4.2地理信息技术的应用 导学案 2026-2027学年高一上学期地理中图版必修一

4.2 地理信息技术的应用 ※ 参考答案 ※ 【第一部分 复习默写】 1. 生物；底图；罗盘 2. 代表点；单；相互 3. 单元；意义；重复；安全 4. 手；宏观；点 5. 剖面；样品 6. 水平；北；方位 7. 秋分；太阳；南 8. 编号；铅；注记 9. 充实；逻辑；线路 【第二部分 自主学习】 1. 北斗卫星导航系统；GPS 2. 经度；海拔高度；时间；定位 3. 全天候；实时；震中距 4. 简答参考：①GNSS能全天候提供精确三维坐标、速度和时间，解决“在哪里”的问题，如同为地理事物定位的“脚”；②核心问题是定位与导航；③防灾减灾应用：地震、滑坡救援中为救援队伍和被困人员精确定位、规划路线，或对大坝、滑坡体进行实时位移监测（任举一例）。 5. 航空器；航天器；远；电磁波 6. 平台；接收；用户 7. 大；快；少；监测 8. 像元；平方米；假；监测 9. 存储；分析；分析 10. 数据；地图；分析 11. 位置；趋势；模拟 12. 规划；评估；叠加 13. 在哪里；是什么；为什么 14. 三维；影像；处理 15. RS；GNSS；GIS 16. 点位；方案；北斗 17. 简答参考：①RS：通过卫星影像获取台风云系、监测台风位置与移动路径，并判读受灾范围，如发布卫星云图；②GNSS：为救援船机和救灾队伍精确定位与导航，如引导救援力量抵达被困点，并监测大坝等设施位移；③GIS：整合气象、地形、人口等数据，评估灾害危险性与损失、模拟预测路径，如制作台风路径预报图与疏散方案。三者协同实现监测—预警—救援一体化。 【思维导图补全】 1. 脚；定位；海拔高度；连续；GPS；眼；电磁波；大；短；监测；脑；处理；分析；图层；城市；信息；定位 【第三部分 学思探究】 探究一： （1）①GNSS：定位与数据采集——峰顶及周边GNSS接收机连续观测，获取测量点精确三维坐标（经度、纬度、高程）；②RS：感知与获取影像——卫星对珠峰区域遥感成像，获取冰雪面与地形影像，掌握峰顶地形与冰雪分布；③GIS：分析与处理计算——对多源观测数据综合处理、计算与改正，剔除冰雪厚度、大气折射、地壳运动等影响，得出雪面高程8848.86米。 （2）不能。①GNSS原始数据只是观测值，含多种误差，需经解算与改正；②峰顶覆有冰雪，须结合重力测量与冰雪厚度数据改正，还要扣除大气折射、地壳运动等影响；③多源数据的整合、建模与计算须由GIS完成，缺GIS只能得粗略高程，无法得出精确高程。 （3）优先选用遥感（RS）。①RS可周期性获取大范围冰川影像，受地面条件限制少，适合人迹罕至的高海拔地区；②通过不同时期影像对比，可动态监测冰川面积进退与雪线变化，速度快、信息量大；③可再结合GIS对多期影像分析计算面积变化，故长期、大范围监测首选RS。 探究二： （1）①利用气象卫星、资源卫星等对山区定期成像，通过热红外波段识别异常高温火点，结合烟雾影像判读火情，及时发现山火苗头并跟踪蔓延方向。②优势：探测范围大，可覆盖地形陡峭、林木茂密、人员难进入的山区；获取信息速度快、周期短，能实时动态监测；受地面条件限制少，比人工巡查发现更早、更全面，为尽早出动救援争取时间。 （2）①支持：为救火队伍、车辆和飞机提供精确定位与导航，规划进入火场的安全路线，标定火线与被困人员位置，实现队伍位置共享与协同。②陡峭山区地形复杂、道路少、地标判别困难，烟雾弥漫视线差，人员易迷路或误入险境；GNSS全天候定位可避免失联与误入火场，保障救援安全与效率。 （3）①将地形、植被（可燃物）、天气（气温、降水、风向风速）、RS监测火点等图层输入GIS叠加分析；②建立火势蔓延模型，模拟不同风向、湿度下火场蔓延方向与速度，圈定危险范围与风险等级；③叠加居民点、道路图层，制定救火力量部署、隔离带开设和人员疏散路线，并随火情动态更新，实现科学决策。 【第四部分 当堂训练】 一、练习巩固（基础题） 1. C　解析：GIS能对多源地理数据进行空间分析、模拟与预测，动态模拟台风移动路径正是其专长。 2. A　解析：RS可获取卫星云图影像、监测风暴云系；制作路径图和分析受灾情况均需GIS。 3. B　解析：GNSS靠多颗卫星距离交会定位，与三个地震台震中距画圆交会确定震中的原理相似。 4. C　解析：机器人抵达楼下需GNSS精确定位，规划路线与调度需GIS空间分析，未直接使用遥感。 二、对点训练（中档题） 5. A　解析：BDS提供实时高精度定位，GIS规划最优路径与调度，二者结合实现快递精准投放。 6. C　解析：RS获取灾区影像第一手资料，GIS分析评估灾害损失；GNSS只定位，GPRS不是地理信息技术。 7. A　解析：手机定位用户位置依赖GNSS，将数据处理渲染成热力图依赖GIS，与遥感无关。 三、情境探究（综合题） 8.（1）①农机搭载传感器采集稻田不同点位的土壤养分含量与作物长势信息；②数据传入计算机（GIS）系统分析，生成差异化施肥方案（变量施肥决策）；③在北斗卫星引导下，农机对稻田按点精准施肥（侧深施肥），实现按需供给。 （2）①GNSS（北斗）：为农机提供精确定位与导航，引导农机按点位精准作业、控制施肥位置；②GIS：对采集的土壤养分与作物长势数据进行分析处理，生成差异化施肥方案（变量施肥决策），实现智能决策。 （3）①资源利用：按需变量供给，减少化肥浪费，提高肥料利用率，降低生产成本；②环境保护：减少化肥流失与面源污染，减轻土壤板结与水体富营养化，保护农田生态环境；③兼顾作物产量与品质，利于农业可持续发展。 【第五部分 总结提升】 【逻辑推理链补全】 1. 信息；定位；处理；决策 2. 范围；定位；疏散 3. 长势；方案；精准；无人 【方法技巧补全】 1. 定位；感知；分析 2. RS；GNSS；GIS；GIS；GIS 3. RS；GNSS；GIS 4. 卫星导航；不属于；GIS 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.2 地理信息技术的应用 四、当堂训练·情境 8.（1）①农机搭载传感器采集稻田不同点位的土壤养分含量与作物长势信息；②数据传入计算机（GIS）系统分析，生成差异化施肥方案（变量施肥决策）；③在北斗卫星引导下，农机对稻田按点精准施肥（侧深施肥），实现按需供给。 （2）①GNSS（北斗）：为农机提供精确定位与导航，引导农机按点位精准作业、控制施肥位置；②GIS：对采集的土壤养分与作物长势数据进行分析处理，生成差异化施肥方案（变量施肥决策），实现智能决策。 （3）①资源利用：按需变量供给，减少化肥浪费，提高肥料利用率，降低生产成本；②环境保护：减少化肥流失与面源污染，减轻土壤板结与水体富营养化，保护农田生态环境；③兼顾作物产量与品质，利于农业可持续发展。 4.2 地理信息技术的应用 五、总结·逻辑链 1. 信息；定位；处理；决策 2. 范围；定位；疏散 3. 长势；方案；精准；无人 4.2 地理信息技术的应用 五、总结·方法技巧 1. 定位；感知；分析 2. RS；GNSS；GIS；GIS；GIS 3. RS；GNSS；GIS 4. 卫星导航；不属于；GIS $ 4.2 地理信息技术的应用 【课标要求】通过探究活动，说明全球导航卫星系统、遥感、地理信息系统在现代生产、生活中的应用。 【素养目标】①区域认知：通过城市、海洋、灾区等案例，理解地理信息技术对认知区域特征的价值。②综合思维：分析GNSS、RS、GIS在解决复杂地理问题（如珠峰测量、台风监测）中的分工与协同。③地理实践力：能举例说明三种技术在生产生活中的应用，初步运用“3S”思维分析现实问题。④人地协调观：认识地理信息技术是监测环境、防灾减灾、实现人地协调的重要工具，关注北斗等自主创新成果。 第一部分 复习默写（学前衔接·4.1核心回顾（自然地理野外实习方法），请默写填空） 知识点 默写内容（填空） 资料与装备 资料准备要查阅地质、地貌、气候、水文、土壤、______等文献，备一套实习______；仪器有望远镜、______仪、地质锤、放大镜、照相机、样本袋等。 选点与选线 基本方式是路线调查和______观测；从______个观察点连成观察路线；观察点要具典型性、代表性或能反映要素间______关系。 选线六字原则 线路要“全、多、典、意、不、安”：穿过所有自然地理______、观察要素尽量多、穿典型剖面、到最有______的地点、不走______路、注意______。 实地观察 野外考察要做到“五勤”：腿勤、眼勤、______勤、脑勤、口勤；地貌观察顺序是从______到微观、从面到______。 综合分析 返校后对记录和文字资料整理分析，对数据统计，对地图、______图清绘整饰，对采集的______室内测试。 罗盘仪定向 磁针自由摆动后______放置罗盘，转动刻度盘使磁针黑色一端与“______”字中心重合；中心点与目标物连线同黑针夹角即目标物______角。 太阳与手表 一年中太阳真正东升西落只有春分日和______日；北半球手表平置、时针指向______，12时前按顺时针取角平分线为______方向。 工作笔记与填图 笔记含观察时间、观察点______、位置、天气、描述、剖面图，用______笔记录；地图要素有图名、比例尺、方向、图例和______。 实习报告 要求内容______、文字简明、图表清楚、有思想性科学性综合性和______性；含名称、类型、目的、仪器、______、内容、方法、成果与收获。 第二部分 自主学习（阅读课本第四章第二节，完成下列填空与简答） 任务一：全球卫星导航系统（GNSS） 1. GNSS泛指所有卫星导航系统，包括我国______（BDS）、美国全球定位系统（______）、俄罗斯格洛纳斯、欧盟伽利略等。 2. GNSS能提供精密三维坐标（______、纬度、______）、速度和______，主要功能是______和导航。 3. GNSS特征是全球性、______性、连续性、______性；定位原理与用三个地震台______交会确定震中位置相似。 4. 简答（考点）：为什么把GNSS比作“定位之脚”？其核心问题是什么？举例说明其在防灾减灾中的一种应用。 任务二：遥感（RS） 5. 遥感是利用装在______（飞机、高空气球）或______（人造卫星）上的光学或电子设备，对地表物体______距离感知的技术；不同地物反射或辐射的______不同，是影像判读基础。 6. 遥感系统包括遥感______、传感器和地面______站；流程为目标物反射或辐射电磁波→传感器获取传输信息→地面站处理分析→______。 7. 遥感优点：探测范围______，获取信息速度______、周期短、信息量大，受地面限制______，能实时、动态______地物信息。 8. 遥感影像能区分的最小单元叫______（1米分辨率指一个像元代表地面1______）；彩色影像分真彩色和______彩色；广泛用于资源普查、环境与灾害______、水文调查等。 任务三：地理信息系统（GIS） 9. GIS是对地理数据输入、处理、______、管理、查询、______、输出的计算机系统，称为“______之脑”。 10. GIS特征：可储存庞大空间______；随时制作电子______；查询属性资料；能进行多种空间______，模拟资源、人口等要素的空间规律。 11. GIS能解决位置分析（与“______”有关）、______研究（空间趋势与时间演变）、模式研究和______分析（建模型模拟因素变化与结果）。 12. GIS应用领域有城市______、交通管理、灾害______、商业选址等；核心方法是图层______分析，如地形、河网、居民点图层叠加选址。 任务四：3S技术的区别、联系与综合应用（本节重难点） 13. 三者分工：GNSS解决“______”（定位、导航）；RS解决“______”（获取、监测）；GIS解决“______”和“怎么办”（分析、决策）。 14. 典型协作：珠峰高程测量中，GNSS获取测量点______坐标，RS获取珠峰区域______数据，GIS综合______与计算并剔除其他因素影响，得出精确高程。 15. 判读技巧：“获取影像、监测变化、发现目标、受灾范围”选______；“定位、导航、测坐标、追踪位置”选______；“分析、评估、预测、模拟、制作路径图”选______。 16. 智慧农业精准施肥：传感器采集土壤养分与作物长势______信息→计算机分析生成施肥______→______卫星引导稻田按点精准施肥（变量施肥）。 17. 简答（重难点）：强台风监测与灾后救援中，RS、GNSS、GIS各发挥什么作用？分别举例。 【思维导图·模型构建】3S技术体系（请补全图中空缺） 地理信息技术（GNSS＋RS＋GIS） GNSS——“定位之______” 功能：______、导航　　输出：经度、纬度、______、速度、时间 特征：全球性、全天候、______性、实时性；代表：BDS、______、GLONASS、GALILEO RS——“感知之______” 原理：远距离感知，地物反射/辐射的______不同 优点：范围______、速度快、周期______、信息量大、受地面限制少；应用：资源普查、灾害______ GIS——“分析之______” 流程：数据输入→______→存储→查询→______→输出 核心：______叠加分析；应用：选址、评估、预测、______规划 协作链：RS获取______＋GNSS提供______＋GIS分析决策＝完整的对地观测与决策系统 第三部分 学思探究（重难点突破） 探究一：珠峰的“身高”是怎么量出来的？（重难点：3S技术的分工与协作） 【情境材料】2020年珠峰高程测量中，队员在峰顶竖立觇标，峰顶及周边GNSS接收机连续获取观测数据；卫星对珠峰区域遥感成像，获取冰雪面与地形影像；观测数据送入GIS综合处理、计算与改正，剔除冰雪厚度、大气折射、地壳运动等影响，公布珠峰雪面高程8848.86米。此次测量还首次将重力测量推进峰顶，为珠峰“净身高”提供关键数据。 （1）珠峰高程测量中，GNSS、RS、GIS分别承担什么角色？对应材料说明。 （2）若只有GNSS原始观测数据而缺少GIS处理，能否直接得出精确高程？为什么？ （3）若长期监测珠峰冰川面积进退变化，应优先选用哪种地理信息技术？说明理由。 探究二：日本岩手县山火——如何用3S技术提高监测预警水平？（重难点：技术方案选择与组合） 【情境材料】2025年2月26日，日本岩手县山区发生日本50年来最严重山火，过火面积26平方千米，人员伤亡、数十栋建筑被焚毁，4000多人疏散。该地地形陡峭、针叶林茂密；当月气温异常偏高，降水仅2.5毫米（约占常年同期6%），积雪覆盖率仅常年20%。复盘发现：火情发现偏晚、救援定位与路线规划困难、火势预测与疏散方案衔接不畅，是损失扩大的重要原因。 （1）如何用遥感（RS）及时发现山火苗头？与人工巡查相比，RS火情监测有哪些优势？ （2）救火队伍进山扑救时，GNSS能提供哪些支持？为何陡峭山区尤其需要它？ （3）如何用GIS结合天气、植被等图层预测火势并制定救火与疏散方案？简述技术思路。 第四部分 当堂训练 一、练习巩固（基础题） 1. 动态模拟强热带风暴“杨柳”移动路径的技术是（　） A.RS　 B.VR　 C.GIS　 D.GNSS 2. 强热带风暴研究中，可利用（　） A.RS获取卫星云图影像　B.BDS制作移动路径图　C.GIS监测沿海风浪强度　D.GNSS分析受灾情况 3. 地震后利用三个地震台震中距交会确定震中位置，与之原理相似的地理信息技术是（　） A.RS　B.GNSS　C.GIS　D.VR 4. 京东配送机器人能识别障碍、规划路线、自动驾驶并送货上门，其应用的地理信息技术主要是（　） A.遥感、全球卫星导航系统　B.地理信息系统　C.全球卫星导航系统、地理信息系统　D.地理信息系统、遥感 二、对点训练（中档题） 5. 深圳低空飞行器实现快递精准投放，需依赖的核心地理信息技术组合是（　） A.BDS＋GIS　 B.RS＋GPS　 C.GIS＋RS　 D.GPS＋BDS 6. 评估某次泥石流灾害损失，可利用现代地理信息技术中的（　） ①RS　②GNSS　③GIS　④GPRS　 A.①②　B.②③　C.①③　D.②④ 7. 人口热力图利用手机数据定位用户数量并渲染地图颜色，实时展示人口密度。使用的技术有（　） A.全球卫星导航系统、地理信息系统　B.地理信息系统、遥感技术　 C.全球卫星导航系统、遥感技术　D.全球卫星导航系统、AR 三、情境探究（综合题） 阅读材料：智慧农业指通过智能技术综合管理农业生产的方式。黑龙江建三江胜利农场位于三江平原腹地，2024年被纳入智慧农场试点。该农场以数据为生产要素，智能决策，用智能农机实现水稻生产全过程少人化、无人化。精准施肥过程为：农机搭载传感器采集不同点位土壤养分与作物长势信息，数据传入计算机系统分析生成差异化施肥方案，再由农机在北斗卫星引导下按点精准施肥（侧深施肥）。 8.（1）说明胜利农场精准施肥的具体操作过程。 （2）该过程中GNSS、GIS分别发挥了什么作用？ （3）与传统“一地一肥”的施肥方式相比，精准施肥在资源利用与环境保护方面有哪些优势？ 第五部分 总结提升 【逻辑推理链】 1. 技术协作推理链（请补全）：RS获取地表______与影像→GNSS提供精确______与时间→GIS对多源数据输入、______、分析、模拟→输出地图与______方案，三者构成完整对地观测与决策系统。 2. 灾害监测推理链（请补全）：RS发现异常（火点、云图、水体）→GIS评估灾害______与趋势→GNSS引导救援力量______与路线规划→GIS制定救灾与______方案→降低损失。 3. 智慧农业推理链（请补全）：传感器采集土壤与作物______数据→GIS分析生成变量施肥______→GNSS引导农机按点______作业→实现少人化、______化生产，减少化肥流失。 【方法技巧】 1. 3S对比速记：GNSS＝“______”（在哪里）；RS＝“______”（是什么、怎么变）；GIS＝“______”（为什么、怎么办）。 2. 技术选择口诀：“获取影像找______，定位导航找______，分析决策找______；路径预报图、选址图＝RS＋______；动态模拟与预测＝______。” 3. 答题模板：XX过程中地理信息技术应用＝“______负责……（获取/监测）＋______负责……（定位/导航）＋______负责……（分析/决策），三者协同实现……”。 4. 易错警示：BDS、GPS、GLONASS、GALILEO都属______系统；VR、AR、GPRS、数字地球______（属于/不属于）地理信息技术；“监测风浪”“获取云图”属RS，“评估损失”“制作预报图”属______。 学科网（北京）股份有限公司 $