资源简介

(共45张PPT)
第四章 自然地理实践的基本方法
第二节 地理信息技术的应用
1
2
3
了解全球导航卫星系统在定位、导航中的应用；
了解遥感技术在资源普查、环境和灾害监测中的应用；
了解地理信息系统的应用。
学习目标
有效导入
地理信息技术
指获取、记录、加工、管理和传播地理信息的各种技术手段，主要有全球导航卫星系统（GNSS）、遥感(RS）和地理信息系统（GIS）
地理信息系统
遥感卫星
北斗导航卫星系统
一、全球导航卫星系统及其应用
（一）概念
指能在地球表面或近地空间的任何地点，提供全天候的三维坐标、速度、时间信息的导航定位系统。
北斗导航卫星系统
车载导航定位
研讨展示
（二）种类
美国
全球定位系统(GPS)
世界主要卫星定位系统
中国
北斗导航卫星系统(BDS)
俄罗斯
格洛纳斯全球导航卫星系统(GLONASS)
欧盟
伽利略导航卫星系统(GALILEO)
GNSS的定位功能
三维坐标
运动速度
精确授时
为导航服务
能够实时测量“四度”：经度、纬度、高度、速度
全球导航卫星系统的优势
全能性：不管是陆地还是海洋，都可以进行定位导航；不管是航空活动还是航天活动（低轨航天器），都可以进行定位导航。
全天候：不管是在什么样的气象、气候条件下，都能提供服务。
连续性：能够连续不断地提供定位导航服务。
实时性：提供的信息是瞬时的、同步的，不是历史上的、过去的信息。
全球性：所服务和覆盖的空间范围，遍及地球上的每一个角落。
北斗导航卫星系统
北斗导航卫星系统
空间段
地面段
用户段
特点：全天候、全天时、高精度
功能：实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务
北斗导航卫星系统
空间段
地面段
用户段
北斗导航卫星系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。
目前，北斗导航卫星系统已广泛运用于交通运输，海洋渔业，水文监测，气象预报，绘测地理信息，森林防火、通讯时统、电力调度，救灾减灾和应急搜救等领域。
北斗导航卫星系统
（三）主要功能及应用
主要功能有定位、导航等，这在森林普查与规划、海洋调查与监测、气象及地质灾害的监测与救援等领域都有广泛应用。
全球导航卫星系统应用示意图
（三）主要功能及应用
（1）在林业调查方面
全球导航卫星系统
测量的精度高
操作简便
仪器体积小便于携带
测定森林面积
可以全天候操作
测定道路位置
测定森林火灾地区位置
界定边界线
估算木材含量
寻找水源等林业测量领域
有效提高森林资源的管理效率领域
（2）在海洋观测方面
建立
全球导航卫星系统
提供潮汐观测站站址的周、月、年变化率
及时提供大气中水汽含量变化信息
监测海平面实际变化
在线提供空间位置基准
服务海洋气象预报
服务海岸带和近海海洋调查
地壳运动监测
全球定位系统连续运行观测站
（3）在气象观测领域
静止气象卫星地表高温检测图
使用全球定位系统研究大气，特别是研究对流层的大气特征。我国多个地区也已经全面开始应用北斗导航卫星系统，进行区域自动气象站的建设，弥补了原有气象站的不足，在天气预报中发挥着重要作用。
景区自动数字气象站
二、遥感及其应用
（一）概念
广义遥感：
泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、声波、地震波等的探测
遥感——遥远的感知
狭义遥感：
指应用探测仪器，不与探测目标近距离接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示目标的特征和变化的综合性探测技术。
航空遥感
地面遥感
遥感的核心在于获取信息的遥感技术设备：遥感平台和传感器
传感器设置在地面平台上，如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等
航天遥感
传感器设置在航空器上，如气球、航模、飞机及其它航空器和遥感平台等
传感器设置在航天器上，如人造卫星、航天飞机、宇宙飞船、空间实验室等
（二）遥感的工作过程
载体：高空气球、飞机、卫星
感应：拍摄、扫描
工作原理
遥感常用电磁波段：
紫外线、可见光、红外线、微波
电磁波
传感器
目标物
不同物体对电磁波发射、反射和吸收的特性不同
主要环节
电磁波
传输
目标物
地面系统
信息处理
专业图件
传感器
遥感技术系统：由遥感平台、传感器、信息传输装置、数字或图像处理设备以及相关技术等组成。
工作流程
传感器
图像、数据
信息
获取
用户
应用
信息记录
和传输
信息处理
判读分析
物体反射
或辐射的电磁波
不同地物反射的电磁波不同，这是遥感影像能够被判读的基础。
遥感卫星接收不同地物反射信息示意图
树木
水体
草丛
路面
建筑物
裸露的地面
工作流程
（三）遥感影像
各种传感器所获信息的产物，是遥感探测目标的信息载体，主要包括航空像片和卫星影像。
（1）种类
天津卫星影像
天津航空像片
（2）图像分辨率
遥感影像由成千上万的像元组成。像元是遥感影像上能够详细区分的最小单元，简称图像分辨率。
数值越小，影像显示地表信息细节的能力越强，分辨率就越高。
影像 判读方法 图像
黑白影像 根据物体的灰度差异判读，一般建筑物颜色较浅，草地和森林颜色较深。
彩色影像 真彩色影像 地物颜色能够真实反映实际地物的颜色特征，符合人的认知习惯。
假彩色影像 将图像上地物颜色转变为与实际地物不一致的色彩，可以提高特定目标物的可鉴定度。
（3）影像判读
（3）影像判读
在上图的假彩色影像上，草、树和庄稼覆盖区域为红色，水为灰色和蓝色，城市为蓝灰色。假彩色影像中不同地物的色彩并不是固定的，需要根据实际情况进行地物判读。
（4）能够对地物进行实时、动态监测
（1）探测范围大
（2）获取信息速度快，周期短，信息量大
（3）受地面条件限制少
（四）遥感特点
人教版必修一6.4地理信息技术在防灾减灾中的应用
人教版必修一6.4地理信息技术在防灾减灾中的应用
思考：遥感技术相对于人工实地调查优势在哪？
人工实地调查 遥感技术调查
调查范围
花费时间
时效性
连续性
调查人员
调查成本
多
少
慢
快
多
少
高
低
小
大
差，不能全天候观测
强，能全天侯观测
遥感技术优点：
范围大
速度快
成本低
拓展提升
遥感
RS
观测全球气候变化
监测海水运动与变化
自然地理研究
地貌、气候、水文、土壤和植被的调查和监测
为决策部门提供科学依据
环境和灾害监测
快速准确地获取区域的环境和灾害信息，及时发现环境和灾害的变化，预测将要出现的问题
（五）遥感的应用
识别地貌类型
识别植被类型与分布结构
遥感的应用领域示例
（五）遥感的应用
（1）自然地理研究
遥感的应用领域示例
（2）环境和灾害监测
遥感技术的应用
应用领域 具体内容 备注
资源调查 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、产量等数据 为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门服务
环境、灾害监测 环境监测 土地荒漠化、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
自然灾害防御监测 旱灾、水灾、滑坡、病虫害、森林火灾、泥石流、地震、农林病害等 有利于防灾减灾
农业生产 林业 清查森林资源、监测火灾和病虫害 着火树木、病害树木与正常树木的反射光谱不同
农业 识别农作物、估算产量、灾情预报 植物生长情况不同，其反射波谱特征不同
三、地理信息系统及其应用
（一）概念
地理信息系统是依靠计算机实现地理信息的收集、处理、储存、分析和应用的系统。
地理信息系统的工作原理
（二）功能
储存庞大的空间数据
能随时制作电子地图
有详细的属性资料可供査询
能进行多种空间分析
模拟区域内的资源、人口等要素的空间规律和发展趋势
信息源
数据处理
空间分析
表达
数据库
地理信息系统的工作流程
功能：GIS除了具有一般信息系统的存储、管理数据功能外，还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。
GIS具有地图所不具备的特点
（1）.信息量大、使用方便。地理信息系统可提供反映区域状况的各种空间信息，并可建立提示区域结构特征和发展规律的模型。
（2）.功能强大、完备。可以提供查询检索、空间分析、修改补充、距离测算等多种功能。
（3）.能够进行动态监测和预测评估。
“四角度”归纳地理信息系统的应用
（1）.与分布、位置有关的基本问题
查询“地点”和“状况”。
查询符合一定条件的地物的分布、位置。
（2）.趋势分析
（3）.模式分析
（4）.模拟问题
（三）主要应用
（1）位置分析——解决与“位置”有关的问题
利用地理信息系统可以分析可可西里藏羚羊的空间分布情况
（2）趋势研究——包括空间趋势和随时间的演变趋势
利用地理信息系统可以分析过去20年青藏高原地区冰川面积和分布的变化情况
（3）模式研究——通过模式分析，可以揭示各种地物之间的空间关系
利用地理信息系统可以分析一个地区的地形、土壤与特定作物种植之间的关系
（4）模拟分析——建立模型，来模拟其中某种因素的变化， 以及产生的结果
利用地理信息系统建立洪水预测模型，就可根据降水量、降水强度、降水持续时间，预测洪水发生的时间和可能淹没的范围
阅读课本P129页-130页的案例研究：地理信息技术在四川九寨沟防震减灾应对中的应用。分析在九寨沟地震中，地理信息技术都发挥了哪些主要功能？
【参考答案】全球导航卫星系统能确定装有全球导航卫星系统的失踪车辆具体位置，在有效调度救灾车辆等方面发挥了定位、导航功能；遥感发挥了获取信息，监测预报自然灾害功能；地理信息系统对地震灾害进行预报预警、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，为制定减灾预案和指导灾后重建工作等方面提供依据，发挥了地理信息系统综合处理和空间数据分析、定性和定量分析的功能。
拓展提升
地理信息技术的应用
GNSS
RS
GIS
远距离获取地物信息
（是什么？有什么？）
实时定位、导航
（在哪里？）
分析、处理、表达
（为什么？有何联系？
怎么做？怎么办？）
地理
数据
决策应用
指导实践
大脑
眼睛
强化小结
地理信息技术的应用
全球导航卫星系统
及其应用
遥感及其应用
地理信息系统及其应用
林业调查
海洋观测
气象观测
遥感影像
遥感的应用
自然地理研究
环境和灾害监测
位置分析
趋势研究
模式研究
模拟分析
某镇位于黔东南苗族侗族自治州，当地居民适应自然环境建造了稻作梯田，有着悠久的稻田农耕文化历史。2005年，该镇的“苗寨吊脚楼”被列入首批国家级非物质文化遗产名录。某研究小组对该镇进行调查，发现1977—2020年该镇常住人口数量、稻田面积均发生变化（图），且成片的稻田明显减少；随着美丽乡村建设和全域旅游开发出现“人增田减”的现象，且稻田面积减小的地区集中在远离村落和靠近村落的地段。读图，完成下面小题。
1.近年来该镇出现“人增田减”现象的原因是（ )
①美丽乡村建设推进，基础设施改善 ②现代农业开发，产值高，人口回流
③喀斯特地貌石漠化导致耕地退化 ④种植结构变化，稻田转变为菜地和果园
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
2.经调查发现当地稻田破碎化现象严重，推测开展此项调查研究时需要借助的现代地理信息技术是（ )
A.RS B.5G C.GIS D.BDS
3.从农业和旅游业相结合的角度，当地乡村可持续发展的措施不正确的是（ )
A.保护稻作梯田景观和传统农耕文化 B.保护和修葺传统村落
C.完善交通等基础设施 D.严格保护基本农田，禁止农田非粮化
B
A
D
巩固练习
2023年12月18日甘肃省临夏州积石山县发生6.2级地震，震源深度10千米。左图为四川某市民手机收到的地震预警信息（图中90秒为倒计时时间）。右图为地球内部圈层结构示意图。读图，完成下面小题。
4.此次地震的震源位于（ )
A.①层 B.②层 C.③层 D.④层
5.预警信息中倒计时时间越短，说明（ )
A.震级越大 B.距震中越近 C.震源越深 D.烈度越小
6.预警信息中还包括必要的避震措施，最不可能出现在其中的是（ )
A.沉着冷静，迅速避险 B.远离悬挂物，不乘电梯
C.选择就近的生命三角区躲避 D.向地势高的地方逃生
7.地理信息技术在此次积石山抗震救灾过程中的应用有（ )
①遥感技术——获取灾区道路受损情况
②北斗卫星导航系统——统计受灾人员的数量
③地理信息系统——确定掩埋人员的位置
④地理信息系统——提供救灾物资调配的最佳路线
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
A
B
D
B
课程结束THANK YOU

展开更多......

收起↑