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学案

地理信息技术在防灾减灾中的应用

【学习目标】

1．通过图文资料的阅读分析，了解地理信息技术的含义及特点。

2．通过探究讨论掌握地理信息技术在防灾减灾中的应用。

3．掌握一些阅读卫星图片的简单方法以及地理信息技术防灾减灾工作原理。

4．增强学习科学、服务社会的信念，进一步树立人类战胜自然灾害的坚定信念。

【学习重点】

通过探究有关自然地理问题，了解地理信息技术的应用。

【学习过程】

一、知识体系导引

二、学习新知，挑战自我

知识点一：遥感技术（RS）

甲　卫星遥感技术原理示意   乙　2008年5月14日四川北川县城遥感影像

1．概念：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．工作环节（图甲）

―→

3．特点：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，能够实现地物信息的实时、动态监测，如图乙实时监测震后地表事物的动态变化。

4．应用

（1）实时监测洪涝、台风等灾害的形成过程，进行准确预报、预警。

（2）快速识别地震等突发性自然灾害的影响范围，并对灾情统计、灾害救援等工作提供强有力的支持。

知识点二：全球卫星导航系统（GNSS）

1．概念：是一种地理信息技术，它利用卫星在全球范围内进行实时定位、导航。

2．组成：主要由卫星星座（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）三部分组成。

3．特点：能够为用户提供精密的三维坐标、速度和时间，适用于陆地、海洋、航空和航天，具有全球性、全天候、连续性和实时性的特点。

4．应用：（1）利用安装在手机、汽车、飞机、轮船等中的信号接收设备，可以进行精确定位。

（2）帮助用户在遭遇自然灾害或面临灾害风险时，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。

知识点三：地理信息系统（GIS）

1．基本功能：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．应用：进行自然灾害动态监测、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。

学法指导：

1．遥感是人的视力延伸

2．远距离——不接触地物；

感知——借助安装在飞行器上的设备。

知识链接：

1．全球卫星导航系统（GNSS）主要包括：美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯的全球卫星导航系统（GLONASS）、欧盟的GALLEO系统、中国北斗卫星导航广域增强系统（BDS）。

2．电子地图是GIS的一种应用产品，GIS是可以随时修改和更新的计算机软件系统，而电子地图只是把GIS的阶段性成果做成供人们查询的产品。

三、启迪思维，突破重点

重点：地理信息技术在防灾减灾中的应用

探究活动：

2008年5月14日，中国科学院遥感所所属北京国遥万维信息技术有限公司于14日接收到四川汶川地区最新高分辨率卫星遥感影像数据以及5米雷达数据。据此完成下列问题。

（1）简述遥感技术的特点。

（2）人们通过对该遥感图片的分析可以得到哪些信息？

（3）根据上述材料，请你用地理信息技术对此次地震后灾情进行监测设计方案。

提示：（1）遥感具有探测范围大、获取资料快、受地面条件限制少、获取信息量大等特点。

（2）①地震的准确位置；②地震造成的破坏程度，可以知道哪个城市、县、哪个镇的破坏程度大，使人们救援有目的性；③公路的破坏程度，可以知道哪条路是通的，不通的路段有多长，使人们对救援物资的运输、公路的疏通有方向性；④大型建筑的破坏程度，可以知道水库大坝、大桥、高楼、大型工厂的破坏程度，使人们能预测它有没有潜在的威胁，需不需要采取一定的防范措施；⑤震区内地形状况，哪里是高山、深谷、陡坡；⑥植被的破坏情况。

（3）获得汶川地震灾区的遥感影像资料，然后通过地理信息系统对灾区的遥感图片进行整理、查询和分析，从而确定灾害影响范围、救灾物资调配的最佳路径，以及为受灾人员、财产的安全有效转移提供决策依据，同时进行灾情统计与评估，提出抗灾、救灾方案。

归纳拓展：

地理信息技术在自然灾害监测中的作用

技巧点拨：

图示法理解RS与GIS的优势结合对灾害监测的作用

学以致用：

1．全球卫星导航系统（GPS）能为全球范围内的用户提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置和三维速度及时间数据。据此回答（1）～（2）题。

（1）森林发生火灾时，GPS的主要作用是（    ）

A．建立火灾模型

B．绘制地图

C．灾情跟踪

D．火灾前兆监测

（2）救灾物资空投时，利用GPS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

解析：由于GPS能为全球范围内的用户提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置和三维速度及时间数据，因此在防灾减灾中可用于交通导航、火灾跟踪、人员救生、地震监测等诸多方面。

答案：（1）C（2）B

2．我国是个多山的国家，随着山区经济发展，对泥石流减灾提出了更高的要求。读某地重点监测沟谷参数表，回答（1）～（2）题。

（1）根据表中参数推测，发生泥石流可能性较大的沟谷是（    ）

A．①

B．②

C．③

D．④

（2）一旦发生泥石流，相关部门在确定灾害位置后，将尽快获取受灾地区图像，以便及时评估受灾情况。组织救援，这一过程依次用到的现代技术是（    ）

①遥感　②全球卫星导航系统　③地理信息系统　④电子地图

A．②①③

B．①③④

C．①③②

D．②③④

解析：第（1）题，比较表格中四组数据，沟谷③集水面积最大，获得水量较大；平均坡度、流域落差最大，水流速度较大；同时植被覆盖率最低，地表松散泥沙较多，因此最容易发生泥石流。第（2）题，确定灾害位置，需用全球定位系统；获取受灾地区图像，要用遥感技术；评估受灾情况，应用地理信息系统。

答案：（1）C（2）A

四、达标测评

素养一：地理信息技术在台风灾害中的应用（地理实践力）

2018年8月27日8时，第14号台风“帕卡”在我国广东省登陆。受其影响，广东、广西、贵州、云南四省（自治区）11市（自治州）30个县（市、区）8.3万人受灾，8人死亡，1.4万人紧急转移安置。下图是超强台风“帕卡”的影像示意图，读图回答1～2题。

1．获得此图像的地理信息技术是（    ）

A．遥感

B．全球卫星导航系统

C．地理信息系统

D．数字电视

2．我国政府对此次灾害的受灾面积和损失进行统计并合理安排灾后重建工作，需借助的地理信息技术是（    ）

A．遥感

B．全球卫星导航系统

C．地理信息系统

D．数字电视

解析：第1题，本题提供的图片为卫星遥感图像，获得此图像的地理信息技术为遥感。第2题，地理信息系统具有信息管理、查询和分析功能，可以进行灾情统计与评估，为灾后重建提供决策支持。

答案：1．A；2．C

素养二：地理信息技术在地质灾害中应用（地理实践力）

下图为我国某山区四个聚落的航空照片，框线内为居民密集区。读图回答3～4题。

3．图中不容易发生泥石流和洪灾的聚落是（    ）

A．甲

B．乙

C．丙

D．丁

4．应对泥石流灾害的措施正确的是（    ）

A．在较陡山体凹坡处建临时躲避棚

B．逃生时向沟岸两侧山坡跑

C．顺沟谷方向上游或下游逃生

D．加强泥石流沟谷下游的检测工作

解析：第3题，对照四幅图中的聚落，甲、乙、丁处的聚落上部正好是沟谷，当沟谷中山洪爆发时容易形成泥石流；而丙处的聚落在山谷的一侧较高的平坦处，不易发生泥石流和洪灾。第4题，当泥石流灾害发生时，逃生正确的做法是向沟岸两侧较高的山坡跑。

答案：3．C；4．B

5．如图是2008年5月19日，从空中拍摄到的汶川大地震后泥石流掩埋某个区域的图片。如果要分析这个区域的具体受灾情况，需要用到地理信息技术中的（    ）

A．GIS、GPS

B．RS、GPS

C．RS

D．GIS、RS

解析：要分析该区域的受灾情况，一方面要通过RS获取此区域的受灾信息，另一方面还需要GIS来处理、分析、评估，最后得出结论。

答案：D

素养三：自然灾害类型、形成及防御（综合思维、人地协调观）

6．读图，完成下列问题。

（1）从图中可以看出的自然灾害有________和________。

（2）图中反映的自然灾害在我国________地区分布最典型，试从地质、地形、气候条件加以分析。

（3）高新技术对防御此类自然灾害的应用还不广泛，你认为今后高新技术在此类灾害的防御中会有什么作用？

解析：第（1）题，从图中地形及防御的工程措施可以看出该地滑坡、泥石流等地质灾害频发。第（2）题，我国地质灾害最严重的地区为西南地区，主要因为西南地处亚欧板块与印度洋板块交界处，地壳活跃，岩石破碎，该地山高谷深，地势陡峻，再加上该地为湿润区，降水多，夏季多暴雨，所以滑坡、泥石流频发。第（3）题，未来对此类灾害可以用高新科学技术——影响天气技术进行人工消雨，降低暴雨率。用最新地震预报系统，实时准确预报。用全球定位技术实时对滑坡、泥石流进行跟踪，为救灾提供准确数据等。

答案：（1）滑坡；泥石流

（2）西南；地质：地处亚欧板块与印度洋板块交界处，地壳活跃，岩石破碎；地形：山区地形起伏大，岩石风化严重；气候：全年降水多，夏季多暴雨。

（3）随着高新科学技术发展，遥感技术和计算机技术会广泛应用于对此类灾害的综合监测，实现监测—评估—预测—预警的智能化、网络化，利用人工影响天气技术，进行人工消雨，加强地震预报的准确性等。