2020版新一线高考地理（湘教版）一轮复习教学案：第3部分第9章第3节地理信息技术应用

第3节　地理信息技术应用 

知识点一| 地理信息系统(GIS)与数字地球

1．地理信息系统(GIS)及其应用

(1)概念

一种以采集、存储、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。

(2)功能

①具有一般信息系统的存储、管理数据功能。

②显示数据的空间分布。

③具有强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能。

(3)系统组成

硬件设备、地理数据、GIS软件、GIS人员和应用模型五部分。

(4)工作过程

(5)主要应用

 ①在区域地理环境研究中的应用

②在城市管理中的应用

1信息量大、使用方便。地理信息系统可提供反映区域状况的各种空间信息，并可建立提示区域结构特征和发展规律的模型。

2功能强大、完备。地理信息系统可以提供查询检索、空间分析、修改补充、距离测算等多种功能。

3能够进行动态监测和预测评估。

2．数字地球

(1)概念

是信息化的地球——地球的虚拟对照体。

(2)核心

用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会等方面的问题。

(3)关键技术

①信息高速公路与高速网络技术。

②高分辨率卫星遥感技术。

③空间信息技术与空间数据基础设施。

④大容量数据存储技术。

⑤可视化和虚拟现实技术。

⑥高性能计算能力。

(4)特点

信息化、网络化、全球化。

考法1　分析叠加图层，考查地理信息系统的应用

(2016·江苏高考)下图为某地区地理信息系统数据库示意图。读图，回答1～2题。

1．以下图层组合最适合用遥感(RS)技术获取信息的是(　　)

A．①②④ 　　　　　　　　 B．①③⑤

C．③④⑥    D．②③⑥

2．进行农业适宜性评价可以利用的图层组合是(　　)

A．①②④⑤  B．②③④⑤

C．②③④⑥   D．①③⑤⑥

[解题流程]　

1．审设问：

第1题，“最适合用遥感(RS)技术获取信息”→是用遥感技术获取信息，一般分布在地表的地物信息易被获取，如居民点、水系、土壤、地形。

第2题，“农业适宜性评价”→土地利用评价需借助GIS对图层综合分析，一般主要考虑自然因素，如水系、土壤、地形、地下水。

2．审图表：

图中的地理信息系统数据库主要包括居民点、水系、土壤、地形、岩层、地下水等图层信息构成。

[尝试解答]　1.A　2.C

考法2　结合简单示意图，考查地理信息系统的应用

(2014·福建高考)下图示意新一代信息技术支撑下的智慧城市。读图，回答3～4题。

3．地理信息系统为智慧城市建设提供(　　)

A．分析、管理空间信息 B．跟踪动态定位信息

C．整合、集成网络信息 D．获取实时通讯信息

4．智慧城市建设对城市发展最重要的作用是(　　)

A．调整地域结构 B．加速人口集聚

C．扩大空间规模 D．提升服务功能

3．A　4.D　[第3题，地理信息系统的作用主要是对信息进行分析、加工和管理；跟踪动态定位是全球定位系统的功能；网络信息不属于地理空间信息，其整合、集成不属于地理信息系统的作用；获取实时通讯信息是通讯工具的作用。第4题，从示意图中可看出，智慧城市实际上就是高度信息化的城市管理系统，智慧政务、智慧交通和智慧社区都属于城市管理和服务范畴。因此智慧城市建设能够提升服务功能。]

考法3　通过文字描述，考查地理信息系统的应用

结合材料，运用知识，回答5～6题。

“GIS”的英文全名是Geographical Information System，也叫地理信息系统。具有地图处理、数据库和空间分析这三大功能。GIS不仅可以像传统地图一样，解决与“地点”“状况”有关的查询，而且能进行趋势分析，复杂的“模式分析”和用“虚拟模拟”进行预测性分析。

5．如果将GIS用来监测森林火灾，可以(　　)

A．分析、判断引起火灾的原因

B．预测森林火灾的发生地点

C．预测森林火灾后所造成的后果

D．及时知道火灾的地点、范围，分析火势蔓延方向，制定灭火方案

6．有的渔民已利用GIS技术来寻找鱼群，如果普遍引用这一技术(　　)

A．可以使渔获量持续增长

B．可能导致过度捕捞，使渔业资源枯竭

C．会增加渔业的生产成本

D．会促进渔业生产，加大对渔业资源的开发利用，提高渔民的生活水平

5．D　6.B　[GIS可以通过对有关信息的统计、分析，从而能发现事物变化趋势，提出方案。若大规模使用该技术捕鱼，则可能导致渔业资源的枯竭。]

知识点二| 遥感技术(RS)和全球定位系统(GPS)的应用

1.遥感技术(RS)

(1)概念

借助对电磁波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。

(2)工作原理

不同物体对电磁波发射、反射和吸收的特性不同。

(3)优点

①视域广阔，监测范围大。

②能够瞬时成像、实时传输、快速处理。

③迅速获取信息和实施动态监测。

(4)遥感技术系统

由遥感平台、传感器、信息传输装置、数字或图像处理设备以及相关技术等组成。

(5)遥感类型(根据遥感平台的高度)

(6)应用

[特别提醒]　遥感技术在农业方面的应用

主要表现

2．全球定位系统(GPS)

读全球定位系统组成示意图，归纳总结。

(1)概念：利用卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统。

(2)组成

(3)特点：具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的特点。

(4)工作原理、功能及其应用

1．“3S”技术的关系

“3S”技术既独立发展又相互促进。遥感技术主要用于地理信息数据的获取，全球定位系统主要用于地理事物的空间定位，地理信息系统主要用于对地理信息数据的管理、更新、分析等。三者的关系用简图表示如下：

图中①②表示遥感技术提供影像信息功能，③④表示地理信息系统反馈影像信息处理结果，⑤⑥表示全球定位系统提供空间定位信息功能。

2．实际应用中“3S”技术的选取方法

考法1　依据遥感图片为载体，考查遥感技术的应用

2018年4月19日，在突尼斯召开的“一带一路”遥感考古新闻发布会上，公布了中国科学家利用遥感技术在突尼斯中南部发现的10处古罗马时期遗存，这一发现揭示了当时的军事防御系统与农业灌溉系统布局。下图为“突尼斯境内古罗马遗址遥感考古影像图”。读图，回答1～2题。

1．这一考古成果表明遥感技术可以(　　)

A．完全取代传统的田野考古工作

B．确定地表、地下人类活动遗迹的时代

C．探知各种人类活动遗迹曾经的功能与作用

D．帮助分析较大地域范围内人类活动遗迹间的联系

2．突尼斯中南部有利于遥感考古发挥其独特优势，因为这一区域(　　)

A．人类活动较多　　　　 B．位于沿海地区

C．森林覆盖率高  D．地处荒漠边缘

1．D　2.D　[第1题，遥感技术是通过卫星获取地表信息，为科学研究提供服务数据的地理信息技术，它能获取较大范围的信息，甚至是全球范围的信息，但对历史上存在过的、地下的信息无法获取，更不能完全取代人类对信息的加工分析。第2题，突尼斯中南部地处撒哈拉沙漠北部边缘地区，地理环境恶劣，人类难以进行实地的考察，遥感由卫星来获取地表信息，则不受影响。]

考法2　结合统计图表分析，考查遥感技术的原理及应用

(2019·武汉调研)棉花遥感识别是棉花种植面积遥感估算的关键，下图是我国某地区不同日期棉花光谱信息与其他作物光谱信息的曲线分析图。图中前三个波段为可见光波段(分别为蓝波段、绿波段、红波段)，第四波段为近红外波段。读图，回答3～4题。

3．容易将棉花从其他作物中识别出来的最佳波段是(　　)

A．蓝波段  B．绿波段

C．红波段  D．近红外波段

4．根据图中信息，判断下列叙述正确的是(　　)

A．棉花盛蕾期对各波段的反射率均比盛絮期高

B．棉花盛絮期对蓝波段、绿波段和红波段的反射率比盛蕾期明显降低

C．9月份番茄对绿波段的反射率略低于6月份

D．6月份玉米对红波段的反射率略高于对绿波段的反射率

3．D　4.B　[第3题，由图示的图例来看，可见光波段(分别为蓝波段、绿波段、红波段)的曲线，棉花的反射率与其他两种农作物都比较接近，无法区分，所以A、B、C都错误，而第四波段为近红外波段，特别是9月份，比较明显地区分开来，正确答案是D。第4题，由图中看到，在3(红波段)棉花盛絮期的反射率比盛蕾期高，故A错误；棉花盛絮期对蓝波段、绿波段和红波段的反射率比盛蕾期明显降低，落差比较大，故B对；9月份番茄对绿波段的反射率略高于6月份，故C错误；6月份玉米对红波段的反射率低于对绿波段的反射率，故D错误。正确答案是B。]

考法3　结合地图判读，考查全球定位系统的应用

(2019·南昌模拟)下图是车载导航仪面板示意图，行驶中始终显示车头朝上，指向标箭头随行车方向而转动。据此回答5～6题。

5．导航仪能即时显示汽车位置，主要依靠的技术是(　　)

A．遥感  B．计算机

C．全球定位系统  D．地理信息系统

6．汽车从当前位置行驶到百货大楼路程约为(　　)

A．1 000米  B．1 200米

C．1 800米  D．2 000米

5．C　6.B　[第5题，全球定位系统具有定位、导航的功能，可以确定汽车的即时位置。第6题，根据图上比例尺，汽车从当前位置行驶到百货大楼图上距离约2.5厘米，所以路程约1200米。]

考法4　判读区域分布图，考查地理信息技术的应用

(2016·浙江高考)云杉(亚寒带代表性针叶树种)分布与全球气候变化密切相关。为研究北美洲气候变化，用恢复历史植物分布的方法，得到距今2.1万年(图甲)、距今五千年(图乙)和距今五百年(图丙)北美洲云杉主要分布区图。完成下题。

甲　　　　　　乙　　　　　　丙

7．运用地理信息技术得到甲、乙、丙三幅云杉主要分布区图，其研究过程是(　　)

①实验分析并建立云杉主要分布区地理信息数据库

②运用GPS对野外采样点进行空间定位　③运用GIS分析和输出云杉主要分布区地理信息数据

A．①②③　　　　　　 B．①③②

C．③②①   D．②①③

D　[运用地理信息技术获取三幅云杉主要分布区图，首先需要通过GPS获取云杉分布区的位置信息，然后建立云杉分布信息的数据库，最后用GIS进行分析处理，并输出数据(云杉主要分布区图)，所以其研究过程是②①③，故选项D正确。]

考法5　结合时事热点分析，考查地理信息技术的应用

(2019·武汉调研)摩拜单车，一种基于移动APP和智能硬件开发而兴办的无桩借还共享单车出行模式。使用摩拜单车智能手机软件，用户可以用自己的手机查看单车位置，继而预约并找到所选单车。然后通过扫描车身上的二维码开锁即可骑行。摩拜单车不仅为城市居民的短途出行提供了便捷的共享单车服务，更倡导着健康、低碳的生活方式。据此完成8～9题。

8．在摩拜单车的约车、找车过程中，应用的地理信息技术有(　　)

A．RS　GPS    　　　　 B．GPS  　GIS

C．RS  　GIS      D．GIS  　GPRS

9．共享单车的推广使用，其产生的影响主要有(　　)

①城市空气质量有所改善  　②城区交通拥堵有所缓解　③城市公交客流大大减少  　④城市交通规划有所调整

A．①②③      B．②③④   

C．①③④      D．①②④

8．B　9.D　[第8题，“用户可以用自己的手机查看单车位置，继而预约并找到所选单车”，必然要对单车进行定位、查询，故需要应用GPS和GIS。第9题，共享单车主要是为城市居民的“短途出行”提供便利，故不会使城市公交客流大幅下降，则③错误，故D正确。]

学科素养提能——地理图表专攻(十四)| “3S”图像的判读

“3S”图像往往作为考查的载体，主要考查“3S”技术的应用。在遥感图像中，主要是遥感影像图及根据遥感影像绘制的图形；GIS图像主要是根据GIS的图层叠加原理，展示不同的图层；GPS多以材料为背景，图像呈现不多，一般仅通过手持机界面图或工作流程图来考查，与RS及GIS的综合应用所得的图像也是较为常见的呈现方式。

图1　　某冰川遥感影像　　　图2　GIS图层叠加示意图　　　

图3　手持机界面图

图4　综合图(某城市中心城区月交通事故次数示意图)

1．判读此类图像应知应会的基础知识

(1)把握“3S”的功能特点

(2)把握“3S”的图像特点

“3S”图像的判读，主要是立足“3S”技术的应用，图像是载体，各自特点如下：

①遥感图像：主要通过遥感影像显示地物的形状、面积、色彩等特征(如图1)。

②GIS图像：主要是根据图层叠加原理而形成的专题电子地图(如图2、图4)。

③GPS图像：主要是呈现GPS设备的工作界面或工作流程图(如图3)。

2．判读此类图像的分类判读技巧

(1)遥感影像图的判读(如图1)

①确定主题内容：首先要明确遥感影像图片的主题内容，这是进行准确判读的前提，如图1中突出的主题是某地冰川的分布形态。

②看色调辨地物：抓住色调和形状两个要素进行判断，辨析重要地物。一般地物，如水体、城市、道路、农业用地、林地等的简易判读标志如下表所示：

③找变化析原因：对判读出的重要地物进行分析、推理，找出变化发展趋势，并结合区域特征做出合理解释。

(2)GIS图层叠加示意图的判读(如图2)

(3)全球定位系统图像及综合图的判读

①手持机界面图(如图3)：主要是判读界面上的地理坐标和海拔高度。

②综合图(如图4)：常见的如某城市中心城区月交通事故次数示意图，应借助于GPS和GIS制作。导航地图，需要运用GPS和GIS。

[母题示例]　(2015·江苏高考)图1为某冰川所在区域遥感影像，图2为根据1973、2009年遥感影像提取的该冰川分布图层(局部)，图中每个方格面积表示900平方米。读图，回答(1)～(2)题。

图1　　　　　　　　　图2

(1)图1中甲点所处的地形是(　　)

A．山谷　 B．山脊　

C．冲积扇　 D．盆地

(2)图2所示区域冰川面积变化的情况是(　　)

A．减少了1 800平方米 B．增加了1 800平方米

C．增加了2 700平方米 D．减少了2 700平方米

[解图流程]　

[尝试解答]　(1)A　(2)D

(2019·郑州月考)下图为某专题研究建立的地理信息系统(GIS)图层。据此完成1～2题。

1．该专题研究可能是(　　)

A．耕地分类和评价 B．工业分布与交通的关系

C．商业分布和规划 D．学校分布

2．若利用该地理信息系统进行深理垃圾场的选址，在下列图层中应增加(　　)

①大气污染　②区域规划　③造纸厂、印刷厂分布　④水文地质

A．①②　　　　　　　 B．①③

C．②③  D．②④

1．A　2.D　[第1题，工业分布与交通的关系相关性不明显，商业分布和规划、学校布局等应该与交通运输、人口数量有更密切的联系，故BCD项与图层相关性不密切，只有耕地分类和评价与图中图层联系密切。第2题，垃圾深埋易对地下水造成污染，并且会对某些地表功能区的布局产生影响。深埋垃圾场选址应考虑水文地质和区域规划，而大气污染、造纸厂、印刷厂分布与深埋垃圾场选址无关。]

随堂小测| 检验复习效果

(教师用书独具)

读我国“高分三号”卫星发回的高分卫星融合影像图，回答1～2题。

1．获得该图像的主要技术手段是(　　)

A．遥感技术　　　　 B．地理信息系统

C．全球定位系统  D．数字地球

2．利用该技术手段可直接(　　)

A．分析水灾损失  B．获得矿床露头信息

C．分析矿产种类  D．确定矿床露头位置

1．A　2.B　[第1题，该图像为卫星影像图，是利用遥感技术获得的。第2题，RS可获取矿床露头信息，GIS可分析矿产种类、水灾损失，GPS可获取矿床露头位置。]

3．(2014·山东高考)下图为我国某区域冬季某日8时至次日8时的降雪量和积雪深度分布图，道路积雪会影响交通，应用GPS技术可以(　　)

A．获取道路积雪影像数据

B．解译积雪遥感影像

C．分析道路积雪空间分布

D．确定待救援车辆位置

D　[GPS具有导航、定位功能，而“获取”是RS的主要功能，“解译”“分析”是GIS的主要功能，所以选D。]

下图是我国东南某区域借助GIS系统识别生态、生产和生活空间的一组图像资料。读图，回答4～5题。

4．图中(　　)

A．甲地宜大规模种植水稻 

B．乙河自南向北，流速较快

C．丙地的城镇化水平最低 

D．丁比戊地更宜建高速公路

5．在进行绿色宜居城镇发展规划时，还需要叠加该区域的(　　)

①降水分布图    　②土地利用图　③空气质量图    　④矿产分布图　⑤人口分布图

A．①②    　　　　　　　　　 B．③④   

C．②③⑤      D．①③⑤

4．D　5.C　[第4题，从图中可看出，甲地位于丘陵、山区，不适合大规模发展水稻种植；乙河自北向南流，流速较快；丙地供水管网密集，城镇化水平较高；丁位于城市边缘，比戊地更宜建高速公路。第5题，进行绿色宜居城镇发展规划时，还需要叠加该区域的土地利用图、空气质量图、人口分布图，降水分布图和矿产分布图对绿色宜居城镇发展规划影响不大。]