2021高考地理人教版一轮复习教师用书：第十二章第2讲　地理信息技术在区域地理环境研究中的应用

第2讲　地理信息技术在区域地理环境研究中的应用

一、遥感

遥感工作过程图

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.工作原理:不同地物反射和辐射的电磁波各不相同。

3.主要环节:

目标物传感器遥感地面系统专业图件统计数字

4.优势:提高研究工作的精度和质量,节省人力、财力,提高效率。

5.应用:资源调查、环境监测、自然灾害防御监测等领域。

二、全球定位系统

全球定位系统组成示意图

1.概念:利用卫星,在全球范围内实时进行定位、导航的系统。

2.组成

3.功能:提供精密的三维坐标(经度、纬度、高度)、速度和时间。

4.特点:具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的特点。

5.应用:确定考察点的地理位置(经度和纬度)、高程(海拔)。

三、地理信息系统和地理信息技术与数字地球

1.地理信息系统

(1)概念:专门处理地理空间数据的计算机系统。

(2)功能:对地理信息数据进行管理、查询、更新、空间分析和应用评价。

(3)程序:信息源→数据处理→数据库→空间分析→表达

(4)应用

2.地理信息技术与数字地球

(1)地理信息技术:是指获取、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术的总称。

(2)数字地球:是数字化的地球,即把整个地球信息进行数字化后,由计算机网络来管理的技术系统。

考点一　遥感技术及其应用

(2018·江苏卷,17~18)2018年4月19日,在突尼斯召开的“一带一路”遥感考古新闻发布会上,公布了中国科学家利用遥感技术在突尼斯中南部发现的10处古罗马时期遗存,这一发现揭示了当时的军事防御系统与农业灌溉系统布局。下图为“突尼斯境内古罗马遗址遥感考古影像图”。读图,回答(1)~(2)题:

(1)这一考古成果表明遥感技术可以(　　)

A.完全取代传统的田野考古工作

B.确定地表、地下人类活动遗迹的时代

C.探知各种人类活动遗迹曾经的功能与作用

D.帮助分析较大地域范围内人类活动遗迹间的联系

(2)突尼斯中南部有利于遥感考古发挥其独特优势,因为这一区域(　　)

A.人类活动较多 B.位于沿海地区

C.森林覆盖率高 D.地处荒漠边缘

思路点拨:

判读遥感影像→突尼斯中南部以沙漠为主,位于内陆地区的荒漠边缘,森林覆盖率低→自然条件恶劣,人类活动较少→传统古方法难以进行→借助遥感技术→

答案:(1)D　(2)D

1.遥感技术在资源普查、环境和灾害监测中的应用

目前遥感在资源普查、环境和灾害监测、农业等方面运用广泛,具体应用分析如下:

2.遥感在林业和农业方面的应用

【教师备用】(2019·广东陆丰期末)下图是非洲第一高峰乞力马扎罗山,海拔5 895米,距离赤道仅300多千米,其峰顶雪冠正面临着在50年内消失的威胁。据此回答(1)~(2)题:

(1)图中影像的获取主要运用的地理信息技术是(　　)

A.GIS B.GPS C.RS D.VR

(2)利用此项技术可(　　)

A.获得森林分布信息 B.分析水灾损失

C.分析矿产种类 D.确定矿产储量

解析:(1)C　(2)A　第(1)题,GIS是地理信息系统,主要是对地理信息进行分析处理;GPS是全球定位系统,主要起定位和导航的功能;VR是虚拟现实技术,是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。图中影像的获取主要运用的地理信息技术是RS(遥感)。第(2)题,利用此项技术(RS)可获得森林分布信息;分析水灾损失,分析矿产种类,确定矿产储量主要应用的是GIS。

　(2019·广东罗定月考)科学研究者可通过获取地表热辐射状况来了解区域地表温度状况。下图为某传统钢铁企业搬迁前后,所在地区地表温度等级分布图(等级数字越大,反映地表温度越高)。读图,回答(1)~(2)题:

(1)获得制作该分布图的原始数据需要运用(　　)

A.全球定位系统 B.遥感技术

C.地理信息系统 D.数字地球

(2)读图可知,该地区在工厂搬迁(　　)

A.之前,地表温度较高,地面辐射强

B.之前,空气质量较差,大气辐射弱

C.之后,CO2增加,太阳辐射被削弱减少

D.之后,污染减少,大气逆辐射增强

解析:(1)B　(2)A　第(1)题,通过获取地表热辐射状况来了解区域地表温度状况,获得制作该分布图的原始数据需要运用遥感技术,主要功能是利用地物的电磁辐射,获取遥感信息;全球定位系统主要功能是定位、导航;地理信息系统主要功能是分析、处理信息;数字地球主要功能是将信息转化成数字。第(2)题,读图可知,该地区在工厂搬迁之前,地表温度较高,地面辐射强;工厂搬迁之前,空气质量较差,大气吸收热量多,大气辐射强;工厂搬迁之后,CO2减少,太阳辐射被削弱减少;之后,污染减少,CO2减少,大气逆辐射减弱。

考点二　全球定位系统及其应用

(2014·山东卷,7)如图为我国某区域冬季某日8时至次日8时的降雪量和积雪深度分布图,道路积雪会影响交通,应用GPS技术可以(　　)

A.获取道路积雪影像数据

B.解译积雪遥感影像

C.分析道路积雪空间分布

D.确定待救援车辆位置

思路点拨:

答案:D

全球定位系统的应用

全球定位系统广泛应用于军用、民用两领域,在军用领域主要体现在定位和导航两大方面,在民用领域主要体现在以下几个方面:

在“3S”技术中选取适当手段时,要看其工作对象是“点”还是“面”,如果是“点”则选用“GPS”,如果是“面”则选用RS或GIS。

　(2019·浙江宁波适应性考试)2018年12月27日,“北斗三号”卫星导航系统已完成建设并开始提供全球服务,而与之相关的“北斗”系列产业研发基地也在南京开建。据此回答(1)~(2)题:

(1)关于“北斗三号”系统的叙述,正确的是(　　)

①由空间部分、地面控制部分、用户部分构成　②为用户提供导航、定位、授时、测速等服务　③具有全天候、全天时、全球性、实时性特点　④为野外调查活动提供大范围空间数据的信息

A.①②③ B.①②④ 

C.①③④ D.②③④

(2)“北斗”系列产业研发基地在南京建立,对该市发展的有利影响是(　　)

A.加快产业结构的升级 

B.明显改善环境质量

C.城市化水平显著提高 

D.交通运输快速发展

解析:(1)A　(2)A　第(1)题,“北斗”已经完成建设并开始提供全球服务,其由空间部分、地面控制部分、用户部分构成,可以为用户提供导航、定位、授时、测速等服务,“北斗”系统具有全天候、全天时、全球性、实时性特点,为野外调查活动提供大范围空间数据的信息需要遥感技术支持。第(2)题,“北斗”系列产业研发基地在南京建立,可以加快产业结构升级;对于城市环境质量的提高没有太大影响;对于城市化水平及交通运输影响不大。

【教师备用】(2019·江苏扬州期末)2018年2月6日,美国太空探索技术公司用猎鹰重型火箭将一辆特斯拉汽车送上了太空,下图为“汽车运行轨道示意图”。读图,回答(1)~(2)题:

(1)在轨道运行的特斯拉汽车(　　)

A.始终在银河系 B.远离了太阳系

C.一直在地月系 D.接近河外星系

(2)精确定位猎鹰重型火箭返回的着陆地点,主要运用的地理信息技术是(　　)

A.地理信息系统 B.全球定位系统

C.遥感 D.数字地球

解析:(1)A　(2)B　第(1)题,天体系统由低到高是地月系-太阳系-银河系-总星系,其中河外星系与银河系是同一级别的。在轨道运行的特斯拉汽车在太阳系中,但已经远离了地月系,一直在银河系中,没有在河外星系。第(2)题,遥感主要是“看”,相当于千里眼的功能;地理信息系统是分析处理;全球定位系统主要是定位和导航功能,数字地球是数字化的地球。精确定位猎鹰重型火箭返回的着陆地点,主要运用的地理信息技术是全球定位系统。

考点三　地理信息系统及其应用

(2013·福建卷,5)如图示意我国某家电企业组织的空间分布。读图,回答下题:

地理信息系统能够辅助(　　)

A.企业空间布局决策

B.总部调控生产

C.总部监控产品质量

D.研发中心创意

思路点拨:地理信息系统是对地理信息进行处理和分析的系统,其功能主要包括地物空间分布及位置分析、趋势分析、模式分析等;本题中地理信息系统通过对全球工业分布状况的数据进行分析,辅助企业进行空间布局。B项与企业自身的管理有关;C、D选项与企业科技水平、监管等有关。

答案:A

1.地理信息系统在城市管理中的应用

2.地理信息系统在区域地理环境研究中的应用

GIS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GIS。RS是人的视力的延伸,主要功能是收集信息,即“看”,只“看”不用“想”的选用RS。

　智慧低碳城镇应该是基于新一代信息通信技术(ICT,如“3S”技术、云计算等)的迅速发展,将城镇的智能信息化与低碳生态化相结合,强调智慧、低碳、有弹性的现代化新型可持续的城镇发展模式。下图示意智慧低碳城镇的概念。据此回答(1)~(2)题:

(1)GIS在智慧低碳城镇建设中提供的应用为(　　)

A.分析、管理空间信息

B.跟踪动态定位信息

C.提供精确的三维坐标信息

D.获取实时通信信息

(2)下列措施中符合智慧低碳城镇概念的是(　　)

A.大力进行城中村改造,提升城市市容

B.优化产业结构,促进产业结构升级

C.将城市路灯全部换成太阳能路灯

D.倡导工业企业全部搬迁

解析:(1)A　(2)B　第(1)题,GIS侧重分析,RS侧重实时监测,GPS侧重跟踪和定位,A正确。第(2)题,智慧低碳城镇是指城市的经济、社会、生态得到可持续发展。A项所述内容不能体现这一理念;B项所述内容可以促进城市经济持续健康发展,符合题意;C项所述内容没有考虑到各个城市的实际情况;D项所述内容会阻碍城市的发展,故B正确。

【教师备用】(2019·浙江创新卷)某市通过对市区的地貌(图a)、水系(图b)进行叠加研究,明确开发区的分布(图c)。读图,回答(1)~(3)题:

(1)图c中最适宜设为旅游经济开发区的是(　　)

A.Ⅰ区 B.Ⅱ区 C.Ⅲ区 D.Ⅳ区

(2)该市在城市建设用地扩张过程中首先要防止(　　)

A.城区交通拥挤 B.居民收入分化

C.产业结构失调 D.土地资源浪费

(3)该城市开发区建设研究主要采用的地理信息技术是(　　)

A.GIS B.GPS 

C.RS D.GPRS

解析:(1)C　(2)D　(3)A　第(1)题,旅游经济开发区应选择在有山、有水、环境优美的地区。据图分析可知,Ⅲ区位于高地、丘陵地区,且分布有湖泊、河流,因此最适合建设旅游经济开发区。第(2)题,据图可知,开发区的分布部分占有平原面积,因此该市在城市建设用地扩张过程中首先要考虑少占耕地,防止土地资源浪费。第(3)题,GIS是用来分析、存储、查询的计算的补充;GPS主要是定位导航;RS主要是获取信息的手段。GPRS为通用分组无线服务技术的简称,属于移动通信中的数据传输技术。据材料可知,该市通过对市区的地貌图层和水系图层进行叠加研究,因此主要采用的地理信息技术是GIS。

地理信息技术的应用

(2015·江苏卷,17~18)图1为某冰川所在区域遥感影像,图2为根据1973、2009年遥感影像提取的该冰川分布图层(局部),图中每个方格面积表示900平方米。读图,回答(1)~(2)题:

(1)图1中甲点所处的地形是(　　)

A.山谷 B.山脊 C.冲积扇 D.盆地

(2)图2所示区域冰川面积变化的情况是(　　)

A.减少了1 800平方米 B.增加了1 800平方米

C.增加了2 700平方米 D.减少了2 700平方米

答案:(1)A　(2)D

地理信息图像的判读

1.遥感影像图片的判读要领

(1)明确主题内容:如上图(格陵兰岛冰原面积变化遥感图)要判读冰原面积的变化特征。

(2)掌握基本标志:基本解译标志有形状、大小、阴影、色调、纹理等;如上图可以抓住色调和形状两个要素:白色区域为冰原部分,形状变小,表明冰原面积变小。

(3)分析得出结论:对比两幅图,格陵兰岛冰原面积大大减小,说明是全球变暖导致的,同时冰原面积减小,必然对全球生态带来一定影响。

2.GIS图层叠加示意图的判读技巧

地理信息系统的图像判读,较多的是通过叠加分析图的方式进行考查,叠加分析图是将同一地区的两层或多层地图要素重叠在一起进行图层和属性运算,产生新的图层或属性的过程。在判读这一类示意图时,一般把握三个步骤:

第一步:明确GIS图层叠加示意图是由哪些专题图层组成的。

第二步:明确不同的专题图层反映的地理事物之间的空间联系。

第三步:明确图层叠加之后会形成一个可以反映多个地理要素分布特征的新图层。常见的案例如下:

3.全球定位系统图像及综合图的判读

(1)手持机界面图:主要是判读界面上的地理坐标和海拔。

(2)综合图:常见的如某城市中心城区月交通事故次数示意图,应借助于GPS和GIS制作。导航地图,需要运用GPS和GIS。

　(2016·江苏卷,15~16)下图为某地区地理信息系统数据库示意图。读图,回答(1)~(2)题:

(1)以下图层组合最适合用遥感(RS)技术获取信息的是(　　)

A.①②④ B.①③⑤ C.③④⑥ D.②③⑥

(2)进行农业适宜性评价可以利用的图层组合是(　　)

A.①②④⑤ B.②③④⑤

C.②③④⑥ D.①③⑤⑥

解题思路:第(1)题,遥感技术主要是获取地表物体反射或辐射的电磁波,而岩层⑤和地下水⑥都在地表以下,无法用遥感技术获取信息。第(2)题,农业的适宜性主要考虑地形、气候、水源、土壤等因素,与居民点①和岩层⑤关系不大。

答案:(1)A　(2)C

【教师备用】

(2019·河南郑州调研)智能手机一般具备拍照、网页浏览、地图查询、定位导航等功能。如图是“某智能手机的GPS功能显示图”。读图,回答(1)~(2)题:

(1)手机GPS功能的出现,说明(　　)

A.GPS技术已成为人们日常生活的必备工具

B.GPS技术可以扩大人们的出行范围

C.随着GPS技术的普及,民用GPS技术发展很快

D.有手机信号就能进行GPS定位和导航

(2)手机GPS能够实现的功能有(　　)

①网络实时监视　②所处位置获取　③对自然灾害进行监测　④行车路线追踪

A.①② B.③④ C.①③ D.②④

解题思路:第(1)题,手机GPS功能的出现,说明随着GPS技术的普及,民用GPS技术发展很快。第(2)题,GPS的功能主要是定位和导航,手机GPS可以获取所处的位置,也可以进行行车路线追踪。

答案:(1)C　(2)D