湘教版高中地理必修第一册走进地理学——地理空间信息技术导学案

这是一份湘教版高中地理必修第一册走进地理学——地理空间信息技术导学案，共17页。
走进地理学——地理空间信息技术学 习 目 标1.结合实例，说明地理空间信息技术的作用。2．通过比较不同时期的遥感影像，说明区域环境变化特征、评估灾区受灾情况。3．结合常见地理问题，设计地理空间信息支持方案。4．结合材料，说明地理空间信息技术在防灾、减灾工作、保障人民生命财产安全方面的作用。知 识 导 引第一步·新课学前预习——学习新知　挑战自我新 知 预 习一、地理学定义　地理学是一门研究地球表层由岩石圈、大气圈、水圈、生物圈相互作用组成的复杂的巨系统的科学。二、地理空间信息技术地理空间信息技术主要包括地理信息系统(简称________)、遥感(简称________)，全球卫星导航系统(简称________)。三、地理信息系统(GIS)1．概念：地理信息系统是一种特定的________，在计算机系统的支持下，对整个或部分地球表层空间的地理数据进行________、________、________和描述。2．功能：主要应用于________、________、__________与__________、________________、________________等方面。四、遥感(RS)1．概念：遥感一般指在人造卫星或飞机上对地面进行________，通过________的传播与接收，感知目标的某些特性并加以分析利用的技术。其核心组成部分是获得遥感数据的________。2．应用：目前遥感技术广泛应用于________、________、________、________、________与________、________与________等方面。五、全球卫星导航系统(GNSS)1．概念：全球卫星导航系统是以人造卫星作为导航台的星基无线电导航系统， 为全球提供全天候、高精度的________、________和________信息。全球卫星导航系统主要有我国的________________________、美国的______________________、俄罗斯的____________________。2．应用：全球卫星导航系统广泛应用于________、________、________、________、航空摄影、资源勘察、________等领域。助 学 助 记1．由计算机硬件、软件、地理数据、GIS人员和应用模型组成的地理信息系统，通过数据输入与存储、操作与分析和信息输出等工作过程。在人们的经济建设活动中所起的作用越来越大。2．遥感技术的发展拓展了人类的视野，其监测范围大、迅速获取信息、实施动态监测等一系列特点，帮助人类在资源普查，环境灾害监测等方面实现了技术手段的革新，极大地提高了效率。3．全球卫星导航系统由卫星星座、地面监控系统、信号接收系统三部分组成，具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功能，已经广泛应用于交通、邮电、地矿、农业、土地管理、公安等部门和行业。第二步·互动释疑解惑——启迪思维　探究重点探究点一　地理信息系统及其应用核心归纳1.地理信息系统的工作过程2．地理信息系统可以解决的基本问题3.地理信息系统的应用领域及功能举例地理信息系统作为地理信息的自动处理与分析系统，其应用领域已非常广泛，涉及生产生活的各个领域。(1)在城市管理中的应用及功能(如图)(2)在灾害监测中的应用(如图)应用地理信息系统，并借助于遥感技术，可有效地监测和预报洪涝灾害、森林火灾等。(3)在区域地理环境研究中的应用(如图)(4)在经济活动中的应用(以在商业活动中的应用为例)(如图)状元随笔　(1)地理信息系统图层问题的分析方法某专题研究需要建立许多地理信息系统图层，该类问题一般有两种设问角度：一种是给出了不同的图层，回答研究的专题；另一种是给出了专题和部分图层，回答还应需要的图层。该种问题分析专题需要研究的各个要素即可。例如：给出了水系、土地利用、居民点、地形、土壤各图层，各要素与耕地最密切，最可能是耕地分类和评价的专题研究；如研究商业网点布局专题，给出了人口密度、数量、原商业网点数量、分布的图层，则一般还应增加交通图层，因为商业布局应考虑人口密度和交通等因素。(2)地理信息数字化问题的分析方法地理信息经数字化后，处理分析后得出数字型结果。该类问题一般把各个要素用不同数据表示，设问的问题一般在图中看各数据分布趋势和各数据的叠加。例如：用1代表河流，0代表坡地，则把1数据连接成线，则可分析出河流的干流和支流形态；如研究泥石流易发生区域，则可以把各个对应区域中表示土石、河道、坡度的数据叠加在一起，数据越大，越易发生泥石流。应用体验[2022·湖北荆州中学高一期末]利用多源信息地图，构建统一的“地下测、网上控、平台管”灌区综合监管“一张图”，实现智能感知、自动控制、智能监视、智能管理，促进灌区农业现代化的发展。下图为某地用3S技术进行智能化灌区管理流程简图。据此完成1～2题。1．构筑智能灌区“一张图”，在地形图的基础上应重点增加(　　)①灌区土地地价图　②灌区水雨监测分布图　③灌区人口密度图　④灌区水系分布图　⑤灌区水利工程分布图A．①②④ B．②③⑤C．②④⑤ D．①③④2．下列关于智能化灌区管理的描述正确的是(　　)A．利用BDS获取灌区面积信息B．借助RS实现流量自动监控C．运用GIS采集土壤含水量信息D．通过GIS实现精准灌溉调度[2022·吉林长春外国语学校高一期末]下图是运用地理信息技术对某地的一次灾害过程进行评估的示意图。据此完成3～4题。3．该种灾害和所用地理信息技术最有可能是(　　)A．洪涝—遥感 B．地震—遥感C．泥石流—地理信息系统D．滑坡—地理信息系统4．甲最可能是(　　)A．坡面堆积 B．坡向C．坡面侵蚀 D．坡度探究点二　遥感技术的应用核心归纳1.遥感技术的工作原理及工作流程(1)遥感技术原理地球上每一个物体都在不停地发射、反射和吸收电磁波，不同物体对电磁波发射、反射和吸收的特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。不同的地物对同一波段的反射率不同，地物的不同状态对同一波段也有不同的反射率，地物自身发射的电磁波也不同。这是在照片上判读各种地物的基础。(2)遥感技术的工作流程(如图)2．遥感技术的应用目前遥感技术在资源普查、环境和灾害监测等方面运用广泛，具体应用分析如下：状元随笔　遥感探测与传感器运载工具飞行高度的关系应用体验[2022·安徽蚌埠高一期末]RS(遥感)和GIS(地理信息系统)等现代地理信息技术在自然灾害监测的过程中起着重要的作用。据此完成1～2题。1．RS在自然灾害监测中具有的作用有(　　)A．获取瞬间变化的灾害信息 B．灾害发生成因与规律分析C．灾害动态模拟　　　D．灾情评估2．对长江流域洪灾进行监测的较理想的技术手段是(　　)A．应用遥感技术 B．使用GIS技术C．水上快艇监测 D．航空目测在遥感技术中，可以根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状况，有助于防灾减灾。据此回答3～4题。3．遥感技术用于防灾减灾的具体监测内容包括(　　)①旱情　②水灾　③滑坡　④农林病虫害A．①②③ B．①②④C．①②③④ D．②③④4．根据上述原理，可用遥感技术直接(　　)①区分阔叶林与针叶林　②监测植物病害情况　③区分落叶树与常绿树　④监测草场退化情况A．①②④ B．①②③④C．①②③ D．①③探究点三　全球卫星导航系统的应用核心归纳主要应用领域状元随笔　地理信息系统、遥感、全球卫星导航系统选取技巧(1)“点”与“面”判断地理信息技术①遥感主要适用于影像的获取及动态追踪等，工作对象是“面”。②全球卫星导航系统主要用于导航、定位，工作对象是“点”。(2)“想”与“看”①地理信息系统主要功能是进行空间数据的分析和处理，对地理事象的发展变化进行预测、评估，需要计算、分析、思考，即“想”，凡是需要“想”的选用地理信息系统。②遥感的主要功能是信息的获取，尤其是大范围、人类不易观测的地物信息的获取，即“看”，只“看”不“想”的选用遥感。应用体验[2022·青海西宁高一期末]北斗卫星导航系统(简称BDS)是我国自行研制的全球卫星导航系统，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。2020年6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空。据此完成1～2题。1．与北斗卫星导航系统应用功能相似的地理信息技术是(　　)A．RS　　　B．GISC．GPS D．数字地球2．北斗卫星导航系统可广泛用于(　　)A．农业中的精准施肥B．城市管理的规划设计C．植物健康状况把脉D．生态环境问题的研究[2022·云南弥勒市高一期末]地理信息技术不仅广泛应用于区域地理研究，而且越来越走近普通人的生活。据此完成3～4题。3．国家气象局提供的卫星云图主要使用(　　)A．遥感 B．地理信息系统C．数字地球 D．全球定位系统4．要想随时知道自己所处的三维地理坐标，需要拥有(　　)A．数字地球 B．GPS信号接收机C．地理信息系统 D．遥感第三步·课堂达标检测——即时训练　巩固落实[2022·贵州贵阳高一期末]2021年7月，河南郑州、新乡等地区出现特大暴雨。受暴雨影响，河南多地出现内涝、洪水，国家防总启动防汛Ⅲ级应急响应。据此完成1～2题。1．为快速了解受灾情况的变化，应用的地理信息技术主要是(　　)A．遥感(RS)B．地理信息系统(GIS)C．全球卫星导航系统(GNSS)D．北斗卫星导航系统(BDS)2．在获取空间资料的基础上，分析灾情、部署灾后重建工作，宜采取的高效技术手段是(　　)A．遥感(RS)B．地理信息系统(GIS)C．全球卫星导航系统(GNSS)D．北斗卫星导航系统(BDS)[2022·河南郑州市高一期末]飞常准是一款精准预测航班起降时间，查询航班历史准点率情况的手机APP，它不仅能查询航班起降，而且能直观显示飞机的机型、机龄，飞行路线图，飞行实时的高度、速度，让您轻松了解飞机全貌信息。读图，完成3～4题。3．该APP查询飞机飞行信息利用的地理信息技术有(　　)A．GNSS、RS B．RS、GISC．GIS、GNSS D．RS、数字地球4．现代地理信息技术在应对新型冠状病毒疫情蔓延中发挥了一定的作用。下列项目中，主要利用该技术的有(　　)①统计某医院感染病毒的人口数量　②分析某患者的传播链　③定位某患者的移动轨迹　④制作各省份确诊病例数量专题图A．①② B．①③C．②④ D．③④[2022·全国高一期末]2018年11月19日，18颗北斗三号卫星组成的基本系统完成建设，并于12月27日正式向“一带一路”沿线国家提供基本导航服务。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[2022·辽宁高一开学考试]地理信息技术为干旱区划的研究提供了新手段。如图为山东省降水量、土壤含水量、气温和干旱等级分区分布图，其中数值越大，越利于干旱的形成。据此完成7～8题。7．山东省干旱等级相对较低的两个区是(　　)A．a、d B．b、eC．a、b D．c、f8．干旱将导致农作物减产，要想及时获取农作物的受灾程度情况和受灾地点，需要利用的地理信息技术是(　　)A．地理信息系统和全球卫星导航系统B．虚拟技术和遥感技术C．遥感和全球卫星导航系统D．数字地球和遥感技术走进地理学——地理空间信息技术二、GIS　RS　GNSS三、1．信息系统　处理　分析　显示2．地图制作　空间分析　虚拟现实　地理模拟　 基于位置的服务　 空间地理建模四、1．观测　电磁波　传感器 2．资源普查　地图测绘　天气预报　军事侦察　环境　灾害监测　城市　区域规划五、1．位置　速度　时间　北斗卫星导航系统(BDS)　全球定位系统(GPS)　格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)2．交通运输　户外运动　大地测量　工程测量　农业生产探究点一应用体验1～2.解析：第1题，根据材料信息“构建统一的‘地下测、网上控、平台管’灌区综合监管‘一张图’”需要检测灌区水资源的分布状况，以及现有的水资源利用情况，②④⑤正确；灌区土地价格、灌区人口密度与智能灌区相关性不高，①③错误。第2题，BDS为北斗导航系统，不能获取灌区面积信息，A错误；RS技术不能实现流量自动监控，B错误；GIS不能采集土壤含水量信息，C错误；可以通过GIS实现精准灌溉调度，D正确。答案：1.C　2.D3～4.解析：第3题，结合材料：图层叠加是地理信息系统的基本功能。在阶段成果图中，有径流量、植被覆盖率、陡谷这些条件，可知分析的自然灾害为泥石流。第4题，读图可知，由甲和陡谷能得出“地质地形”的结论，则甲最可能是地质因素，而地表堆积碎屑物的多少是形成泥石流的物质基础。答案：3.C　4.A探究点二应用体验1～2.解析：第1题，根据所学知识RS能较短时间内获得全面资料，以便及时安排防灾、救灾。因此，RS在自然灾害监测中具有获取瞬间变化的灾害信息的作用，A对；地理信息系统(GIS)，能对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达。因此，灾害发生成因与规律分析、 灾害动态模拟、 灾情评估使用的是地理信息系统(GIS)，B、C、D错。第2题，利用遥感技术能较短时间内获得长江流域洪灾的全面资料，是洪灾监测较理想的技术手段，A对；地理信息系统(GIS)可以对洪灾查询、分析、模拟和评估，而不能对洪灾进行监测，B错；长江流域洪灾范围大，通过水上快艇监测、航空目测对长江流域洪灾进行监测不可行，C、D错。答案：1.A　2.A3～4.解析：本题组考查遥感技术的应用。遥感灾害监测的具体内容包括旱情、水灾、滑坡、农林病虫害、森林火灾等。阔叶林、针叶林反射波谱不同；落叶林与常绿林可根据不同季节的遥感图像区分；植物遭受病害，反射波谱将变化；草场退化，植被减少，其反射波谱也发生变化。答案：3.C　4.B探究点三应用体验1～2.解析：第1题，北斗卫星导航系统是中国独立发展、自主运行的全球卫星导航系统。它的工作原理类似于GPS，利用卫星群来获取地面经纬度坐标及其高程坐标并用于定位和导航的系统，C正确，A、B、D错误。第2题，中国北斗系统具有定位、导航功能，可用于农业中的精准施肥，A正确；城市管理的规划设计，需要对信息进行分析、处理，是GIS的功能，B错误；植物健康状况把脉，是RS的功能，C错误；生态环境问题的研究，需要利用GIS、RS的功能，D错误。答案：1.C　2.A3～4.解析：第3题，利用卫星监测和获取地表影像资料，属于遥感的主要功能，A正确。地理信息系统的作用是数据分析、处理、储存等， 数字地球可以广泛地应用于对全球气候变化、海平面变化、荒漠化、生态与环境变化、土地利用变化的监测。全球定位系统主要的作用是定位和导航。B、C、D错误。第4题，全球定位系统可以提供精确的三维坐标，GPS信号接收机是全球定位系统的用户设备部分，因此，要想随时知道自己所处的三维地理坐标，需要拥有GPS信号接收机，B正确。 数字地球可以广泛地应用于对全球气候变化、海平面变化、荒漠化、生态与环境变化、土地利用变化的监测；地理信息系统的作用是数据分析、处理、储存等；遥感主要功能是监测和获取地表影像资料，A、C、D错误。答案：3.A　4.B课堂达标检测1～2.解析：第1题，为了快速了解受灾情况的变化，需要借助传感器在一定高度的搭载平台对区域受灾信息进行面状信息获取，需要借助遥感技术，A正确。地理信息系统主要用于对地理信息进行查询、分析、预测等，全球卫星导航系统和北斗卫星导航系统主要用于地理信息的定位与导航。第2题，注意题干关键信息“分析灾情，部署灾后重建工作”。需要对已获取的地理信息进行分析处理，进而为灾后重建提供决策依据，需要借助的是地理信息系统技术，B正确。遥感技术主要用于获取空间资料，A错误。全球卫星导航系统和北斗卫星导航系统主要用于地理信息的定位和导航，并不具备分析的功能，C、D错。答案：1.A　2.B3～4.解析：第3题，据材料可知：该软件能够查询到飞机飞行时的速度和经纬度，属于精准定位功能，因此需要用到GNSS技术而不是RS；同时还能查询到飞机的机型、机龄以及飞行路线等信息，这证明该系统将以上信息进行了整合存储，同时经过分析之后表达出来以供使用者观看，属于GIS的功能范畴，故A、B、D错误，C正确。第4题，现代地理信息技术主要包含：全球卫星导航系统(GNSS)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)。定位某患者的移动轨迹可以用GPS；制作各省份确诊病例数量专题图可以用GIS，③④正确；统计某医院感染病毒的人口数量，分析某患者的传播链，用地理信息技术不能完成，①②错误。故选D。答案：3.C　4.D5～6.解析：第5题，根据材料“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”可知，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。答案：5.D　6.C7～8.解析：第7题，由材料可知，数值越大，越利于干旱的形成，干旱相对较低的地区是降水量和土壤含水量等级较低的分区。读图可知，c和f两地数值最小，是干旱相对较低的地区，D符合题意。第8题，植物受灾地点需要定位，需要GNSS；受灾程度需要通过RS获取信息，C正确；GIS主要是分析、表达，VR是虚拟现实技术，数字地球主要是将信息数字化，实现网络上的传输、共享，A、B、D错误。答案：7.D　8.C名称问题举例位置分析解决与“位置”有关的问题①距离最近的一家快餐店在哪里；②北京市目前共有几家图书馆；③在指定区域内寻找适合一定条件的地物趋势研究空间趋势和随时间的演变趋势①分析过去20年来某城市的人口增长趋势；②求两点之间最短、最快或景点最多的路径模式研究通过模式分析，揭示各种地物之间的空间关系分析一个地区的地形、土壤与特定作物种植之间的关系模拟分析模拟某地如果具备某种条件时将出现的结果温室效应造成了地球极地冰盖的融化，若海水上涨10 cm将淹没全球哪些地区应用领域具体内容备注资源普查矿产资源蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或环形构造带，较容易借助遥感技术“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译或图像处理技术，提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等信息为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门提供服务环境、灾害监测环境监测荒漠化、土壤盐渍化、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应用领域作用救援广泛应用于消防、救护、交通疏导、搜寻自然灾害及突发事故中失踪人员、渔船救助等突发事件方面交通航海①航海自主导航系统：向用户提供船舶的位置、航速、航向和时间信息，也包括海图、航迹显示等；②港口管理和进港引导系统：主要用于港口、码头的船舶高度整理、进港船舶引导，以确保航行安全和秩序；③航路交通管理系统：主要用于近海和内河船舶导航和管理航空实现最佳空域划分与管理、空中交通流量管理以及飞行路线管理，保证了空中交通管制的安全性和灵活性公共交通实时播放路况信息、自动匹配最优行车路线。能最大限度地满足乘客的要求，从而减少空载率，降低能源消耗旅游探险旅游者可以在陌生的城市里迅速找到自己所在位置，确定前往目的地的最优行进方式和路线：野外探险者可以快捷地找到合适的道路和宿营地点，并在发生险情时，迅速定位、报警，以便及时、有效地得到救援军事为各种军事活动定位、导航，如许多高科技武器配备了该系统，精确制导，大大提高了命中率生产和工程建设可以利用该系统发展“精准农业”，精确地喷洒化肥和农药；同时也广泛运用在工程定位、测量领域，提高工程建设的效率和精确性