1、第四节地理信息技术在防灾减灾中的应用【热点链接】2020年3月30日，四川省西昌市经久乡马鞍村发生森林火灾。中国航天科技集团所属中国资源卫星应用中心安排多颗高分辨率卫星对灾区进行监测，并调取多幅卫星影像，服务于救灾工作。火灾发生后，基于北斗的手持机第一时间驰援森林灭火，部分志愿者配备了北斗手持终端支援救灾现场，确保救灾工作有序、高效。此次救灾利用了什么地理信息技术？提示卫星遥感技术；全球卫星导航系统等。课程标准学业质量标准核心素养定位通过探究有关自然地理问题，了解地理信息技术的应用。水平1：地理信息技术的含义及组成。水平2：主要地理信息技术的组成。水平3：地理信息技术在自然灾害监测、预报中的应
2、用。水平4：能够利用地理信息技术设计防灾、救灾方案。人地协调观：充分利用地理信息技术，减轻自然灾害带来的损失。综合思维：能够对比分析不同类型的地理信息技术在防灾减灾中的差异。地理实践力：能够使用地理信息技术获取自然灾害信息，分析处理地理信息。一遥感技术1概念：遥感技术是利用装在航空器(如飞机、高空气球)或航天器(如人造卫星)的光学或电子设备，对地表物体进行远距离感知的地理信息技术。2优点：探测范围大，获取信息速度快、周期短、信息量大，受地面条件限制少等，能够实现地物信息的实时、动态监测。3应用：实时监测洪涝、台风等灾害的形成过程，进行准确的预报、预警；能够快速识别地震等突发性自然灾害的影响范围
3、，并为灾情统计、灾害救援等工作提供强有力的支持。二全球卫星导航系统1概念：利用卫星在全球范围内进行实时定位、导航的地理信息技术。2组成(1)卫星星座(空间部分)。(2)地面监控系统(地面控制部分)。(3)信号接收系统(用户部分)。3主要功能：提供精密的三维坐标、速度和时间。4主要特点：全球性、全天候、连续性和实时性。5主要卫星导航系统：美国的全球定位系统、俄罗斯的全球卫星导航系统、欧洲的伽利略卫星导航系统和我国的北斗卫星导航系统。6应用：进行精确定位，发出求救信号，缩短救援搜寻时间。三地理信息系统1概念：是对地理数据进行输入、处理、存储、管理、查询、分析和输出等的计算机信息系统。2应用(1)自
4、然灾害的监测：动态监测、预报预警，快速确定受灾范围和受灾情况。(2)制定救灾方案：为制定减灾预案、评估灾害损失、指导灾后恢复重建等提供依据。1判断正误。(1)获取信息时，遥感技术不受自然条件的制约。()(2)利用全球卫星定位导航系统，可进行定位、测时、测速。()(3)利用地理信息系统不能监测自然灾害。()2获取卫星云图利用的地理信息技术是()A遥感技术 B全球卫星导航系统C地理信息系统 D数字地球技术答案A解析卫星云图是遥感影像，因此获取卫星云图利用的地理信息技术是遥感技术。3据卫星云图分析台风的移动方向及可能的登陆地点，利用的地理信息技术是()A遥感技术 B全球卫星导航系统C地理信息系统 D
5、数字地球技术答案C解析分析地理空间数据利用的地理信息技术是地理信息系统。4在日常生活、生产中，全球卫星导航系统经常应用于()A汽车导航 B资源普查C电子购物 D信息查询答案A解析在日常生活、生产中，全球卫星导航系统经常应用于汽车导航；资源普查是遥感技术的主要功能，电子购物是网络技术发展的结果，信息查询是地理信息系统的主要功能。5如果要根据受灾情况，对临时灾民安置点和医院进行选址，并选择安全疏散道路，可以采用哪种地理信息技术？试设计一项应用该技术的课题研究项目。提示GIS。“江汉平原某年水稻长势的监测分析”“中等城市垃圾填埋场选址模式及与环境关系的分析”“油轮在某海域发生大量漏油事故时，预测其污
6、染范围及对海洋生物的影响”等。主题探究地理信息技术的比较和选择当今，3S(RS、GNSS、GIS)技术在生产、生活和科研中的作用越来越突出。右图是“3S”技术的组合应用图。据此探究下列问题：(1)城市道路建设速度越来越快，地图测绘部门为了及时更新地理信息，需要利用_技术。在救灾管理系统中，管理中心要掌握救灾车辆的精确位置应利用_技术。为了能对运动中的汽车精确定位，至少需要接收_颗卫星的信息。(2)图中箭头指向线分别表示“3S”技术的不同应用功能，其中表示“提供影像信息功能”的是和_，表示“提供空间定位信息功能”的是和_，表示“反馈影像信息处理结果”的是和_。(3)图中各个圆的重叠部分代表RS、
7、GNSS、GIS不同组合的综合应用，其中甲代表“3S”技术的组合，乙代表_技术的组合，丙代表_技术的组合。在图中所示的各个综合应用中任选一种组合，并写出应用实例_。成果展示(1)RSGNSS四(2)(3)GIS与RSGIS与GNSS甲：RS获取矿床露头信息，GIS分析矿产种类，GNSS确定矿床露头位置；乙：RS获取水灾淹没区的动态信息，GIS分析水灾损失；丙：装载GNSS接收器的运钞车发送信息到监测中心，GIS监测运钞车是否偏离预定线路；丁：RS获取森林火场遥感信息，GNSS获取火场精确位置，引导消防队员及时、准确到达灭火地点。地理信息技术的比较和选择1地理信息技术的比较遥感(RS)全球卫星导
8、航系统(GNSS)地理信息系统(GIS)特点探测范围大；获取信息量大、速度快；受限制少全球性、全天候、连续性和实时性图形化、可视化、及时更新信息功能对地表物体进行远距离的感知，获取信息导航、定位对地理空间信息进行输入、管理、分析等应用资源调查、环境监测、自然灾害防御和监测等军事、测量、交通、救援、农业监控、区域研究等测绘、资源管理、环境保护、城乡规划、市政分析等领域2全球卫星导航系统(GNSS)目前，主要的全球卫星导航系统包括美国的全球定位系统(GPS)、中国的北斗导航系统(BDS)、俄罗斯的全球卫星导航系统(GLONASS)和欧洲的伽利略卫星导航系统(GALILEO)。3地理信息技术的选择(
9、1)“点”与“面”判断GNSSGNSS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技术的工作对象“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GNSS，如果是“面”则选用RS或GIS。(2)“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GIS。RS是人的视力的延伸，主要功能是收集信息，尤其对于大范围、大面积、人不易观测的地物信息的获取，即“看”，只“看”不用“想”的选用RS。(3)
10、关键词判断“3S”技术RS：“获取”空间信息。GNSS：“定位”“导航”“精确”“精密”“精准”等。GIS：“分析”“处理”“查询”“输入”等。地理信息技术逐渐被大量运用到社会经济中的各个部门。读图回答(1)(2)题。(1)环保部门利用地理信息技术监测各地区秸秆着火点，若图中甲为环保部门，乙为秸秆着火点监测区，则该地理信息技术为()A遥感(RS)B全球卫星导航系统(GNSS)C地理信息系统(GIS)D北斗卫星导航系统(BDS)(2)我国某共享单车企业利用国产地理信息技术实现了米级定位，即使在树荫下单车也不会出现“漂移”。若图中甲为国内某共享单车企业，乙为共享单车，则该地理信息技术为()A遥感(
11、RS)B全球卫星导航系统(GNSS)C地理信息系统(GIS)D北斗卫星导航系统(BDS)科学思维地理信息技术的比较和选择类题透析思路点拨监测监测火灾需要获取火灾信息。获取信息需要用遥感(RS)。定位注意关键信息“利用国产地理信息技术手段实现了米级定位”。定位需要用到全球卫星导航系统(GNSS)，国产卫星导航系统为北斗卫星导航系统(BDS)。答案(1)A(2)D主题探究地理信息技术在防灾减灾中的应用下表为近年来几次重大自然灾害中地理信息技术的应用。灾害事件地理信息技术应用12008年5月12日，汶川地震规划救援线路，并及时炸开堰塞湖，避免引发洪灾22009年7月中国南部暴雨洪涝洪水跟踪，动态监测
12、淹没区的空间变化32010年8月7日，舟曲县发生特大泥石流灾害损失评估，灾害重建规划42017年8月8日，九寨沟地震中国地震台网测定震级为7级据此探究下列问题：(1)表中用于防灾减灾的地理信息技术主要有哪些？其中自然灾害空间监测系统的核心技术是什么？(2)信息技术的应用为救灾带来了哪些好处？(3)防汛指挥决策支持系统的技术基础是什么？其具有哪些功能？成果展示(1)遥感技术，全球卫星导航系统，地理信息系统。遥感技术。(2)对自然灾害进行灾前预警、灾中跟踪、灾后评估以及提出减灾决策方案，为减灾救灾提供可靠、高效的服务，使灾害的危害大幅减小。(3)地理信息系统。定性和定量分析地理信息。1遥感技术在防
13、灾减灾中的应用灾害前兆预测遥感可及时观测到灾害时间前的异常和特殊现象，并发出警报灾害跟踪监视如台风发生后可随时跟踪，并向受灾地区发出警报帮助救灾灾害发生后，陆地通信往往遭到破坏而影响救灾行动。遥感可帮助识别灾害的影响范围、重灾区和能通往灾区的路线，从而决定救灾的轻重缓急建立灾害模型通过灾害模型，遥感技术能更好地理解和解释灾害现象2全球卫星导航系统在防灾减灾中的应用3地理信息系统的应用应用地理信息系统，并借助遥感技术，可有效地监测和预报洪涝灾害、森林火灾等。2018年8月，欧洲航天局发射了全球首颗用于测量地球低层大气风速和风向的“风神”卫星。下图为该卫星工作原理示意图。据此完成(1)(2)题。(
14、1)“风神”卫星将有助于()A减缓全球变暖 B监测地震活动C预防暴雨洪涝 D阻止台风侵袭(2)利用“风神”卫星可以为抗灾救灾提供依据，主要是“风神”卫星可()A分析灾害的原因 B判断重灾区的位置C制定救灾方案 D及时获取灾害信息科学思维地理信息技术的应用类题透析思路点拨监测根据关键信息“测量地球低层大气风速和风向”分析。监测大气状况，进行天气预报，发布灾害预报，可以预防暴雨洪涝，减轻洪涝灾害。救灾利用卫星监测自然灾害属于遥感技术应用。利用遥感可及时获取灾害信息，为抗灾救灾提供依据。答案(1)C(2)D教材活动巧点拨教材第119页活动思路点拨1.对比灾害前后遥感影像，判定受灾区域，重点分析两图不
15、同区域。2估计泥石流冲毁的住宅数量，需要使用地理信息系统，调用当地的住宅分布信息图层，与受灾图层叠加分析。3估计泥石流冲毁的住宅数量，需要遥感系统获取受灾区域影像，确定房屋冲毁区域的范围，通过全球卫星导航系统准确定位，然后才能与住宅分布图层准确叠加，使用地理信息系统进行相关分析。核心素养速提升素养提升1综合思维地理信息技术应用广泛。据此完成13题。1监测南极极冰融化状况最为快捷有效的地理信息技术是()A电子地图 B地理信息系统C遥感 D实地测量答案C解析极冰融化是个动态过程，对其监测利用的地理信息技术是遥感技术(RS)。2精确测量珠穆朗玛峰高度可利用哪种地理信息技术()A遥感 B全球卫星导航系
16、统C地理信息系统 D数字地球答案B解析全球卫星导航系统可提供精确的三维坐标。3雅鲁藏布大峡谷科考测量采用的地理信息技术是()AGNSSGIS BGNSSRSCGISRS DGNSS答案A解析进行科考首先要确定地理位置，需要用到GNSS；测量所得数据还要进行分析，需要用到GIS。素养提升2区域认知读某地理专题研究建立的地理信息系统图层，完成12题。1叠加甲与乙图层，最可能应用于预防()A泥石流 B地震 C台风 D寒潮答案A解析甲图层为地形图层，乙图层为河流图层，叠加地形与河流图层，最可能应用于预防泥石流。2若利用GIS制定水污染突发应急预案，需要叠加的图层有()A甲与乙 B丙与乙 C丙与丁 D乙
17、与丁答案D解析水污染主要考虑水域和人口居住区，与公路和地形关系不大。若利用GIS制定水污染突发应急预案，需要叠加的图层有乙与丁。素养提升3地理实践力1下载专业软件(推荐LocaSpace Viewer)，打开遥感图层和政区图层，查询所在地的遥感地图。2对比历史地图，指出所在城市的变化。3读出学校的精确地理位置。4从地理的角度对城市的发展规划提出自己的看法。时间：45分钟满分：100分探究点题号地理信息技术的比较和选择1、5、7、9、10、13(1)、14(1)(2)地理信息技术在防灾减灾中的应用2、3、4、6、8、11、12、13(2)(3)、14(3)(4)一、选择题(共12小题，每小题4分
18、，共48分，每小题只有一个选项符合题目要求)读钓鱼岛三维效果图和航空遥感影像图，回答12题。1(综合思维)获取和制作钓鱼岛三维效果图主要利用的地理信息技术是()ARS和GIS BGIS和GNSSCGNSS和RS D数字地球答案A解析获取钓鱼岛三维信息主要利用了RS技术，制作钓鱼岛三维效果图主要利用了GIS技术。2(综合思维)如果利用航空遥感技术对不同时期的钓鱼岛进行监测，通过分析多幅钓鱼岛图片，可以获得()钓鱼岛面积的变化钓鱼岛上植被的变化钓鱼岛的地理坐标钓鱼岛地形的变化A B C D答案D解析钓鱼岛地理坐标的获得应利用GNSS技术。北京时间2018年11月19日2时7分，我国在西昌卫星发射中
19、心用长征三号乙运载火箭，成功发射第42、43颗北斗导航卫星。据此完成34题。3(综合思维)可以利用北斗卫星导航系统监测的是()A山体位移 B台风移动C洪涝灾害 D地震强度答案A解析利用北斗卫星导航系统可以监测山体高度和精准定位，因而能测量山体的微小移动。4(综合思维)北斗卫星导航系统的用途有()为用户提供实时的空间位置为交通运输的调度指挥提供移动数据服务于资源勘查、动态监测和有关部门的规划决策为用户提供各种分类信息的查询A B C D答案A解析可利用北斗卫星导航系统实现，需要利用地理信息系统。叠加分析就是将同一地区的两层或多层地图要素重叠在一起进行图层和属性运算，产生新的图层和属性的过程。上图
20、中甲、乙分别为“同一地区两种要素分布图”。读图，回答56题。5(综合思维)若将甲、乙两图层进行叠加，得到的新图层是()答案A解析甲、乙两图层进行叠加也就是两种要素的组合，形成的新图层如A图所示。6(人地协调观)若甲、乙两图分别为洪水淹没地区图层与人口分布图层，将两个图层叠加，可以()推断各地受灾情况推断洪水区域变化推断人口伤亡数量推断重点抢救区域A B C D答案C解析叠加洪水淹没地区和人口分布图层，可以推测洪水对人口的影响，推测出各地受灾情况，推断重点抢救区域。下图是中央气象台发布的某次台风影像图。完成78题。7(综合思维)图中涉及的地理信息技术主要有()全球卫星导航系统遥感技术地理信息系统
21、A B C D答案D解析全球卫星导航系统的主要功能是定位和导航，需要卫星对装载有信号接收机的物体进行定位，因此台风位置不能用全球卫星导航系统定位；遥感技术是对遥远地物的感知，获取台风气象云图用到；地理信息系统是地图的延伸，主要功能是进行空间数据的分析和处理，根据不同时间台风的位置，计算移动的速度，用到。8(综合思维)利用该台风灾害前后的浙江省遥感影像，可判读和分析出本次台风()引发的雨涝灾害状况导致的经济损失数额引发的地质灾害状况遭受灾害的人数A B C D答案B解析利用该台风灾害前后的浙江省遥感影像，可判读和分析出本次台风引发的雨涝灾害状况和地质灾害状况，正确；经济损失数额和受灾人数无法从遥
22、感影像上获取，错误。2019年8月，南美洲巴西亚马孙雨林发生森林火灾，森林大火持续了20多天，雨林损毁严重，许多雨林独有的动植物消失在大火之中。据此回答910题。9(综合思维)林业部门要及时了解雨林火灾险情，可以采用的地理信息技术主要是()AGNSS B数字地球CRS DGIS答案C解析林业部门要及时了解雨林火灾险情，可以采用的地理信息技术主要是RS。10(综合思维)在救援中，消防调度中心要迅速了解消防员所处的地理位置，可以采用的地理信息技术主要是()AGNSS B数字地球CRS DGIS答案A解析全球卫星导航系统的主要功能是空间位置的确定、导航，可以帮助消防调度中心迅速了解消防员所处的地理位
23、置。目前遥感技术已被广泛应用于资源普查、灾害和环境监测等领域。据此回答1112题。11(综合思维)不同地物在同一光谱波段上的反射率差异越大，越容易区分。下图反映了甲、乙两类植物在生长期内两个波段上的反射率。在遥感影像上区分这两类植物，应该选择生长期内哪一天的影像最合适()A第30天 B第75天C第100天 D第130天答案A解析由图可知，甲、乙两类植物的反射率在波段1和波段2中差异最大的均是处(即纵坐标差最大)，因此要在遥感影像上区分这两类植物，应选择生长期第30天的时候，故A项正确。12(人地协调观)如果用遥感技术来监测火灾，可以()A用来预测引起火灾的原因B预测森林火灾的发生地点C预测森林
24、火灾所造成的后果D及时探知火灾地点和范围答案D解析遥感只能对存在的具体地理事物进行监测，但不能分析、处理数据，预测、分析、处理数据是地理信息系统的功能，故选D。二、综合题(共2小题，共52分)13阅读材料，回答下列问题。(26分)材料一2020年4月22日，我国第36次南极考察圆满结束。本次科考是“双龙探极”，经历3万海里的航行，5个月的风雪交加，“雪龙”号和“雪龙2”号并肩驶入位于上海的中国极地考察基地码头。材料二下图为北极冰川变化示意图。(1)考察船在向南极前进过程中想要随时知道自己前进的方向和所处的地理坐标，需要用到的地理信息技术是什么？利用了该项地理信息技术的哪些特点？(8分)(2)获
25、取不同时期北冰洋冰川信息主要利用的地理信息技术是_；此图反映北极冰层面积在_，主要原因是_；动态监测并预测北极冰川和海岸线变化要利用到的地理信息技术为_；冰川的融化会导致海平面不断上升，监测海平面上升需要的地理信息技术为_。(10分)(3)全球气候变化给北极熊的生存带来了影响，请设计一个利用地理信息技术研究北极熊生存状态的具体方案。(8分)答案(1)全球卫星导航系统(GNSS)。全球性、全天候、连续性和实时性等特点。(2)遥感技术(RS)缩小全球气候变暖RS和GISGNSS(3)给北极熊佩戴装有GNSS(或BDS)信号发射装置的项圈，GNSS(或BDS)信号发射装置每天都向卫星发送信号；科研人
26、员利用互联网查询、记录项圈的移动轨迹。解析第(1)题，这支科学考察团在向南极前进过程中想要随时知道自己前进的方向和所处的地理坐标，需要用到的地理信息技术为GNSS，该项地理信息技术具有全球性、全天候、连续性和实时性等特点。第(2)题，利用遥感(RS)获得的资料，通过地理信息系统建立相关的数据模型，能够显示极地冰川的变化并预测其变化趋势。只有通过GNSS才能判读出海平面细微的变化。第(3)题，利用GNSS技术实时对北极熊的行踪进行监测，了解北极熊的生存状态。14阅读图文材料，回答下列问题。(26分)不同植物类型由于组织结构不同、季节不同、生态条件不同而具有不同的光谱特征、形态特征和环境特征，在遥
27、感影像中可以表现出来。下图是不同植被反射波谱曲线比较图。(1)利用高分辨率遥感影像对植被分布的调查，主要是利用了不同植被的不同_特征，并由此区分_。(4分)(2)不同地物在同一光谱波段上的反射率差异越大，越容易区分。可见光的绿光波段以及红外线反射率最高的植被分别是(2分)()枞树 桦树 松树 草A B C D(3)利用遥感技术进行农业灾害监测，具有哪些突出优点？(8分)(4)某大型农场发生洪涝灾害，如果你是防灾减灾办公室的决策者，如何利用地理信息技术防灾减灾？(12分)答案(1)光谱植被类型(2)D(3)探测范围大；实时传输；快速处理；迅速获取信息；实时动态监测等。(4)利用RS快速获取农场灾
28、害信息，并不断更新灾害信息；利用GIS分析农场淹没范围，即将受淹的范围；利用GIS制定救灾方案；利用GIS指挥调度救灾物资、救灾车辆、救灾人员；利用GNSS锁定灾害准确位置；用GNSS为救灾车辆进行导航；不断利用“3S”技术监控灾情变化，及时调整救灾方案和救灾路线。解析第(1)题，不同植被具有不同的光谱特征，这是遥感影像判读的依据。第(2)题，读图可知，依据材料，绿光波段桦树的反射率最高；红外线波段草的反射率最高。第(3)题，遥感技术的优点是探测范围大，实时传输，迅速获取信息，实时动态监测等。第(4)题，不断利用RS获取灾害信息；利用GIS分析、处理灾害信息，制定救灾方案；利用GNSS进行定位与导航等。
