］（1）方案A：獲得滇池水質(zhì)狀況遙感影像資料（或建立滇池水質(zhì)遙感

監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)）。方案B：對水質(zhì)出現(xiàn)的異常狀況進行分析，提出預(yù)報（或根據(jù)遙

感信息對水質(zhì)狀況監(jiān)測分析，提出防治措施）。措施A：防止工業(yè)“三廢”（或農(nóng)

田廢水、污染河水、其他廢棄物）直接排入湖中。措施B：保護滇池周邊生態(tài)環(huán)

境；對已污染水體進行（人工或生化方法）治理。

⑵

序號應(yīng)用領(lǐng)域課題名稱

例防災(zāi)減災(zāi)長江流域洪水動態(tài)分析

①資源普查野生藏羚羊種群數(shù)量及分布

②環(huán)境監(jiān)測太湖的污染監(jiān)測

Y拓展思維巧歸納

遙感與環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測

應(yīng)用領(lǐng)域具體內(nèi)容備注

荒漠化、土壤鹽漬化、海上冰山漂流、海洋有利于人們了解環(huán)境

環(huán)境監(jiān)測生態(tài)、全球氣候變化及其影響、植被變化、變化，使環(huán)境得到保護

水體污染、大氣污染等和改善

旱情、洪災(zāi)、滑坡、泥石流、火山爆發(fā)、農(nóng)

災(zāi)害監(jiān)測有利于防災(zāi)減災(zāi)

林病蟲害、森林火災(zāi)等

a靈活運用重實踐

目前遙感技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于資源普查、災(zāi)害和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。據(jù)此回答

⑴?⑵題。

（1）不同地物在同一光譜波段上的反射率差異越大，越容易區(qū)分。下圖反映

了甲、乙兩類植物在生長期內(nèi)兩個波段上的反射率。在遙感影像上區(qū)分這兩類植

物，應(yīng)該選擇生長期內(nèi)哪一天的影像（）

A.第30天B.第75天

C.第100天D.第130天

(2)如果用遙感技術(shù)來監(jiān)測火災(zāi)，可以()

A.用來預(yù)測引起火災(zāi)的原因

B.預(yù)測森林火災(zāi)的發(fā)生地點

C.預(yù)測森林火災(zāi)所造成的后果

D.及時探知火災(zāi)地點和范圍

［解題思路］第(1)題，由圖可知，第30天，波段1和波段2的兩類植物反

射率曲線間隔均寬，區(qū)分明顯；選項中其他時段波段1和波段2的兩類植物反射

率曲線間隔較窄，區(qū)分不明顯。第⑵題，遙感可及時探知火災(zāi)地點和范圍，不

能預(yù)測火災(zāi)成因、地點和后果。

［答案］(DA(2)D

［方法指導(dǎo)］遙感影像圖片的判讀方法

(1)首先要明確遙感影像圖片的主題內(nèi)容。這是進行準確判讀的前提。如格

陵蘭島冰原面積變化遙感圖中需要判讀的是格陵蘭島的冰原面積的變化特征。

格陵蘭島冰原面積變化遙感圖

(2)了解影像圖片中的各種地物的差別及特征。包括形狀、大小、陰影、色

調(diào)、顏色、紋理、圖案、位置和布局等。如上圖中我們可以抓住色調(diào)和形狀兩個

要素進行判讀，依據(jù)色調(diào)可確定圖中的白色區(qū)域為冰原部分，依據(jù)其形狀的變化

可確定冰原面積的變化。

（3）對主題判讀地物進行分析、推理，得到我們想要的結(jié)論。如對兩幅圖的

對比，可以發(fā)現(xiàn)格陵蘭島的冰原面積大大減少，說明是全球氣候變暖導(dǎo)致的，其

冰原面積的減少必然會對全球的生態(tài)環(huán)境帶來一定的影響。

小題速測試身手對點遷移及時反饋

探究點1遙感技術(shù)

1.關(guān)于遙感技術(shù)的敘述，正確的是（）

A.遙感是人們利用肉眼在遙遠的宇宙空間對地理事物進行感知

B.遙感是人們利用一定的技術(shù)裝備，對遙遠的宇宙事物進行感知

C.遙感的關(guān)鍵是航空器或衛(wèi)星

D.遙感技術(shù)能監(jiān)測洪澇災(zāi)害的發(fā)展變化，便于人們及時地安排防災(zāi)、救災(zāi)

工作

答案D

解析遙感是人們利用一定的技術(shù)裝備，在航空器或航天器上，對遙遠的地

物進行感知。

2.為了及時獲取、更新反映地球上大范圍地區(qū)動態(tài)變化情況的遙感數(shù)據(jù)，

宜選擇的遙感平臺（裝載傳感器的平臺）是（）

A.遙感車B.氣球

C.飛機D.人造地球衛(wèi)星

答案D

解析“及時獲取、更新反映地球上大范圍地區(qū)動態(tài)變化情況的遙感數(shù)

據(jù)”，所以需要的遙感平臺高度較高，人造地球衛(wèi)星是宜選擇的遙感平臺。

探究點2遙感與資源普查

2015年玉米遙感估產(chǎn)報告據(jù)中華糧網(wǎng)農(nóng)情遙感監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，我國玉米種植

已突破5億畝，產(chǎn)量更是達到1.8億噸的龐大水平。據(jù)此回答3?4題。

3.在農(nóng)業(yè)方面，運用遙感技術(shù)能夠（）

①監(jiān)測耕地變化②調(diào)查作物分布③估測糧食產(chǎn)量

④跟蹤產(chǎn)品流向

A.①②③B.②③④

C.①②④D.①③④

答案A

解析由于不同土地利用類型、作物品種和作物的長勢具有不同的反射和輻

射波譜，因此可以借助遙感技術(shù)監(jiān)測耕地變化、調(diào)查作物分布和估測糧食產(chǎn)量。

4.遙感技術(shù)能對玉米進行估產(chǎn)的原理是（）

A.監(jiān)測玉米生長的土壤類型

B.監(jiān)測玉米苗期的生長狀況

C.監(jiān)測不同玉米品種的長勢情況

D.監(jiān)測玉米成熟前的長勢情況

答案D

解析對糧食估產(chǎn)主要是監(jiān)測玉米成熟前的長勢情況。

探究點3遙感與環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測

最新衛(wèi)星照片顯示，北極冰川面積在不斷減小。讀圖，完成5?6題。

5.要監(jiān)測北極冰川面積的變化，應(yīng)運用的主要技術(shù)手段為（）

A.遙感技術(shù)B.全球定位系統(tǒng)

C.地理信息系統(tǒng)D.數(shù)字地球

答案A

解析及時獲取冰川面積變化應(yīng)運用遙感技術(shù)。

6.要想動態(tài)顯示北極冰川面積近30年的變化狀況，并預(yù)測其變化趨勢，需

要應(yīng)用的技術(shù)手段為()

A.遙感技術(shù)B.全球定位系統(tǒng)

C.地理信息系統(tǒng)D.數(shù)字地球

答案C

解析地理信息技術(shù)具有模擬、預(yù)測等功能。

第三節(jié)全球定位系統(tǒng)及其應(yīng)用

［生活鏈接］春種時節(jié)，新疆的棉花地里一臺臺拖拉機駕駛室里沒人，但它

卻自己跑了起來，這就是安裝了北斗導(dǎo)航農(nóng)機自動駕駛系統(tǒng)的“超級播種機”，

一臺播種機一天差不多能播種150畝棉花。這套系統(tǒng)大致可以分為三個部分：一

部分安裝在拖拉機上，另一部分安置在衛(wèi)星數(shù)據(jù)服務(wù)站，還有一部分則是太空中

游走的衛(wèi)星。系統(tǒng)利用衛(wèi)星定位、機械控制、慣性導(dǎo)航技術(shù)，在作業(yè)時，使農(nóng)機

按照規(guī)劃好的路線，自動調(diào)整行進方向。

課程標準學(xué)習目標核心素養(yǎng)

了解：全球定位系統(tǒng)種類，如中國的北斗

舉例說明全綜合思維：歸納、總結(jié)

導(dǎo)航系統(tǒng)，“伽利略系統(tǒng)”等。

球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)的工作

知道：GPS的概念、主要組成及工作過程。

(GPS)在定位原理和用途。

理解：GPS的工作原理及主要功能。

導(dǎo)航中的應(yīng)地理實踐力：利用智能

應(yīng)用：學(xué)會利用GPS的工作原理分析其主

用。手機進行實時導(dǎo)航。