第四章 第二节 地理信息技术的应用（教参word）-【步步高】2025-2026学年高一地理必修第一册学习笔记（中图版）

本讲义聚焦地理信息技术应用核心知识点，系统梳理全球导航卫星系统（GNSS）的定位导航功能、遥感（RS）在资源普查与灾害监测中的应用、地理信息系统（GIS）的空间分析功能，构建从信息获取到分析应用的完整学习支架。 该资料通过蝗灾防治、汶川地震监测等实例，培养学生综合思维与地理实践力，结合例题解析与课时练习，课中辅助教师高效授课，课后助力学生巩固知识、查漏补缺，凸显地理学科理论联系实际的教学特色。

第二节　地理信息技术的应用 课程标准 通过探究有关自然地理问题，了解地理信息技术的应用。 学习目标 1.结合某区域，举例说明全球导航卫星系统在定位、导航中的应用。2.结合实例，分析遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用。3.运用资料，说明地理信息系统的常用功能及其基本操作方法。 一、全球导航卫星系统(GNSS) 概念 是能在地球表面或近地空间的任何地点，提供全天候的三维坐标、速度、时间信息的导航定位系统 功能 定位、导航等 组成 由卫星星座(空间段)、地面监控系统(地面段)和信号接收系统(用户段)三部分组成 类型 全球定位系统(GPS) 美国研制，发展最早，也比较完善，在世界范围内使用广泛 北斗导航卫星系统(BDS) 中国自行研制的世界上第三个成熟的全球导航卫星系统 特点 测量的精度高，操作简便，而且仪器体积小、便于携带，可以全天候操作 应 用 领 域 林业 调查 可用于测定森林面积、道路位置、森林火灾地区位置，界定边界线，估算木材含量，寻找水源等林业测量领域，并由此为林业发展做进一步规划 海洋 观测 实现对地壳运动、海平面变化、海洋气象等方面的有效监测；可以提供潮汐观测站站址的周、月、年变化率，监测海平面实际变化；及时提供大气中水汽含量变化信息，为海洋气象预报服务；在线提供空间位置基准，为海岸带和近海海洋调查服务 气象 观测 研究大气，特别是研究对流层的大气特征，我国应用北斗导航卫星系统进行区域自动气象站建设，在天气预报中发挥重要作用 防灾 减灾 利用信号接收设备，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 交通 空中导航：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。 航海：自主导航；提供位置、航速、航向和时间信息；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 旅游 探险 定位；选择最优的行进方式和线路；寻找合适的道路和宿营点；报警；选择最佳的摄影记录地点、时间 其他 领域 大地测量；野外勘测；紧急救援；生态研究；农作物生产等 [核心归纳]　全球导航卫星系统在防灾减灾中的应用 (2024·湖南长沙月考)2020年2月蝗灾席卷东非之后扩散到了南亚的巴基斯坦和印度，部分地区暴发饥荒。2月24日，中国蝗灾防治工作组抵达巴基斯坦，帮助巴方应对此次蝗灾。据此完成1～2题。 1．与蝗灾暴发密切相关的自然灾害是(　　) A．地震 B．干旱 C．暴雨 D．寒潮 2．利用北斗导航卫星系统可以帮助我国蝗灾防治工作组在治蝗过程中(　　) ①提供灾区的影像　②统计灾区的经济损失 ③确定救灾人员的位置　④快速到达指定地点并开展工作 A．①② B．①③ C．②③ D．③④ 答案　1.B　2.D 解析　第1题，蝗灾主要是由干旱引起的，干旱的环境利于蝗虫的繁殖。第2题，北斗导航卫星系统的主要功能是定位、导航，因此可以确定救灾人员的位置，并提供线路导航，有利于救灾人员快速到达指定地点并开展工作。 (2024·重庆期末)2023年4月25日，重庆某区县一加油站对面突发灾害险情。灾情发生后，由县政府主要负责人任组长的工作专班迅速成立，通过专业团队采取“钢绳捆绑＋防护网＋清除破碎带”措施(如下图)进行处置，并在灾害点上方安装4套GNSS(全球卫星导航系统)和4套监测仪。此后当地周边居民不再担忧灾害发生。据此完成3～4题。 3．该灾害是(　　) A．地震 B．滑坡 C．洪涝 D．海啸 4．在灾害点安装GNSS的作用是(　　) A．及时监测变形量 B．及时地阻挡位移 C．探测内部含水量 D．探测土壤有机质 答案　3.B　4.A 解析　第3题，结合材料信息可知，专业团队采取“钢绳捆绑＋防护网＋清除破碎带”治理措施，应对的是滑坡灾害，B正确。第4题，结合所学知识，GNSS为全球导航卫星系统，该系统基础原理在于能够进行经纬度、海拔的定位，通过这种位置的确定和变化，可以监测和计算出岩体的变形量，A正确。 二、遥感(RS) 1．遥感：即“遥远的感知”。 概念 含义 广义 泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、声波、地震波等的探测 狭义 应用探测仪器，不与探测目标近距离接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示目标的特征和变化的综合性探测技术 2.遥感影像 (1)种类：主要包括航空像片和卫星影像。 (2)组成：由成千上万的像元组成。像元是遥感影像上能够详细区分的最小单元，简称图像分辨率。 (3)分辨率：一个像元表示的地面上的范围越小，影像显示地表信息细节的能力越强，分辨率就越高。 (4)影像判读 影像 判读方法 黑白影像 根据物体的灰度差异呈现，一般建筑物颜色较浅，草地和森林颜色较深 彩色影像 真彩色影像 地物颜色能够真实反映实际地物的颜色特征，符合人的认知习惯 假彩色影像 将图像上地物颜色转变为与实际地物不一致的色彩，可以提高特定目标物的可鉴定度。地物的色彩并不固定，需要根据实际情况进行判读 3.遥感的应用 (1)自然地理研究：广泛应用于地貌、气候、水文、土壤和植被的调查和监测。 (2)环境和灾害监测：快速准确地获取区域的环境和灾害信息，及时发现环境和灾害的变化，预测将要出现的问题。 汶川大地震发生后，重灾区陷入信息隔绝状态。有关部门第一时间紧急启用航空遥感飞机，从6 000米高空拍摄了地震灾区高精度遥感图片。专家们对图片进行初步数据处理和解译，对灾区房屋倒塌情况，滑坡、泥石流规模及分布，具有隐患的滑坡体、公路及桥梁受损等灾害情况进行标注。把这些图像传递到抗灾一线，作为指挥人员制定抗震救灾方案的参考依据。之后，航空遥感飞机还成为监测堰塞湖次生灾害威胁的“天眼”。下面两张图片分别是2006年和2008年5月14日卫星拍摄的汶川地区遥感影像。 1．说明遥感技术的主要工作环节。 答案　目标→传感器→地面系统→成果。 2．说明遥感在监测地震灾害时的应用。 答案　监测地震灾害的动态；为救灾提供科学依据。 3．从图中我们可以很明显地看出发生了哪些次生灾害？ 答案　地震后出现大面积的山体滑坡和泥石流。 4．结合材料，分析遥感在抗灾过程中和灾后的主要作用。 答案　对灾情进行实况监测，指导抗灾活动；对灾情作出快速评估，指导救灾活动。 在遥感技术中，可以根据植物反射的电磁波特征判断植物的生长状况，有助于防灾减灾。据此回答1～2题。 1．遥感技术用于防灾减灾的具体监测内容包括(　　) ①旱情　②水灾　③滑坡　④农林病虫害 A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④ 2．根据上述原理，可利用遥感技术直接(　　) ①区分阔叶林与针叶林　②监测植物病害情况　③区分落叶树与常绿树　④监测草场退化情况 A．①②④ B．①②③④ C．①②③ D．①③ 答案　1.C　2.B 解析　第1题，遥感技术能够用于监测地物的原理是地物的反射或辐射的电磁波可以被传感器接收，旱情、水灾、滑坡、农林病虫害反射的电磁波都可以被传感器接收。第2题，阔叶林与针叶林、植物病害的状况、落叶树与常绿树、草场退化的情况均可以视作“植物的生长状况”，都可以利用遥感技术区分或监测。 (2025·浙江杭州期末)智慧农业就是将物联网技术运用到传统农业中去，运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制，使传统农业更具有“智慧”。早在20世纪五十年代发达国家已经开始智慧农业的发展，技术已相对成熟，目前我国正处于研究和推广阶段，下图为“智慧农业示意图”。据此完成3～5题。 3．能实时监测智慧农业农作物病虫害的主要手段是(　　) A．北斗导航卫星系统 B．遥感技术 C．地理信息系统 D．数字地球 4．与传统农业相比，智慧农业带来的显著变化是(　　) A．农业生产规模扩大 B．农作物生长周期延长 C．农业生产效率提高 D．农业生产日趋专业化 5．目前我国大力发展智慧农业主要得益于(　　) A．消费市场广阔 B．科学技术进步 C．耕地面积广阔 D．农业人口规模 答案　3.B　4.C　5.B 解析　第3题，北斗导航卫星系统主要功能是定位、导航，A错误；遥感技术主要是用来进行环境监测、自然灾害预防监测、资源调查，在农业中主要用于农作物长势、病虫害和农业生态环境监测，B正确；地理信息系统主要对有关信息进行分析、加工、检索、模拟、预测等，C错误；数字地球就是数字化的地球，是一个地球的数字模型，D错误。 第4题，智慧农业监测系统是一种基于物联网、大数据、云计算等技术的智能化农业管理体系，可实现农业生产全过程的实时监测、精准管理和智能控制，根据土壤湿度和作物生长情况自动调节灌溉时间和水量，还可根据气候变化和作物生长情况预测病虫害发生的风险，提前采取防治措施，确保作物生长的最佳环境，提高农业生产效率，C正确。对农业生产规模扩大与农作物生长周期延长影响不显著，A、B错误。农业生产专业化是社会分工发展的必然结果，与智慧农业关系小，D错误。 第5题，智慧农业发展的主导因素是科学技术，我国科学技术的显著进步促使智慧农业的产生与发展，B正确。 三、地理信息系统(GIS) 1．概念：依靠计算机实现地理信息的收集、处理、储存、分析和应用的系统。 2．功能：储存庞大的空间数据，能随时制作电子地图，还有详细的属性资料可供查询，并能进行多种空间分析，以此来模拟区域内的资源、人口等要素的空间规律和发展趋势。 3．工作原理 4．主要应用 应用 内容 举例 位置分析 解决与“位置”有关的问题 分析可可西里藏羚羊的空间分布情况 趋势研究 包括空间趋势和随时间的演变趋势 分析过去20年青藏高原地区冰川面积和分布的变化情况 模式研究 通过模式分析，可以揭示各种地物之间的空间关系 分析一个地区的地形、土壤与特定作物种植之间的关系 模拟分析 利用地理信息系统，将已掌握的地理规律用数学方法表达出来，即建立模型，来模拟其中某种因素的变化，以及产生的结果 建立洪水预测模型，就可根据降水量、降水强度、降水持续时间，预测洪水发生的时间和可能淹没的范围 [方法技巧]　地理信息技术手段的选取技巧 三种技术的主要区别如下图所示： (1)用“点”与“面”区分三种技术 全球导航卫星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”，明显区别于遥感和地理信息系统的工作对象——“面”。在地理信息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”则选用全球导航卫星系统，如果是“面”则选用遥感或地理信息系统。 (2)“想”与“看”区分遥感、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”的选用地理信息系统。遥感的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”的选用遥感。 (2024·河南洛阳统考)某市通过对市区的地貌(图a)、水系(图b)图层进行叠加研究，明确开发区的分布(图c)。据此完成1～2题。 1．图c中最适宜设为旅游经济开发区的是(　　) A．Ⅰ区 B．Ⅱ区 C．Ⅲ区 D．Ⅳ区 2．该城市开发区建设研究主要利用的地理信息技术是(　　) A．地理信息系统 B．全球导航卫星系统 C．遥感 D．数字地球 答案　1.C　2.A 解析　第1题，旅游经济开发区应选择在有山、有水、环境优美的地区。据图分析可知，Ⅲ区地形以丘陵和高地为主，且有湖泊、河流，因此最适宜设为旅游经济开发区，C符合题意。第2题，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，因此主要利用的地理信息技术是地理信息系统，A正确。 (2025·宁夏银川期末)2023年7月28日，强台风“杜苏芮”登陆福建省晋江市，影响我国东部14个省区，造成严重损失。下图为“台风‘杜苏芮’遥感影像图”。读图，完成3～4题。 3．地理信息技术在本次台风灾害预警、监测和救援中可能发挥的作用是(　　) A．利用北斗导航卫星系统预测台风中心位置的移动方向 B．利用遥感技术准确获取被困人员位置并组织实施救援 C．利用北斗导航卫星系统迅速、准确地获取受灾的范围 D．利用地理信息系统对本次台风灾害的危险性进行评估 4．救灾决策部门分析此次台风造成的洪涝灾情，首先使用软件叠加的专题地图包括(　　) ①土壤类型分布图　②水系分布图　③地形分布图　④植被类型分布图 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 答案　3.D　4.B 解析　第3题，利用地理信息系统(GIS)收集各种信息进行分析，可以对本次台风灾害的危险性进行评估，D正确；台风中心位置的移动方向要使用遥感技术(RS)进行监测，A错误；遥感技术(RS)不能准确获取被困人员位置，应该由全球卫星导航系统(GNSS)完成定位，B错误；利用遥感技术(RS)可以迅速、准确掌握受灾范围和面积，而北斗卫星导航系统主要用于定位、导航，C错误。故选D。第4题，洪涝灾害的形成主要与气候、地形、水系分布、植被覆盖度等因素有关，因此救灾决策部门运用地理信息系统分析此次台风造成的洪涝灾情，需要使用软件叠加的专题地图有水系分布图和地形分布图，②③正确；与土壤类型、植被类型分布无关，①④错。故选B。 　　　 课时对点练 [分值：100分]　　　　　　　　　　　　　　　　 (选择题1～8题，每小题6分，共48分) (2024·云南昆明期中)我国某导航软件推出“绿波车速”功能，可为用户提供路口通行车速建议，最大程度减少红灯等待时间，使得车辆能够“一路绿灯”。完成1～2题。 1．“绿波车速”功能对城市交通起到的主要作用是(　　) A．减少汽车尾气 B．提升驾车体验 C．解决交通拥堵 D．提高通行效率 2．“绿波车速”功能主要用到的地理信息技术是(　　) A．BDS和RS B．BDS和GIS C．RS和GIS D．BDS、RS和GIS 答案　1.D　2.B 解析　第1题，“绿波车速”只是保证某个方向车流的畅通，不能解决城市交通拥堵难题，C错误；在一定程度上减少了汽车尾气，缓解了大气污染，但不是对城市交通起到的主要作用，A错误；提升驾车体验也不是主要目的，B错误； “绿波车速”确保某个方向车流到达每个路口时，都能正好遇到绿灯，顺畅通过，减少红绿灯的等待时间，因此可以提高道路通行效率，D正确。第2题，“绿波车速”功能主要用到的地理信息技术是用户按照导航建议的车速行驶，说明北斗导航卫星系统有使用；该地图软件推出该功能，实现了红灯倒计时读秒，使用了地理信息系统，B正确。 (2024·陕西渭南期末)耐盐碱水稻，俗称“海水稻”，主要生长在沿海受海水短期浸泡的盐碱地中，采用半海水(一半淡水、一半海水)浇灌。5月，浙江瑞安盐碱地2 000亩的智慧农田上空，一台无人机值守，每两秒拍摄一组照片，通过5G实时传输到“农田大脑”数据库，以此便可节约十倍的时间和人力成本。据此完成3～4题。 3．对粮食产量进行估产采用的地理信息技术有(　　) A．GIS、RS B．GPS、GIS C．GPS、RS D．GNSS、RS 4．瑞安盐碱地无人机巡逻拍摄照片、传输数据，主要应用地理信息技术中的(　　) A．遥感技术(RS) B．全球导航卫星系统(GNSS) C．地理信息系统(GIS) D．中国北斗导航卫星系统(BDS) 答案　3.A　4.A 解析　第3题，对粮食产量进行估产，需要确定粮食种植面积。可先利用遥感技术(RS)对我国主要种粮区的粮食播种面积进行探测，之后再将探测到的数据进行分析和汇总，此处需要用到地理信息系统(GIS)，A正确。第4题，无人机巡逻拍摄照片、传输数据，是在获取信息，主要应用遥感技术(RS)，A正确；全球导航卫星系统(GNSS)和中国北斗导航卫星系统(BDS)主要功能是定位、导航，B、D错误；地理信息系统(GIS)主要功能是分析处理数据，C错误。 (2024·浙江杭州期中)2023年10月31日，神舟十六号载人飞船太空舱在东风着陆场成功着陆，三名航天员在空间站出差154天后，圆满完成各项任务。据此完成5～6题。 5．太空舱在返回过程中依次经过地球大气层温度变化，下列说法正确的是(　　) A．先升高，后降低，再升高 B．先降低，再升高，后降低，再升高 C．先降低，后升高，再降低 D．先升高，再降低，后升高，再降低 6．当太空舱返回地球的过程中，利用北斗导航卫星系统(BDS)可以(　　) A．模拟太空舱穿越地球大气层的路径 B．精确引导太空舱返回着陆点的位置 C．直接控制太空舱的姿态和降落轨迹 D．分析太空舱表面材料受热状态变化 答案　5.B　6.B 解析　第5题，根据所学知识可知，太空舱在返回过程中，依次经过地球大气层的高层大气、平流层和对流层，经过高层大气时高层大气向下气温先降低后升高，再向下依次经过平流层和对流层，经过平流层时，气温降低，经过对流层时，气温升高。因此整个过程经历的气温变化是降低－升高－降低－升高，B正确。第6题，北斗导航卫星系统主要用于定位和导航，而不是模拟路径，A错误。精确引导太空舱返回着陆点的位置，是北斗导航卫星系统的主要功能之一，通过接收卫星信号，可以精确计算太空舱的位置，引导其安全着陆，B正确。直接控制太空舱的姿态和降落轨迹，通常是由太空舱自身的控制系统完成的，而不是通过北斗导航卫星系统，C错误。分析太空舱表面材料受热状态变化，涉及对太空舱表面的物理和化学特性的分析，不是北斗导航卫星系统的功能，D错误。 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”。完成7～8题。 7．“风神”卫星遥感具有的特点是(　　) ①探测范围大　②受地面条件限制少　③高精度、高效率　④获取信息量少 A．①② B．①④ C．②③ D．③④ 8．“风神”卫星有助于(　　) 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 答案　7.A　8.C 解析　第7题，根据所学知识可知，遥感具有探测范围大、获取资料快、受地面限制条件少、获取信息量大等特点，①②正确。故选A。第8题，根据材料可知，该气象卫星测量地球低层大气的风速和风向，主要应用领域为气象预报，能够预防暴雨洪涝，C正确。减缓全球变暖主要是通过减少温室气体排放实现，A错误。该气象卫星不能监测地震，B错误。阻止台风侵袭，在现阶段依靠人力无法做到，D错误。 (选择题9～13题，每小题8分，共40分) (2024·甘肃兰州期末)下图是“运用地理信息技术对某地一次自然灾害过程进行评估的示意图”。读图完成9～10题。 9．对本次灾害类型和评估灾害所采用的地理信息技术，判断正确的是(　　) A．寒潮、遥感 B．地震、遥感 C．泥石流、地理信息系统 D．台风、地理信息系统 10．甲最可能是(　　) A．坡面堆积状况 B．坡面径流 C．坡面下渗状况 D．坡面朝向 答案　9.C　10.A 解析　第9题，由所学知识可知，图层叠加是地理信息系统的数据分析方法，在阶段成果图中有径流量、植被覆盖率、地质地形这些条件，可知分析的自然灾害为泥石流，C正确。第10题，读图可知，由甲和陡谷能得出地质地形，则甲最可能是坡面堆积状况，且地表堆积碎屑物是形成泥石流的物质基础，A正确。坡面径流、坡面下渗状况受地表径流和植被的影响，不符合题意，B、C错误。泥石流与坡面朝向关系不大，D错误。 (2024·陕西西安月考)中科院科研人员利用地理信息技术，在新疆古长城所在的区域探测土壤、植被和地貌信息，发现其与周边沙漠、戈壁的细微差异，从而“复原”古长城遗迹。将来，随着虚拟现实和三维建模技术的应用，人们还能通过网络“游览”新疆古长城。据此完成11～13题。 11．中科院科研人员探测古长城所在的区域信息所采用的地理信息技术是(　　) A．GNSS B．RS C．BDS D．GIS 12．在“复原”古长城的过程中，可以(　　) ①利用GNSS获取土壤类型　②借助GIS构建数据图层　③利用RS获取遗迹信息　④通过BDS进行数据分析 A．①② B．①③ C．②③ D．③④ 13．新疆古长城地区适合采用地理信息技术进行科研探测，是因为这一区域(　　) A．人类活动频繁 B．平均海拔较高 C．森林覆盖率高 D．位于荒漠边缘 答案　11.B　12.C　13.D 解析　第11题，分析可知，探测古长城所在区域的土壤、植被和地貌信息，需要进行实时拍摄，因此需要利用遥感技术，B正确。GNSS是全球导航卫星系统，BDS是北斗导航卫星系统，GIS是地理信息系统，均不符合题意。第12题，GNSS是全球导航卫星系统，无法获取当地土壤类型信息，①错。在“复原”古长城的过程中，可以借助GIS处理数据信息，构建数据图层，②对。利用RS可以获取古长城遗迹信息，③对。BDS是北斗导航卫星系统，主要功能是定位、导航，数据分析是GIS的主要功能，④错。C正确。第13题，根据材料分析可知，新疆古长城地区位于我国西北干旱半干旱区，位于荒漠边缘地带，植被稀疏，且人类活动较少，因此使用遥感观测具有优势。观测区域的海拔对遥感观测影响不大，D正确，A、B、C错误。 14．(2025·湖南长沙期中)阅读图文材料，回答下列问题。(12分) 2023年12月18日23时59分，甘肃省临夏回族自治州积石山保安族东乡族撒拉族自治县发生6.2级地震(下图)，震源深度10千米。此次地震损失相对较大。 (1)列举此次地震可能诱发的次生灾害。(4分) (2)推测此次地震损失相对较大的原因。(4分) (3)简述地理信息技术在本次抗震救灾中的作用。(4分) 答案　(1)崩塌；滑坡；泥石流；火灾；有毒气体泄露；疫病蔓延等。 (2)震级高；震源浅；发生在夜间；人口集中。 (3)通过全球导航卫星系统进行受灾区的精确定位，精准施救；通过遥感技术获取灾区遥感影像，监测各地区受灾情况，对挽救生命起到重要作用；利用地理信息技术分析、评估地震灾情，制定救灾方案，进行灾后重建，减少经济损失。 学科网（北京）股份有限公司 $