内容正文:
地理信息技术
第三节
1
主要内容
电磁波
大
地面条件
全天候
实时性
三维坐标
存储
查询
输出
叠加分析
空间信息
动态监测
学习目标
1.了解遥感技术、全球卫星导航系统、地理信息系统的组成、特点及应用范围。
2.结合案例,学会选择不同的地理信息技术解决实际问题。
3.学会判读简单的遥感图像和地理信息系统图层。
爬黑板
基础知识评价
3
目 录
01
主题 地理信息技术的应用
课时跟踪检测
02
主题地理信息技术的应用
01
直选课件
地理信息技术的应用
1.遥感技术的应用
系统知能•强化综合思维
应用领域 具体内容 作用
资源
普查 矿产
资源 蕴藏矿产的地方有许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 通过分析遥感图像划定蕴藏矿产的大致区域
生物
资源 通过解译遥感图像,用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 为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门服务
应用领域 具体内容 作用
环境和灾
害监测 环境
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 可以及时了解环境变化,使环境得到保护和改善
灾害
监测 旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等 有利于防灾减灾
应用领域 具体内容 作用
农业
生产 林业 着火树木、病害树木与正常树木反射波谱不同 清查森林资源、监测火灾和病虫害
农业 植物生长情况不同,其反射波谱特征不同 识别农作物、估算产量、灾情预报
2.全球卫星导航系统的应用
(1)全球卫星导航系统在军用、民用领域的应用
全球卫星导航系统广泛应用于军用、民用两个领域,在军用领域主要体现在定位和导航两大方面,在民用领域主要体现在以下四个方面:
(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
(1)在区域地理环境研究中的应用
(2)在城市建设和管理中的应用
应用领域 主要功能
信息管理与服务 主要向城市居民提供日常工作与生活所需的各种信息
规划和管理 主要是进行城市规划设计、工程选址等,也可以进行城市管理和辅助决策
基础设施管理 利用地理信息系统能够完成工程设计、应急抢修、日常维护等工作,可大幅度提高工作效率
应用领域 主要功能
土地利用与管理 土地利用涉及土地利用性质变化、地块轮廓变化、土地权属关系变更等内容。地理信息系统技术可以有效完成对土地利用状况的监控和管理,提高工作质量与效率
生态环境管理 应用地理信息系统,可以实现城市生态规划、环境评价、环境与区域可持续发展的决策分析、环保设施的管理等
(3)在灾害监测中的应用
应用地理信息系统,并借助于遥感技术,可有效地监测和预报洪涝灾害、森林火灾等。
[方法技巧] 实际应用中三种技术的选取方法
(1)据“点”“面”判断
①“全球卫星导航系统”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“遥感技术”和“地理信息系统”的工作对象——“面”。在具体技术应用中选取适当手段时,要看其工作对象是“点”还是“面”,如果是“点”则选用“全球卫星导航系统”,如果是“面”则选用“遥感技术”或“地理信息系统”。
②如果是“面”则看是突出监测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“遥感技术”,若要在某城市选取大型商业中心位置则应选用“地理信息系统”。
(2)从“想”“看”区分
①“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。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“地理信息系统”。
②“遥感技术”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“遥感技术”。
当然,三种技术具体的应用领域并不是截然分开的,往往一项工作需要同时利用两种或三种技术。例如,我们每天看到的天气预报,是遥感技术跟踪监测大气的变化,将所获得的数据传给地理信息系统,地理信息系统经过分析得出的结果。
[图表判读] 地理信息系统叠加示意图的判读
首先要明确地理信息系统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
(2025·广州模拟)2024年6月30日,深中通道建成开通,海底隧道是深中通道的关键工程,隧道管
节在海底完成毫米级别精准对接。
为适应海底环境,该项目工程师
设计了钢壳混凝土沉管结构——管节内外两层钢板制造出巨型钢壳,然后在钢板之间分隔出数千个“隔间”,再在“隔间”内部灌注密实混凝土。如图示意深中通道海底沉管隧道横截面。据此完成1~2题。
迁移应用•注重发展提升
1.海底管节设计成钢壳混凝土沉管结构,主要是为了应对海底 ( )
A.水压高 B.水温低
C.海水腐蚀强 D.海水流速快
解析:海底水压高,设计成钢壳混凝土沉管结构是为了增加管节的承压能力,A正确;钢壳混凝土沉管结构保温作用较弱,不是为了应对海底水温低,B错误;钢壳混凝土沉管结构对海水腐蚀的抵御作用较弱,C错误;海水流速快不是选择钢壳混凝土沉管结构的主要因素,D错误。
√
2.为保障海底隧道精准对接,主要使用的地理信息技术是 ( )
A.遥感技术 B.北斗卫星导航系统
C.地理信息系统 D.VR
解析:海底隧道对接需要高精度定位,北斗卫星导航系统可以提供精确空间定位,B正确;遥感技术、地理信息系统都没有精准定位功能,VR不属于地理信息技术,A、C、D错误。
√
|深化理解|
地理信息系统(GIS)在海底隧道建设中的应用
(1)数据采集与管理:GIS系统可以采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述海底隧道的相关地理分布数据,包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据和属性数据等。
(2)模拟与分析评价:GIS的技术优势在于其数据综合、模拟与分析评价能力,可以实现地理空间过程演化的模拟和预测,为海底隧道的设计和施工提供重要信息。
(2025·龙岩一模)冷流云是指来自大陆的强烈干冷空气经过温暖海洋或大湖时,与低空的水汽相互作用而形成的云。2023年12月22日,卫星云图特写上可见絮状或羽状的冷流云正从渤海向南延伸到山东半岛多地。山东半岛北部多地形成冷流雪,部分地区出现大到暴雪,其形成与冷流云密切相关。12月份是山东半岛北部冷流雪量最大的月份。据此完成3~4题。
3.了解并推测冷流云的影响范围,需要借助的地理信息技术是 ( )
A.RS+GNSS B.GNSS+GIS
C.RS+GIS D.GNSS+BDS
√
解析:RS是遥感技术,主要是获取地理事物信息;BDS是北斗卫星导航系统,GNSS是全球卫星导航系统,主要用于定位、授时和测速;GIS是地理信息系统,主要用于数据输入、存储、处理和输出等,了解并推测冷流云的影响范围需要借助RS获取信息,然后用GIS处理和输出数据,不需要GNSS和BDS,C正确。
4.相较于1月份,山东半岛北部12月份冷流雪量更大的原因是 ( )
A.冷空气较频繁 B.空气尘埃较多
C.海陆温差较大 D.渤海水温较高
√
解析:冷流云是指来自大陆的强烈干冷空气经过温暖海洋或大湖时,与低空的水汽相互作用而形成的云,所以冷流雪量的多少取决于渤海的加湿加热能力,渤海12月份相较于1月份表层水温较高,与冷空气的温差大,冷空气更易凝华成冷流雪,D正确。
|深化理解|
遥感技术在气象预报中的应用
(1)提供气象数据支持:遥感技术可以通过卫星收集、传输和处理高分辨率、多波段、全天候的遥感信息,为气象预报提供重要的数据来源和分析手段。这些数据包括云量、云高、云类型、地表温度、大气温度和水汽含量等,帮助监测极端天气事件,如阵风、台风和暴雨等。
(2)气象灾害监测和预报:遥感技术可以实现对气象灾害的快速监测和预报。气象卫星提供的云图、风速、温度等气象信息帮助气象部门提前预警,减少了灾害带来的损失。
(3)精准短时重现预报:通过卫星采集的云量、云高、温度和湿度等信息,结合数值模式和机器学习技术,可以提高短时重现预报的准确率,尤其是对于快速变化的气象事件。
国内首个全绿电供应“虚拟电厂”项目于2024年7月在浙江宁波(下图)正式投入运行。项目通过地理信息技术实现光伏、储能、充电桩、工业负荷协同运行,可实现多种电源参考实时经济性智能切换。完成5~6 题。
5.虚拟电厂运行管理中所利用的地理信息技术主要是 ( )
A.GPS(全球定位系统)
B.RS(遥感技术)
C.BDS(北斗卫星导航系统)
D.GIS(地理信息系统)
√
解析:由材料可知,虚拟电厂利用软件系统参与电网的运行和调度的智能电网技术,本身会用到地理信息系统(GIS)的分析功能,所以虚拟电厂获取发电装置位置信息采用的地理信息技术主要是地理信息系统,D正确。
6.虚拟电厂可以利用该地理信息技术 ( )
A.增加大电网发电量 B.调节用电总负荷
C.管理发电、用电设施 D.控制工业总产能
√
解析:根据材料可知,该项目通过地理信息技术实现光伏、储能、充电桩、工业负荷协同运行,可实现多种电源参考实时经济性智能切换。因此虚拟电厂可以利用该地理信息技术管理发电、用电设施,C正确;虚拟电厂不是实体发电的电厂,不能增加大电网发电量,A错误;用电总负荷主要与发电量及用电总需求有关,虚拟电厂不能调节用电总负荷,B错误,也不能控制工业总产能,D错误。
|增长见识|
虚拟电厂不是实体发电的电厂,而是一种智能电网技术。它打破了传统电力系统上发电厂、供电侧和用电侧之间的界限,使得用户也能够将不用的电输送回电网,不光能节省资源,还能提高效益。
02
课时跟踪检测
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一、选择题
不同的地物在同一波段其反射率不同,同一地物在不同波段反射率也不同,这是遥感技术判读各种地物的基础。下图示意某地某一时间雪地、湿地、小麦的反射波谱曲线。读图,完成1~2题。
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1.图中能最好的区分三项地理事物的波段是 ( )
A.0.4—0.5 μm波段 B.0.6—0.7 μm波段
C.0.8—0.9 μm波段 D.1.0—1.1 μm波段
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解析:由材料“不同的地物在同一波段其反射率不同”可知,同一波段的反射率差异越大,越容易进行区分。读图可知,0.8—0.9 μm波段时,三种不同目标物体的反射率差别最大,遥感技术对图中目标物体更容易进行区分,C正确。
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2.图中遥感地物所处地形区及对应月份最有可能的是 ( )
A.黄河三角洲 2月份 B.三江平原 1月份
C.太湖平原 11月份 D.藏北高原 12月份
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解析:根据所学可知,黄河三角洲位于北方暖温带,种植冬小麦,2月份气温低,有雪地分布,河口湿地资源丰富,故2月份可以遥感到湿地、雪地和小麦,A正确;三江平原和藏北高原积温低,农作物只能一年一熟,12月份、1月份正值冬季,此时田地里没有小麦,B、D错误;小麦主要分布在北方,太湖平原位于南方,且太湖平原冬季气温高于0 ℃,出现雪地的概率低,C错误。
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近年来,贵州省铜仁市德江县某镇,在海拔1 200 m以上的山区贫瘠土地上种植茶树,建成“黄金芽”茶园基地。在当地政府引领下,念好“山字经”、做好“茶文章”、将“有机茶叶”做成了助农增收大产业,实现了荒山披“绿装”。目前,该镇茶叶种植面积已达1万余亩,年产量1万余千克,实现综合产值300余万元。茶叶真正成了这片贫瘠土地上的“绿色银行”。据此完成3~5题。
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3.该地大力发展茶产业,利用的条件主要是 ( )
A.腐殖质层深,土壤很肥沃
B.荒山面积广大,土地租金较低
C.高寒气候,茶叶品质好
D.地势平坦开阔,园区交通便利
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解析:根据材料可知,贵州省铜仁市是在海拔1 200 m以上的山区贫瘠土地上种植茶树,土壤并不肥沃,A项错误;海拔1 200 m 以上的山区贫瘠土地主要为荒山,土地租金较低,B项正确;茶树喜温暖湿润的气候,气候高寒不能提高茶树品质,C项错误;海拔1 200 m以上的山区地形崎岖,交通不便,D项错误。
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4.促进该地茶产业可持续发展的途径主要有 ( )
①加大技术研发力度 ②扩宽线上线下销售渠道
③做好产品精深加工 ④快速扩大茶叶种植面积
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
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解析:加大技术研发力度可以提高茶叶品质;扩宽线上线下销售渠道利于提高经济收益;做好产品精深加工,可以提高茶叶产品的附加值,提高经济效益;这些措施都可以促进茶产业的可持续发展,①②③说法正确;快速扩大茶叶种植面积,可能造成原生植被破坏,引发水土流失等问题,不利于该地茶产业可持续发展,④说法错误。A正确,B、C、D错误。
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5.为快速获取茶树种植面积,可以利用的地理信息技术主要是 ( )
A.地理信息系统(GIS)
B.全球定位系统(GPS)
C.遥感技术(RS)
D.北斗卫星导航系统(BDS)
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解析:地理信息系统(GIS) 主要用于分析、处理、管理地理数据等,不能直接获取茶树种植面积的信息,A项错误;全球定位系统(GPS)和北斗卫星导航系统(BDS)主要用于定位和导航,不能获取茶树种植面积的信息,B、D项错误;遥感技术(RS)可以获取地表物体的遥感影像,通过遥感影像即可快速获取茶树种植面积,C项正确。
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我国东部某沿海城市运用地理信息技术对城市地貌(图1)、水系(图2)、土地利用(图3)分布信息进行提取并叠加研究。读图,完成6~8题。
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6.该城市老城区可能位于 ( )
A.Ⅰ区 B.Ⅱ区
C.Ⅲ区 D.Ⅳ区
解析:老城区主要布局在地形平坦、水源充足的地区,图中四个区域,Ⅲ区以平原为主,有河流湖泊,水源充足,适合布局城市,C正确。Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅳ区低山丘陵广布、距离河流较远,不是老城区的理想位置,A、B、D错误。
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7.图3中土地利用方式合理的是 ( )
A.Ⅰ区——大型零售商场
B.Ⅱ区——郊野休闲公园
C.Ⅲ区——大型水电站
D.Ⅳ区——图书馆
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解析:老城区位于Ⅲ区,可以布局大型零售商场,A错误。郊野休闲公园应该位于低山丘陵处,有河流湖泊最佳,Ⅱ区适合发展,B正确。大型水电站应该布局在有河流经过、地形起伏大的地区,Ⅳ区适合,C错误。图书馆应该布局在人口多的地区,Ⅲ区是老城区,适合布局,D错误。
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8.通过对信息提取、叠加等进行城市规划所使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
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解析:地理信息系统是用来分析、存储、查询、模拟地理信息的手段,全球卫星导航系统主要是定位、导航,遥感技术主要是及时获取信息的手段。据材料可知,该市通过对市区的地貌图层和水系图层进行叠加研究,属于对信息的加工、处理,因此主要采用的地理信息技术是地理信息系统,C正确,A、B、D错误。
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四川阆中古城历经两千多年的历史,形成了“秦砖汉瓦魂,唐宋格局明清貌;京院苏园韵,川渝灵性巴阆风”的建筑风貌。据此完成9~10题。
9.阆中古城的建筑风貌体现了( )
A.当地环境变化导致建筑风格多样化
B.我国不同地域建筑文化的时空交融
C.适应巴蜀环境的建筑平面布局风格
D.时代变迁带来不同建筑材料的使用
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解析:阆中古城有“秦砖汉瓦魂,唐宋格局明清貌;京院苏园韵,川渝灵性巴阆风”的建筑风貌,体现了不同历史时期我国不同地域的建筑文化在阆中古城融合,是不同地域建筑文化的时空交融,B正确。材料中未提及当地环境变化对建筑风格多样化的影响,A错误。材料强调的是多种建筑风格的融合,而非适应巴蜀环境的单一平面布局风格,C错误。材料主要强调的是建筑风格,而非不同建筑材料的使用,D错误。故选B。
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10.某地理兴趣小组拟开展古城建筑空间分布研学活动,合理的技术路线是 ( )
①利用地理信息系统获取调查区遥感影像
②利用地理信息系统开展建筑物空间分析
③利用遥感系统获取影像并辅助规划路线
④利用全球卫星导航系统来辅助实地定位
A.①②④ B.①③②
C.③②④ D.③④②
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解析:获取调查区遥感影像不需要借助地理信息系统,①错误;合理的技术路线应是首先利用遥感系统获取影像,可以直观地了解古城的整体面貌,同时辅助规划路线;然后利用全球卫星导航系统来辅助实地定位,确保在实地考察时能够准确找到目标地点;最后利用地理信息系统开展建筑物空间分析,深入研究古城建筑的空间分布特征,即③④②。故选D。
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(2025·唐山一模)苏北平原某镇常住居民以种田作为主业,居民点分布零散且整体占地面积较大。为优化居民点布局,该镇计划对部分居民点实施集中搬迁。如图
示意当地待搬迁居民点
分布及规划的新居民点
选址方案。据此完成
11~13题。
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11.在新居民点规划选址过程中,可以运用地理信息系统(GIS)对 ( )①相关地理数据进行叠加分析 ②地物信息进行实时动态监测 ③各居民点进行实时精确定位 ④地理数据进行空间查询与分析
A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
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解析:对地物信息进行实时动态监测是遥感技术(RS)的功能,②错误;实时精确定位是全球卫星导航系统(GNSS)的功能,③错误;地理信息系统(GIS)可对收集的地理数据进行分析与评估,从而进行空间查询,①④正确。故选C。
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12.与甲方案相比,乙方案有利于居民 ( )
A.扩大耕作规模 B.实施田间管理
C.进行土地流转 D.优化农业结构
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解析:据图示信息可知,乙方案中规划新居民点数量更多,且分布较为均匀,居民可就近选择迁入新居民点,距离原有的田地近,方便实施田间管理,B正确;乙方案中规划新居民点数量更多,占用的土地面积更大,不利于扩大耕作规模,也不利于进行土地流转,A、C错误;材料中并没有农业结构调整的相关信息,无法判断,且优化居民点布局也与优化农业结构无关,D错误。故选B。
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13.该镇优化居民点布局主要是为了 ( )
A.扩大人口容量 B.集约利用土地
C.提供就业机会 D.增加农业收入
解析:原有居民点分布零散且整体占地面积较大,优化居民点布局使零散的居民点集中起来,原有零散的居民点可逐步转为农业用地,有利于集约利用土地,B正确;当地的其他资源条件并未发生显著改变,优化居民点布局对扩大人口容量影响小,A错误;优化居民点布局不能提供就业机会,也就不能增加农业收入,C、D错误。故选B。
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下图是运用地理信息技术对某地的一次灾害过程进行评估的示意图。据此完成14~15题。
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14.该种灾害和所用地理信息技术最有可能是 ( )
A.洪涝—遥感 B.地震—遥感
C.泥石流—地理信息系统 D.滑坡—地理信息系统
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解析:由所学知识可知,图层叠加是地理信息系统的基本功能,A、B错误。图中有径流量、植被覆盖率、坡面堆积等条件,故评估的自然灾害为泥石流,C正确。
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15.甲最可能是 ( )
A.陡谷 B.河漫滩
C.曲流 D.分水岭
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解析:读图可知,甲和坡面堆积能得出“地质地形”的结论,则甲最可能是陡谷,地势陡峭的谷地地区是形成泥石流的地形条件,A正确。
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二、非选择题
16.阅读资料,完成下列问题。(18分)
在森林灭火的过程中,卫星遥感监测技术发挥了重要作用,为制定灭火计划、作出灭火部署提供了科学的依据。
(1)试分析遥感在减灾防灾的应用中,获取信息方面优势的具体表现。(6分)
(2)请拟出与下列三个遥感技术应用领域相关的课题名称。(6分)
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应用领域 课题名称
防灾减灾 长江流域洪水动态分析
国土资源勘查 ①
城市规划 ②
环境监测与保护 ③
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(3)科学家要在四川进行矿产资源的勘探研究,需要借助地理信息技术中的哪些技术?试具体说明。(6分)
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解析:第(1)题,遥感技术在获取信息方面的优势有:监测范围大;瞬时成像、实时传输、快速处理、迅速获取信息和实时动态监测;遥感平台远离地面,受地面条件影响小;可利用多波段遥感,获取信息丰富多样。
第(2)题,与国土资源勘查相关的课题主要是土地利用现状调查、矿产资源勘探和水资源状况调查等;与城市规划相关的课题包括城市总体规划、城市用地规划等,如城市绿地规划;环境监测与保护的相关课题包括对大气污染、水污染、土壤污染等的监测。
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第(3)题,科学家要在四川进行矿产资源的勘探研究,首先,利用遥感技术获取矿产资源分布状况;其次,利用全球卫星导航系统确定考察队员以及矿产资源分布位置;最后,利用地理信息系统绘制资源分布图。
参考答案:(1)遥感具有监测范围大、获取资料速度快、受地面条件限制小、获取信息量大的优点。
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(2)上海土地资源的利用现状调查 上海城市绿地调查与规划 黄浦江水体污染监测
(3)利用遥感探测资源状况;利用全球卫星导航系统确定考察队员的位置及矿产资源分布位置;利用地理信息系统绘制资源分布图。
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