1、第二节 地理信息技术在区域地理环境研究中的应用 必备知识导学思练一、遥感技术(RS)读遥感(RS)工作过程图,并完成下列问题。1.概念:是人们在航空器(如飞机、高空气球)或_(如人造卫星)上利用一定的技术装备,对地表物体进行_的感知(简称RS)。2.工作原理:不同地物反射和辐射的_各不相同。航天器远距离电磁波3.主要环节:目标物_遥感地面系统专业图件统计数字4.优势:提高研究工作的精度和_,节省人力、财力,提高效率。传感器质量5.应用:应用领域应用方向资源普查矿产资源人们只需要分析遥感图像就可以划定蕴藏矿产的大致区域生物资源为农业、林业、_、环境保护等部门服务环境监测有利于人们了解_,使环境得
2、到保护和改善自然灾害防御监测有利于防灾减灾城市绿化环境变化二、全球定位系统(GPS)及其应用读GPS卫星系统组成图,并完成下列问题。1.概念:具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。2.系统组成:A_GPS接收机(接收机硬件、GPS数据处理软件等)B空间星座_颗工作卫星、3颗备用卫星C地面控制系统1个_、3个信息注入站、5个监控站用户系统21主控站3.应用:(1)最初用于_。(2)目前拓展到交通、邮电、地矿、建筑以及农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业。(3)其他用途:还可监测地壳的微小移动,从而帮助预报地震;与_、RS结合,为资源调查、工程管理、
3、精细农业服务。军事GIS【探索应用】我国旅游业在发展过程中,出现了两种现象:一是随着私家车的增多,“自驾游”越来越多,尽管人们对某地道路一点也不熟,但只要有车载卫星导航系统,一切都迎刃而解;二是将目光投向人迹罕至的地区,过去人们在这些地区极易迷失方向,遭遇危险,现在只要配有信号接收机,安全就得到了保障。全球卫星导航系统对开车出行有什么作用?提示:规划出最佳路线;引导驾驶;随时掌握前方路况,提高出行效率;了解出行目的地的停车状况。三、地理信息系统(GIS)及其应用1.概念:采集、存储、管理、分析和描述地球表面与_有关数据的空间信息系统。2.功能:(1)存储、管理数据;(2)显示数据的_分布;(3
4、)强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能。3.系统组成:人员、A_、数据、B_和软件。地理分布空间硬件应用模型4.工作过程:5.GIS在城市管理中的应用:城市规划和管理;基础设施管理;土地利用与管理;生态环境管理。【探索应用】万安县地处赣中偏南,是著名的优质早稻和脐橙产区。该县根据气候、地形和土地利用等因素,采用地理信息系统和气候区划方法,对早稻和脐橙种植区进行综合气候区划(如图),使农业走上了可持续发展道路。万安县脐橙种植区划运用了地理信息系统的哪些功能?除气候要素外,你认为该农业区划数据库的建立还需要哪些地理图层?提示:分析、模拟与统计功能。地形图层、水文图层、土地利用图层和土壤图层
5、。关键能力层级突破基础考点 地理信息技术的应用【研析考题】例1 “3S”技术的综合应用(2020浙江7月选考)下图为某地用3S技术进行生态环境质量评价流程简图。评价过程中,可以()利用RS获取植被覆盖信息利用GPS获取土地利用类型信息借助GIS进行数据图层管理通过RS输出生态环境质量专题图A.B.C.D.【思路分析】材料解读用3S技术进行生态环境质量评价3S技术的特征及其在生态环境质量评价中的应用图像解读评价指标:植被覆盖RS数据管理、空间分析、成果输出GIS我的思路【解析】选B。RS通过分析地表物体辐射和反射的电磁波特征获取其地理信息,GPS主要用于定位和导航,GIS负责对地理信息进行储存、
6、管理、运算、分析、显示和描述等,故正确,错误。【研析考题】例2 “3S”图像的判读(2020江苏高考)研究人员在调查青藏高原地理环境时,利用遥感技术获得了20世纪80年代以来青藏高原上一千多个湖泊面积的年际变化数据。下图为“青藏高原色林错地区1984年和2015年同期卫星影像图”。据此回答(1)、(2)题。(双选)(1)下列四地中,地势较低平的两地是()A.B.C.D.(2)青藏高原环境调查应用遥感技术的优势有()A.遥感光学成像不受天气状况的影响B.能够获取地面调查人员难以到达地区的信息C.能够快速获取大范围的影像信息D.可以取代研究人员的地面调查【思路分析】材料解读湖泊面积的年际变化据此可
7、推断相关地理要素色林错地区1984年和2015年同期卫星影像图遥感影像图的判读图像解读两地在2015年被淹没变成水域两地地势低平色林错地区空间范围大,人迹罕至利用遥感可获取地面调查人员难以到达地区的信息和大范围的影像信息我的思路(1)(2)【解析】(1)选AB,(2)选BC。第(1)题,对比1984年和2015年湖泊面积变化可知,2015年湖面变大,1984年的两地在2015年被淹没变成水域,说明两地地势低平,易被淹没;其他两地水域面积基本没变,说明湖面上升没有淹没两地,说明两地海拔高。第(2)题,遥感技术是一种应用探测仪器,使用空间运载工具和现代化的电子、光学仪器来探测和识别远距离研究对象的
8、技术。天气变化会影响遥感成像效果,天气多变导致遥感成像具有不确定性;遥感使用空间运载工具和现代化的电子、光学仪器,探测和识别远距离研究对象,能够获取地面调查人员难以到达地区的信息;由于卫星围绕地球运转,遥感能及时获取大范围的最新影像信息资料;遥感技术所利用的电磁波还很有限,仅是其中的几个波段范围,已经被利用的电磁波谱段对许多地物的某些特征还不能准确反映,还需要发展高光谱分辨率遥感以及遥感以外的其他手段相配合,特别是地面调查和验证尚不可缺少。【关联知识】关联1“3S”技术的综合应用(1)比较“3S”技术的功能特点和差异。特点和功能简单理解遥感(RS)地表观察、地理数据收集是什么?有什么全球定位系
9、统(GPS)空间位置(地理坐标)的确定、导航在哪里地理信息系统(GIS)数据采集、数据分析、决策应用为什么?有何联系?怎么做?怎么办(2)实际应用中“3S”技术的选取方法。方法具体判断技巧“点”与“面”判断GPS、RS、GISGPS的主要功能是定位和导航。它的最大特点是工作对象是“一个点”或“多个点”,明显区别于RS和GIS的工作对象“面”。在“3S”技术中选取适当手段时,要看其工作对象是“点”还是“面”,如果是“点”则选用GPS,如果是“面”则选用RS或GIS如果是“面”则需看突出监测方面还是需处理计算才能得出结果,若要监测森林火灾则应选用RS技术,要在某城市选取大型商业中心位置则应选用GI
10、S技术方法具体判断技巧“想”与“看”区分RS、GISGIS是地图的延伸,主要功能是进行空间数据的分析和处理。对“事象”的发展变化进行预测、评估,需要计算、思考,即“想”;凡是需要“想”的选GISRS是人的视力的延伸,主要功能是收集信息,即“看”,只“看”不用“想”的选用RS关联2 常用“3S”图像的判读在判读这类图像时,一定要利用题干和图中信息,结合“3S”技术各自的特点和功能,准确判断出所属的图像类型,再进一步分析其基础应用或原理。(1)遥感影像图的判读(如图)。格陵兰岛冰原面积变化遥感图遥感影像图中常见地形、地貌的特征:类型特征平原色调均一,其中常有水系形成的花纹,耕地形成的色斑以及不同色
11、调的城镇山地以山脊为界形成阴阳坡,在影像上阳坡为浅色调,阴坡为深色调;山愈高,色调差异愈大沙丘多分布在干旱地区,江河、湖海岸边也有零星分布,在各波段均呈浅色调,在沙漠地区水系稀少,河流只显示出较大的主干河道,而缺少细小的支流黄土在各波段均呈均匀的浅色调,其影像表现为密集型树枝状水系所组成的花纹图案遥感影像图中常见地物:类型形状特征和色调深浅河流常为界线明显、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规
12、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;城市的夜景在周围深色调的背景下,呈现点状或面状亮区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为一块块长方形林地往往可以观察到高大树木投下的阴影(2)GIS叠加示意图的判读(如图)。首先要明确GIS图层叠加示意图是由哪些专题图层组成的,其次要明确不同的专题图层反映的地理事物之间的空间联系,最后要明确图层叠加之后反映的地理要素特征。叠加图层新生(应用)主体人口密度与交通线路及规划图新建商业中心选址河流分布、坡度分布、土石分布泥石流易发区水
13、系、土地利用、居民点、地形、土壤耕地的分类和评价水系、土地利用、居民点、地形、土壤、水文地质、区域规划深埋垃圾场选址人口密度图、行政区划图、行政区人口基数各行政区人口增长率坡向分布、岩石倾斜滑坡易发区【对点训练】1.手机点餐类App为用户选择餐馆、点餐提供了便利。通过App查询送餐员即时位置的技术是()A.数字地球和遥感B.数字地球和虚拟现实C.遥感和地理信息系统D.地理信息系统和卫星定位系统【解析】选D,地理信息系统可以实现数据的查询、分析及表达。送餐员即时位置需要通过卫星定位系统来确定。(2020南京模拟)智能手机一般具备拍照、网页浏览、地图查询、定位导航等功能。如图是某智能手机的GPS功
14、能显示图。读图完成2、3题。2.手机GPS功能的出现,说明()A.GPS技术已成为人们日常生活的必备工具B.GPS技术可以扩大人们的出行范围C.随着GPS技术的普及,民用GPS技术发展很快D.有手机信号就能进行GPS定位导航3.手机GPS能够实现的功能有()网络实时监视所处位置获取失窃汽车查找行车路线追踪A.B.C.D.【解析】2选C,3选D。第2题,GPS的主要功能是定位、导航,这不是人们日常生活必备的;GPS技术本身不能扩大人们的出行范围;随着GPS技术的普及,民用GPS发展很快,人们使用越来越方便;GPS定位至少需要4颗卫星,不是有手机信号就行。第3题,GPS主要功能是定位、导航,可以知
15、道位置、行车路线;GPS没有监视和查寻功能。【加固训练】云杉(亚寒带代表性针叶树种)分布与全球气候变化密切相关。为研究北美洲气候变化,用恢复历史植物分布的方法,得到距今2.1万年(图甲)、距今5千年(图乙)和距今5百年(图丙)北美洲云杉主要分布区图。运用地理信息技术得到甲、乙、丙三幅云杉主要分布区图,其研究过程是()实验分析并建立云杉主要分布区地理信息数据库运用GPS对野外采样点进行空间定位运用GIS分析和输出云杉主要分布区地理信息数据A.B.C.D.【解析】选D。地理信息系统对空间信息管理的工作流程为:信息源数据处理数据库空间分析表达。因此首先要获取云杉空间分布的采样信息,然后通过数据处理建
16、立云杉分布区的数据库,最后对云杉分布数据库进行分析和输出。新动向新情境新预测【命题新素材】地理信息技术可用来模拟溢油事故情景,有助于更客观全面地分析与评价海洋保护区遭受溢油事故的污染风险。在渤海湾溢油污染模拟中,研究人员利用地理信息技术模拟了石油在12小时、24小时、36小时、48小时、60小时和72小时的时间内油污到达的地点和扩散路线,并推测出油污的影响范围。溢油污染影响模拟结果图【关键词句】模拟溢油、地理信息技术【命题导向】地理信息技术的特征、地理信息技术的综合应用等。【高考新命题】【命题示例】(1)要获取溢油污染影响的模拟结果,需要了解哪些地理信息。(2)如何监测石油污染的扩散情况。给材
17、料 我命题学以致用【我的命题】(3)(选择题或综合题)答案:(1)溢油点、溢油量、洋流、盛行风、河流等影响溢油扩散的信息;湿地分布、水资源利用、生产生活现状等会受油污影响的信息。(2)应用遥感。(3)【命题母材料】1.遥感技术与资源普查 勘探矿产资源,调查生物资源和水资源,是遥感技术的重要应用领域。蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂带或特殊构造带。在没有资源卫星之前,人们只能依靠地质构造分析、野外踏勘取样来寻找矿苗,勘探人员长年风餐露宿,工作效率很低。现在,人们通过分析遥感图像,便可大致划定矿区范围,从而大大缩短探矿时间。在对森林、草原、农作物的调查中,通过遥感技术,获取植被的类型、分布、健康状况
18、、产量等信息,为农业、林业、环保等部门提供服务。例如,植物在遭受病虫害时,外观往往没有明显变化,但其本身发出的辐射会大量减少,表面温度也会随之降低。这种变化是人的肉眼无法观察到的,但红外传感器却能清楚地发现。人们借助遥感图像,就能及时发现病虫害,采取相应的防治措施。2.北斗卫星导航系统过去一提起卫星导航,大家往往会想到GPS。实际上全世界现在有四个卫星导航系统:GPS、BDS、GLONASS和GALILEO。它们分别是美国、中国、俄罗斯和欧洲研发的卫星导航系统。2000年,我国建成了“北斗一号”系统,向国内提供服务;2012年,建成了“北斗二号”系统,向亚太地区提供服务;2020年,“北斗三号”系统正式开通。根据系统建设总体规划,2018年该系统为“一带一路”沿线及周边国家提供基本服务;2020年,30颗卫星发射组网完成,系统为全球用户提供服务。北斗卫星导航系统已逐步应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、地理测绘、森林防火、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域,在国防现代化建设中也将发挥重要的作用。