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多媒体教学ppt课件

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第四节　地理信息技术在防灾减灾中的应用
1．了解遥感技术的概念和特点。2．掌握遥感技术在防灾减灾中的应用。3．了解全球卫星导航系统的概念和组成。4．掌握全球卫星导航系统在防灾减灾中的应用。5．了解地理信息系统的概念和功能。6．掌握地理信息系统在防灾减灾中的应用。
人地协调观：充分利用地理信息技术，减轻自然灾害带来的损失。综合思维：能够对比分析不同类型的地理信息技术在防灾减灾中的差异。地理实践力：能够使用信息技术获取自然灾害信息，分析处理地理信息。遥感技术、全球卫星导航系统和地理信息系统等地理信息技术在防灾减灾中发挥着显著作用。
知识点一　遥感技术(RS)
1．定义：利用装在航空器或航天器的光学或电子设备，对地表物体进行_____________的地理信息技术。2．优点：探测范围_____，获取信息速度_____、周期短、信息量____，受地面条件限制____等，能够实现地物信息的实时、动态监测。3．防灾减灾应用(1)实时监测洪涝、台风等灾害的__________，进行准确的______、 预警。(2)能够快速识别地震等突发性自然灾害的___________，并对灾情统计、灾害救援等工作提供强有力的支持。
问题探究据俄罗斯媒体2019年4月16日报道，目前全球共有438颗地球遥感卫星在轨，中国拥有最多的大型遥感卫星，合计有84颗。遥感卫星主要用于科学试验、国土资源普查、农作物估产及防灾减灾等领域。下图为遥感技术工作示意图。
根据以上材料，探究下列问题。(1)(综合思维)遥感技术要借助飞机、飞船、卫星等运载工具，试分析运载工具的运行高度会对遥感结果产生哪些影响。(2)(综合思维)利用遥感技术进行灾害监测的原理是什么？提示：(1)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，获得资源的速度越快，周期越短，但对地物的分辨率越低。(2)地球上的物体都在不停地吸收、发射和反射电磁波，且不同物体的电磁波特性是不同的。
归纳拓展1．遥感技术的工作流程
2．影响遥感探测效果的因素
3．遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用
典例剖析 “风云三号”气象卫星是为了满足中国气象预测和环境监测等方面的迫切需求而建设的第二代极轨气象卫星。据此完成(1)～(2)题。(1)“风云三号”气象卫星在监测大范围自然灾害和生态环境时应用的地理信息技术是( )A．遥感 B．地理信息系统C．全球卫星导航系统 D．数字地球
(2)“风云三号”气象卫星与人工探测相比，具有的优点不包括( )A．探测范围大 B．受地面限制小C．速度快、周期短 D．全球性、连续性[解析]　第(1)题，环境与灾害监测是遥感技术的应用领域。第(2)题，遥感技术的特点是探测范围大、受地面限制小、速度快、周期短，全球性、连续性是全球卫星导航系统的特点。
为监测塔里木河下游生态环境的动态变化，主要利用的地理信息技术是( )A．遥感技术 B．地理信息系统C．全球卫星导航系统 D．数字地球[解析]　 通过对不同时期塔里木河下游生态环境遥感影像进行对比分析，即可监测其生态环境的动态变化。
知识点二　全球卫星导航系统(GNSS)
1．定义：是一种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：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)组成。
3．应用和特点(1)提供精密的___________、速度和_______。(2)具有_________、_________、连续性、实时性的特点。
5．防灾减灾应用：精确定位，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。
问题探究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、俄罗斯的格洛纳斯全球卫星导航系统、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，北斗卫星导航系统已形成全球覆盖能力。
根据以上材料，探究下列问题：(1)(综合思维)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？(2)(综合思维)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？(3)(地理实践力)你认为北斗卫星导航系统在防灾减灾中将起到什么作用？
提示：(1)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)定位、导航。　遥感技术、地理信息系统。(3)交通导航、紧急救援、地震监测。
归纳拓展全球卫星导航系统与防灾减灾
典例剖析 全球卫星导航系统能为全球范围内的用户提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置、速度及时间数据。据此完成(1)～(3)题。(1)森林发生火灾时，全球卫星导航系统的主要作用是( )A．交通导航 B．绘制地图C．灾情跟踪 D．通信联络
(2)救灾物资空投，利用全球卫星导航系统主要是为了( )A．减少人力劳动，提高劳动效率B．提高空投精确度，让救灾物资尽快投入使用C．缩短空投距离D．减少人员伤亡(3)利用全球卫星导航系统可以对地震进行监测，监测的对象主要是( )A．海陆分布的变化B．地球内部岩浆的活动情况C．地壳的运动状况D．灾情的发展
[解析]　第(1)题，由于全球卫星导航系统能为全球范围内的用户提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置、速度及时间数据，因此森林火灾发生时，全球卫星导航系统可用于火灾跟踪、人员救生等诸多方面。第(2)题，救灾物资空投，利用全球卫星导航系统主要是为了提高空投精确度，让救灾物资尽快投入使用。第(3)题，利用全球卫星导航系统对地震监测主要是监测地壳的运动状况，从而预测地震的发生。
2020年6月23日，长征三号乙运载火箭成功发射第55颗北斗卫星，标志着北斗三号全球星座部署全面完成。我国的北斗卫星导航系统集卫星定位、短信报文、精密授时于一体，能够高效、快捷地实现信息传递。据此完成(1)～(2)题。(1)与美国的全球定位系统相比，我国北斗卫星导航系统具有的特殊功能是( )A．区域导航 B．空间定位C．精密授时 D．短信报文
(2)北斗卫星导航系统最宜广泛应用的领域是( )A．农业估产 B．矿产探测C．野外考察 D．灾害预测[解析]　第(1)题，全球卫星导航系统一般都具有导航、定位、授时等主要功能，我国北斗卫星导航系统具有的特殊功能是短信报文功能。第(2)题，北斗卫星导航系统最基本的功能是导航定位功能，因此最宜广泛应用的领域是野外考察活动，C项正确。农业估产、矿产探测、灾害预测属于遥感或地理信息系统的功能范畴。
知识点三　地理信息系统(GIS)
1．定义：对___________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：空间查询与分析，数据_______分析。3．防灾减灾应用：动态监测、预报预警，快速确定受灾范围及受灾_______，为制定减灾预案、评估灾害损失和指导灾后恢复重建等_____________。
问题探究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。
根据以上材料，探究下列问题：(1)(综合思维)万安县脐橙种植区划运用了地理信息系统的哪些功能？(2)(综合思维)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？提示：(1)分析、模拟与统计功能。(2)地形图层、水文图层、土地利用图层和土壤图层。
归纳拓展1．地理信息系统的工作流程地理信息系统的工作流程如下图所示：
2．地理信息系统的应用地理信息系统(GIS)在防灾减灾中的作用如下图所示：
3．地理信息系统解决的基本问题
典例剖析 读某日四川气象干旱监测图，完成(1)～(2)题。
(1)要持续监测该地区的旱情，需要运用的地理信息技术为( )A．全球卫星导航系统 B．地理信息系统C．遥感技术 D．数字地球(2)该气象干旱监测图的绘制主要是依赖( )A．全球卫星导航系统 B．地理信息系统C．遥感技术 D．数字地球[解析]　第(1)题，遥感技术可用于自然灾害监测，能够持续监测旱情发展。第(2)题，该图的绘制需对多种数据进行综合分析，需运用地理信息系统。
下图是某地山体滑坡后堵塞河道形成堰塞湖的影像。图中堰塞体垮塌后可能会淹没下游沿岸居民点，可快速确定需要转移人口区域的技术是( )A．遥感(RS)B．地理信息系统(GIS)C．全球定位系统(GNSS)D．北斗导航系统(BDS)
[解析]　 遥感(RS)技术可监测堰塞体的动态变化，但不能确定会淹没的居民点有哪些，故排除A项；地理信息系统(GIS)可以利用数据模拟预测自然灾害影响的区域范围、危害程度，给受灾人员、财产的安全有效转移提供决策依据，B项正确；全球定位系统(GNSS)和北斗导航系统(BDS)只能确定堰塞体的位置，不能分析和确定淹没区域和需要转移的人口区域，故排除C、D。故选B。
地理信息技术的选取方法1．用“点”与“面”区分遥感技术、全球卫星导航系统、地理信息系统全球卫星导航系统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”，明显区别于遥感技术和地理信息系统技术的工作对象——“面”。选取地理信息技术时，要看其工作对象是“点”还是“面”。如果是“点”则选用全球卫星导航系统，如珠穆朗玛峰高度测量；如果是“面”则选用遥感技术或地理信息系统，看其是突出监测方面还是处理计算才能得出结果。如监测森林火灾则选用遥感技术，在某城市为大型商业中心选址则选用地理信息系统技术。
2．用“想”与“看”区分遥感技术和地理信息系统地理信息系统是地图的延伸，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”的选择地理信息系统。遥感技术是人视力的延伸，主要功能是收集信息，尤其是对于大范围、大面积、人不易观测的地物信息的获取，即“看”，只“看”不用“想”的选择遥感技术。
3．用关键词判断地理信息技术(1)遥感技术：电磁波特征差异、获取、监测、普查、勘探、动态监测、卫星影像。(2)全球卫星导航系统：定位、导航、三维坐标、地理位置、高程、深度、时间、速度。(3)地理信息系统：查询、统计、信息收集、处理、分析、储存、图层(叠加)、趋势分析、模式分析、模拟模型。
下图为“地理信息”(遥感技术、全球卫星导航系统、地理信息系统)技术的相互关系示意图。图中①③表示反馈影像信息处理结果的功能，②⑥表示提供影像数据的功能，④⑤表示提供定位信息功能。据此完成(1)～(4)题。
(1)某年，我国南方地区出现持续大范围干旱，部分省级行政区遭受严重旱灾。为快速准确获得受灾面积状况，适宜采用的方式是( )A．甲　遥感技术B．乙　地理信息系统C．乙　遥感技术D．丙　全球卫星导航系统(2)获取干旱信息资料后，要分析干旱趋势、制定抗旱计划和估算灾情，需用到( )A．地理信息系统 B．全球卫星导航系统C．遥感技术 D．数字地球
(3)为使救灾人员及时准确地到达受灾最严重的地区，需要利用哪种技术提供该地区精确位置( )A．甲　遥感技术B．乙　地理信息系统C．乙　遥感技术D．丙　全球卫星导航系统
(4)“地理信息”技术在实际生活中往往相互重叠，综合应用。下列事例中，属于乙和丙综合应用的是( )A．获取矿床露头信息、确切位置，并分析其种类B．获取灾区的动态信息并分析受灾损失C．确定运钞车的位置并监测其行驶路线D．获取火势蔓延方向并对其进行精确定位
[解析]　第(1)题，①③表示反馈影像信息处理结果，甲为地理信息系统；②⑥表示提供影像数据的功能，乙为遥感技术；④⑤表示提供定位信息功能，丙为全球卫星导航系统，获取地面事物的影像数据是遥感技术的基本功能，故选C。第(2)题，结合上题分析，利用基本数据分析干旱趋势、制定抗旱计划和估算灾情，是地理信息系统的主要功能，故选A。第(3)题，定位和导航是全球卫星导航系统的主要功能，故选D。第(4)题，乙表示遥感技术，丙表示全球卫星导航系统。获取矿床露头信息需应用遥感技术，获取确切位置需应用全球卫星导航系统，分析其种
类属于地理信息系统的应用，A错误；获取灾区的动态信息并分析受灾损失属于遥感技术与地理信息系统的综合应用，B错误；确定运钞车的位置并监测其行驶路线是全球卫星导航系统技术的应用，C错误；获取火势蔓延方向并对其进行精确定位需应用遥感技术的监测功能与全球卫星导航系统的定位功能，D正确。
一、单项选择题(2021·浙江1月)2020年7月，湖南常德发生滑坡，因灾前成功预警，未造成人员伤亡。下图为基于地理信息技术的滑坡预警监测系统示意图。完成1～2题。
1．按自然灾害的成因与发生过程划分，滑坡属于( )A．气象灾害 B．生物灾害C．海洋灾害 D．地质灾害2．对该预警监测系统的描述，正确的是( )①运用GPS采集雨量信息　②利用BDS(北斗系统)采集滑坡体位移数据　③运用RS模拟滑坡动态过程　④利用GIS进行数据分析与共享A．①② B．②④C．①③ D．③④
[解析]　第1题，滑坡是在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产、环境造成破坏和损失的地质作用(现象)，属地质灾害。第2题，GPS主要应用于定位、导航，雨量信息采集与之无关；BDS作为定位导航系统可监测滑坡体位移数据；GIS是在计算机硬、软件系统支持下，对有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统，模拟滑坡动态过程需GIS。
读我国地壳运动观测网图，完成3～4题。
3．对地壳运动进行精确观测采用的主要技术是( )A．遥感技术 B．全球卫星导航系统C．地理信息系统 D．数字地球4．根据观测站的分布特点判断，建立地壳运动观测网最主要的目的是( )A．泥石流、滑坡的监测和预报B．大地高程测量C．地震监测和预报D．为电离层研究、气象预报提供数据
[解析]　图中对地壳运动进行精确观测的基准站、基本站与区域站在我国分布的范围较广，但又相对集中在我国地震多发地区，显然是通过对地壳运动的精确观测，判断各站点的位移距离，进而进行地震监测和预报，各站点位移距离的监测需利用全球卫星导航系统。
读某地理专题研究建立的地理信息系统图层，完成5～6题。
5．叠加甲与乙图层，最可能应用于预防( )A．泥石流 B．地震 C．台风 D．寒潮6．若利用GIS制定水污染突发应急预案，需要叠加的图层有( )A．甲与乙 B．丙与乙C．丙与丁 D．乙与丁[解析]　第5题，甲图层为地形图层，乙图层为河流图层，叠加地形与河流图层，可能应用于预防泥石流。第6题，水污染主要考虑水域和人口居住区，与公路和地形关系不大，若利用GIS制定水污染突发应急预案，需叠加的图层有乙与丁。
二、综合题7．阅读以下图文材料，回答下列问题。中国民用合成孔径雷达卫星“环境一号”C星具有全天时、全天候工作能力，同时还具有一定的穿透力，特别适合恶劣气候条件下的应用。它将与之前在轨运行的“环境一号”A/B卫星，组成环境与灾害监测预报小卫星星座。该星座可对环境破坏、环境污染和灾害进行大范围、全天候、全天时动态监测，及时反映生态环境和灾害发生、发展过程；对生态环境和灾害发展变化趋势进行快速预测、评估，为紧急救援、灾后救助和重建工作提供科学依据；还可与地面监测手段相结合，提高环境和灾害信息的观测、采集、传送和处理能力，为提高减灾和环境保护能力提供有力保障。
(1)遥感技术在自然灾害监测中主要应用于哪些领域？(2)利用遥感技术监测自然灾害有何优点？(3)地理信息系统在自然灾害监测评估中有何作用？
[答案]　(1)遥感技术在自然灾害监测中主要应用于旱灾、水灾、沙尘暴、台风、暴雨、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等方面。(2)从空间尺度看，遥感具有全球观测能力，可从多波段、多时相和全天候角度获得全球自然灾害的观测数据；从时间尺度看，遥感能够对地球进行同步观测，可获得地球表层及其瞬间变化的灾害信息。(3)地理信息系统可对自然灾害进行预报预警、动态监测、灾害发生成因与规律分析、灾害损失调查、灾情评估以及为制定减灾预案和指导灾后重建工作提供依据。