2024高中地理第3章地理信息技術(shù)應(yīng)用第2節(jié)遙感技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)案湘教版必修3

PAGE11-其次節(jié)遙感技術(shù)及其應(yīng)用[生活鏈接]當(dāng)前，我國多地農(nóng)業(yè)統(tǒng)計調(diào)查進(jìn)入無人機(jī)時代。無人機(jī)技術(shù)通過對影像的拼接、裁剪、處理、提取、分析等，直觀呈現(xiàn)農(nóng)作物種植狀況的時空分布，計算農(nóng)作物的種植面積，實現(xiàn)定時、定量、定位的精準(zhǔn)監(jiān)測，取得真實客觀的種植面積數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)精度、牢靠性和實效性大幅度提高。課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)運(yùn)用有關(guān)資料，了解遙感(RS)在資源普查、環(huán)境和災(zāi)難監(jiān)測中的作用。了解：遙感技術(shù)的發(fā)展歷史。知道：遙感技術(shù)的概念、發(fā)展過程及分類。理解：遙感技術(shù)的工作原理及其在資源普查、環(huán)境和災(zāi)難監(jiān)測中的作用。應(yīng)用：學(xué)會利用遙感成像特點及規(guī)律簡潔地解譯、判讀遙感影像。綜合思維：歸納、總結(jié)遙感的工作原理和用途。地理實踐力：了解遙感在資源普查中的應(yīng)用，學(xué)會運(yùn)用遙感技術(shù)原理解決實際問題。自主預(yù)習(xí)固根基主干引導(dǎo)夯基固本一、遙感技術(shù)1．遙感的概念與發(fā)展(1)原理：不同物體對eq\x(\s\up1(01))電磁波放射、反射和汲取的特性不同。(2)概念：借助對eq\x(\s\up1(02))電磁波敏感的儀器，在不與探測目標(biāo)接觸的狀況下，記錄目標(biāo)物對電磁波的eq\x(\s\up1(03))輻射、反射、散射等信息，揭示目標(biāo)物的特征、性質(zhì)及其變更的綜合探測技術(shù)。(3)特點eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(視域廣袤，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，快速獲,取\x(\s\up1(04))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eq\x(\s\up1(05))遙感平臺、傳感器、eq\x(\s\up1(06))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。(2)分類分類依據(jù)類型遙感平臺的高度eq\x(\s\up1(07))航天遙感、航空遙感、近地遙感傳感器是否主動向觀測目標(biāo)放射電磁波eq\x(\s\up1(08))主動式遙感與eq\x(\s\up1(09))被動式遙感電磁波的波譜范圍eq\x(\s\up1(10))紫外遙感、可見光遙感、eq\x(\s\up1(11))紅外遙感、微波遙感、多譜段遙感等應(yīng)用領(lǐng)域或?qū)ｎ}eq\x(\s\up1(12))環(huán)境遙感、大氣遙感、eq\x(\s\up1(13))資源遙感、海洋遙感、地質(zhì)遙感、農(nóng)業(yè)遙感、eq\x(\s\up1(14))林業(yè)遙感等(3)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運(yùn)載工具及遙感平臺高度地球資源、海洋、氣象等eq\x(\s\up1(15))專題衛(wèi)星，以及航天飛機(jī)、宇宙飛船、航天空間站等利用eq\x(\s\up1(16))飛機(jī)攜帶遙感儀器，距地面600～25000米距地面幾十米以內(nèi)主要優(yōu)點及應(yīng)用范圍eq\x(\s\up1(17))覆蓋范圍大，不受領(lǐng)空限制，可進(jìn)行定期、重復(fù)觀測等eq\x(\s\up1(18))機(jī)動性強(qiáng)，可以依據(jù)探討主題選擇適當(dāng)?shù)膫鞲衅?、適當(dāng)?shù)娘w行高度和飛行區(qū)域主要用于eq\x(\s\up1(19))城市遙感、海面污染監(jiān)測、eq\x(\s\up1(20))森林火災(zāi)監(jiān)測等中高辨別率的遙感任務(wù)中[自我探究]如何理解遙感是人的視力的延長？[答案]遙感是人的視力的延長，它主要表現(xiàn)在以下三方面：(1)遙感能夠精確地觀測到距離更遙遠(yuǎn)、范圍更廣袤的現(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)遙感能夠更剛好、更長久地監(jiān)測事物的發(fā)展變更。例如，衛(wèi)星可以對臺風(fēng)、沙塵暴的發(fā)生、發(fā)展和消亡進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。(3)遙感能視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)覺隱藏礦產(chǎn)的eq\x(\s\up1(01))地質(zhì)斷裂或環(huán)形構(gòu)造帶。(2)分析eq\x(\s\up1(02))遙感圖像劃定隱藏礦產(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eq\x(\s\up1(03))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、eq\x(\s\up1(04))產(chǎn)量等信息。(3)服務(wù)部門：農(nóng)業(yè)、林業(yè)、eq\x(\s\up1(05))城市綠化、環(huán)境愛護(hù)等。三、遙感與環(huán)境災(zāi)難監(jiān)測1．意義(1)為社會信息化供應(yīng)eq\x(\s\up1(01))高辨別率的信息資源。(2)變更人們的生產(chǎn)、生活與交往方式。(3)提高人類對四周生活環(huán)境與eq\x(\s\up1(02))災(zāi)難的相識。2．洪澇災(zāi)難的監(jiān)測(1)優(yōu)點：實時和精確地收集洪水分布資料。(2)作用：為eq\x(\s\up1(03))抗洪救災(zāi)和減災(zāi)決策供應(yīng)重要的依據(jù)。[自我探究]能夠利用遙感預(yù)料地震等地質(zhì)災(zāi)難嗎？[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)難(如地震、火山噴發(fā)等)仍舊無法預(yù)料。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)星干脆監(jiān)測的自然災(zāi)難是()A．臺風(fēng) B．洪澇C．地震 D．森林病蟲害答案C解析地震災(zāi)難具有突發(fā)性，且發(fā)生在地下，遙感衛(wèi)星不能干脆監(jiān)測。[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，依據(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．推斷水體污染、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、撂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放射的電磁波，然后依據(jù)肯定的規(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(yuǎn)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．推斷三幅遙感圖像可以分析出黃河三角洲地區(qū)建筑用地的變更，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?dāng)y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)境破壞特別嚴(yán)峻、水土流失在加劇。2．我國的環(huán)境與災(zāi)難問題有：土地荒漠化、土壤鹽漬化、環(huán)境污染、植被破壞、水旱災(zāi)難、滑坡、地震、泥石流、農(nóng)林病蟲害、森林火災(zāi)等。遙感技術(shù)可以剛好探知森林火災(zāi)發(fā)生的地點和范圍，分析大火擴(kuò)散的方向，為滅火總指揮部制訂滅火支配、滅火部署供應(yīng)科學(xué)依據(jù)。3．遙感在環(huán)境與災(zāi)難監(jiān)測中的案例：美國利用衛(wèi)星圖像探討煙塵污染，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)覺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，這股污染流始終流到旁邊的佛蒙特州，地面的觀測也證明了這個結(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)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(yùn)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(jī)、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(jī)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)約人力、物力，提高效率。(3)傳感器運(yùn)載工具的飛行高度對遙感探測的范圍、速度、周期、辨別率等影響很大。一般來說，運(yùn)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，對地物的辨別率越低。反之，運(yùn)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，對地物的辨別率越高。須要留意的是，遙感對地物的辨別率除與飛行高度有關(guān)外，還與傳感器的性能有關(guān)。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(dá)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：遙感可以依據(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，還能探測到肯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)境愛護(hù)、防災(zāi)救災(zāi)和軍事偵察等很多領(lǐng)域。中國嫦娥系列已經(jīng)放射過多次，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(yùn)載火箭從西昌衛(wèi)星放射中心放射，2013年12月14日勝利軟著陸于月球雨海西北部，登月任務(wù)獲得勝利。據(jù)此完成(1)～(2)題。(1)獲得月球表面影像技術(shù)的一般特點是()A．可供應(yīng)精密的三維坐標(biāo)、速度和時間，具有連續(xù)性和實時性B．可通過特地的計算機(jī)系統(tǒng)，成為地圖的延長C．可對遙遠(yuǎn)地物進(jìn)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(jìn)行輸入、管理、分析和表達(dá)(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)約探測時間 B．提高探測辨別率C．獲得更大區(qū)域圖像 D．便于限制著陸[解題思路]第(1)題，遙感技術(shù)的特點是：視野廣袤，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，快速獲得信息和實施動態(tài)監(jiān)測的特點。第(2)題，嫦娥二號距離月球近，這有利于更近距離地獲得信息，提高探測辨別率。[答案](1)C(2)B[方法指導(dǎo)]圖示法記憶遙感技術(shù)的特點探究點遙感與資源普查閱讀下面漫畫，探究下列問題。(1)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)難監(jiān)測等。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)域詳細(xì)內(nèi)容意義勘探礦產(chǎn)資源隱藏礦產(chǎn)的地方有很多是地質(zhì)斷裂或環(huán)形構(gòu)造帶，借助遙感技術(shù)較簡潔“發(fā)覺”礦產(chǎn)的存在人們只須要分析遙感圖像就可以劃定隱藏礦產(chǎn)的大致區(qū)域，大大縮短探礦時間調(diào)查生物資源通過遙感圖像解譯或圖像處理技術(shù)，提取植被的分布、類型、結(jié)構(gòu)、健康狀況、產(chǎn)量等信息為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市綠化、環(huán)境愛護(hù)等部門服務(wù)調(diào)查水資源遙感在流域和水資源、農(nóng)業(yè)節(jié)水澆灌以及水質(zhì)監(jiān)測和預(yù)警、水土保持監(jiān)測等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用并產(chǎn)生很大影響為合理利用和愛護(hù)有限的水資源，提高水資源的利用率供應(yīng)信息支撐一種物質(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)的一種特別標(biāo)記——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。(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)反射率變更最大的是()A．泥漿 B．草地C．紅砂巖 D．松林(3)依據(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．推斷水域狀況 B．探測植被類型C．估算地物面積 D．推斷土地利用類型[解題思路]第(1)題，由圖可知，紅砂巖反射率最高的波長位于0.6微米旁邊，對應(yīng)波段為可見光。第(2)題，在近紅外波段，草地的反射率變更最大。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推斷土地利用類型。[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(jìn)行對比，對比的目的在于相互補(bǔ)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)果更加精確牢靠。探究點遙感與環(huán)境災(zāi)難監(jiān)測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放射的電磁波，然后依據(jù)肯定的規(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(yuǎn)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)依據(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)請按例另擬列出衛(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①②[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)的異樣狀況進(jìn)行分析，提出預(yù)報(或依據(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)干脆排入湖中。措施B：愛護(hù)滇池周邊生態(tài)環(huán)境；對已污染水體進(jìn)行(人工或生化方法)治理。(2)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)測遙感與環(huán)境災(zāi)難監(jiān)測應(yīng)用領(lǐng)域詳細(xì)內(nèi)容備注環(huán)境監(jiān)測荒漠化、土壤鹽漬化、海上冰山漂流、海洋生態(tài)、全球氣候變更及其影響、植被變更、水體污染、大氣污染等有利于人們了解環(huán)境變更，使環(huán)境得到愛護(hù)和改善災(zāi)難監(jiān)測旱情、洪災(zāi)、滑坡、泥石流、火山爆發(fā)、農(nóng)林病蟲害、森林火災(zāi)等有利于防災(zāi)減災(zāi)目前遙感技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于資源普查、災(zāi)難和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。據(jù)此回答(1)～(2)題。(1)不同地物在同一光譜波段上的反射率差異越大，越簡潔區(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)當(dāng)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)假如用遙感技術(shù)來監(jiān)測火災(zāi)，可以()A．用來預(yù)料引起火災(zāi)的緣由B．預(yù)料森林火災(zāi)的發(fā)生地點C．預(yù)料森林火災(zāi)所造成的后果D．剛好探知火災(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(2)題，遙感可剛好探知火災(zāi)地點和范圍，不能預(yù)料火災(zāi)成因、地點和后果。[答案](1)A(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(jìn)行精確判讀的前提。如格陵蘭島冰原面積變更遙感圖中須要判讀的是格陵蘭島的冰原面積的變更特征。(2)了解影像圖片中的各種地物的差別及特征。包括形態(tài)、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)和形態(tài)兩個要素進(jìn)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)其形態(tài)的變更可確定冰原面積的變更。(3)對主題判讀地物進(jìn)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)覺格陵蘭島的冰原面積大大削減，說明是全球氣候變暖導(dǎo)致的，其冰原面積的削減必定會對全球的生態(tài)環(huán)境帶來肯定的影響。小題速測試身手對點遷移剛好反饋探究點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(yuǎn)的宇宙空間對地理事物進(jìn)行感知B．遙感是人們利用肯定的技術(shù)裝備，對遙遠(yuǎn)的宇宙事物進(jìn)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)難的發(fā)展變更，便于人們剛好地支配防災(zāi)、救災(zāi)工作答案D解析遙感是人們利用肯定的技術(shù)裝備，在航空器或航天器上，對遙遠(yuǎn)的