高中地理第四节 地理信息技术在防灾减灾中的应用优秀导学案

这是一份高中地理第四节 地理信息技术在防灾减灾中的应用优秀导学案，共11页。
目标一 遥感技术(RS)
1．概念：是利用装在航空器(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．优点：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。
3．应用：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。
拓展延伸 遥感技术的工作流程
(2023·宁夏银川质检)随着科学技术的发展，我国台风预报技术水平大幅提高，台风预报准确率逐年稳步提升。下图为“某次台风的卫星云图”。据此完成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
答案 1.B 2.D
解析 卫星云图的获取主要运用遥感技术，通过分析多幅气象卫星云图可以看出台风所经地区的天气状况，监测台风中心位置、强度、移动方向和速度、登陆地区等，这为实时天气预报提供了依据，但该方式不能获取台风所造成的降水强度的信息。
北京时间2020年7月21日5时30分左右，清江上游屯堡乡马者村沙子坝滑坡，造成清江上游形成堰塞湖，随时有溃坝形成洪水下泄的危险。据此完成3～4题。
3．为快速了解该堰塞湖水域面积，需要借助( )
A．遥感技术
B．地理信息系统
C．全球卫星导航系统
D．虚拟技术
4．该地理信息技术还可以用于( )
A．山峰高度测量
B．辽宁农作物产量估算
C．南京城市规划
D．电商货物跟踪查询
答案 3.A 4.B
解析 第3题，借助遥感技术可以快速了解该堰塞湖水域面积。第4题，遥感技术可以用于农作物产量估算。
目标二 全球卫星导航系统(GNSS)
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
(1)卫星星座(空间部分)。
(2)地面监控系统(地面控制部分)。
(3)信号接收系统(用户部分)。
3．主要功能：提供精密的三维坐标、速度和时间。
4．主要特点：全球性、全天候、连续性和实时性。
5．主要卫星导航系统：我国的北斗卫星导航系统、美国的全球定位系统、俄罗斯的全球卫星导航系统和欧洲的伽利略卫星导航系统。
6．防灾减灾中的应用：进行精确定位，发出求救信号，缩短救援搜寻时间。
拓展延伸 全球卫星导航系统与防灾减灾
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、高可靠性的定位、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，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。
1．[综合思维]北斗卫星导航系统由哪些部分组成？其主要特点是什么？
答案 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．[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哪些作用？
答案 精确定位、交通导航、紧急救援、地震监测等。
2020年7月11日晚11时，四川阿坝州小金县春厂坝“北斗智慧云公共监测平台”的人工智能预警广播系统发出了滑坡预警(在地质灾害发生前，当原本固定在某个区域的传感器发生沉降或偏移时，卫星能够感知其运动变化，实现全天候全自动在线监测预警)，当地干部群众收到通知后成功组织避险。结合资料，完成1～2题。
1．监测传感器沉降或偏移主要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．下列是村民建议该地可进行的滑坡防范措施，其中不合理的是( )
A．保护坡地植被
B．在坡体软弱面修建排水沟
C．修建大型水库
D．在滑坡底脚修建抗滑挡墙
答案 1.C 2.C
解析 第1题，传感器位置的沉降或偏移主要利用全球卫星导航系统来进行监测，C正确。第2题，修建大型水库易诱发地质灾害，不利于滑坡的防范，C选项不合理。
(2023·四川成都月考)2020年2月蝗灾席卷东非之后扩散到了南亚的巴基斯坦和印度，部分地区暴发饥荒。2月24日，中国蝗灾防治工作组抵达巴基斯坦，帮助巴方应对此次蝗灾。据此完成3～4题。
3．与蝗灾暴发密切相关的自然灾害是( )
A．地震 B．干旱 C．暴雨 D．寒潮
4．利用北斗卫星导航系统可以帮助我国蝗灾防治工作组在治蝗过程中( )
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快速到达指定地点并开展工作
A．①② B．①③ C．②③ D．③④
答案 3.B 4.D
解析 第3题，蝗灾主要是由干旱引起的，干旱的环境利于蝗虫的繁殖。第4题，北斗卫星导航系统的主要功能是定位、导航，因此可以确定救灾人员的位置，并提供线路导航，有利于救灾人员快速到达指定地点并开展工作。
目标三 地理信息系统(GIS)
1．概念：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。
2．防灾减灾中的应用
进行自然灾害的动态监测、预报预警，快速确定受灾范围及受灾情况；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。
地理信息系统的应用与判别
(1)图示法说明地理信息系统在防灾减灾中的作用
(2)判别“3S”技术
①“点”与“面”判断：GNSS的最大特点是工作对象是“一个点”或“多个点”。在“3S”技术中选取适当手段时，如果工作对象是“点”则选用GNSS。RS和GIS的工作对象——“面”，如果工作对象是“面”则需看强调的是监测方面还是需处理、计算才能得出的结果，若强调监测则应选用RS技术。
②“想”与“看”区分RS与GIS:“想”即对“事象”的发展变化进行预测、评估，需要计算、思考，凡是需要“想”的选用GIS。GIS是地图的延伸，RS是人的视力的延伸，只“看”不用“想”的选用RS。
叠图分析是GIS的一项非常重要的空间分析功能，也是科学选址最常用的方法。结合下图，完成1～2题。
1．叠图分析已被政府部门广泛应用，下列任务最适合用叠图分析处理的是( )
A．分析家乡人口分布与自然条件的关系
B．界定某工地噪声影响范围
C．分析某景点旅客观赏景观的最佳位置
D．规划交通高峰时段避开堵车的替代道路
2．上图中选定的区域适合建设( )
A．大型垃圾处理场 B．大型仓储式超市
C．汽车加油站 D．水源保护区
答案 1.A 2.D
解析 第1题，分析家乡人口分布与自然条件的关系需要调用的专题图层有地形图层、土壤图层、气候图层和人口图层，是叠图分析的典型应用，A项正确。第2题，大型垃圾处理场一般分布在人口较少、荒地较多的地区，建设大型垃圾处理场会破坏植被条件；大型仓储式超市、汽车加油站要求交通便利，应该靠近主要道路；人口稀少、远离主要道路、植被条件好等条件适合建设水源保护区，D正确。
(2023·河北秦皇岛期中)下图为“2019年12月26日17时台风‘巴蓬’位置及等压线(单位：hPa)示意图”。据此完成3～4题。
3．若要分析评估台风“巴蓬”给当地造成的经济损失，最适宜选择的技术手段是( )
A．遥感技术 B．地理信息系统
C．北斗卫星导航系统 D．VR技术
4．气象局每天为电视新闻提供的卫星云图主要使用了( )
A．RS、GNSS B．RS、GIS
C．GNSS、GIS D．RS、GNSS、VR
答案 3.B 4.B
解析 第3题，地理信息系统主要应用于科学调查、资源和财产管理、发展规划、绘图和路线规划等。若要分析评估台风“巴蓬”给当地造成的经济损失，最适宜选择的技术手段是地理信息系统，故选B。第4题，气象局获取卫星云图是使用了遥感技术，而对卫星云图的图像处理和分析等是应用了地理信息系统，B正确。
(2023·江苏无锡月考)据中国地震台网正式测定，北京时间2023年2月6日18时24分，土耳其南部(38°N,37.15°E)发生7.8级地震，震源深度20千米。据此完成1～2题。
1．确定此次地震震中位置，采用的技术是( )
A．RS B．GIS
C．GNSS D．Internet
2．地理信息技术在地震灾害中的应用还包括( )
A．GNSS技术——确定地震震级和烈度
B．RS技术——统计人员伤亡数字
C．GIS技术——设计救援的路线和方案
D．RS和GNSS技术——制定灾区重建计划
答案 1.C 2.C
解析 第1题，GNSS是用于定位和导航的系统，故而可以用来获得地震震中的准确位置，C项正确。第2题，GIS技术能显示数据的空间分布，并具有强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能，在地震灾害中的应用包括设计救援路线和方案，C项正确；GNSS技术主要是定位和导航，对地震位置进行定位，不能确定震级和烈度，A项错误；RS技术获取的是地物影像信息，可大致观测受灾范围，无法统计人员伤亡数字，B项错误；制定灾区重建计划需要对受灾状况进行分析、评估、统计，需要用到GIS技术，RS与GNSS技术只能起一定的辅助作用，D项错误。故选C。
2021年7月河南省部分地区发生了洪涝灾害，为准确了解灾情，可以使用地理信息技术。据此完成3～4题。
3．要准确勘探水灾淹没的情况，快捷而准确监测河流水面宜采用( )
A．人工拍摄 B．多媒体技术
C．全球卫星导航系统 D．遥感技术
4．卫星遥感图像没有飞机遥感图像清晰度高，主要是因为( )
A．飞机上的传感器更为先进
B．飞机上的图像处理技术优越
C．飞机的高度小，图像比例小
D．飞机的高度远小于卫星，受云量阻隔小
答案 3.D 4.D
解析 第3题，遥感技术能够快速而准确的识别水体变化，D正确。第4题，卫星与地面的距离远，且容易受到云层的遮挡，因此其遥感图像的清晰度差于飞机遥感图像，D正确。
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5～6题。
5．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
6．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
答案 5.D 6.C
解析 第5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6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。
森林火灾是一种突发性强、破坏性大、处置救助较为困难的灾害。据此完成7～8题。
7．如果想快速及时地掌握森林火灾的受灾面积，最应该借助的地理信息技术是( )
A．地理信息系统 B．遥感技术
C．全球卫星导航系统 D．数字地球
8．要想估测森林火灾对生态环境造成的影响，最应该借助的地理信息技术是( )
A．地理信息系统 B．遥感技术
C．全球卫星导航系统 D．数字地球
答案 7.B 8.A
解析 分析、评估和预测是地理信息系统的主要功能；遥感技术可以迅速获取“面”的信息，可用于植被资源调查、作物产量估测、病虫害预测等方面；全球卫星导航系统主要功能是定位、导航，具有全球性、全天候、连续性和实时性的特点；数字地球就是数字化的地球，是一个地球的数字模型。
(2023·河北沧州质检)下图为“某地区地理信息系统(GIS)数据库示意图”。据此完成9～10题。
9．该专题可能是研究( )
A．城市建设 B．旱涝灾害
C．商店布局 D．交通布局
10．进行农业适宜性评价可以利用的图层除增加土壤图层，还得考虑图示图层中的( )
A．①②③ B．①④⑤
C．①③④ D．②③④
答案 9.A 10.B
解析 第9题，图中涉及的图层有河流分布、地基承载力、矿产分布、地形地势、地下水层，这些因素都是在城市建设中需综合考虑的，因此该专题主要研究的是城市建设，A正确；研究旱涝灾害主要研究气候和地形等，B错误；商店布局主要考虑交通和人口等要素，C错误；交通布局主要考虑人口和地形等，D错误。第10题，农业适应性评价除了要看土壤外，还要看当地的河流分布，地形地势和地下水等要素，其决定了灌溉条件，都会对农业生产产生影响，①④⑤正确，故选B。
2020年夏季，重庆因“雨急坡陡径流快、土薄高湿持水难”，城市内多处低洼点发生严重内涝。重庆市运用智慧排水管理平台，分析机器人获取的管道淤积状况(下图)，并对全区23个易涝点进行全天候监控，提升了城市的防汛能力。据此完成11～12题。
11．重庆易发内涝的主要自然原因是( )
A．河流众多，流量大
B．地形起伏大，汇水速度快
C．湿地、湖泊面积小
D．城市硬化面积大，下渗少
12．重庆市对城市排水系统进行智能化管理，主要运用了( )
A．GNSS、RS B．GIS、RS
C．GNSS、GIS D．GNSS、GIS、RS
答案 11.B 12.D
解析 第11题，读材料“重庆雨急坡陡径流快”可知，重庆城市内涝的主要自然原因是地形起伏大，汇水速度快，选B。第12题，“机器人获取管道淤积状况”应用了RS，“分析机器人获取的管道淤积状况”应用了GIS，“对全区23个易涝点进行……”应用了GNSS，故选D。
13．阅读下列材料，回答问题。(10分)
材料一 汶川大地震发生后，重灾区陷入信息隔绝状态。有关部门第一时间启用航空遥感飞机，从6 000米高空拍摄了地震灾区高精度遥感图片。专家们对图片进行初步数据处理和解译，对灾区房屋倒塌情况，滑坡、泥石流规模及分布，具有隐患的滑坡体、公路及桥梁受损等灾害情况进行标注。把这些图像传递到抗灾一线，作为指挥人员制定抗震救灾方案的参考依据。之后，航空遥感飞机还成为监测堰塞湖次生灾害威胁的“天眼”。
材料二 下面两张图片分别是2006年和2008年5月14日卫星拍摄的汶川地区遥感影像。
(1)遥感技术的主要工作流程是( )(2分)
A．目标→传感器→地面系统→成果
B．传感器→地面系统→目标→成果
C．目标→地面系统→传感器→成果
D．目标→传感器→成果→地面系统
(2)遥感在监测地震灾害时能够( )(2分)
A．分析地震发生的原因 B．监测地震灾害的动态
C．分析地震救灾数据 D．控制地震的发生
(3)从材料二中我们可以很明显地看出发生了哪些次生灾害？(2分)
(4)结合材料，分析遥感与地理信息系统相结合在抗灾过程中的主要作用是_______________；在灾后的主要作用是________________。(4分)
答案 (1)A (2)B (3)地震后出现大面积的山体滑坡和泥石流。 (4)对灾情进行实况监测，指导抗灾活动 对灾情做出快速评估，指导救灾活动
14．阅读图文材料，完成下列要求。(14分)
材料一 2020年11月10日，中国第37次南极科学考察队乘坐“雪龙2号”极地科考破冰船从上海起航，航程3.6万余海里，于2021年5月上旬返回上海。
材料二 下图为北极冰川变化示意图。
(1)考察船在向南极前进过程中想要随时知道自己前进的方向和所处的地理坐标，需要用到的地理信息技术是什么？利用了该项地理信息技术的哪些特点？(5分)
(2)材料中图片的获取主要利用的地理信息技术是________；此图反映北极冰层面积在__________，主要原因是________；动态监测并预测北极冰川和海岸线变化要利用到的地理信息技术为________；冰川的融化会导致海平面不断上升，监测海平面上升高度需要的地理信息技术为________。(5分)
(3)全球气候变化对北极熊的生存带来了影响，请设计一个利用地理信息技术研究北极熊生存状态的具体方案。(4分)
答案 (1)GNSS。全球性、全天候、连续性和实时性等特点。
(2)RS 缩小 全球气候变暖 RS和GIS GNSS
(3)给北极熊佩戴装有GNSS信号发射装置的项圈，GNSS信号发射装置每天都向卫星发送信号；科研人员利用互联网查询、记录项圈的移动轨迹。课程标准
通过探究有关自然地理问题，了解地理信息技术的应用。
学习目标
1.通过图表、视频等资料，说明遥感技术、全球卫星导航系统、地理信息系统等的主要特点及功能。(综合思维)2.结合实例，分析地理信息技术在防灾减灾中的应用。(地理实践力)