人教版 (新课标)必修3第二节 地理信息技术在区域地理环境研究中的应用教学设计

这是一份人教版 (新课标)必修3第二节 地理信息技术在区域地理环境研究中的应用教学设计，共11页。教案主要包含了学海导航，遥感，全球定位系统，地理信息系统，地理信息技术与数字地球，小结等内容，欢迎下载使用。
（一）《课程标准》要求
标准：1.结合实例，了解遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用
2.举例说出全球定位系统在定位导航中的应用
3.运用有关资料，了解地理信息系统在城市管理中的功能
4.了解数字地球的含义
（二）学习目标
1.知识与技能
◆利用图像，结合实际，了解GPS在定位导航中的应用
◆通过具体案例以了解地理信息技术在某些领域的应用
◆通过搜集资料、图像，进行分析对比，以加深对地理信息技术的理解
2.过程与方法
◆运用资料分析问题和图表对比方法
◆尝试小组合作进行资料、图像查找
3.情感态度与价值观
◆培养学生对地理信息技术进行探究的兴趣
◆培养学生分析问题、解决实际问题的能力
◆进行爱国主义思想教育，以增强学生的民族自豪感
（三）知识内容：共分四部分内容
◆第一部分介绍了什么是遥感以及其应用范围等有关内容
◆第二部分介绍了全球定位系统，教材介绍了全球定位系统的概念、特点以及在区域地理环境中的应用等有关内容
◆第三部分介绍了地理信息系统的概念以及在区域地理环境中的应用等有关内容
◆第四部分介绍了地理信息技术与数字地球
◆按照《课程标准》的目标要求，掌握遥感的概念和遥感的基本工作过程，对于遥感工作原理不要求涉及“专业机理”，定位到“工作过程”程度即可。
◆遥感的应用是重点之一。通过遥感在资源普查、环境和灾害监测中的具体应用与功能，进一步认识遥感在现代社会中发挥的巨大作用，认识遥感对传统测量、测绘技术，环境普查手段、灾害评估等革命性的推动作用。并要求学生能够结合遥感的具体应用，说明遥感的功能和意义。不要求进行遥感图象判读，但需要适当介绍遥感图像的分类知识（在有条件的学校，可以考虑适当介绍一些关于遥感判读的简单知识与技能，作为拓展性学习内容）。GPS的工作机制也很复杂，《课程标准》也不要求对其做深入研究，教学时给出基本概念和基本工作过程即可。
（四）知识结构
一、地理信息技术
1．概念：
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)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)等。
2．应用——广泛
广泛应用于区域地理环境研究，在资源调查、环境监测、自然灾害防御监测、国土资源管理、国土开发规划等许多领域中发挥着重要作用。
如：可以模拟特定区域的自然过程，预测、预报区域内可能发生的灾害或环境变化。
GPS汽车导航、空间信息网站、城市多媒体地理信息系统等。
二、遥感(RS)
1．概念：
是人们在航空器(如飞机、高空气球)或航天器(如人造卫星)上利用一定的技术装备，对地表物体进行远距离的感知。
2．遥感的装置
⑴传感器——遥感的关键装置
作用：传感器在航空或航天器上接受地面物体反射或辐射的电磁波信息，并以图像胶片或数据磁带记录下来，传送到地面接收站(图1．4)
遥感的关键装置──传感器的重要作用：
⑵组成（了解）
遥感平台、传感器、地面接收站、信息处理系统等
3．遥感技术的主要环节和功能
4．遥感的优越性
①提高研究工作的精度和质量，节省人力、财力，提高效率。
从点、线实地观测
传统的工作方法
面上的分析研究
遥感技术
从面上的区域分析研究入手
有重点地选择若干点、线进行野外验证和检查

②遥感信息作为重要的信息源，为区域地理环境研究从定性到定量、从静态到动态、从过程到模式的转化和发展，提供了条件。
区域地理环境研究的前提是获取地理信息。例如，将多次或逐月、逐年的遥感影像图叠加，就可反映城市的扩张、海岸的侵蚀、湖泊的消长，等等。在区域地理环境研究中,遥感广泛应用于资源凋查、环境监测、自然灾害防御监测等领域。
遥感技术的应用范围很广。除了以上介绍的森林火灾、洪水监测外，还广泛应用于农业、地质、海洋研究、环境监测等许多方面。而且我国的遥感技术也已经在世界上具领先地位。
5．遥感技术的应用
三、全球定位系统(GPS)
1．概念：
利用卫星，在全球范围内适时进行导航、定位的系统，称为全球定位系统，简称GPS。
2．组成：
空间部分——GPS卫星星座(图)．7)；
地面控制部分—一地面监控系统；
用户设备部分——GPS信号接收机。
3．特点
全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性
4．应用
四、地理信息系统(GIS)
五、地理信息技术与数字地球
六、小结
二、基础训练
（一）选择题
1.遥感的关键装置是[ ]
A.航空器 B.传感器 C.胶片质量 D.磁带质量
2.遥感的优点有[ ]
①探测范围大 ②获得信息快 ③不受地面条件限制 ④成本低，效益高
A.①② B.①②③ C.①②④ D.①②③④
3.遥感探测范围由大到小依次是[ ]
A.飞机、陆地卫星、宇宙飞船 B.宇宙飞船、陆地卫星、飞机
C.飞机、宇宙飞船、陆地卫星 D.陆地卫星、宇宙飞船、飞机
4.为获取所需的不同信息，完成不同的目的和任务，遥感可用[ ]
A.不同的传感器 B.不同的运载工具
C.不同的波段和不同的遥感仪器 D.不同的电磁波
5.在黑白遥感图片中，湖、河显示水域的颜色是[ ]
A.白色 B.黑色 C.浅灰色 D.灰白色
6.关于遥感技术的叙述，正确的是
A.遥感是人们利用肉眼在地面事物进行感知
B.遥感是人们利用一定技术装备，对遥远的宇宙事物进行感知
C.遥感的关键装置是航空器或卫星
D.遥感技术能监测洪涝灾害的发展变化，便于人们及时安排防灾、救灾工作
7.阴雨天气中，对地物分辨率较高的是[ ]
A.飞机可见光遥感 B.卫星可见光遥感
C.飞机微波遥感 D.卫星微波遥感
8.对农作物进行估产属于遥感应用的哪一领域[]A.资源普查B.灾害监测C.环境监测D.工程建设及规划
9.下列属于地理信息系统硬件的是[ ]
①计算机 ②程序 ③扫描仪 ④工人
A.①② B.①③ C.②④ D.②③
10.地理信息系统[ ]
A.主要是记录地理事物的计算机系统
B.具有空间分析的能力，没有动态预测能力
C.是专门处理地理空间数据的计算机系统
D.是地图绘制系统
（二）综合分析题
一、读GPS卫星定位图，回答1～8题
1.GPS卫星定位的基本原理是，地面上任何一点，在任何一时刻，地面上空GPS卫星至少有[ ]
A.3颗 B.4颗 C.24颗 D.21颗
2.属于全球定位系统空间部分的是[ ]
A.GPS卫星星座 B.地面监控系统 C.GPS信号接收机 D.雷达
3.GPS卫星星座的工作卫星和在轨备用卫星分别是[ ]
A.21颗和3颗 B.22颗和2颗 C.21颗和4颗 D.24颗和4颗
4.要想随时知道自己所处的地理坐标，需要拥有
A.全球定位技术 B.GPS信号接收机 C.地理信息技术 D.遥感技术
5.GPS技术对交通的重要作用有[ ]
A.增加能源消费 B.降低行车速度 C.导航 D.加快行车速度
6.全球定位系统的空间部分由分布在距离地面20200千米的6个轨道面上的多少颗卫星组成[ ]
A.3颗 B.4颗 C.24颗 D.21颗
7.与传统的手工测量手段相比，GPS技术具有的特点是[ ]
A.测量精度高，操作复杂 B.中间处理环节较多且复杂
C.仪器体积大，不便于携带 D.全天候操作，信息自动接收、存储
8.GPS逐渐走进了人们的日常生活，成为人们出行、旅游、探险的帮手，其原因正确的是[ ]
A.GPS接收机的小型化以及价格的降低 B.GPS可以帮助人们降低旅游成本
C.GPS可使旅游者更具有安全感 D.GPS可以增加人们的旅游距离
二、RS技术、GIS技术、GPS技术等现代化是国土整治和区域发展研究中应用比较广泛的技术手段。据此回答9～14题
9.能在很短的时间内获得全面资料的技术[ ]
A.遥感技术 B.地理信息技术 C.全球定位技术 D.电子通信技术
10.通过地图、遥感图像、野外考察等获得数据的GIS技术程序是[ ]
A.数据处理 B.信息源 C.数据库 D.表达
11.地理信息技术的重要功能[ ]
A.对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达
B.能对遥感信息进行处理和判断分析
C.能在全球范围内适时进行导航和定位
D.能在很短时间内获得较全面的资料
12.地理信息系统的简要技术程序是[ ]
A.信息源→数据处理→数据库→空间分析→表达
B.信息源→空间分析→数据处理→数据库→表达
C.信息源→空间分析→数据库→数据处理→表达
D.信息源→数据库→数据处理→空间分析→表达
13.比传统地图高明的是，地理信息系统能通过了解某地物随时间变化的过程，分析该地物的[ ]
A.发展趋势 B.地理位置的变化 C.区位特征 D.历史意义
14.寻求两点之间最短、最快或景点最多的路径等可借助于[ ]
A.遥感系统 B.地理信息系统 C.全球定位系统 D.地球卫星系统
[答案提示]
【选择题】
1.B2 .C 3.B 4.C 5.B 6.D 7.C 8.A 9.B 10.C
【综合分析题】
1.B 2.A 3.A 4.B 5.A 6.C 7.D 8.A 9.A 10.B 11.A 12.A 13.A 14.B
三、拓展探究
（一）地理信息技术与战争
1.阅读下面三则资料，分析回答以下问题：
材料一：从1999年3月24日开始，以美国为首的北约多国部队以南联盟科索沃省自治问题为借口，对南斯拉夫进行了大规模的空袭，给南斯拉夫人民造成了巨大的生命和财产损失。
材料二：2001年9月11日，美国发生了一系列恐怖主义袭击事件，过后，美国在阿富汗进行了一场规模空前的反恐怖主义军事行动，并一举摧毁了塔利班政府。
材料三：1999年3月27日，北约部队一架F—117A隐形战斗机被南联盟的防空部队击落。飞行员跳伞后在脚触地的一刹那，通过手持式信号发射器发出了紧急呼救信号，当间谍卫星把呼救信号传送到北约空袭南联盟指挥所后，美军立即安排了救援行动。6小时后，当一架M—6B电子干扰机发现飞行员的准确位置时，一架MH—60G搜索与救援直升机降落在飞行员的面前，把飞行员接上了直升机并安全返回基地。
1.对南联盟（现为塞尔维亚和黑山）大规模轰炸的信息资料主要应用了（ ）
①全球定位技术 ②遥感技术 ③地理信息技术
A.①② B.①②③ C.②③ D.①③
2.在地面部队的配合下，美国对塔利班政权大至军事设施小至主要组织成员的打击异常精确，其信息资料的精确性主要是依靠（ ）
A.遥感技术 B.地理信息技术 C.全球定位系统 D.美国联邦特工的侦察
3.根据材料三判断以下两题：
（1）在对美国飞行员开展营救行动的过程中，飞行员发出的呼救信号你认为属于（ ）
A.GIS信号 B.GPS信号 C.CRS信号 D.以上都不对
（2）在对美国飞行员进行的营救行动中，要准确地对飞行员进行定位，依靠的技术系统主要包括哪些组成部分？并简要地阐述该技术系统的主要特点。
[答案提示]
1.B 2.C
3.（1）B（2）技术组成：空间部分──GPS卫星星座；地面控制部分—地面监控系统；用户设备部分—GPS信号接收机。
特点：1.能为用户提供精密的三维坐标、速度和时间；2.全能性（陆地、海洋、航空和航天）；3.全球性；4.全天候；5.连续性；6.实时性。
2.阅读下列的三则材料，分析回答以下问题。
资料1：浓雾协助英法联军创造了“九日奇迹”。1940年5月24日，德军以“闪电战”攻破马其诺防线，把40万英法联军包围在敦刻尔克海滩上。这时德军离海港仅10英里。但在5月24日中午，希特勒却下令部队停止前进，直到5月26日下午才取消命令又继续前进。利用这两天时间，联军在沙滩上布置好环形防线，掩护撤退。5月26日晚到6月4日上午撤退共进行了9天。在这9天中，德军不仅从地面进攻，同时还飞临多佛尔海峡上空进行轰炸。这时天气状况有利于联军撤退，从26日到31日都是大雾天气，浓厚的云雾笼罩在海峡上空，加上油库燃烧形成的黑烟，使德军战斗机找不到轰炸目标。到4日上午，联军共撤退出34.6万人，他们就是来诺曼底登陆时作战的主力。有人说是浓雾创造了奇迹，因为这不是一次普通的撤退，撤出的是整个英国的未来！
资料2：第二次海湾战争中，伊拉克军方点燃巴格达周围浇灌石油的战壕来阻碍美军使用的卫星制导导弹，但却没有任何作用。
资料3：在第二次海湾战争中，许多美国飞行员在被击落后能得以生还，人们常常惊羡于美国人的神奇。
（1）资料1和资料2中同样是烟雾，为什么能阻滞德军的袭击，而不能对美国的轰炸产生影响？
（2）资料3中美军是如何确定飞行员的位置并进行组织救援的？
[答案提示]
（1）“二战”时的德军飞行员依靠的是人眼的视力发现目标，一旦有低层云雾出现，人会看不清地面的物体。而第二次海湾战争中，因为美军采用了全球定位系统，能提供准确的三维坐标、速度和时间，并且具有全能性、全球性、连续和实时性的特点，不受烟雾的影响。
（2）美国人用的是GPS技术。手持型GPS接收机在军事领域的应用历史可以追溯到第一次海湾战争，当时的美国士兵中已有相当一部分配带有手持型GPS接收机，因为当时多国部队对跨国界、跨地区作战，对地理环境相当陌生，仅依靠地图作用是有限的，正是因为有了手持型GPS的帮助，才能使许多美国士兵得以生还。
（二）神舟六号与GPS
在神舟六号飞船返回舱座椅的边上，放置着两个白色的包，这就是在飞船紧急情况着陆时保护航天员生命安全的救生包。其中在救生包中包括有GPS定位仪等。
根据以上资料，分析回答以下问题：
1.救生包中GPS定位仪的作用（ ）
A.随时知道自己所处的地理坐标 B.随时知道自己所在地的气候
C.随时知道自己所处的季节 D.随时知道自己所在地的天气
2.目前GPS的主要功能是[ ]
A.定位和导航 B.定位和找矿 C.天气预报 D.地质测量
3.全球定位系统具有的特点有[ ]
①全天候 ②高精度 ③自动测量 ④全球性 ⑤受地形影响 ⑥受天气影响
A.①②③④ B.①②③⑥ C.②③⑤⑥ D.③④⑤⑥
4.GPS卫星星座的工作卫星和在轨备用卫星分别是[ ]
A.21颗和3颗 B.22颗和2颗 C.21颗和4颗 D.24颗和4颗
5.下列关于我国GPS发展的叙述，你认为不合理的是[ ]
A.我国作为航天大国，积极有效地发展GPS是非常必要和必需的
B.至目前为止，我们为了GPS事业，相继发射了3颗全球定位卫星
C.我国的卫星定位导航系统是独立自主开发、研制和建立
D.我国的卫星定位导航系统在精确程度上已经超越了美国，在军事和民用领域分别取得了可喜的成绩
[答案提示]1.A 2.A 3.A 4.A 5.D
（三）数字地球
阅读下列材料，回答问题。
1999年，首届“数字地球”国际会议在北京召开。专家认为，“数字地球”是地图测绘、航空卫星遥感、探空和深钻的深化，是对地图测绘系统（EOS）、全球定位系统（GPS）与地理信息系统（GIS）的综合，实现地球圈层间物质流、能量流与信息流数据的集成，从而对全球化问题进行广泛研究。最近欧盟计划发射30颗卫星，建立地球定位系统。这样，飞机、轮船、汽车等交通工具和人们的野外探险、考察、旅游都可通过与地球定位系统的连接，确定自己准确的位置。
以农业为例，它在农业信息遥感、太空农业等领域有广阔的研究前景，一些国家利用资源卫星进行农业资源调查、作物长势和产量检测等。例如，美国利用资源卫星在估测本国小麦产量的同时，还对其他国家小麦产量进行估测，根据所得数据制定生产布局、储运、加工等计划，确定对外贸易策略，由此每年可获利数亿美元。
（1）根据材料，推断“数字地球”相关技术在“我国农业可持续发展”方面可做哪些工作？
（2）在全球问题的研究中，除农业外，还有哪些领域可以应用“数字地球”的相关技术？
（3）通常确定地球上任何一点的地理位置应该具备的三个数据是（ ）
A.经度、距离、海拔 B.经度、纬度、海拔
C.纬度、相对高度、距离 D.到两极、赤道的距离和等高线
（4）在地图上表示方向的方法，你认为较准确的是（ ）
A.有指向标的地图 B.经纬网地图
C.既无指向标有无经纬网地图 D.面对地图，上北下南、左西右东
（5）“数字地球”的出现是科技创新的又一典范。这意味着（ ）
A.科技创新日益全球化
B.科学技术是先进生产力的集中体现
C.科技的反战离不开雄厚的经济实力
D.任何科技都是为政治基础服务的
[答案提示]
（1）“数字地球”相关技术在“我国农业可持续发展”方面可做如下工作：资源利用状况遥感调查；合理布局农业；监测并预报气候变化及旱涝灾害；光热及农作物产量预测；农业污染监测、预报并提出解决措施等。
（2）在全球问题的研究中，除农业外，还有如下领域可以应用“数字地球”的相关技术：全球温室效应；海平面上升；臭氧层分布；地形遥感：全球生态环境监测；全球气候预报；全球生物分布；全球产业结构监测等。
（3）B（4）B（5）B
遥感技术主要环节
目标物
传感器
遥感地面系统
成果
遥感功能
接受物体和环境的电磁波辐射
收集、传输信息
接收信息，处理、分析信息
专业图件或统计数字