2021版鲁教版高考地理大一轮复习讲义：第3部分第9单元第2讲　地理信息技术在区域地理环境研究中的应用

第二讲　地理信息技术在区域地理环境研究中的应用考纲考点知识细化能力要求应用实践遥感(RS)在资源普查、环境和灾害监测中的应用；全球定位系统(GPS)在定位导航中的应用；地理信息系统(GIS)在城市管理中的功能；数字地球的含义遥感和全球定位系统遥感的含义、工作原理、环节用示意图演示遥感工作原理 遥感技术的特点与优势列举实例归纳特点遥感技术的应用领域领会不同领域的技术要求 全球定位系统的组成、特点 全球定位系统的功能及应用会判读GPS手持机的内容地理信息系统和数字地球地理信息系统的含义、功能用流程图展示GIS工作环节地理信息系统的应用能熟练使用GIS系统进行操作数字地球的含义与应用 一、遥感(RS)1．概念在航空器或航天器上利用一定的技术装备，对地表物体进行远距离的感知。2．主要环节目标物传感器(关键装备)遥感地面系统专业图件或统计数字。3．特点精度高、质量高、效率高，且节省人力、物力。4．应用资源普查、环境监测、自然灾害防御监测等。二、全球定位系统(GPS)读全球定位系统组成示意图，回答问题。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．功能：提供精密的三维坐标(经度、纬度、高程)、速度和时间。4．特点：具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的特点。5．应用：确定考察点的地理位置(经度和纬度)、高程(海拔)。三、地理信息系统(GIS)读地理信息系统工作过程图，回答问题。1．概念：专门处理地理空间数据的计算机系统。2．功能：对地理空间数据进行管理、查询、更新、空间分析和应用评价。3．程序：信息源→数据处理→数据库→空间分析→表达。4．应用四、地理信息技术与数字地球1．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。2．数字地球：是数字化的地球，即把整个地球信息进行数字化后，由计算机网络来管理的技术系统。3．“3S”技术与数字地球的关系一、综合思维——判断正误1．遥感是通过接受物体发出的电磁波而进行地物感知的。 (×)2．通过多颗卫星组网，才能实现全球定位。 (√)3．地理信息系统可以实现实时远程的动态监测。 (×)4．城市交通运输管理中只利用了地理信息系统。 (×)二、地理实践力——正确连线 　(2018·江苏高考)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❶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❷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、地下人类活动的遗迹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[思维流程]　信息提取❶发现的古罗马时期遗存在突尼斯中南部❷利用遥感技术生成的突尼斯境内古罗马遗迹遥感考古影像图❸图中显示突尼斯中南部位于35°N附近教材寻因遥感技术是利用一定技术装备接受地物辐射或反射的电磁波，对地物进行远距离感知的技术，特点是探测范围大、收集信息快等综合判断(1)由信息❶、❷可知，遥感技术在考古中可以快速发现地表人类活动遗迹、活动范围及活动遗迹间的联系(2)由信息❶、❸可知，突尼斯中南部位于35°N附近，受副热带高气压带和信风影响，为荒漠景观，人迹罕至，不利于野外实地考察，因此遥感具有独特优势[尝试解答]　(1)D　(2)D1．遥感(RS)技术的应用目前遥感在资源普查、环境和灾害监测、农业等方面运用广泛，具体应用分析如下：(1)资源普查、环境监测和自然灾害防御监测应用领域具体内容应用方向资源普查矿产资源有许多蕴藏矿产的地方是地质断裂或环形构造带，较容易借助遥感“发现”矿产人们只需要分析遥感图像就可以划定蕴藏矿产的大致区域生物资源通过遥感图像解释，用图像处理技术，提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等数据为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门提供服务环境和灾害监测环境监测监测荒漠化、土壤盐碱化、海上冰山漂流、海洋生态、全球气候变化及其影响、植被变化、水体污染、大气污染等有利于人们了解环境变化，使环境得到保护和改善灾害监测监测旱情、洪灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等有利于防灾减灾(2)农业方面2．全球定位系统(GPS)的应用应用领域具体应用交通空中导航——飞行路线管理，空域划分与管理等；航海——自主导航，港口调度探险旅游定位、线路选择、报警等军用定位和导航其他大地测量、野外勘测、紧急救援、农业监控、生态研究命题视角一　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1～2题。　 农作物1～4波段光谱曲线　　农作物1～4波段光谱曲线1．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2．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1．D　2.B　[第1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2题，由图中看到，在4(近红外波段)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。]命题视角二　结合实例分析、考查全球定位系统的应用3．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　[获取道路积雪影像数据主要依靠RS技术，解译积雪遥感影像和分析道路积雪空间分布均要使用GIS技术，GPS技术则主要用来进行定位。]4．2013年4月20日，四川雅安芦山县发生7.0级地震。在震后救灾中，北斗卫星导航系统(BDS)发挥了重要作用。BDS是我国自行研制的全球卫星定位与短文通信系统，是继美国全球定位系统(GPS)和俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)之后的第三个成熟的卫星导航系统。BDS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．①③C．②③ D．③④D　[由材料中“BDS是我国自行研制的全球卫星定位与短文通信系统”，确定BDS可以定位与短文通信，故选择③④。①为遥感的主要作用；②统计灾区经济损失，需要GIS的参与，题目选项当中没有GIS的功能的描述。] 　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，用恢复历史植被分布的方法❶，得到距今2.1万年(图甲)、距今5千年(图乙)和距今5百年(图丙)北美洲云杉主要分布区图❷完成下题。甲　　　　乙　　　　　丙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．①③②C．③②① D．②①③[思维流程]　信息提取❶运用地理信息技术可用于历史植被分布的恢复❷图甲、图乙、图丙反映的时间分别是距今2.1万年、距今5千年和距今5百年❸三图对比可看出随时间推移北美洲冰盖范围缩小，云杉主要分布区向高纬地区移动教材寻因地理信息系统通过各种手段获取空间信息，进行数据处理，建立数据库，然后进行空间分析，输出表达综合判断结合信息❶、❷、❸可以推测，要得到云杉主要分布区图，应先进行野外考查，考查时选取采样点，对采样点进行空间定位，然后对所有采样点的位置进行信息输入，利用GIS进行系统分析，生成不同时期的云杉主要分布区图[尝试解答]　D1．比较“3S”的功能特点和差异 特点和功能简单理解遥感(RS)地表观察、地理数据收集是什么？有什么？全球定位系统(GPS)空间位置(地理坐标)的确定、导航在哪里？地理信息系统(GIS)数据采集、数据分析、决策应用为什么？有何联系？怎样做？怎么办？2.实际应用中“3S”技术的选取方法方法具体判断技巧“点”与“面”判断GPS、RS、GISGPS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RS和GIS的工作对象——“面”。在“3S”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GPS，如果是“面”则选用RS或GIS如果是“面”则需看突出监测方面还是需要处理计算才能得出结果，若要监测森林火灾则应选用RS，要在某城市选取大型商业中心位置则应选用GIS“想”与“看”区分RS、GISGIS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GISRS是人的视力的延伸，主要功能是收集信息，即“看”，只“看”不用“想”的选用RS3.关联图示法理解“3S”技术的相互关系“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。三者的关系如图所示：图中①、②表示遥感技术提供影像信息功能，③、④表示地理信息系统反馈影像信息处理结果，⑤、⑥表示全球定位系统提供空间定位信息功能。当然，“3S”技术的应用领域并不是截然分开的，往往是一项工作需要同时利用两种或三种技术。如我们每天看到的天气预报，是遥感技术跟踪监测大气的变化，将所获得的数据传给地理信息系统，地理信息系统经过分析得出的结果。命题视角一　着眼研究过程，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．②③⑥2．进行农业适宜性评价可以利用的图层组合是(　　)A．①②④⑤ B．②③④⑤C．②③④⑥  D．①③⑤⑥1．A　2.C　[第1题，遥感技术主要是从较远的地方用电磁波获得信息，图中可以获取信息的是居民点、水系和地形。土壤、岩层和地下水靠电磁波从远处不易获取。第2题，农业生产主要考虑的是水源、土壤、地形等因素，所以进行农业适宜性评价可以利用的图层组合是②④⑥。一般不考虑居民点和岩层。]命题视角二　结合实例分析，考查地理信息技术的选取应用(2019·安徽江南十校联考)百度公司根据LBS大数据(利用手机定位功能获得)进行计算分析，在地图上展现人口流动的轨迹和特征。下图示意2017年春节前第五天离京人群主要去向省区和城市。据此完成下题。离京人员主要去向省区及城市3．上图的制作主要运用的地理信息技术是(　　)A．RS和GPS B．RS和GISC．GPS和GIS D．RS、GPS和GISC　[LBS大数据是利用旅客手机定位信息获得，属于GPS功能；进行计算分析属于GIS功能。]2019年1月3日10时26分，我国嫦娥四号探测器在月球背面成功着陆。22时22分，玉兔二号巡视器抵月球表面开展科学探测，并将探测数据通过中继星“鹊桥”(如下图所示)传回地面。据此完成下题。4．(2019·福建福州一模)对中继星“鹊桥”传回地面的信息进行处理并绘制成易识别的图像，所应用的地理信息技术是(　　)A．遥感 B．数字地球C．地理信息系统 D．北斗卫星导航系统C　[对信息进行处理，并分析、绘制、应用的技术主要是地理信息系统。](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5～6题。5．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  　GISC．RS  　GIS     D．GIS  　GPRS6．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．②③④C．①③④ D．①②④5．B　6.D　[第5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6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。] 地理图表专攻(十四)| “3S”图像的判读　(经典高考题)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)D1．判读此类图像应知应会的基础知识(1)把握“3S”的功能特点 特点和功能简单理解遥感(RS)地表观察、地理数据收集是什么？有什么？全球定位系统(GPS)空间位置(地理坐标)的确定、导航在哪里？地理信息系统(GIS)数据采集、数据分析、决策应用为什么？有何联系？如何利用、解决？(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。②GIS图像：主要是根据图层叠加原理而形成的专题电子地图。③GPS图像：主要是呈现GPS设备的工作界面或工作流程图。2．判读此类图像的分类判读技巧(1)遥感影像图的判读(如[母题示例]中的图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：类型形状特征和色调深浅河流常为界线明显、自然弯曲、宽窄不一的带状，上面常有堤坝、桥梁等人工建筑。河水比较混浊或者水较浅，则色调浅；河水清澈或水较深，则色调较深湖泊湖岸呈自然弯曲的闭合曲线，轮廓较为明显。常为均匀的深色调城市钢筋水泥结构的房屋，排列较规则整齐；砖木结构的房屋排列不规则；钢筋水泥结构的房屋色调多为浅灰；砖木结构的房屋色调多为深灰；城市的夜景在周围深色调的背景下，呈点状或面状亮区道路一般呈线状延伸，道路间有交叉点。色调从浅灰到深灰。简易公路多为砂石路面，色调较浅；沥青路面呈深灰色农业用地在形态特征上常常是被道路分隔为一块块长方形林地往往可以观察到高大树木投下的阴影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在判读这一类示意图时，一般把握三个步骤：第一步：明确GIS图层叠加示意图是由哪些专题图层组成的。第二步：明确不同的专题图层反映的地理事物之间的空间联系。第三步：明确图层叠加之后会形成一个可以反映多个地理要素分布特征的新地图。常见的案例如下：叠加图层新生(应用)主体人口密度与交通线路及规划图新建商业中心选址河流分布、坡度分布、土石分布泥石流易发区水系、土地利用、居民点、地形、土壤耕地的分类和评价水系、土地利用、居民点、地形、土壤、水文地质、区域规划深埋垃圾场选址人口密度图、行政区划图、行政区人口基数各行政区人口增长率坡向分布、岩石倾斜滑坡易发区 (3)GPS仪器界面的解读方法全球定位系统最主要的功能是定位和导航，因此其仪器的工作界面上往往呈现出的是几个数值信息，故只要明确其主要的数据所代表的含义就可以准确地判读了。如右图(GPS手持机界面图)中的界面上显示有四个关键的数据，一是定位的时间为16时59分11秒；二是手持机持有者目前所在的纬度为北纬32°03′23.2″；三是手持机持有者目前所在的经度为东经118°45′54.6″；四是手持机持有者目前所在的海拔为17米。随着科技的发展，全球定位系统的应用日益普及，人们所持的手持机的应用功能会更加齐全，判读会越来越简单。(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埋垃圾场的选址，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．②④1．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。]