6.4 地理信息技术在防灾减灾中的应用 课件 2026-2027学年高一上学期人教版地理必修第一册

该高中地理课件聚焦地理信息技术（RS、GNSS、GIS）在防灾减灾中的应用，以汶川地震北斗用户机案例导入，系统阐述三种技术的概念、原理、优势及应用，通过综合案例构建知识支架，衔接前后知识点。 其亮点是以真实灾害案例（如舟曲泥石流遥感影像、台风“菲特”监测）为载体，采用对比分析、图层叠加等方法，培养学生综合思维与地理实践力。小结用“点-面”“想-算”区分技术功能，学生能提升问题分析能力，教师可直接使用案例与检测题，提高教学效率。

地理信息技术在防灾减灾中的应用 第六章 自然灾害 人民教育出版社 地理必修第一册 地理信息技术 RS 遥感技术 GNSS 全球卫星 导航系统 GIS 地理信 息系统 指获取、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术的总称 -‹#›- 2 北斗用户机 “5·12”汶川地震摧毁了当地的交通、通信设施，地震灾区瞬间成为信息孤岛，外界无法及时得知受灾情况，这使得救援工作无法顺利开展。约8小时后，首批武警官兵到达地震重灾区，并使用北斗用户机实时传递灾情，这是地震重灾区发出的第一束生命急救电波。 北斗用户机是一种什么设备？ 它通过什么渠道传送灾情？ -‹#›- 在防灾减灾中可以采用哪些地理信息技术？它们名自具有怎样的工作原理？它们在防灾减灾中是如何发挥作用的？ 北斗用户机是用户设备，带有全向收发天线的接收、转发器。用于接收导航、定位卫星发射的S波段信号，从中提取地面控制中心传送给用户的数字信息。 3 遥感技术 -‹#›- 遥感技术 概念 原理 优势 应用 -‹#›- 遥感技术的定义包含了航空器感和航天遥感两类。遥感概念中的关键词是“远距离”与“感知"。遥感“感知”的是地物反射或辐射的电磁波信号，"光学或电子设备”即传感器可以记录目标物的电磁波强度和特征 5 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 遥感技术概念 -‹#›- 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。 6 RS（遥感） 摄影 遥感技术 遥感技术说白了就是从空中拍摄或扫描 -‹#›- 7 遥感技术工作原理 卫星遥感技术原理示意 太阳 地面物体 卫星 信息获取 信息传输 信息接收与处理 信息解译与分析 遥感应用 不同地物反射和辐射的电磁波不同 传感器是直接获得目标物信息的仪器，用以测量和记录目标物反射和辐射的电磁波强度和特性，是遥感的重要组成部分和核心装置 -‹#›- 特点:距地面越远，探测范围越大、获取资料速度越快、周期越短、对地物分辨率越低 8 遥感技术优势 灾前 灾后 右图为日本海啸前后卫星遥感图，假如要调查海啸造成的损失，据图讨论：遥感与实地测绘的传统方法相比， 具有哪些优势？ 探测范围大 速度快，周期短、信息量大 受地面条件限制少 实时、动态监测 距地面越远，探测范围越大、获取资料速度越快、周期越短、对地物分辨率越低;反之，其反。 -‹#›- 与传统实地调查等信息获取手段相比，遥感技术具有探测范围大，获取信息速度快、周期短、信息量大，受地面条件限制少等优势，能够实现地物信息的实时、动态监测。 9 遥感可以做什么 资源调查 环境监测 自然灾害 防御监测 土地利用 现状调查 土地资源调查 病虫害和农业生态 环境调查及监测 农作物长势 监测和估产 大地测量 用于获取地表信息（面状、可视化） -‹#›- 遥感技术在防灾减灾中的应用越来越普遍。近年来，我国发射的卫星在灾害监测与防灾减灾中的应用越来越广泛。其中，"风云”号卫星覆盖范围广、重访周期短，一直应用于天气预报、台风监测等方面。"高分”系列卫星等因能提供高空间分辨率遥感影像，多应用于灾情评估、灾后教援救助等。 10 遥感技术应用 实时监测洪涝、台风等灾害的形成过程，进行准确预报、预警 -‹#›- 运用遥感技术，可以实时监测洪涝、台风等灾害的形成过程，进行准确的预报、预警 11 “风云二号”气象卫星对台风“菲特”进行监测 2013年10月，第23号强台风“菲特”在我国福建沿海登陆。“风云二号”气象卫星实时监测了“菲特”的行进过程。图a拍摄于10月5日20时，台风“菲特”已经逼近我国东部沿海；图b拍摄于10月7日3时30分，台风正影响浙江和福建大部分地区 -‹#›- 第一，这两张遥感图片为什么能够展示较大的空间范围？这两张遥感图片是如何拍摄的？目的是引发学生对遥感技术的兴趣、加强对遥感技术基本特点和功能的了解。第二，从这两张逼感图中我们可以读出哪些信息？通过读出的信息我们可以知道遥感具有哪些优势？教材中图6.22呈现不同时间点的遥感照片、重在反映遥感监测功能。遥感技术可以准确获取受合风影响的区域范围信息，为防灾及灾后重建提供决策依据。可以从空间角度对这些信息进行关联、进而理解遥感技术能为灾害成因分析、抢险救灾提供重要的地理信息支撑。 12 -‹#›- 遥感技术应用 快速识别地震等突发性自然灾害的影响范围，为灾情统计、灾害救援等工作提供强有力的支持 -‹#›- 能够快速识别地震等突发性自然灾害的影响范围，并为灾情统计、灾害救援等工作提供强有力的支持。 14 2008年5月14日四川北川县城遥感影像 北川是汶川地震灾情最为严重的地区之一。遥感影像显示，地震导致北川县城及其周边地区多处出现滑坡和泥石流，道路、房屋被掩埋，河道被堵塞。这为抢险救灾提供地理信息支撑。 -‹#›- 遥感技术总结 -‹#›- 可视化：指可用视觉方式来表达的 16 全球卫星导航系统 -‹#›- 全球卫星 导航系统 概念 功能 特点 应用 组成 -‹#›- 全球卫星导航系统主要由卫星星座、地面监控系统和信号接收系统三部分组成。目前全球共有四个全球卫星导航系统在工作。一般所说的GPS系统是指美国的全球定位系统，它的应用范围最广。2000年以来，我国自主研制了北斗卫星导航系统，成为继美国、俄罗斯之后世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。北斗卫星导航系统在这川、舟曲等地质灾害教援过程中发挥了重要作用。目前、北斗卫星导航系统正在建设中。 18 全球卫星导航系统概念 利用卫星，在全球范围内进行实时定位、导航。如GPS和北斗 -‹#›- 全球卫星导航系统是一种地理信息技术，它利用卫星在全球范围内进行实时定位、导航。 19 十年磨一件 范国雄（新浪微博：@爱弄PPT的老范） 高中地理课件/第三代 电话：15986495527 QQ：1476360113 欧洲 GALILEO 美国 GPS 俄罗斯 GLONASS 中国北斗 BDS （主动定位） 各国现有卫星导航系统 -‹#›- 目前，全球卫星导航系统有我国的北斗卫星导航系统、美国的全球定位系统、俄罗斯的全球卫星导航系统和欧洲的伽利略卫星导航系统。 北斗卫星导航系统与美国的全球定位系统、俄罗斯的格洛纳斯全球卫星导航系统、欧洲的伽利略卫星导航系统并称为全球四大卫星导航系统。 20 全球卫星导航系统的组成 卫星星座（空间部分） 信号接收系统（用户部分） 地面监控系统（地面控制部分） -‹#›- 全球卫星导航系统主要由卫星星座（空间部分）、地面监控系统（地面控制部分）和信号接收系统（用户部分）三部分组成 21 全球卫星导航系统的功能 三维坐标 （经度、纬度、海拔） 速度 （瞬时速率和方向） 时间 为用户提供精密的 -‹#›- 能够为用户提供精密的三维坐标、速度和时间 22 全球卫星导航系统的特点 全球性 全天候 连续性 实时性 不分昼夜 全球覆盖 连续不断 实时信息 -‹#›- 适用于陆地、海洋、航空和航天，具有全球性、全天候、连续性和实时性的特点 23 全球卫星导航系统应用领域 军事 领域 旅游 探险 交通 运输 大地 测量 野外 勘测 紧急 救援 农业 监控 生态 研究 全球卫星导航系统被广泛应用于以下领域（只能获取用户点状位置） -‹#›- 全球卫星导航系统在防灾减灾中的应用主要借助安装在手机、汽车、飞机、轮船等中的信号接收设备来完成。汶川地震救援中北斗用户机的应用就是很好的实例. 24 全球卫星导航系统的应用 可精确定位，帮助用户在遇到危险时发出求救信号，及时报告位置和受灾情况，有效缩短救援搜寻时间 -‹#›- 全球卫星导航系统在防灾减灾中的应用较为广泛。利用安装在手机、汽车、飞机、轮船等中的信号接收设备，可以进行精确定位，帮助用户在遭遇自然灾害或面临灾害风险时，发出求救信号，及时报告位置和受灾情况，有效缩短救援搜寻时间。例如，北斗卫星导航系统在汶川地震救援中发挥了重要作用。 25 北斗卫星导航系统模型 我国的北斗卫星导航系统由35颗轨道卫星组成卫星星座，集卫星定位、短信报文、精密授时于一体，能够高效、快捷地实现信息传递。 -‹#›- 全球卫星导航系统在日常生活中的定位和导航功能与学生的生活联系较为紧密，教师需要强调全球卫星导航系统，特别是我国北斗卫星导航系统在防灾减灾中的具体作用。 26 全球卫星导航系统与防灾减灾 -‹#›- 全球卫星导航系统总结 -‹#›- 28 地理信息系统 -‹#›- 地理信 息系统 概念 功能 应用 -‹#›- 地理信息系统以其强大的空间分析功能而著称，这一功能在防灾减灾中具有重要的应用价值。在防灾减灾中应用地理信息系统须与遥感技术、全球卫星导航系统等相结合。由后两者提供基础的地理信息数据，前者则发挥其强大的数据处理功能，最终实现自然灾害的动态监测与预报预警。教材中图6.26选择了极为简单但也极具代表性的案例，展示了地理信息系统的空间叠加分析过程。通过不同专题图的空间叠加，可以进行灾后人口、建筑物受火情况评估等。 30 地理信息系统概念 对地理数据进行输入、处理、存储、管理、查询、分析、输出等的计算机信息系统（专门处理地理空间数据的计算机系统） 利用地理信息系统的空间查询与分析功能，可以根据不同目的对相关数据进行叠加分析 -‹#›- 地理信息系统是对地理数据进行输入、处理、存储、管理、查询、分析、输出等的计算机信息系统。利用地理信息系统的空间查询与分析功能，可以根据不同目的对相关数据进行叠加分析。 31 地理信息系统功能 -‹#›- 遥感主要是获取地理信息、全球卫星导航系统主要是空间定位与导航，而地理信息系统是集成平台，主要是存储、分析和处理信息。一是地理信息系统与遥感技术和全球卫星导航系统的关系，二是地理信息系统图层叠加分析与防灾减灾信息需求的关系。地理信息系统侧重信息的分析、处理和表达，是一种计算机系统，有别于前两种技术，它将不同地理要素的图层叠加，构成新的图层，从而分析得出结论。地理信息系统的应用是多方面的，但本节侧重于地理信息技术在防灾减灾中的应用。因此教科书选择的内容主要在于介绍利用地理信息系统的空间查询与分析功能，包括划定灾区范围、制订减灾预案、评情灾害损失、指导灾后重建等方面 32 地理信息系统的空间叠加分析 地理信息系统以图层为基础。图层用图形、符号、文本等描述某个主题的数据，如道路、村庄、河流等。这些图层可通过位置叠加组合在一起，不同的组合可以形成具有不同实际应用价值的图片、数据及文字信息。 例如，将雨量站图层与行政区图层进行叠加，可以获得雨量站在行政区的分布信息 行政区代码 1 2 3 雨量站个数 5 15 13 -‹#›- 地理信息系统主要是凭情其强大的空间查询和分析功能在防灾减灾中发挥重大作用。为防治自然灾害，我国很多地区建立起灾害监测与防御系统。通过区城内已经布设的气象、水文监测站点，以及卫星云图等，实时监测气象、水文要素及台风的动态，可进行灾害的预报预警。旦灾害发生，这些信息也可与地形图、交通图、遥感影像等进行空间叠加分析，为灾情评估与灾害教援提供指导。 33 地理信息系统的应用 利用遥感技术、全球卫星导航系统等提供的地理数据，进行自然灾害动态监测、预报预警，快速确定受灾范围及受灾情况，为制定减灾预案、评估灾害损失和指导灾后恢复重建等提供依据。 -‹#›- 在防灾减灾领域，地理信息系统利用遥感技术、全球卫星导航系统等提供的地理数据，进行自然灾害动态监测、预报预警，快速确定受灾范围及受灾情况，为制定减灾预案、评估灾害损失和指导灾后恢复重建等提供依据。 34 GIS的应用 凡是需要地图查询或空间分析时都可以借助GIS GIS 区域地理 环境研究 城市管理 提供反映区域状况的各种空间信息 分析、加工信息，建立模型 对环境和自然灾害进行动态监测及评估预测 更精确地分析、评价区域内的自然资源和自然条件、区位和交通条件、人口和劳动力条件、经济和社会条件 综合分析相关信息，进行应急事件的录入、处理、决策等 查看、查询相关信息资源 制作相关的统计分析图和专题图 利用RS技术、全球卫星导航系统等提供的地理数据，进行自然灾害动态监测、预报预警，快速确定受灾范围及受灾情况，为制定减灾预案、评估灾害损失和指导灾后恢复重建等提供依据 -‹#›- 35 遥感技术和全球卫星导航系统提供数据源，并由地理信息系统进行管理、分析和展示 遥感技术 全球卫星导航系统 地理信息系统 地面信息 空间位置 空间分析 表达演示 信息源 -‹#›- 地理信息系统总结 -‹#›- 地理信息技术的应用领域 遥感技术 全球卫星导航系统 地理信息系统 收集地面的地物信息 定位、导航、测量 对所收集的信息进行综合分析、评估和预测 地理信息 技术 -‹#›- 下列哪些场景能运用遥感技术 A 农作物估产 B 土地利用类型调查 哪些场景能运用全球卫星导航系统 哪些场景能运用地理信息系统 C 搜救野外被困人员 D 测量某山峰的高度 E 监控调度网约车 F 天气实况查询服务 G 自动驾驶车辆导航 H 监控山火蔓延情况 -‹#›- 地理信息技术选取的方法 (1)“点”与“面”判断全球卫星导航系统 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:工作对象是一个“点”或“多个点”，明显区别于遥感和地理信息系统的工作对象——“面”。选取适当手段时，如果是“点”则选用全球卫星导航系统，如果是“面”则选遥感技术或地理信息系统。 (2)“想”与“看”区分遥感和地理信息系统 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。遥感技术是人的视力的延伸，主要功能是收集信息，尤其是对大范围、大面积、人不易观测的地物信息的获取，即“看”，只“看”不用“想”的选遥感技术。 (3)关键词判断地理信息技术 ①遥感技术：“获取”空间信息。 ②全球卫星导航系统：“定位”“导航”“精确”“精密”“精准”等。 ③地理信息系统：“分析”“处理”“查询”“输入”等。　 -‹#›- 案例 温州灾害监测预警信息系统 温州灾害监测预警信息系统，利用雨量站、水位站、气象云图等提供的信息进行气象要素、河湖水位、台风及其形成过程的动态监测。将这些信息与地形、交通、遥感影像等信息进行叠加分析，可实现对灾害的预报预警。 图a中点状符号表示雨量站。雨量站的颜色不同，表示查询时段（2015年9月29日8时－9月30日8时）降水量不同 图b中三角形符号表示水位站。查询时段（2015年9月29日21时）有水位站的水位超过了警戒水位，系统发出预警 -‹#›- 活动 利用地理信息技术判断舟曲泥石流灾害的影响 2010年8月7日22时左右，甘肃舟曲县城东北部山区突降特大暴雨，降雨持续40多分钟，雨量达97毫米，引发特大泥石流。 对比灾害前后的卫星遥感影像，在灾后图中勾勒出泥石流的范围。 如果估算泥石流冲毁的住宅数量，还需要哪些信息？ 完成第2题，需要用到地理信息系统的哪些功能？ 图6.28 甘肃舟曲泥石流灾害前后卫星遥感影像 -‹#›- 在两幅图中“找不同”“析源头”。对比两幅遥感图片，可发现泥石流主要沿着“三眼峪”和“罗家峪”下，图中增加的浅灰色部分即为泥石流覆盖的范围。 需要使用地理信息系统图层叠加的功能，即需要在所勾勒出的泥石流范围上叠加住宅分布的图层。 1．画图略。对比分析灾前和灾后的卫星遥感影像，发生变化的地区即泥石流的范围。 2．如果估算泥石流冲毁的住宅数量，还需要灾区的住宅分布图、住宅密度图和图的比例尺等。 3．要完成估算泥石流冲毁的住宅数量，需要用到地理信息系统的输入、处理、查询、分析等功能。 42 RS GNSS GIS 地面信息 空间位置 空间分析 表达演示 信息源 课堂小结 -‹#›- 2018年3月6日，位于日本九州岛南部宫崎和鹿儿岛两县交界处的新燃岳火山爆发。下图是卫星在火山喷发后不久拍摄的卫星图像。读图回答第1题。 1．要获取新燃岳火山喷发的卫星影像图，主要应用的地理信息技术是(　　) A．遥感技术 B．地理信息系统 C．全球卫星导航系统 D．数字地球 课堂检测 -‹#›- 选A。遥感技术主要是获取地面地物的相关信息，因此火山喷发的卫星影像图是应用遥感技术获得的。 44 全球卫星导航系统能为全球范围内的用户提供全天候、连续性、实时性、高精度的三维坐标、速度及时间数据。据此回答2～3题。 2．森林发生火灾时，全球卫星导航系统的主要作用是(　　) A．建立火灾模型　　　　　 B．绘制地图 C．灾情跟踪 D．火灾前兆监测 3．利用全球卫星导航系统可以对地震进行监测，监测的对象主要是(　　) A．海陆分布的变化 B．地球内部岩浆的活动情况 C．地壳的运动状况 D．灾情的发展 课堂检测 -‹#›- 第2题，全球卫星导航系统能为全球范围内的用户提供全天候、连续性、实时性、高精度的三维坐标、速度及时间数据，因此在减灾防灾中可用于交通导航、绘制地图、灾情跟踪、人员搜救、地震监测等诸多方面。第3题，利用全球卫星导航系统对地震监测主要是监测地壳的运动状况。 45 地理信息系统中不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上，叠加不同的图层可以分析不同要素间的相互关系。据此回答4～5题。 4．将洪水前的某湖泊图层与洪灾期的图层相叠加，可以(　　) A．分析洪水灾害的成因 B．预测洪灾结束时间 C．了解洪水淹没范围 D．计算洪灾损失 5．在发生地震灾害时，利用地理信息系统可以(　　) A．预测地震灾害发生的时间 B．了解灾情状况 C．分析地震危害 D．计算灾害损失额 课堂检测 -‹#›- 第4题，洪灾期湖泊面积大于洪水前湖泊面积，因此两图层叠加可了解洪水的淹没范围。第5题，地理信息系统的主要功能是空间数据分析，预测地震灾害发生的时间、分析地震危害、计算灾害损失额不是地理信息系统空间数据分析的范畴。 46 在未来的农业生产中，依托于地理信息技术，农民首先可定期获得农田长势的影像资料，再经过系统分析，最后把杀虫剂、化肥施用到最需要的农田，从而减少污染、提高产量。依据图文资料，完成6～7题。 6．这一过程中，依次使用的技术是 A.GPS—RS—GIS B.RS—GPS—GIS C.GIS—RS—GPS D. RS—GIS—GPS 7．土地利用信息数据库在数字城市规划中不能用于 A.分析应急避难场所数量 B.确定市区停车场的规模 C.决策公交线路合理布局 D.统计城市流动人口数量 课堂检测 -‹#›- 8.据俄罗斯媒体2019年4月16日报道，目前全球共有438颗地球遥感卫星在轨，中国拥有最多的大型遥感卫星，合计有84颗。遥感卫星主要用于科学试验、国土资源普查、农作物估产及防灾减灾等领域。在汶川大地震、舟曲特大泥石流等重大自然灾害中，遥感系列卫星通过实时对地成像观测，为地面指挥、抗灾救助、灾情核实、恢复重建等提供了海量信息支持。 (1)遥感技术要借助飞机、飞船、卫星等运载工具，试分析运载工具的运行高度会对遥感结果产生哪些影响？ (2)如何应用遥感技术进行灾害监测？ 运载工具的飞行高度对遥感探测的范围、速度、周期、分辨率等影响很大。一般来说，运载工具飞得越高，探测的范围越大，获得资料的速度越快，周期越短，但对地物的分辨率越低。 根据地物在不同情况下有不同的反射率，可以利用遥感技术判断灾害发生情况。 课堂检测 -‹#›- Lavf57.71.100 $