高中地理人教版 (2019)必修 第一册第四节 地理信息技术在防灾减灾中的应用导学案

一、遥感技术

1．概念：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。

2．工作环节(图甲)

3．特点：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，能够实现地物信息的实时、动态监测。如图乙实时监测震后地表事物的动态变化。

4．应用

(1)实时监测洪涝、台风等灾害的形成过程，进行准确预报、预警。

(2)快速识别地震等突发性自然灾害的影响范围，并对灾情统计、灾害救援等工作提供强有力的支持。

[温馨提示]

传感器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，对地物的分辨率越低，否则相反。

二、全球卫星导航系统

1．概念：利用卫星在全球范围内进行实时定位、导航的地理信息技术。

2．组成

3．作用：为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。

4．特点：具有全天候、全球性、连续性和实时性。

5．应用：在防灾减灾中的应用较为广泛。

[易误辨析]　全球卫星导航系统不是全球定位系统

全球卫星导航系统有我国的北斗卫星导航系统(BDS)、美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的全球卫星导航系统(GLONASS)和欧洲的伽利略卫星导航系统(Galileo)。

三、地理信息系统

1．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。

2．功能：利用地理信息系统的空间查询与分析功能，可根据不同目的对相关数据进行叠加分析。

3．应用：对自然灾害动态监测、预报预警，快速确定受灾范围和受灾情况，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。

一、判断题

1．遥感技术仅能借助人造卫星感知地物。(×)

2．人们通过遥感技术可以比较迅速全面地了解灾区的情况。(√)

3．全球卫星导航系统能够为用户提供精密的三维坐标、速度和时间。(√)

4．全球卫星导航系统指的就是我国的北斗卫星导航系统。(×)

5．地理信息系统主要是在灾后对灾害作出评价，指导救灾。(√)

6．在防灾减灾中，遥感技术、全球卫星导航系统与地理信息系统是相互孤立的。(×)

二、选择题

1．下列说法中，不正确的是(　　)

A．遥感技术感知事物时不直接接触地物

B．遥感技术是遥感信息接收与应用的过程

C．遥感技术获取的信息是电磁波信息

D．遥感技术对地面不反射或辐射电磁波的物体无法感知

解析：选D　地面上所有物体都反射和辐射电磁波，没有不反射和辐射电磁波的物体，所以遥感探测的应用范围很广，应用价值很大，所以选D项。

2．在遥感技术和地理信息系统方面，我国利用最广泛的是(　　)

A．预测地震灾害　　　 B．监测洪水灾害

C．跟踪产品流向  D．分析沙尘暴的成因

解析：选B　遥感技术的主要作用是信息获取，地理信息系统的主要作用是对数据进行空间分析。

3．下列不属于全球卫星导航系统的是(　　)

A．卫星星座  B．信号接收系统

C．地面监控系统  D．传感器

解析：选D　传感器是遥感技术的主要设备。

4．通过地图、遥感图像、野外考察等获得数据的程序是(　　)

A．数据处理  B．数据采集

C．数据分析  D．信息输出

解析：选B　获得数据的过程是数据采集。

探究点(一)

———————— 从生活中学 ————————

一、地理情境激趣

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。通过泥石流发生前后舟曲县城的遥感影像对比可以发现，灾害前后舟曲县城及其附近地区地面环境发生了很大变化。

二、核心素养培优

1．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。(区域认知)

提示：图略。范围主要在三眼峪、罗家峪。

2．如果灾后第一时间看到这两张影像图，你认为救灾队应该把救灾重点放到哪里？(综合思维)

提示：根据对人员伤亡情况的预估，优先安排对泥石流冲毁掩埋的月园村、三眼村(部分)和城内居民区(部分)进行救援。

———————— 在探究中悟 ————————

1．遥感的工作流程

2．遥感技术的工作特点

遥感技术具有探测范围大、获取资料快、受地面条件限制少、获取信息量大等特点，因此遥感技术的优势明显，用途十分广泛。

3．遥感技术的应用

———————— 到实践中用 ————————

随着科学技术的发展，我国台风预报技术能力大幅提高，台风预报准确率逐年稳步提升。如图为某次台风的卫星云图。据此回答1～2题。

1．气象卫星发回的卫星云图主要运用了(　　)

A．全球卫星导航系统　 B．遥感技术

C．地理信息系统  D．虚拟技术

2．目前主要是利用气象卫星对台风进行监测，通过分析多幅卫星的云层图片，可以获得(　　)

①台风中心位置　②台风的强度和速度　③台风所造成的降水强度　④台风的移动方向　⑤台风的登陆地区

A．①②③⑤  B．②③④⑤

C．①③④⑤  D．①②④⑤

解析：1.B　2.D　遥感技术可以获取卫星云图。从气象卫星云图上可以看出任何地方的天气状况，监测台风的位置、强度、移动方向和速度等，这为实时天气预报提供了依据，但不能获取台风所造成的降水强度的信息。

遥感图像是地物反射特征在图像上的反映，地物在某波段反射率高，则其在遥感图像上的亮度高(图中显示为浅色)，反之亮度低(图中显示为深色)。图1是不同波段红树林的遥感图像，图2是红树林反射率曲线图。据此完成下题。

3．图2反射率波段与图1遥感图像对应正确的是(　　)

A．①—丙　②—乙　③—甲

B．①—乙　②—丙　③—甲

C．①—丙　②—甲　③—乙

D．①—乙　②—甲　③—丙

解析：选B　比较图2中标注序号的三个波段，③波段反射率最大，②波段反射率最小，根据“地物在某波段反射率高，则其在遥感图像上的亮度高(图中显示为浅色)”可知，③波段在遥感图像上颜色最浅，对应图1中的甲，②波段在遥感图像上颜色最深，对应图1中的丙。故选B。

探究点(二)

———————— 从生活中学 ————————

一、地理情境激趣

北斗卫星导航系统是中国自主建设、独立运行，并与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务，并兼具短信报文通信能力。与美国的全球定位系统、俄罗斯的全球卫星导航系统、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。2011年12月27日，北斗卫星导航系统开始试运行服务。2020年7月，我国利用长征火箭将北斗导航系统组网完成，北斗三号全球卫星导航系统宣布全面建成，北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。

二、核心素养培优

1．分析北斗卫星导航系统由哪些部分组成？其主要特点是什么？(综合思维)

提示：由卫星星座、地面监控系统、信号接收系统组成。具有全球性、全天候、连续性和实时性的特点。

2．分析北斗卫星导航系统的主要功能是什么？防灾减灾还需要哪些地理信息技术支持？(综合思维)

提示：定位、导航。遥感技术、地理信息系统。

3．你认为北斗卫星导航系统在防灾减灾中将起到什么作用？(地理实践力)

提示：精确定位、交通导航、紧急救援、地震监测等。

———————— 在探究中悟 ————————

一、全球卫星导航系统与减灾的关系

二、全球卫星导航系统在民用领域的应用

———————— 到实践中用 ————————

北斗卫星导航系统可在全球范围内全天候、全天时为用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具有短信报文通信能力。根据材料，回答1～2题。

1．下列关于“北斗三号”系统的叙述，正确的是(　　)

①由空间部分、地面控制部分、用户部分构成

②为用户提供导航、定位、授时、测速等服务

③具有全天候、连续性、全球性、实时性特点

④为野外调查活动提供大范围空间数据的信息

A．①②③　　　　　　 B．①②④

C．①③④  D．②③④

2．北斗卫星导航系统在抗震救灾中发挥的主要作用有(　　)

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提供短文联络

A．①②  B．①③

C．②③  D．③④

解析：1.A　2.D　第1题，“北斗三号”基本系统已经完成建设并开始提供全球服务，其由空间部分、地面控制部分、用户部分构成，可以为用户提供导航、定位、授时、测速等服务，具有全天候、连续性、全球性、实时性等特点。能够为野外调查活动提供大范围空间数据信息的是遥感技术，故①②③正确，④错误。故选A。第2题，遥感技术能提供灾区的影像，故①错误；统计灾区的经济损失更多借助于地理信息系统，故②错误；北斗卫星导航系统属于定位导航系统，能确定救灾人员的位置，故③正确；北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与短信报文通信系统，能提供短文联络，故④正确。故选D。

近年来，大地震频繁发生，给人类带来了巨大的灾难。然而，目前地震预防与预报仍是世界性难题。据此回答3～4题。

3．下列我国省区中，属于地震重点预防区的是(　　)

A．湖南、内蒙古  B．内蒙古、云南

C．台湾、云南  D．台湾、湖南

4．在下列选项中，可以利用全球卫星导航系统监测的是(　　)

A．山体位移  B．地震震级

C．震源深度  D．地震烈度

解析：3.C　4.A　第3题，台湾位于环太平洋地震带上，而云南位于地中海—喜马拉雅地震带上，台湾、云南两省地震灾害频繁，应重点预防。第4题，地震震级、震源深度、地震烈度一般都要通过专门的地震仪器进行测量。

探究点(三)

———————— 从生活中学 ————————

一、地理情境激趣

万安县地处赣中偏南，是著名的优质早稻和脐橙产区。该县根据气候、地形和土地利用等因素，采用地理信息系统和气候区划方法，对早稻和脐橙种植区进行综合气候区划(下图)，使农业走上了可持续发展道路。

二、核心素养培优

1．万安县脐橙种植区划运用了地理信息系统的哪些功能？(综合思维)

提示：分析、模拟与统计功能。

2．除气候要素外，你认为该农业区划数据库的建立还需要哪些地理图层？(综合思维)

提示：地形图层、水文图层、土地利用图层和土壤土层。

———————— 在探究中悟 ————————

1．地理信息系统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。

2．地理信息系统的空间叠加分析

地理信息系统的图像通常是通过叠加分析图的方式进行考查。叠加分析图是将同一地区的两层或多层地图要素重叠在一起进行图层和属性运算，产生新的图层或属性的过程。

3．遥感、全球卫星导航系统、地理信息系统的区别

———————— 到实践中用 ————————

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1～2题。

1．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

2．甲最可能是(　　)

A．坡面堆积  B．坡向

C．坡面侵蚀  D．坡度

解析：1.C　2.A　第1题，图层叠加是地理信息系统的基本功能。由图中有径流量、植被覆盖率、陡谷这些条件可知，分析的自然灾害为泥石流。第2题，读图可知，由甲和陡谷能得出“地质地形”的结论，则甲最可能是地质因素，而地表堆积碎屑物的多少是形成泥石流的物质基础，A正确。

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3～4题。

3．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

4．在发生地震灾害时，利用地理信息系统可以进行(　　)

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

解析：3.C　4.B　第3题，洪灾期湖泊面积大于洪水前湖泊面积，因此可了解洪水的淹没范围。第4题，在发生地震灾害时，利用地理信息系统可以了解受灾情况。

1．与传统信息获取手段相比，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。

2．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；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。

3．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。能够为用户提供精密的三维坐标、速度和时间。具有全球性、全天候、连续性和实时性的特点。

4．全球卫星导航系统在防灾减灾中的应用较为广泛，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。

5．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。利用其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。

6．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，快速确定受灾范围和受灾情况，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。