第四单元 单元活动 地理信息技术应用 鲁教版（2019）必修第一册 2024-2025学年高一上学期

江山美景 第四单元 从人地作用看自然灾害 第一节 自然灾害的防避 新课导入 汶川地震发生后，震区许多地方交通中断、通信受阻，给了解灾情、布置救灾带来许多困难。地理信息技术在灾情评估和救灾部署中发挥了重要的作用。 问题： 什么是地理信息技术？地理信息技术在救灾中发挥了什么作用？地理信息技术在生产和生活中还有哪些用途？ 图4-3-1 汶川地震后映秀镇航空遥感影像 新课导入 空间 思维 地理实践力 综合 思维 技术运用素养 学生应具备空间概念和空间思维能力，能够理解和应用空间数据，分析地理现象的空间分布和变化。学生应能够运用地理信息技术进行空间数据的可视化表达和分析，以直观地展示地理现象和规律。 学生应能通过实际操作和实践活动，如使用遥感图像、地理信息系统（GIS）软件等，来了解和掌握地理信息技术的基本应用。学生应能够结合具体案例，如资源普查、环境监测、灾害预警等，运用地理信息技术解决实际问题，从而增强地理实践力。 学生应能够综合运用地理信息技术和其他相关学科知识，对地理问题进行全面、深入的分析和判断。 学生应能够从多个角度和层面理解地理信息技术的应用，如其在资源、环境、灾害等领域的应用价值，从而培养综合思维能力。 学生应掌握地理信息技术的基本原理和应用方法，包括遥感（RS）、地理信息系统（GIS）和全球卫星导航系统（GPS）等核心技术的使用。学生应能够运用这些技术工具进行地理数据的获取、处理、分析和应用，以解决地理问题。 本节知识结构 自然灾害的防避 地理信息技术及其主要用途 常见自然灾害的防避 基本原理和工作过程 主要功能和特点 应用领域 全球卫星导航系统和地理信息系统的应用 主要功能和特点 应用领域 利用地理信息技术检测滑坡 卫星定位位移监测预警 CONTENTS 目录 壹 地理信息技术及其主要用途 叁 全球卫星导航系统和地理信息系统的应用 贰 遥感及其应用 肆 利用地理信息技术检测滑坡 壹 地理信息技术及其主要用途 概念 地理信息技术是一门对地理信息进行获取、分析和应用的综合性技术，是地理科学与现代技术相结合的产物。其核心技术是遥感、地理信息系统、卫星定位系统等。 江山美景 应用 江山美景 作用：监测灾害分布，估算受灾面积，为防灾、减灾、救灾提供决策依据 应用领域：灾害监测与评价 具体内容：旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等 应用 江山美景 作用：监测灾害分布，估算受灾面积，为防灾、减灾、救灾提供决策依据 应用领域：资源普查 具体内容：旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等 应用 江山美景 作用：调查资源数量、资源分布，对农作物进行估产 应用领域：灾害监测与评价 具体内容：矿产资源、水资源、土地资源、森林草场资源、野生动物资源等 应用 江山美景 作用：监测环境现状及变化，为分析环境变化的原因和制定对策提供依据 应用领域：环境监测与评价 具体内容：荒漠化、土壤盐渍化、环境污染、海洋生态、全球气候变化及其影响、植被变化、海上冰山漂流等 应用 江山美景 作用：定位导航、规划线路、检测地壳运动 应用领域：交通 具体内容：航空、航海、陆路交通 应用 江山美景 作用：工程勘察和测量，工程影响分析，城市布局优化 应用领域：区域发展、城市规划、工程设计 具体内容：大型水利工程、港口工程、核电站、路网、城市等规划设计 应用 江山美景 作用：事故救援、安全保障、科学研究 应用领域：其他 具体内容：军事勘察、海洋渔业、野外调查 贰 遥感及其应用 基本原理 地球上的物体都在不停地吸收、反射、发射电磁波，不同物体的电磁波特性不同。人们可以根据电磁波的差异来分辨不同的物体。 江山美景 基本原理 在距离地球一定距离的飞机、飞船、卫星上，使用光学仪器和电子仪器，接收地面物体发射或反射的电磁波信号并记录下来，传送到地面，最后通过分析，揭示出地面物体的特征、性质及其变化。 江山美景 目标物 传感器 遥感地面系统 专业图件、统计数字 物体辐射和 反射电磁波 收集 传输 信息处理 信息分析 知识拓展 运载工具飞行高度 高 低 低 高 资料获取速度 快 慢 资料获取周期 长 短 地物分辨率 长 短 探查范围 长 短 遥感平台高度对遥感探测的影响 可见光航拍遥感影像 红外卫星拍摄遥感影像 江山美景 主要功能、特点及应用领域 壹 贰 叁 对地面物体特性进行距离的感知 主要功能 探测范围大 获取资料快 受地面条件限制少 获取信息量大等 特点 应用领域 资源评估 环境监测 灾害预警等 江山美景 遥感影像的判读 在遥感影响上，不同地物有不同的影响特征 形状 边界 色调、食材 自然要素：水域为蓝色、植被呈洪色 弯曲 直接解译标志 人为要素：多呈灰色 自然要素：边界圆滑 人为要素：棱角明显，形状规则 自然要素：湖泊为面状；河流多为现状 人为要素：城市是面状；村庄为不规则的点状或星状 自然要素：河流的宽度多变且弯弯曲曲 人为要素：道路得宽度一般变化较小，相对比较顺直 江山美景 遥感影像的判读 在遥感影响上，不同地物有不同的影响特征 形状 边界 色调、食材 自然要素：水域为蓝色、植被呈洪色 弯曲 直接解译标志 人为要素：多呈灰色 自然要素：边界圆滑 人为要素：棱角明显，形状规则 自然要素：湖泊为面状；河流多为现状 人为要素：城市是面状；村庄为不规则的点状或星状 自然要素：河流的宽度多变且弯弯曲曲 人为要素：道路得宽度一般变化较小，相对比较顺直 黄河三角洲2017年9月30日假彩色卫星影像 江山美景 遥感影像的判读 在遥感影响上，不同地物有不同的影响特征 线状地物 难以分辨的小村庄、小池塘 间接解译标志 与湖泊相连的线状地物多是河流、河渠，与村庄相连的线状地物则多是道路 与河流相连的是池塘，与道路相连的是村庄 黄河三角洲2017年9月30日假彩色卫星影像 黄河三角洲1991年9月23日假彩色卫星影像 江山美景 活动 读图4-3-3和图4-3-4，完成下列任务。 1. 描出植被分布区的范围，说出植被分布的变化。 2. 画出两个年份的海岸线，说明海岸线的变化。 3. 画出两个年份的入海河道，说明入海河道的变化。 4. 分析并说明还有哪些显著的变化。 4-3-4黄河三角洲2017年9月30日假彩色卫星影像 4-3-3黄河三角洲1991年9月23日假彩色卫星影像 江山美景 遥感影像的判读 通过遥感可以快速和全面地了解灾区的情况通过对比灾害前后某地区的遥感影响图，可以发现受灾地区地面环境的变化，进而了解灾区的情况。 图4-3-5 2010年泥石流发生前后舟曲县城的遥感影像对比 江山美景 活动 对比图4-3-5两张遥感影像图，完成下列任务。 1. 画出受灾区域。 2. 指出受灾最严重的区域。如果灾后第一时间看到这两张影像图，你认为救灾队应该把救灾重点放到哪里。 3. 思考并讨论舟曲泥石流灾害给我们带来的启示。 图4-3-5 2010年泥石流发生前后舟曲县城的遥感影像对比 遥感的应用 资源评估——矿产资源 备注：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 具体内容：蕴藏矿产的地方多是地质断裂或环形构造带，较容易借助遥感技术“发现”矿产 遥感的应用 资源评估——生物资源 备注：为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门服务 具体内容：通过遥感图像解译或图像处理技术，提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等数据 全国森林资源评估 遥感的应用 环境监测与灾害预警——环境监测 备注：有利于人们了解环境变化，使环境得到保护和改善 具体内容：监测荒漠化、土壤盐渍化、海上冰山漂流、、海洋生态、全球气候变化及其影响、植被变化、水体污染、大气污染等 全国湿润指数数据 遥感的应用 环境监测与灾害预警——灾害预警 备注：有利于防灾减灾 具体内容：监测旱情、洪灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等 洪涝检测 遥感的应用 工程建设及规划 备注：促使规划和建设合理 具体内容：指导大型水利枢纽、港口、核电站、路网等工程建设和城市规划等 遥感的应用 其他 备注：提供重要信息来源 具体内容：军事侦查、上海交通、海洋渔业等 叁 全球卫星导航系统和 地理信息系统的应用 全球卫星导航系统及其应用 壹 贰 叁 全球卫星导航系统是由卫星群组成的卫星系统，可以保证在任意时刻都可以同时观测到四颗卫星，从而获取该观测点的经纬度和高程 原理 导航 定位 授时等 功能 高精度 高效率 低成本 优点 全球卫星导航系统及其应用 全球卫星导航系统的优势 优势 具体内容 全能性 不管是陆地还是海洋，都可以依靠全球卫星导航系统进行定位导航；不管是航空活动还是航天活动，都可以使用全球卫星导航系统进行定位导航 全球性 所服务和覆盖的空间范围遍及地球上的每一个角落 全天候 不管是在什么样的天气、气候条件下，都能提供服务 连续性 能够连续不断地提供定位导航服务 实时性 提供的信息是瞬时的、同步的，不是过去的 全球卫星导航系统及其应用 全球卫星导航系统的组成 空间部分—— 卫星星座 用户部分—— 信号接收系统 地面控制部分—— 地面监控系统 全球卫星导航系统及其应用 全球卫星导航系统的工作流程 空间部分—— 卫星星座 用户部分—— 信号接收系统 地面控制部分—— 地面监控系统 全球卫星导航系统工作五星不间断地发送各自与定位相关的参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算，得出接收机所在点位的三维位置、运动速度和时间等信息 监测、控制 发送导航定位信号 全球卫星导航系统及其应用 全球卫星导航系统的应用领域 全球卫星导航系统被应用于大地测量、地面监测、交通导航等许多方面 全球卫星导航系统的应用 军用 民用 定位 导航 交通 旅游探险 大地测量、野外勘测、紧急救援、农业监控、生态研究 自主导航；提供位置、航速、航向、和时间等信息；海图航迹显示；港口、码头的船舶调度；近海和内河船舶导航和管理 作 用 空域划分与管理； 交通流量管理； 飞行路线管理； 提高机场利用率 空中 导航 定位；最优行进方式和路线选择；寻找合适的道路和露营点；报警；记录摄影地点、时间 其他领域 地理信息系统及其应用 概念 地理信息系统，是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 功能 地理信息系统主要由硬件、软件、地理数据、人员、应用模型五部分组成，其中硬件系统和软件系统是地理信息系统的核心 地理信息系统及其应用 地理信息系统 的工作原理 现实世界 数据源 空间数据库 GIS系统 用户 空间数据获取 空间数据输入 空间数据管理 决策支持 解决空间问题 地理信息系统及其应用 应用领域 地理信息系统以被广泛应用于经济、社会、环境和生态的规划、决策和管理方面。 地理信息系统图层结构 地理信息系统的空间数据存储采用“分层”技术，即将区域地图中的不同地理要素存储在不同的“图层”中，将不同的“图层”要素进行叠加分析，就得到某方面的应用模型。 地理信息系统在城市管理中的应用 城市信息管理与服务 举例说明：提供旅游景点分布及详情、商业网点的布局及特色、城市道路与建筑物的空间分布等信息 具体内容：向城市居民提供日常工作和生活所需的各种信息 地理信息系统在城市管理中的应用 城市规划 举例说明：进行城市建筑物分布和城市地下管网分布的管理等 具体内容：进行城市与区域多目标的开发和规划 地理信息系统在城市管理中的应用 城市道路交通管理 举例说明：查询某个加油站、立交桥的位置或某个时间某路段的车流量 具体内容：把有关道路状况、交通流量、沿线环境等信息显示出来，提供空间信息查询 地理信息系统在城市管理中的应用 城市救灾防灾 举例说明：建立防火区的火灾信息系统，并建立相应的救护路线模型和灾后损失评估模型等 具体内容：在实时跟踪灾害的发生、演化过程的基础上，对灾害进行快速分析、评价和模拟，并辅助开展灾后应急和恢复工作信息查询、路面质量查询等服务 地理信息系统在城市管理中的应用 城市环境管理 举例说明：对城市环境信息（大气、水、土地、植被、噪声等）进行综合管理和处理，实现环境信息的共享 具体内容：环境规划与决策、监测、评价、预报等 肆 利用地理信息技监测滑坡 地区：三峡库区的湖北秭归县 图4-3-8 卫星定位位移监测桩 三峡秭归 措施：在滑坡体上设置卫星定位位移监测桩 图4-3-9 卫星定位位移监测预警系统示意 数据采集 实时传输到位移分析系统 一旦变形量超过预警阈值，系统将实时预警 为研究滑坡变形特征、变形机制和危害程度等提供翔实数据 通过监测预警的实时性为及时处置滑坡险情提供技术保障 作 用 活动 图4-3-9 卫星定位位移监测预警系统示意 读图4-3-9，说一说卫星定位位移监测预警系统应用了什么地理信息技术，起到了什么作用？ 知识拓展 地理信息技术在防灾减灾中的应用 指导灾后恢复重建 遥感技术 全球卫星导航系统 地理信息系统 预报预警 自然灾害 动态监测 评估灾害损失 受灾范围、受灾情况 制定减灾预案 地理 数据 进 行 快速 确定 课堂小结 能力提升：通过探究有关自然地理问题，了解地理信息技术的应用 地理信息技术及其主要用途 概念 应用 遥感及其应用 基本原理 工作过程 主要功能、特点和应用领域 遥感影像的判读 遥感的应用 全球卫星导航系统和地理信息系统的应用 全球卫星导航系统的原理、功能及优点 全球卫星导航系统的组成 全球卫星导航系统工作流程 全球卫星导航系统应用领域 地理信息系统概念 地理信息系统工作原理 地理信息系统应用领域 地理信息系统在城市管理中的应用 利用地理信息技术监测滑坡 地区 措施 卫星定位位移监测预警系统 地理信息技术在防灾减灾中的应用 课堂小练 2020年9月开始，美国加利福尼亚州森林大火肆虐，熊熊烈火燃烧了数月。此次山火分布范围广且持续时间长，造成重大损失。完成下面小题。 1.要快速获取美国火灾波及的范围，宜采用的地理信息技术是( ) A.GIS B.GPS C.RS D.BDS 解析：发生森林火灾的地区发射、反射的电磁波与其它地区有明显不同，因此可以通过对电磁波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录火灾地区对电磁波的反射、辐射等信息，从而快速获取美国火灾波及的范围，这种地理信息技术是遥感技术，简称RS，C正确。地理信息系统（GIS）只能对已有的信息进行收集、存储、分析、表达，不能直接获取火灾波及的范围，A错误。全球定位系统（GPS）和北斗卫星导航系统（BDS）可以对火灾地点进行精确定位，但不能获取火灾波及的范围，B、D错误。故选C。 C 课堂小练 2020年9月开始，美国加利福尼亚州森林大火肆虐，熊熊烈火燃烧了数月。此次山火分布范围广且持续时间长，造成重大损失。完成下面小题。 2.此次火灾过后对当地生态环境产生的影响可能有( ) ①土地荒漠化威胁加大 ②短期内可能增加土壤肥力 ③生物多样性严重受损 ④严重加剧全球气候变暖 A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④ 解析：森林火灾破坏了当地植被，植被覆盖率下降，土地荒漠化威胁加大，①正确；森林火灾留下的灰烬是很好的肥料，因此短期内部分地区可能增加土壤的肥力，促进新的生态系统的建立，②正确；森林火灾烧毁了大量植物，直接伤害了许多动物，破坏了许多生物的生存环境，因此生物多样性严重受损，③正确；此次森林火灾破坏的森林、排放的二氧化碳在全球范围内数量有限，不会严重加剧全球气候变暖，④错误。综上所述，A正确，BCD错误。故选A。 A 课堂小练 袖珍公园也称“口袋公园”，指规模较小、形状多样的公园绿化活动场地，面向公众开放、为当地居民服务。2021年临汾市尧都区在靓城提质行动中，通过修建各种小型绿地、街心花园、社区小型运动场所等常见的“口袋公园”，进一步改善城市面貌、提升城市品质。图为“临汾市尧都区局部区域示意图”。读图完成14~15题。 3.与滨河公园相比，袖珍公园的特点是( ) ①斑块状散落 ②集中连片 ③服务范围小 ④服务范围大 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 解析：根据图示信息可知，与滨河公园相比，袖珍公园布局更为灵活，分布呈现离散性，呈斑块状散落分布，①正确，②错误；袖珍公园为规模很小的城市开发空间，主要为当地居民服务，与滨河公园相比，其服务范围更小，服务等级更低，③正确，④错误。综上所述，A正确，BCD错误。故选A。 A 课堂小练 袖珍公园也称“口袋公园”，指规模较小、形状多样的公园绿化活动场地，面向公众开放、为当地居民服务。2021年临汾市尧都区在靓城提质行动中，通过修建各种小型绿地、街心花园、社区小型运动场所等常见的“口袋公园”，进一步改善城市面貌、提升城市品质。图为“临汾市尧都区局部区域示意图”。读图下面小题。 4.右图为“不同要素图层示意图”，利用地理信息技术优化城市口袋公园布局时，需要叠加的图层有（ ） ①降水分布 ②居民区开放程度 ③土壤状况 ④交通通达度 ⑤人口密度 A.①②④ B.②③④ C.②④⑤ D.①③⑤ 解析：口袋公园主要为当地居民服务，需要考虑居民区开放程度、交通通达度和人口密度，②④⑤正确；城市不同区域降水和土壤差异不大，不是口袋公园布局需要考虑的主要因素，①③错误。综上所述，C正确，ABD错误，故选C C 感 江山美景 谢 观 看 $$