6.4 地理信息技术在防灾减灾中的应用（情境教学设计）地理人教版必修第一册

年级

高一年级

  科目

地理

课题

第4节　地理信息技术在防灾减灾中的应用

课时安排

2课时

教材分析

本节是人教版高中地理必修第一册第六章“自然灾害”的第四节。前三节分别学习了气象灾害、地质灾害和防灾减灾手段，本节将视角转向地理信息技术在防灾减灾中的具体应用。教材内容由三大部分构成：第一部分“遥感技术（RS）”，包括概念、工作过程、遥感影像与空间分辨率、不同波段和不同地物的反射率差异、应用领域、灾害监测案例及特点；第二部分“全球导航卫星系统（GNSS）”，包括概念、系统组成、特点、定位与导航功能、应用领域、求救功能及四大GNSS；第三部分“地理信息系统（GIS）”，包括概念、工作原理、主要功能、防灾减灾应用及温州灾害监测预警信息系统案例。课件以2017年九寨沟7.0级地震为情境主线，通过“信息孤岛—遥感看清灾情—北斗短报文架起生命通道—GIS分析风险与选址”串联RS、GNSS、GIS的应用，体现地理信息技术在防灾减灾中的系统性、科技性和实践性。本节是第六章的总结与应用，既是对前几节灾害知识的延伸，也是培养学生综合思维、地理实践力和人地协调观的重要载体。

学情分析

知识储备：学生已学习气象灾害、地质灾害和防灾减灾手段，对地震、滑坡、泥石流、洪涝、台风等灾害的成因、危害及防灾措施有初步认识；对地理信息技术的名称有一定耳闻，但缺乏系统理解。能力储备：学生具备一定的读图分析、案例探究能力，能够从图文材料中提取信息；但对遥感、全球导航卫星系统、地理信息系统的概念、原理、功能及区别容易混淆，对“3S”技术的选取方法缺乏系统认识，综合分析能力仍需引导。情感态度：学生对九寨沟地震、北斗短报文、遥感影像、台风监测等真实案例兴趣浓厚，对“地理信息技术如何防灾减灾”有较强学习需求，适合采用情境贯穿、案例分析和小组合作探究等方式组织教学。

教学目标

1.课程标准：运用资料，说明常见自然灾害的成因，了解避灾、防灾的措施；了解地理信息技术的应用。
2.核心素养导向教学目标：区域认知、综合思维：结合九寨沟地震、台风“菲特”、北川地震、土耳其强震、凉山森林大火、温州灾害监测预警信息系统、舟曲泥石流等案例，说出遥感、全球导航卫星系统、地理信息系统在防灾减灾中的具体作用；从获取信息、定位导航、空间分析等角度理解“3S”技术的区别与联系；运用“点”与“面”、“想”与“看”、关键词等方法判断和选取地理信息技术。地理实践力：能结合遥感影像判读灾害影响范围，能利用GNSS定位与求救功能说明灾害救援中的位置报告，能利用GIS图层叠加和模拟分析说明灾害评估与选址；掌握“3S”技术选取的基本方法。人地协调观：认识地理信息技术在防灾减灾中的重要作用；体会我国北斗卫星导航系统等科技成就；树立科学防灾、科技减灾的意识。

教学重难点

重点：①遥感技术的概念、工作过程、特点及在灾害监测中的应用；②全球导航卫星系统的组成、特点、主要功能及在救灾中的应用；③地理信息系统的概念、工作原理、主要功能及在防灾减灾中的应用；④“3S”技术的区别与选取方法。
难点：①遥感影像像元与空间分辨率的理解；②不同地物对同一波段电磁波反射率不同是遥感影像判读的基础；③GIS位置分析、模式研究、趋势研究、模拟分析的区别；④“点”与“面”、“想”与“看”判断GNSS、RS、GIS。难点：①根据地层和化石信息推断古地理环境的方法；②运用地质年代表系统描述地球的演化过程。

教学方法

情境贯穿法：以“九寨沟地震中的地理信息技术”为全课情境主线，通过“信息孤岛—遥感看清灾情—北斗架起生命通道—GIS分析风险与选址”串联全课。案例分析法：通过九寨沟地震、台风“菲特”、北川地震、土耳其强震、凉山森林大火、温州灾害监测预警信息系统、舟曲泥石流等真实案例，将抽象技术具体化。图示分析法：通过遥感工作过程图、遥感影像分辨率对比图、GNSS组成图、GIS工作原理图、GIS功能示意图、“3S”技术判读示意图等，将知识可视化。小组合作讨论法：组织学生讨论九寨沟防灾减灾中应用了哪些技术、各自作用、“3S”技术如何选取、舟曲泥石流影响范围如何估算等问题，培养合作探究能力。

教学过程

教学内容

教师活动

设计思路

情境导入

【展示图片】展示“九寨天堂震前震后影像对比图”。【讲述】2017年8月8日九寨沟7.0级地震发生后，灾区光纤中断、219个通讯基站受损，一度沦为“信息孤岛”。遥感（RS）卫星与无人机迅速升空，从高空“看清”山体滑坡阻断道路的位置与火花海溃决的范围；救援队依靠北斗卫星导航系统（GNSS）的短报文功能，将位置与灾情通过卫星直接发回指挥大厅，架起不依赖地面基站的“生命通道”；科研人员将遥感影像、地形图与灾情数据进行空间叠加，用地理信息系统（GIS）分析出哪些区域地质风险最高、安置点应避开哪里，为重建选址提供依据。【设问】九寨沟防灾减灾过程中应用了哪些技术？它们分别起到了什么作用？

以九寨沟震前震后影像和“信息孤岛”案例导入，制造认知冲突，激发学习兴趣，引出本课主题和三类地理信息技术。

一、遥感技术

【讲解】地理信息技术是指获取、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术的总称，主要包括遥感（RS）、全球导航卫星系统

先总后分，建立地理信息技术整体框架，为分

（GNSS）、地理信息系统（GIS）。【设问】这三类技术分别主要解决什么问题？【引导】学生初步说出：RS获取信息，GNSS定位导航，GIS分析处理。

1、概念

【展示图片】展示遥感卫星示意图和遥感工作过程图。【讲解】遥感技术是“遥远的感知”，利用装在航空器（如飞机、高空气球）或航天器（如人造卫星）上的光学或电子设备，对地表物体进行远距离感知。遥感工作过程包括信息获取、信息传输、信息接收与处理、信息解译与分析、遥感应用；传感器是遥感的关键装置，是遥感的中心环节。

2、影像

【展示图片】展示遥感影像及像元网格图、武汉地区2002年空间分辨率30m和2.4m影像图。【讲解】遥感影像是各种传感器所获信息的产物，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；一个像元所代表的地面实际尺寸就是空间分辨率，简称分辨率；1米分辨率指影像上一个像元表示地面上1平方米的范围。【设问】读武汉地区不同分辨率影像图，你能得出什么规律？【引导归纳】分辨率数值越小，影像越清晰，细节越丰富；分辨率越高，越能识别较小地物。【展示图片】展示红外遥感、可见光航拍遥感、微波遥感影像和“遥感卫星接收不同地物反射信息示意图”。【讲解】相同地物在不同的波段反射率不同；不同地物对同一波段电磁波的反射率不同，这是遥感影像能够被判读的基础。

3、应用

【展示图片】展示遥感在土地测绘、农作物长势监测和估产、土地利用现状调查、自然灾害防御监测、资源调查、土地资源调查、环境监测、病虫害和农业生态环境调查及监测等方面的应用图标。【讲解】在区域地理环境研究中，遥感广泛应用于资源调查、环境监测、自然灾害监测等领域；将多次或逐月、逐年的遥感影像图叠加，可反映城市扩张、海岸侵蚀、湖泊消长等变化。展示鄱阳湖水域面积遥感影像对比图，说明遥感可反映湖泊消长。【展示图片】展示台风“菲特”风云二号气象卫星监测图、北川地震遥感影像、九寨沟地震前后卫星影像、土耳其强震前后卫星遥感影像、四川凉山州森林大火遥感卫星影像。【讲解】遥感可以实时监测洪涝、台风等灾害的形成，进行准确的预报、预

别学习RS、GNSS、GIS作铺垫。

通过像元网格和不同分辨率影像对比，将抽象分辨率概念可视化，培养读图比较能力。

通过多个真实灾害遥感案例，强化遥感在灾害