地理必修三地理信息技术应用教案

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　　地理必修三地理信息技术应用教案：

　　第二节　地理信息技术在区域地理环境研究中的应用

　　目标定位

　　1.记忆地理信息技术的概念;理解地理信息技术在区域地理环境研究中所起的作用。2.记忆遥感的概念和工作过程;结合实例，理解遥感在区域地理环境研究中的巨大作用。3.记忆全球定位系统的概念和组成;了解它在区域地理环境研究和交通等方面的用途。4.运用有关资料，了解地理信息系统(GIS)在城市管理中的功能。5.理解数字地球的概念，并弄清“3S”之间的关系及其与数字地球的关系。

　　核心点一 “3S”技术对比

　　“3S”技术是指遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)，在现代社会中应用越来越广泛。

　　遥感技术(RS)
地理信息系统(GIS）
全球定位系统(GPS)

　　概念 利用一定的技术装备，在航空器(如飞机)或航天器(如卫星)上，对地表物体进行远距离感知 是对数据进行输入、管理、分析、表达的系统 利用卫星，在全球范围内适时进行导航、定位的系统

　　技术程序(或组成部分) 物体辐射和反射电磁波?信息收集?信息传输?信息处理分析?专业图件、统计数字 信息源?数据处理?数据库?空间分析?表达 空间部分—GPS卫星星座

　　地面控制部分—地面监控系统

　　用户设备部分—GPS信号接收机

　　特点 探测范围大，获得资料的速度快、周期短，限制少，适应性强，应用广 计算机系统支持;空间分析、多要素、综合、动态预测 全能性、全球性、全天候、连续性、实时性

　　用途 资源勘探、动态监测、规划决策 城市信息管理与服务、城市规划、城市道路交通管理、城市抗震防灾、城市环境管理、流行病防治 为用户提供精密的三维坐标、速度和时间，应用于军事、测量、交通、救援、农业等领域

　　思维拓展　遥感图片的判读方法

　　①色调、灰阶：是电磁波辐射能量差异在像片上的反映。色调在彩色像片上是最直观、最明显的解译标志，由于不同地物与电磁波辐射相互作用的机理不尽相同，反射、散射、吸收、透射和发射的特性也不同，在彩色像片上反映为色调的差异;根据地物在像片上的颜色差别，反过来认识地物的属性。灰阶是黑白像片的主要解译标志，根据像片边框上附的灰阶表和像片上的具体影像进行对比，从而确定该影像的灰阶。例如，在卫星影像上，水文要素(如湖泊、河流等)为深蓝色或者蓝黑色，人工建筑(如城市、村庄、道路等)呈现灰白色或者浅蓝色，植被呈现红色。

　　②形状：地物的形状与其在像片上的形状之间是一种透视关系，因此，根据影像的形状可以判定像片上与之相似的有关地物。例如，湖泊等自然地物的边界多为圆滑的;人工建筑、工程的边界往往棱角分明;森林、湖泊、城市为面状或斑状;道路、河流多是线状;村庄为不规则的点状或星状;道路的宽度往往不发生变化，而河流的宽度则弯曲多变等。

　　③大小：地物在像片上的大小取决于像片的比例尺，根据地物大小能在许多形状相似的影像中区分出地物的属性。如飞机场和足球场在图像上形状相似，但根据大小可将其区分开。

　　④阴影：分本影和落影。本影是物体未被阳光直接照射到的阴暗部分，如阴坡。本影可造成立体感;落影是太阳光斜射时，地物投射在地面上的影子。落影的形状可用来判别地物的性质，也可量算地物的高度与面积。如圆形的水塔、树冠、烟囱等在图像上都呈圆点状，根据落影形状特征就可加以区别。

　　⑤结构：是群体物体有规律的组合反映影像的特征。例如，在卫星影像上，与湖泊相连的线状地物多为河流、沟渠;与村庄相连的线状地物则多为道路;对于难以分辨的小池塘和小村庄，则要进行分析，即与道路连接的是村庄，与河流连接的则是池塘。

　　⑥相关标志：是建立在自然界各种事物互相联系、互相制约的基础上，例如，卫星像片上可利用地貌特征推断岩性，利用植被推断土壤类型、温度带、气候类型、地下水状况等。

　　核心点二 “3S”技术与数字地球的关系

　　思维拓展　(1)图解地理信息系统在商业活动中的应用

　　(1) 图解地理信息系统与城市管理

　　(2) 图解地理信息技术在医疗救护方面的应用

　　类型1 遥感及应用

　　下图反映了雪地、沙漠、湿地、小麦的反射光谱曲线。读图回答问题。

　　(1)可见光的波段范围为　　　　微米。

　　(2)从图中可以看出，不同的地物在同一波段其反射率不同，同一地物在不同的波段其反射率也不同，这是在照片上判读各种地物的基础。例如，利用0.4～0.5微米波段的照片，可以把　　　　与其他地物区分开;利用0.5～0.6微米波段的照片可以把沙漠与小麦、湿地区分开;利用0.7～0.9微米波段的照片可以把　　　　与 区分开。

　　答案　(1)0.4～0.76　(2)雪地　小麦　湿地

　　解析　雪地的反射光谱在0.4～0.5微米有一个强反射峰值，因此利用该波段图片就可以把雪与其他地物区分开。湿地的反射率均很低，而小麦在0.7～0.9微米形成一个强反射峰值，因此利用此波段照片可以把小麦与湿地区分开。

　　【变式练习1】　读“遥感直观示意图”，回答(1)～(2)题。

　　(1)关于遥感技术装备名称的判断，正确的是(双选)(　　)

　　A.①为卫星　②为红外扫描仪 B.②为传感器　③为发射塔

　　C.①为卫星　②为传真机 D.②为红外扫描仪　③为地面接收站

　　(2)遥感技术可应用的领域有(双选)(　　)

　　A.人口普查 B.森林普查

　　C.农作物病虫害监测 D.交通定位导航

　　答案　(1)AD　(2)BC

　　解析　第(1)题，遥感技术装备主要是由航天器或航空器、传感器、遥感地面系统三部分组成。从图中表达的意思看，①为航天器，②为传感器，③为地面系统。第(2)题，遥感技术应用领域广泛，在区域地理环境研究中，广泛应用于资源调查、环境监测、自然灾害防御监测等领域。在四个选项中，人口普查是详细的人对人的具体的统计工作，不能通过遥感完成，交通定位导航运用的是GPS技术。

　　类型2 全球定位系统及应用

　　格林尼治时间2005年12月28日5时19分，由俄罗斯“联盟—FG”火箭运载的“伽利略”计划首颗实验卫星“GIOVE—A”从哈萨克斯坦的拜科努尔航天中心发射升空。欧洲向“卫星定位技术独立”迈出重要一步。随着越来越多国家参与到“伽利略”计划中，世界将从美国主导卫星定位系统走向竞争合作共存的新局面。GPS系统由24颗卫星组成，这些卫星均匀地分布在6个相对于赤道夹角为55度的近圆形轨道。这种布局可以保证在全球的任何一点、任何时刻均能收到4颗以上的卫星信息。根据以上材料和下图，回答(1)～(2)题。

　　(1)下列不属于卫星定位技术应用范畴的是(　　)

　　A.野外考察时用以空间定位

　　B.为行驶的汽车提供精密的速度、时间信息

　　C.为飞行中的民航客机提供三维坐标

　　D.为无线移动手机用户提供实时的通信服务

　　(2)GPS卫星轨道夹角为(　　)

　　A.120° B.30° C.45° D.60°

　　答案　(1)D　(2)D

　　解析　GPS的作用主要是用来全球定位，所以第(1)题答案应选D项。(2)24颗卫星平均分布在6个轨道平面上，所以每两个轨道夹角应该是360°/6，D项正确。

　　【变式练习2】　2008年2月7日上午，在西北某军用机场，三架轰炸机相继呼啸升空，向内蒙古黄河上空飞去。战机按预定方案先后5次进入冰凌堆积区实施轰炸，24枚炸弹全部命中目标。黄河炸凌今年首次试航试投任务圆满完成。在黄河凌情监测中可能用到的是________技术，在飞机轰炸目标时，可能用到________技术来完成空间定位。

　　A.RS　GIS B.RS　GPS C.GPS　RS D.GIS　RS

　　答案　B

　　解析　RS技术主要应用于资源普查、环境和灾害监测，GPS技术主要应用于定位导航中。

　　类型3 地理信息系统的应用

　　“GIS”的英文全名是Geographical Information System，也叫地理信息系统。具有地图处理、数据库和空间分析这三大功能。GIS不仅可以像传统地图一样，解决与“地点”“状况”有关的查询，而且能进行趋势分析，复杂的“模式分析”和用“虚拟模拟”进行预测性分析。据此回答(1)～(2)题。

　　(1)如果将GIS用来监测森林火灾，可以(　　)

　　A.分析、判断引起火灾的原因

　　B.预测森林火灾的发生地点

　　C.预测森林火灾后所造成的后果

　　D.及时知道火灾的地点、范围，分析火势蔓延方向，制定灭火方案

　　(2)有的渔民已利用GIS技术来寻找鱼群，如果普遍引用这一技术(　　)

　　A.可以使渔获量持续增长

　　B.可能导致过度捕捞，使渔业资源枯竭

　　C.会增加渔业的生产成本

　　D.会促进渔业生产，加大对渔业资源的开发利用，提高渔民的生活水平

　　答案　(1)D　(2)B

　　解析　第(1)题，地理信息系统可以对自然灾害进行动态监测及评估预测。第(2)题，C、D选项存在明显错误，A项中的“持续增长”不正确，因为鱼类生产的可再生是有条件的，否则会导致渔业资源枯竭。

　　【变式练习3】　下列关于地理信息系统在区域研究中的作用的叙述，不正确的是(　　)

　　A.地理信息系统可提供反映区域状况的各种空间信息

　　B.通过对有关信息进行分析、加工，建立能反映区域内各种因素相互关系，揭示区域结构、特征和发展规律的模型

　　C.可以对区域内自然资源和条件、区位和交通条件、人口和劳动力条件，以及经济和社会条件进行更精确的分析、评价

　　D.地理信息系统可以不借助其他技术手段，就可以对环境和自然灾害进行动态监测及评估预测

　　答案　D

　　解析　地理信息系统必须在利用遥感、全球定位系统等提供的地理信息的基础上，才可以对环境和自然灾害进行动态监测及评估预测。

　　类型4 数字地球

　　对数字地球的理解，不正确的是(　　)

　　A.数字地球是指数字化的地球，即把整个地球信息进行数字化后，由计算机网络来管理的技术系统

　　B.数字地球只能整合空间地理信息，不能整合时间上的地理信息

　　C.数字地球可以对地理信息进行立体的、动态的显示

　　D.数字地球能为复杂的生产、研究活动提供实验条件和试验基地

　　答案　B

　　解析　数字地球是将不同空间、时间的自然、人文的大量信息，按地理坐标，从区域到全球进行整合，并进行立体的、动态的显示，能为复杂的生产、研究活动提供实验条件和试验基地。

　　【变式练习4】　构建数字地球的基础是(　　)

　　A.遥感 B.全球定位系统

　　C.地理信息系统 D.地理信息技术

　　答案　D

　　解析　数字地球是指数字化的地球，即把整个地球信息进行数字化后，由计算机网络来管理的技术系统。所以说，构建数字化地球的基础是地理信息技术。