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第二节　遥感技术及其应用
素养目标 思维脉图
1.能够通过遥感影像图,分析预测台风、火灾等灾害的影响区域。(区域认知)2.掌控遥感技术的应用范围,能综合分析理解其在现代社会发展中的作用。(综合思维)3.通过关注遥感技术在地理科学中的应用,思考和理解现代化的科学技术对协调人地关系的重要影响。(人地协调观)4.结合实例,理解遥感在资源普査、环境灾害监测中的作用。(地理实践力)
必备知识·自主学习
一、遥感技术
1.概念:
借助对电磁波敏感的仪器,在不与探测目标接触的情况下,记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息,揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。
2.工作原理:
不同物体对电磁波发射、反射和吸收的特性不同。
3.优点:
①视域广阔,监测范围大。
②能够瞬时成像、实时传输、快速处理。
③迅速获取信息和实施动态监测。
4.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。
5.遥感类型:
根据不同的分类依据,遥感有很多类型,判断下列有关遥感类型的正误。
①遥感的关键装置是传感器。 (√)
②人类目前常用的遥感平台有飞机、气球、卫星、火箭。 (×)
③按遥感平台的高度分类,国际空间站属于航天遥感。 (√)
④近地遥感比例尺最小,覆盖率最大,画面最清晰。 (×)
【思考】
　　遥感技术要借助飞机、飞船、卫星等运载工具,运载工具的运行高度会对遥感结果产生哪些影响
提示:传感器运载工具的飞行高度对遥感探测的范围、速度、周期、分辨率等影响很大。一般来说,运载工具飞得越高,探测的范围越大,获得资料的速度越快,周期越短,对地物的分辨率越低。
二、遥感与资源普查
1.重要应用领域:勘探矿产资源,调查生物资源和水资源。
2.具体应用
三、遥感与环境灾害检测
1.意义:
(1)为社会信息化提供高分辨率的信息资源。
(2)改变人们的生产、生活与交往方式。
(3)提高对周围生活环境与灾害的认识。
2.洪涝灾害监测:遥感技术具有实时、准确的特征,为抗洪救灾与减灾决策提供科学的依据。
3.遥感卫星的科学实验功能:一方面为农作物进行空间育种,另一方面进行多种微生物菌种实验。
【思考】
　　如何应用遥感技术进行环境监测
提示:根据地物在不同情况下有不同的反射率,可以利用遥感判断水污染和大气污染。
关键能力·合作学习
能力　遥感技术及其应用
1.遥感的关键装置——传感器:
2.遥感技术的工作流程:
如图所示:
3.遥感应用:
(1)遥感与资源普查。
应用领域 具体内容 意义
勘探矿产资源 蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或环形构造带,借助遥感技术较容易“发现”矿产的存在 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,大大缩短探矿时间
调查生物资源 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、环境保护等部门提供服务
调查水资源 遥感在流域和水资源、农业节水灌溉以及水质监测和预警、水土保持监测等领域得到了广泛的应用并产生很大影响 为合理利用和保护有限的水资源,提高水资源的利用率提供信息支撑
(2)遥感与环境灾害监测。
应用领域 具体内容 意义
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
(3)遥感与农业。
　　(2018·江苏高考)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】解答该类题应从以下两点入手:
(1)掌握遥感技术的功能。
(2)熟悉遥感技术的优点。
【解析】(1)选D,(2)选D。第(1)题,遥感技术是通过卫星获取地表信息,为科学研究提供服务数据的地理信息技术,它能获取较大范围的信息,甚至是全球范围的信息,但对历史上存在过的,地下的信息无法获取,更不能完全取代人类对信息的加工分析。第(2)题,突尼斯中南部地处撒哈拉沙漠北部边缘地区,地理环境恶劣,人类难以进行实地的考察,遥感由卫星来获取地表信息,则不受影响。
核心素养·情境探究
情境:2017年9月25日下午5点开始,微信的欢迎界面换了。原先微信启动页中选用的照片素材,是美国国家航空航天局(NASA)在全世界范围公开的第一张完整的地球照片,名为“蓝色弹珠”(Blue Marble),证明人类能从太空中看到地球的全貌了。替换原图片的是由中国“风云四号”卫星从太空拍摄的最新气象云图。
(1)(综合思维)微信登录界面是通过哪个遥感平台获得的
提示:航天遥感
(2)(综合思维)中国风云四号观测的优点有哪些
提示:探测范围大; 获得信息快; 成本低,效益高。
课堂检测·素养达标
　　“遥感”,顾名思义,就是“遥远的感知”。传说中的“千里眼”“顺风耳”就具有这样的能力。据此完成1～3题。
1.遥感的工作原理为(　　)
A.利用太阳辐射
B.利用地面辐射
C.利用物体反射或辐射的电磁波
D.利用探照设备
2.遥感的关键装置是(　　)
A.传感器 B.目标物 C.计算机 D.数据库
3.人类目前常用的遥感平台有(　　)
①飞机 ②气球 ③卫星 ④火箭
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
【解析】1选C,2选A,3选A。第1题,遥感是指通过传感器记录目标物反射或辐射的电磁波,并通过分析,揭示目标物的特征、性质等的综合探测技术。第2题,因遥感工作时主要是接收、记录目标物辐射、反射的电磁波,因此,传感器是关键装置。第3题,装载传感器的平台称为遥感平台,主要作用是承载传感器,火箭是指发射卫星等一些航天探测器的运载工具。
4.AVHRR 是气象观测卫星NOAA 的探测仪器。下表为 AVHRR 仪器特性及主要用途。AVHRR的工作过程运用了(　　)
通道序号 波长/μm 主要用途
3A 1.58～1.64 判识白天图像、土壤湿度、云雪
3B 3.55～3.93 判识下垫面温度、夜间云图
4 10.3～11.3 判识昼夜图像、海表和地表温度
A.RS 获取信息技术 B.GIS 查询分析技术
C.GPS 空间定位技术 D.GIS 模拟合成技术
【解析】选A。由材料分析可知,AVHRR是气象观测卫星,主要利用探测仪器对地面进行观测,利用的是RS技术。
5.读卫星遥感图,回答下列问题。
(1)填写遥感技术装备的名称:①__________,②__________,③__________。
(2)①装备的作用是_______________________。
②装备的作用是_______________________。
(3)用卫星作为运载工具的遥感称为________,其主要优点是_________。
【解析】第(1)题,据图可判断出各遥感技术装备的名称。第(2)题,考查遥感平台和传感器的作用。遥感平台指运载工具,它的作用是稳定地运载传感器;传感器的作用是记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息。第(3)题,考查遥感的分类及其特点。图示为卫星遥感图,可判断为航天遥感,其优点结合所学知识回答即可。
答案:(1)遥感平台(或运载工具)　传感器　信息传输装置(或地面接收站)
(2)运载传感器　记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息
(3)航天遥感　覆盖范围大,不受领空限制,可进行定期、重复观测等
课时素养评价
十二　遥感技术及其应用
(20分钟·70分)
一、选择题(每小题6分,共54分)
1.(2019·上海学考)遥感技术广泛运用于众多领域。下列项目中,主要利用该技术实现的有(　　)
①森林火灾监测 ②规划物流路径
③获取月背全景 ④人口普査数据
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
【解析】选B。森林火灾需要及时监测灾情,可以使用遥感技术;获取月背全景范围较大,需要从太空较远距离拍摄图像,可以使用遥感技术,①③正确;规划物流路径用到的是地理信息系统,②错误;人口普査数据是用到地理信息系统,④错误。
　　近几年,新疆建设兵团在中科院的帮助下成功地利用无人遥控直升机对所属农场的农作物病虫害进行了防治,大大提高了其准确度和工作效率。据此完成2、3题。
2.工程技术人员指挥无人遥控直升机运用的地理信息技术是(　　)
①RS ②GPS
③GIS ④数字地球
A.①④ B.③④ C. ②③ D.①②
3.在农业方面,新疆运用遥感技术能够(　　)
①监测耕地变化 ②跟踪产品流向
③调查作物分布 ④估测粮食产量
A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.②③④
【解析】2选D,3选B。第2题,遥控直升机的位置使用GPS,监测农作物病虫害使用RS。第3题,在对森林、草原、绿地以及农作物等资源的调查中,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、产量信息,为农业、林业、城市绿化、环保等部门提供服务。因此监测耕地变化、调查作物分布、估测粮食产量(农作物遭受病虫害时,发射和反射的波谱会有一定变化,作物生长状况在遥感图像中会有不同的显示,进而估测粮食产量)都是可行的。跟踪产品流向主要是利用GPS技术,不符合题意。
　　澳大利亚天气和气候研究中心运用卫星和地面观测得出全球的海平面自1993年以来,正以每年最低3毫米的速度持续上升。根据估算,如果格陵兰岛冰川完全融化,则全球海平面将因此上升7米;如果整个南极地区的冰川全部融化,全球的海平面将会上升62米。下图中深色斑点区域显示了正在变薄的格陵兰冰川与南极冰川。据图回答4、5题。
4.监测南极冰川融化状况的最为快捷有效的地理信息技术是(　　)
A.遥感 B.地理信息系统
C.电子地图 D.全球定位系统
5.使用地理信息系统可以有效分析、预测南极冰川融化趋势,以下属于地理信息系统拥有的优势特征是(　　)
A.监测范围广,速度快
B.可以建立反映区域状况的数据库,方便查询
C.提供精确的三维地理坐标
D.需要耗费大量的人力物力
【解析】4选A,5选B。第4题,遥感技术可以在不直接接触地物的情况下,利用传感器记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射信息;而且探测范围大,能够瞬时成像、实时传输、快速处理。第5题,地理信息系统可通过建立数据模型,对南极冰川融化有效分析、模拟、并方便查询。
　　RS(遥感)在区域地理环境的研究中,起着重要作用,读遥感直观示意图,完成6、7题。
6.在区域地理环境研究中,不属于遥感技术优点的是(　　)
A.不受地面条件的限制 B.监测范围广
C.能够迅速获取信息 D.能实施动态监测
7.在区域地理环境研究中,遥感主要应用于(　　)
①资源调查 ②人口增长预测
③环境监测 ④自然灾害调查
A.①②④ B.②③④ C.①③④ D.①②③
【解析】6选A,7选C。第6题,遥感技术对地面进行探测时受地面条件影响较小,但并不是说完全不受地面条件的限制。第7题,遥感不能对一个区域人口增长进行预测。
　　(2016·江苏高考)下图为某地区地理信息系统数据库示意图。读图回答8、9题。
8.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
9.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
【解析】8选A,9选C。第8题,遥感技术主要是获取地表物体反射或发射的电磁波,而岩层和地下水都在地表以下,无法用遥感技术获取信息。第9题,农业的适宜性主要考虑地形、气候、水源、土壤等因素,与居民点和岩层无关。
二、非选择题(共16分)
10.读遥感技术工作原理示意图,完成下列问题。(16分)
(1)从A图中可以看出,此遥感技术所利用的运载工具是____________,这种运载工具采用的是______________的方式对地面物体进行感知和识别。这种方式的遥感技术,对地面的分辨率较________(高或低)。
(2)在B图中,传感器接收的是______________________________。
【解析】本题考查遥感技术的运载工具和判断遥感技术分辨率的高低。遥感技术主要是通过接收电磁波来获取信息,任何物体都反射、辐射不同的电磁波,遥感技术就是依靠这一特点来识别物体的。
答案:(1)飞机　航空摄影　高
(2)地面反射或辐射的电磁波信息
(15分钟·30分)
一、选择题(每小题5分,共10分)
　　对比分析法是卫星遥感图像判读的重要方法,具体就是对不同时间的卫星图像色调进行对比和分析,可以把不同的地面物体区分开。如下图,虚、实两线分别代表玉米和大豆两种农作物对两种不同电磁波的反射强度,①②③④分别代表播种30、75、100、140天后两种农作物反射两种电磁波的强度特征。读图完成第1、2题。
1.如果这两种农作物反射的电磁波是某卫星图像中最主要波段,则该卫星图像可能拍自(　　)
A.松嫩平原 B.江汉平原
C.洞庭湖平原 D.太湖平原
2.要区分该地区两种农作物的播种面积,要参考的最佳遥感图像应该是拍自播种(　　)
A. 30天后 B. 75天后
C. 100天后 D. 140天后
【解析】1选A,2选A。第1题,由题中的叙述可知,该地区主要种植玉米、大豆等农作物,因此最可能是东北的松嫩平原。第2题,根据图中的信息可知,在播种30、75、100、140天后,这两种农作物的电磁波的反射强度特征都存在着差异,但播种30天后对电磁波λ1的反射强度差异最大,最利于区分这两种农作物的播种面积。
二、非选择题(共20分)
3.阅读下面材料,回答问题。(20分)
材料一　在一张北京地区的资源卫星遥感图片上,人们惊奇地发现北京城已陷入垃圾的重重包围之中,这些垃圾堆就是人们长期掩埋的生活垃圾。于是人们惊呼:再不采取措施,北京城将变成垃圾场了!
材料二　2020年3月30日,四川省凉山州西昌市森林大火引发全国网友的关注,该次救火行动出动消防员近千名,一直奋战到31日5时才将大火扑灭。在扑灭大火的过程中,卫星遥感监测技术发挥了重要作用,为制定灭火计划、作出灭火部署提供了科学的依据。
(1)结合遥感工作的原理,试分析材料一中资源卫星是如何发现掩埋在地下的垃圾的
(2)试分析遥感在减灾防灾的应用中,获取信息方面优势的具体表现。
(3)请拟出与下列三个遥感技术应用领域相关的课题名称。
应用领域 课题名称
防灾减灾 长江流域洪水动态分析
国土资源勘查 ①________________
城市规划 ②________________
环境监测与保护 ③________________
(4)科学家要在四川进行矿产资源的勘探研究,需要借助“3S”技术中的哪些技术 试具体说明。
【解析】第(1)题,根据遥感工作的原理,垃圾掩埋于地下,因有机质发酵生热会造成垃圾填埋处温度偏高,地面辐射、反射波谱则明显不同于其他地区。第(2)题,为识记内容。第(3)题,国土资源勘查主要是土地利用现状、矿产资源和水资源状况等方面;城市规划包括城市总体规划、城市用地规划等,如城市绿地规划;环境监测与保护,包括对大气、水、土壤等的监测与保护等。第(4)题,结合“3S”技术的实际应用,分析地面勘探研究的有关问题。
答案:(1)遥感资源卫星能很容易地利用遥感装置发现垃圾的埋藏情况,是因为埋藏垃圾后的地面反射和辐射光谱会发生变化,如垃圾中的有机物发酵会产生热量,垃圾填埋处的地温高,通过遥感卫星图片很容易同其他地区区别开来。
(2)遥感具有探测范围大、获取资料速度快、受地面条件限制少、获取信息量大的优点。
(3)①上海土地资源的利用现状调查
②上海城市绿地调查与规划
③黄浦江水体污染监测(所列课题与应用领域对应且合理即可)
(4)利用RS探测资源状况,利用GPS技术确定考察队员的位置,利用GIS绘制资源分布图。
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13第三节　全球定位系统及其应用
素养目标 思维脉图
1.通过全球定位系统可以精准定位,进一步了解区域状况。(区域认知)2.掌控全球定位系统的应用,综合分析理解在现代社会发展中的作用。(综合思维)3.通过全球定位系统在定位、导航中的广泛应用,培养科学素养。(人地协调观)4.能辨别日常生活中常见的各种信息技术设备,熟练使用其主要功能。(地理实践力)
必备知识·自主学习
一、全球定位系统
1.概念:
具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。
2.组成:
系统结构 组成和分布 功能
空间星座 由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成 为全天候定位提供可能
地面控制系统 1个主控站 收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据,利用这些数据计算GPS卫星的轨道和卫星时钟数据
3个注入站 在每颗卫星运行至上空时,将导航数据及主控站的指令注入卫星
5个监控站 监测与调控卫星上的各种设备的工作、运行情况
用户系统 包括接收机硬件、GPS数据处理软件等用户设备,硬件由天线单元和接收单元组成 捕获GPS卫星信号,实时地计算出三维坐标、速度以及时间
110指挥中心利用什么技术随时掌握每一辆巡逻车在城市中的位置
提示:全球定位系统
二、全球定位系统与定位导航
1.定位精度
2.应用领域:
(1)广泛应用:在交通、邮电、地矿、建筑,以及农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业中应用广泛。
(2)科学应用:监测地壳的微小移动,从而帮助预报地震。
(3)综合应用:GPS与GIS、RS结合,可为资源调查、工程管理、精细农业服务等。
判断下列有关全球定位系统应用说法的正误。
①物流公司建立物流GPS网络平台,当货主交付货物后,物流公司将GPS设备与货物捆绑运输,并提供给货主提货单和GPS网络查询密码。货主和物流公司可以随时随地通过GPS网络查询货物当前的运输位置。 (√)
②对地壳运动进行精确观测采用的主要技术是遥感技术。 (×)
③驾驶员利用车载GPS设备制定运输路线。 (√)
④GPS能提供准确的经纬度和高程信息,从而可以监测地壳的微小变动,帮助预报地震。 (√)
卫星导航系统在定位方面有哪些优越性
提示:具有定位快速、准确、全球性、全能性、全天候、连续性、实时性等方面的优越性。
关键能力·合作学习
能力　全球定位系统
1.全球定位系统的特点:
2.全球定位系统组成及工作过程:
3.全球定位系统的应用:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　北斗卫星导航系统是中国自主建设的卫星导航系统,为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。下表是北斗卫星导航系统“三步走”发展概况。据材料回答(1)、(2)题。
步骤(时间) 系统名称 服务范围
1994年 北斗一号系统 5°N～55°N,70°E～140°E
2012年 北斗二号系统 55°S～55°N,55°E～180°
2020年 北斗全球系统 全球
(1)目前北斗卫星导航系统可以用于 (　　)
①人口普查 ②应急搜救
③水文监测 ④海产品加工
⑤地理信息测绘
A.①②③ B.③④⑤
C.②③⑤ D.②③④⑤
(2)由上表可知 (　　)
A.北斗一号系统服务范围超过2 000万平方千米
B.北斗二号系统服务范围主要涵盖亚洲和欧洲
C.目前北斗系统服务范围覆盖太平洋和大西洋
D.目前西半球区域暂时无法接收北斗系统服务
【思路点拨】解该类题应从以下两点入手:
(1)了解全球定位系统的主要功能。
(2)结合材料知道北斗卫星导航系统的特点。
【解析】(1)选C,(2)选A。第(1)题,根据材料信息,北斗导航系统主要用于提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。人口普查、海产品加工不在此列。第(2)题,根据表格信息,目前北斗导航虽未覆盖全球,但已经覆盖太平洋、印度洋的大部分地区,影响到亚洲、大洋洲及欧洲的部分地区,涉及东西半球,超过2 000万平方千米。
【补偿训练】
　　中国北斗卫星导航系统是中国独立发展、自主运行,并与其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统,是继美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略之后的全球第四大卫星导航系统。结合下图回答(1)、(2)题。
(1)北斗卫星导航系统的用途是 (　　)
①为用户提供实时的空间位置
②为交通运输的调度指挥提供移动数据
③服务于资源勘查、动态监测和有关部门的规划决策
④为用户提供各种分类信息的查询
A.①② B.①③ C.①④ D.②④
(2)下列不属于北斗卫星导航系统组成部分的是 (　　)
①卫星信号接收机 ②北斗卫星
③传感器 ④车载移动电话
A.①② B.①③ C.①④ D.③④
【解析】(1)选A,(2)选D。第(1)题,北斗卫星导航系统的用途是利用定位功能,为用户提供实时的空间位置,①对。为交通运输的调度指挥提供移动数据,②对。服务于资源勘查、动态监测和有关部门的规划决策的是遥感技术,③错。GIS技术为用户提供各种分类信息的查询功能,④错。第(2)题,北斗卫星导航系统组成部分包括卫星信号接收机、北斗卫星、地面监控系统三部分,①②属于。传感器是遥感技术系统组成部分,③不属于。车载移动电话是移动通信工具,④不属于。
核心素养·情境探究
摩拜单车
情境:2017年9月20日,摩拜单车登陆了美国首都华盛顿,正式开辟了北美市场。这也是摩拜进入全球第8个国家。摩拜单车利用创新的卫星定位和物联网技术精准地掌握每一辆单车的位置和状态生成的出行大数据,为用户提供了更好服务的同时也为城市规划部门、本地商家和其他机构创造价值。
　　GPS具有较强的防盗功能,当汽车在运行过程中遭遇劫匪时,司机只需按下报警开关,应急中心将会即时处于出警状态,同时司机还可以通过手机对车辆进行断油断电处理,迫使劫犯放弃抢劫计划,保证了人身及财产的安全。
(1)(综合思维)摩拜单车是如何精确掌握每一辆车的位置及状态的
提示:每辆单车上都装有GPS系统,这样就可以随时了解每辆单车所处的位置、速度。
(2)(综合思维)GPS较强的防盗功能是如何体现的
提示:当汽车装载GPS系统时,应急中心就能随时了解汽车的具体位置,便于应急追踪处置。同时司机也可对汽车遥控,控制汽车的开关。
(3)(地理实践力)以上材料主要反映了GPS的什么功能
提示:定位和导航。
课堂检测·素养达标
1.现在的智能手机都支持GPS功能,利用该功能可以实现 (　　)
①网络实时监视 ②获取所处位置
③失窃汽车查找 ④行车路线追踪
A.①② B.①④ C.①③ D.②④
【解析】选D。GPS技术主要用于定位和导航,可以实现获取所处位置及行车路线追踪,而网络监控利用的地理信息技术,失窃汽车查找主要借助地理信息技术。
　　下图是装备了GPS接收机的极地科学考察队员图。结合所学知识完成2、3题。
2.获取GPS卫星的观测数据的是 (　　　)
A.空间卫星 B.主控站
C.监控站 D.注入站
3.配备GPS接收机的科学考察队员随时可获得工作卫星提供的 (　　)
①三维坐标 ②行进方向
③运动速度和时间 ④影像地图
A.①②④ B.①②③
C.②③④ D.①③④
【解析】2选C,3选B。第2题,监控站的功能是获取GPS卫星的观测数据并传给主控站。第3题,科学考察队员可获得工作卫星提供的三维坐标、行进方向、运动速度、时间信息,而影像地图需要通过RS获得。
全球定位系统是现代战争中至关重要的装备。然而,过分依赖高科技,也可能导致军人的基本功丧失。许多美军官兵不会在传统地图上标注自己所在的位置,所以一旦GPS失灵,他们就会陷入十分危险的境地。据此完成4、5题。
4.若一辆装备了GPS的汽车被恐怖分子劫持,美军不可采取的措施是 (　　)
A.启动GPS跟踪系统,锁定车辆具体位置
B.发出遥控锁车指令,使车辆强行熄火
C.通过GPS向劫持者发出警告
D.使用精确制导炸弹袭击
5.在现代战争中,美军可以利用导航型GPS进行 (　　)
A.精确打击 B.搜寻目标
C.观测敌方工事 D.预报地震
【解析】4选D,5选A。第4题,发动袭击将会造成车内的人员伤亡。第5题,搜寻目标和观测工事均需利用遥感技术;预报地震属于测地型接收机的应用领域。
6.随着我国小汽车的日益增多,汽车GPS导航服务已成为一种新兴的服务,汽车GPS导航定位管理系统主要由车载GPS自主定位,结合无线电通信系统对车辆进行调度管理和跟踪。该业务已经应用于城市公共汽车(出租车)调度管理、家用汽车出游导航等。下图为GPS工作原理图。读图回答下列问题。
(1)根据材料说出GPS的主要功能。
(2)目前,我国部分大城市堵车现象较严重。GPS对开车出行有什么作用
(3)旅游行车途中有突发事件时,GPS可以发挥什么作用
【解析】第(1)题,GPS的主要功能是定位、导航,可为用户提供精确的位置信息,为行驶提供明确的方向。第(2)题,利用GPS可引导驾驶,掌握前方路况。第(3)题,旅游行车途中遇到突发事件时,利用GPS可把自己的位置告知施救人员;施救人员也可利用GPS找到受困人员的位置,并获得实施救援的最佳路线。
答案:(1)为用户提供精确的三维坐标(经度、纬度、高程)和道路行进方向。
(2)引导驾驶;随时掌握前方路况,提高出行效率。
(3)确定突发事件的位置;为要赶赴突发事件现场的车辆、人员选择最佳路线并进行导航,有利于有关人员及时到达现场,处理、控制突发事件。
课时素养评价
十三　全球定位系统及其应用
(20分钟·70分)
一、选择题(每小题6分,共48分)
　　2020年左右我国要完成35颗北斗卫星发射组网,形成覆盖全球的导航系统。据此完成1、2题。
1.在军事演练中可以用北斗系统进行 (　　)
A.制导精准打击 B.地形地貌探测
C.打击效果侦察 D.战场仿真模拟
2.战斗机的飞行不受白天黑夜、天气状况的影响,主要体现出北斗系统的(　　)
A.全球性 B.全天候 C.连续性 D.实时性
【解析】1选A,2选B。第1题,北斗系统是我国的导航定位系统,在军事演练中可以进行制导精准打击;地形地貌探测、打击效果侦察利用的是遥感技术;战场仿真模拟利用的是GIS技术。第2题,战斗机的飞行不受白天黑夜、天气状况的影响,体现出北斗系统的全天候、全天时的导航功能;与全球性、连续性和实时性的影响无关。
　　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地球—火星轨道,猎鹰火箭的两个助推火箭同时回收成功。读“特斯拉汽车在地球、火星之间的轨道示意图”,据此回答下列问题。
3.汽车发射后 (　　)
A.运行中遇到很多小行星 B.遇到火星后成为其卫星
C.未来可能与地球会合 D.未来可能离开太阳系
4.助推火箭能够精确着陆到预定地点回收成功,主要运用的地理信息技术是 (　　)
A.全球卫星定位系统 B.地理信息系统
C.多普勒雷达 D.遥感系统
【解析】3选C,4选A。第3题,由图并结合材料可知,汽车发射后进入地球-火星轨道,小行星位于火星与木星轨道间,因此汽车运行中不会遇到很多小行星;汽车并非绕火星运行,故不会成为火星卫星;因轨道位于地球-火星轨道,因此未来可能与地球会合,但不会离开太阳系。第4题,精确着陆到预定地点回收成功需要依赖定位技术,即应用全球卫星定位系统。雷达和RS主要适用于影像的获取及动态追踪等情境。地理信息系统适用于数据分析及区域定位。GPS则适用于导航定位,注意GPS是点定位。
　　在未来的农业生产中,依托于地理信息技术,农民首先可定期获得农田长势的影像资料,再经过系统分析,最后把杀虫剂、化肥施用到最需要的农田,从而减少污染、提高产量。依据图文资料,回答5、6题。
5.这一过程中,依次使用的技术是 (　　)
A.GPS——RS——GIS B.RS——GPS——GIS
C.GIS——RS——GPS D.RS——GIS——GPS
6.“土地利用信息数据库”在数字城市规划中不能用于 (　　)
A.分析应急避难场所数量 B.统计城市流动人口数量
C.决策公交线路合理布局 D.确定市区停车场的规模
【解析】5选D,6选B。第5题,根据材料可知,“定期获得农田长势的影像资料”利用的是RS,再经过“系统分析”利用的是GIS,最后“把杀虫剂、化肥施用到最需要的农田”利用的是GPS。第6题,应急避难场所的 “数量”与土地供应量有关,A能用。决策公交线路是否合理布局与交通用地等有关,C能用。确定市区停车场的“规模”与土地供应量有关,D能用。统计城市流动人口数量与土地利用信息无关,B不能用。
　　读车载GPS导航监控原理示意图,完成7、8题。
7.图中M表示 (　　)
A.制作GPS接收机 B.分析交通状况
C.生成电子地图 D.计算三维坐标
8.车载GPS通过公共电信网络传给交通监控中心的信息是 (　　)
A.车载GPS所在道路的拥堵状况
B.车载GPS所在地的地理坐标
C.车载GPS所在车辆的违章信息
D.车载GPS规划的导航路线
【解析】7选C,8选B。第7题,纸质地图信息数字化与录入地名、坐标信息可以生成电子地图。第8题,车载GPS传给交通监控中心的信息是车载GPS所在地的地理坐标。
二、非选择题(共22分)
9.一艘“MV Suez”号商船在支付210万美元赎金后被索马里海盗释放,后来又险遭另一帮海盗打劫,于是印度与巴基斯坦分别派出军舰“戈达瓦里”号及“巴布尔”号护航。结合所学知识回答下列问题。(22分)
(1)被劫船只能迅速接近护航军舰,得益于地理信息系统中的________(简称)系统。为什么
(2)该系统可以向用户提供船舶的哪些基本信息
(3)若你是某物流公司(经营货物流通与运输的企业)的总经理,你将如何在物流GPS网络平台上利用GPS系统来提高物流企业的工作效率与质量
【解析】第(1)题,“迅速”是关键词,得益于定位导航系统,它可以向航海管理中心发送自己的位置和航向。第(2)题,“基本”是关键词,可根据所学知识回答。第(3)题,由于GPS接收机在接收工作卫星发出信号的同时,也可以把其所在地点的经纬度、海拔、速度等信息不停地发送给工作卫星,因此与电子地图配合,可以随时查询货物的位置、运动方向和速度等信息。因此,利用GPS系统的工作原理和定位方法,物流公司可以对货物的运输进行合理调配,提高工作效率和质量。
答案:(1)GPS　它可以向航海管理中心发送自己的位置和航向,并获得护航舰艇编队的位置。
(2)船舶的位置、航速、航向和时间信息;航图、航迹显示。
(3)当货主交付货物后,将GPS设备与货物捆绑在一起运输,然后提供给货主提货单和GPS网络查询密码;当货物装上运输车辆后,货主和物流公司都可以随时随地通过网络按货单号和密码查询货物当前的运输位置,从而提高物流企业的工作效率与质量。
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11第四节　数字地球
素养目标 思维脉图
1.通过全球定位系统可以精准定位,进一步了解区域状况。(区域认知)2.通过理解数字地球涉及的关键技术,分析数字地球对生活及社会带来的变革。(综合思维)3.结合数字地球在生活中的广泛应用,培养科学素养。(人地协调观)4.结合生活实例分析数字地球对生活及社会发展的影响。(地理实践力)
必备知识·自主学习
一、数字地球的含义
1.数字地球是信息化的地球——地球的虚拟对照体。
2.制作:将有关地球上每一点的信息,按地球的地理坐标加以整理,然后构成一个全球的信息模型。
3.优点:可以快速、形象地了解地球上的任何一点、任何方面的信息。
4.核心:用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会等方面的问题,最大限度地利用资源,并使人们能够通过一定方式,方便地获得有关地球的信息。
5.关键技术:
(1)信息高速公路与高速网络技术。
(2)高分辨率卫星遥感技术。
(3)空间信息技术与空间数据基础设施。
(4)大容量数据存储技术。
(5)可视化和虚拟现实技术。
(6)高性能计算能力。
判断下列关于数字地球说法的正误。
①高分辨率卫星遥感技术为数字地球提供了最基本的空间数据。 ( √ )
②数字地球是“地球村”形成的技术支撑。 ( √ )
③数字地球就是“3S”技术的综合。 ( × )
④GIS、GPS与网络结合,构成数字地球的空间核心技术。 ( √ )
二、数字地球与我们的生活
我国目前正在积极建设“数字中国”,“数字中国”对我国国土整治有何重要意义
提示:促进国土资源的调查、摸清家底,建立国土资源信息库;有利于政府决策的科学化;有利于国土规划、国土开发、国土管理等国土整治工作。
关键能力·合作学习
能力　数字地球
1.数字地球的概念:
2.数字地球的技术基础:
3.数字地球与各种应用技术的关系:
全球定位系统、遥感、地理信息系统、虚拟现实技术、网络技术等是数字地球的基础。它们之间的关系如下所示:
4.数字地球的应用:
数字地球与人们的日常生活(教材P107阅读)
(1)可视电话:不仅可闻其声,而且可见其人。
(2)网络购物:足不出户,通过互联网浏览世界各地的商品,办理商品邮购。
(3)无纸交易:利用互联网实现方便、清洁、安全的电子结算和信用卡结账,纸币将逐渐退出流通领域。
(4)电视会议:多媒体会议系统将在世界各地的与会者组织在一个虚拟的会议大厅里,人们远隔万里也可以举行会议。
(5)视频点播:不受电视台播放节目限制,可随时在网上视频库点播自己喜爱的节目。
(6)居家办公:利用家庭计算机网络和办公自动系统,完成承担的工作任务。
(7)远程教育:通过互联网实现教师、媒体、学生的自主交流,任何人均可享用网上的教育资源。
(8)远程医疗:利用多媒体的三维图像信息处理与传输技术,进行远程医疗。
第十一届国际数字地球会议于2019年9月24-27日在意大利佛罗伦萨举行。据此完成(1)～(3)题。
(1)“数字地球”是 (　　)
①虚拟化的地球
②地球仪的一种
③用数字化手段处理整个地球的自然和社会等方面问题的地球
④按照地球的地理坐标加以整理的
A.②③④　　B.①③④　　C.①②④　　D.①②③
(2)国际数字地球学会开发、研究数字地球的目的是 (　　)
①用数字化手段处理整个地球的自然和社会等方面问题
②最大限度地利用自然资源
③方便地获得有关地球的信息
④提供运动物体的精确位置、运动方向和速度
A.②③④　　B.①③④　　C.①②④　　D.①②③
(3)与会学者和专家可以利用数字地球 (　　)
①布置警力打击犯罪
②模拟环境变化对濒危物种的影响
③掌握作物病虫害及其生长情况
④了解人类和环境之间相互依赖的关系
A.②③④　　B.①③④　　C.①②④　　D.①②③
【思路点拨】解该类题应从以下两点入手:
(1)了解数字地球的含义,知道数字地球与地球仪的不同。
(2)理解研究数字地球的目的及主要应用。
【解析】(1)选B,(2)选D,(3)选A。第(1)题,地球仪是为了便于认识地球,人们仿照地球的形状,按照一定的比例缩小,制作的地球的模型,不是用数字化手段处理的虚拟地球。第(2)题,提供运动物体的精确位置、运动方向和速度采用的是GPS技术。第(3)题,布置警力打击犯罪是警方的职责,不是“这些学者和专家”的职责。
【补偿训练】
　　数字地球其实就是信息化的地球,是一个完整的地球信息化的模型。据此完成(1)～(3)题。
(1)数字地球实现以后,科学家们可以 (　　)
A.制定可持续发展的对策 B.控制全球气温升高
C.控制人口增长速度 D.控制全球贫富差距
(2)数字地球在建设大型水库方面的作用是 (　　)
A.提供当地的地质条件
B.虚拟大型水库建成后库区周围和上下游的环境变化
C.提供当地的人口迁移规模
D.提供水库的水量和水的流速
(3)数字地球可以使普通百姓 (　　)
①周游世界各地 ②接受远程教育
③进行网上购物 ④网上求医
A.①②③④ B.②③④ C.①②③ D.①③④
【解析】(1)选A,(2)选B,(3)选B。第(1)题,数字地球实现以后,通过全球信息共享,依靠计算机的虚拟现实技术,对地球上的各种空间信息数据综合分析处理,可制定可持续发展的对策。第(2)题,利用数字地球的技术虚拟大型水库建成后库区周围和上下游的环境变化,可为决策者提供依据。地质条件、水量、流速及人口迁移规模均需实地调查、统计获得。第(3)题,数字地球可广泛应用于我们生活的方方面面,我们可通过数字地球领略世界各地的各种信息,但不能让我们周游世界各地。
核心素养·情境探究
数字地球
情境:当她戴上头盔时,就看到地球出现在太空中。然后通过某个工具,对所看到的影像进行放大。随着分辨率的不断提高,她看见了大陆,然后是乡村、城市,最后是具体的房屋、树木以及其他天然或人造的景观。她不受限制地穿越空间和时间。在以虚拟的方式去巴黎卢浮宫参观后,她又通过对时间的反向推移,借助新闻短片、报纸等主要的原始资料学习法国的历史。她向自己的电子信箱发送一些有用的信息,留待将来使用。在这里,时间序列可以从现在延伸到遥远的过去,甚至延伸到恐龙时代。
(1)(综合思维)材料中提到了数字地球在未来日常生活中的应用,其应用领域主要有哪些
提示:网上旅游、远程教育等。
(2)(地理实践力)数字地球除了在日常生活中的应用外,还在可持续发展研究和政府决策中发挥作用,试分别举例说明。
提示:可持续发展:模拟未来20年森林面积的变化,研究全球生态环境变化趋势。
政府决策:通过GIS分析犯罪模式和犯罪频率,合理分配警力资源。
(3)(地理实践力)从政府官员、普通百姓两个角色出发,分别简述数字地球的应用前景。
提示:政府官员:数字地球可为国家大型工程决策提供重要的参考数据;数字地球也能为政府对城市的管理提供依据。
普通百姓:我们坐在家里,就可接受远程教育,进行网上购物;参加交互娱乐项目,还可轻松游览各国的风景名胜;逛遍各国的博物馆、美术馆、艺术画廊等。
课堂检测·素养达标
　　数字地球需要很多学科,特别是信息科学技术的支撑,根据其技术特点完成1～3题。
1.数字地球提供的信息量主要取决于 (　　)
A.存储信息量多少 B.网络的通讯能力
C.应用需求 D.用户的技术水平
2.实现数字地球与人交互的窗口和工具是指 (　　)
A.高分辨率卫星遥感技术 B.空间信息技术
C.可视化技术 D.虚拟现实技术
3.信息高速公路与高速网络技术在构建数字地球系统中的作用是 (　　)
A.传输分散在众多数据库中的数据
B.把卫星收集到的各种数据输送到地球
C.传输计算机网络中的抽象化数据
D.传输和模拟地球上图像的数据信息
【解析】1选A,2选C,3选A。第1题,数字地球提供的信息量主要取决于其存储信息的多少。第2题,可视化技术能够将计算机中抽象的数据具体化,以文本、图形、图像、声音、动画、视频等各种形式表现出来,它是实现数字地球与人交互的窗口与工具。第3题,信息高速公路与高速网络技术结合,可以传输分散在数以万计机构的数据库中的数据。
　　中国科学院对地观测与数字地球科学中心某专家说:“数字地球,不再是给你什么,你就只能拿到什么,而是你想拿到什么就能拿到什么,这不是空中楼阁,如果系统足够大、数据源足够多、网络宽带也足够快,每个人都可以在网上操作数字地球系统,收获并创造你所要的信息和知识。”结合所学知识,完成4～6题。
4.关于数字地球的叙述,正确的是 (　　)
①数字地球是数字化地球
②数字地球已经能满足人类目前的需要
③数字地球的最大特征是虚拟现实技术
④数字地球采取集中方式存储信息
A.①② B.①③ C.②③ D.③④
5.可视化技术能够 (　　)
A.构筑数字地球的数据存储技术
B.把卫星搜集到的各种数据输送到地球
C.将计算机中的抽象数据具体化
D.传输分散在众多数据库中的数据
6.下列不属于数字地球服务领域的工作是 (　　)
A.了解城市绿化情况
B.了解各地的风土人情
C.掌握各地犯罪情况
D.直接抓获犯罪分子
【解析】4选B,5选C,6选D。第4题,数字地球是对数字化地球的简单说法;目前数字地球正处于不断完善之中,还无法满足人类目前的所有需要;数字地球是虚拟的地球,虚拟现实技术是数字地球的最大特征;数字地球需要存储大量信息,采用在全球网络中分布式存储。第5题,可视化技术能够将计算机中的抽象数据具体化,以文本、图形、图像、声音、动画、视频等各种形式呈现出来。它是实现数字地球与人交互的窗口和工具。第6题,数字地球能够使人们通过一定方式方便地获得他们所想了解的信息,如A、B、C项的信息,而D项直接抓获犯罪分子还需要相关部门具体实施操作。
课时素养评价
十四　数字地球
(20分钟·50分)
一、选择题(每小题5分,共25分)
　　随着社会经济的发展和科技的进步,数字地球服务的范围、广度和深度不断扩大和提高。据此完成1、2题。
1.下列有关“数字地球”的叙述,正确的是 (　　)
A.“数字地球”就是指因特网
B.“数字地球”就是“信息高速公路”
C.“数字地球”只能方便人们的生活,并不能创造实实在在的财富
D.“数字地球”是用数据通信技术使地球上信息表达方式日益数字化
2.下列不属于 “数字地球”服务领域的工作是 (　　)
A.了解长江流域的水土流失情况
B.了解各地的股市行情
C.掌握各地犯罪情况
D.设计时装
【解析】1选D,2选D。第1题,数字地球是以地理信息技术为基础,信息化的地球是地球的虚拟对照体,人们可以通过这个模型,快速、形象地了解地球上的任何一点、任何方面的信息。“数字地球”是用数据通信技术使地球上信息表达方式日益数字化。“3S”技术为其提供技术支撑,因特网、信息高速公路是其所依赖的技术。“数字地球”在方便人们生活的同时,还能创造实实在在的财富。第2题,由于数字地球是以地理信息技术为基础,“3S”技术为其提供技术支撑,因此利用数字地球可以了解长江流域的水土流失情况、了解各地的股市行情、掌握各地犯罪情况;而设计时装主要是指计算机技术在生产和生活中的应用,不属于 “数字地球”服务领域。
　　“数字校园”是“数字地球”的具体利用与体现。读“数字校园”的应用图,回答3～5题。
3.“数字校园”是指 (　　)
A.对校园内所有信息资源的数字化
B.远程教育和网上学校
C.计算机辅助地理教学
D.建设虚拟学校
4.“数字校园”的思想核心是 (　　)
A.信息资源的数字化 B.建设网上学校
C.发展远程教育 D.减轻师生的课业负担
5.未来借助于“数字校园”技术,有关地理教学的变化的说法,不正确的是 (　　)
A.不再使用地球仪,学生只要戴上显示头盔,就能看见太空中的地球
B.对于区域的学习,利用声音识别系统就能够得到关于行政区范围、动植物物种等信息
C.课堂上不需要老师,学生完全靠计算机自学
D.想要了解有关地区更多的信息,可通过“数据手套”,单击一下链接按钮,就能够看见
【解析】3选A,4选A,5选C。第3题,“数字校园”是利用网络、通信技术对校园内的信息资源进行全面的数字化,通过整理加工,使这些信息资源能够有序地运转,从而更好地为教学、科研、管理和生活服务。第4题,学校信息资源的数字化,可以使学校面向社会,使更多的人能够共享教育资源,这是“数字校园”的核心思想。第5题,虽然数字校园技术能大大丰富课堂教学,但教学依然离不开教师的主导作用。
二、非选择题(共25分)
6.阅读材料,回答问题。(25分)
Google Earth是一款由Google公司开发的虚拟地球仪软件,它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上。
　　Google Earth使用了公共领域的图片、受许可的航空照相图片、KeyHole间谍卫星的图片和很多其他卫星所拍摄的城镇照片。
(1)Google Earth所需的数据是如何存储的 这些最基本空间数据是如何获得的
(2)Google Earth的空间数据的基础设施是什么
(3)在Google Earth中,可视化技术和虚拟现实技术有何区别
(4)根据你的理解,Google Earth涉及哪些关键性技术
【解析】第(1)题,Google Earth所需数据异常庞大,已不可能通过单一的数据库存储,需要分散在数以万计的数据库中;作为数字地球的一种,其最基本的空间数据来自高分辨率卫星遥感技术。第(2)题,空间数据的基础设施主要包括空间数据管理体系、空间数据交换网、空间数据交换标准等。第(3)题,可从含义、与人之间的关系两个角度归纳。第(4)题,Google Earth是一种网络化的数字地球形式,它的建立需要地理信息技术和其他相关科学技术的支撑。
答案:(1)分散在不同机构的数据库。高分辨率卫星遥感技术。
(2)空间数据管理体系、空间数据交换网、空间数据交换标准。
(3)可视化技术:将计算机中的抽象数据具体化,以文本、图形、图像、声音、动画、视频等各种形式表现出来,它是实现数字地球与人交互的窗口和工具。
虚拟现实技术:可以生成虚拟环境;运用视觉、听觉、嗅觉、触觉感官与人体的自然技能感受逼真的虚拟环境,与虚拟世界进行交互,完成各种虚拟过程。
(4)信息高速公路与高速网络技术、高分辨率卫星遥感技术、空间信息技术与空间数据基础设施、大容量数据存储技术、可视化和虚拟现实技术等。
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10第一节　地理信息系统及其应用
素养目标 思维脉图
1.应用地理信息系统,了解城市建设和管理状况。(区域认知)2.掌握地理信息系统的应用范围,能综合分析理解其在现代社会发展中的作用。(综合思维)3.了解地理信息系统的工作过程,感受科技发展对生产、生活带来的巨大影响。(人地协调观)4.能辨别日常生活中常见的各种信息技术设备,熟练使用其主要功能,并能指导生产生活。(地理实践力)
必备知识·自主学习
一、地理信息系统
1.地理信息系统:一种以采集、存储、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。
2.功能:除了一般的存储、管理数据外,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。
3.发展:
4.组成:共五部分。
硬件设备 计算机主机、数据输入设备、数据输出设备、数据传输设备、存储设备
地理数据 基础数据和专题数据
GIS软件 提供存储、显示、分析地理数据的功能
GIS人员 GIS系统开发人员和用户
应用模型 解决实际问题的数学模型
5.工作过程:
二、地理信息系统与城市管理
1.GIS的应用领域:
判断下列有关GIS应用说法的正误。
①要想动态显示北极冰川面积近30年的变化状况,并预测其变化趋势,需要应用的技术手段为地理信息系统。 (√)
②地理信息系统可以查询事故频次,分析出警最优路径。 (√)
③GIS能够了解地物随时间变化的过程,分析该地物发展趋势。 (√)
④如果将GIS技术用来监测森林火灾,可以预测、判断引起火灾的原因。 (×)
2.GIS在城市建设和管理中的典型应用:
将GIS在城市建设和管理中的典型应用对应连线。
3.GIS的新发展:网络GIS、三维GIS和虚拟GIS、多媒体GIS。
【思考】
　　假期去北京旅游,要去参观奥运比赛场馆,北京这么大,你怎么才能找到你要去的地方呢 除了问路、找纸质地图,还有什么方法
提示:查询电子地图。
关键能力·合作学习
能力　地理信息系统及其应用
1.GIS的组成及功能:
组成 用途
硬件 计算机和网络设备、存储设备、数据输入、显示和输出的外围设备 GIS基本设备
软件 主要包括以下几类:操作系统软件、数据库管理软件、系统开发软件、GIS软件等 GIS软件提供存储、显示、分析地理数据的功能
数据 专题数据 规划、房地产、交通、环保、公用事业数据 GIS建立在地理数据的基础上,数据组织和处理是GIS应用系统建设中的关键环节
基础数据 地质、地貌、地形数据等
应用模型 解决不同的问题要使用不同的模型,如人口扩散模型、商业选址模型、路径分析模型等 解决各种实际问题的数学模型
人员 从事GIS系统开发的专业人员 组织、协调、管理、应用
使用GIS完成工作的用户
2.地理信息系统的工作过程:
3.地理信息系统的应用:
(1)地理信息系统在城市管理中的功能。
(2)地理信息系统在灾害监测中的应用。
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)地理信息系统在经济活动中的应用。
　　地理信息系统与遥感技术、全球定位系统技术及网络技术相结合,可为现代经济活动提供全新的数据地图决策信息。下图是地理信息系统在商业活动中的应用:
(4)地理信息系统在医疗救护方面的应用。
(5)地理信息系统在灾害监测中的应用。
(2016·浙江高考)云杉(亚寒带代表性针叶树种)分布与全球气候变化密切相关。为研究北美洲气候变化,用恢复历史植物分布的方法,得到距今2.1万年(图甲)、距今5千年(图乙)和距今5百年(图丙)北美洲云杉主要分布区图。运用地理信息技术得到甲、乙、丙三幅云杉主要分布区图,其研究过程是(　　)
①实验分析并建立云杉主要分布区地理信息数据库
②运用GPS对野外采样点进行空间定位
③运用GIS分析和输出云杉主要分布区地理信息数据
A.①②③ B.①③②
C.③②① D.②①③
【思路点拨】解答本题可按照以下思路:
【解析】选D。地理信息系统对空间信息管理的工作流程为:信息源→数据处理→数据库→空间分析→表达。因此首先要获取云杉空间分布的采样信息,然后通过数据处理建立云杉分布区的数据库,最后对云杉分布数据库进行分析和输出。
【补偿训练】
　　2018年首个飓风“阿尔伯托”5月28日在美国东南部佛罗里达州登陆,预计将给密西西比州、亚拉巴马州、佐治亚州等东南部沿海地区带来强降雨和强风。据此回答(1)、(2)题。
(1)如果让你利用GIS制订撤离预案,你需要输入的基础数据包括(　　)
①地质数据 ②地貌数据
③地形数据 ④交通数据
A.①②③　　　　　　　B.②③④
C.①②④　　　　　　　D.①③④
(2)制订撤离预案,属于GIS的________功能(　　)
A.存储 B.管理
C.分析 D.模拟
【解析】(1)选A,(2)选D。第(1)题,GIS建立在地理数据的基础上。根据内容的不同,GIS数据可分为基础数据和专题数据。基础数据包括地质、地貌、地形数据等;专题数据包括房地产、交通、环保数据等。题干要求输入的是基础数据,故①②③正确。第(2)题,存储是指将地理数据分类存储到地理数据库的过程;管理是指对存储的地理数据进行分类整理的过程;分析指通过对GIS数据的操作,使各类数据之间的关系以直观的形式表现出来,如形成各种图形、表格等;模拟指利用GIS数据对即将进行的事项进行模拟和预测。“制订撤离预案”是利用GIS对输入信息进行模拟,这属于GIS的模拟功能。
核心素养·情境探究
情境:济南的张先生打算开一家连锁店,可济南市里已经有十几家这样的分店了,在什么地段开店才能实现利润最大化呢 他从网上调出城市电子地图,对主要商业区、居住区、城市繁华地段进行快速查询统计,各种数据、指标一目了然。他输入自己的期望值,系统很快筛选出5个最具价值的热点区域,并根据人流量、交通状况、周边地段、未来发展预测等情况仿真计算出店面经营状况。张先生很快就从中选定了自己最满意的店址。
(1)(综合思维)材料中,张先生在进行店面选址时运用了地理信息系统的哪些功能
提示:查询　分析　模拟
(2)(综合思维)试说明张先生从网上进行店面选址与人工选址相比有什么优势
提示:省时省力、方便迅速,能对各备选店址进行模拟,选址更科学有效。
课堂检测·素养达标
1.在地理信息系统的组成中,属于GIS核心的是(　　)
A.计算机系统 B.地理数据
C.应用人员 D.应用模型
【解析】选A。计算机系统是GIS的核心,它包括硬件系统和软件系统。地理数据是GIS的操作对象,也是GIS数据库的主要内容。地理数据是GIS系统建立的基础,包括基础数据和专题数据。GIS人员包括GIS系统开发的专业人员,也包括采用GIS完成工作的用户,是GIS最活跃的因素。应用模型是解决各种实际问题的数字模型,解决不同问题,要使用相应的模型。
2.建立GIS数据库,使用的一种常见方法是(　　)
A.文字表格化 B.地图最小化
C.地图数字化 D.地图扩大化
【解析】选C。常见的纸质地图、文字以及非数字形式的资料,都必须转换为数字形式,才能为计算机存储、识别和处理。实现图形到数字的转换过程,称为数字化。利用GIS软件进行地图数字化是建立GIS数据库的一种常用方法。
　　目前可通过计算机模拟许多地理进程。下图为古生代至中生代海陆演化进程示意图。读图完成3、4题。
3.能提供该类模拟功能的地理信息技术是(　　)
A.遥感 B.互联网
C.全球定位系统 D.地理信息系统
4.为实现上述模拟过程,需采集的主要信息有(　　)
①地质年代资料 ②气候变化数据
③冰川运动轨迹 ④板块运动数据
A.①② B.①④ C.②③ D.②④
【解析】3选D,4选B。第3题,遥感的主要功能是获取信息,全球定位系统的主要作用是定位和导航,而地理信息系统的主要功能是采集、分析、处理和应用,互联网最大的功能是搜索等。具有模拟功能的是地理信息系统。第4题,图中显示海陆演化进程,需要采集地质年代资料,板块运动数据等相关信息,但与气候变化、冰川运动轨迹无关。
5.GIS即地理信息系统,在国民经济各部门得到了广泛的应用。GIS数据库由若干图层组成。据此回答下列问题。
(1)GIS的工作过程主要有哪些环节
(2)图示的“图层”按自然和人文两个方面分类,属自然地理方面的是_________
_________________,属人文地理方面的是______________________________。
(3)若要研究邮政通信点的布局问题,你认为还应该增加哪些图层 请简单说明理由。
(4)试设计一项应用GIS的课题研究项目。
【解析】(1)GIS是利用计算机系统对输入的数据进行快速计算、分析、表达的现代信息技术,所以其工作过程包括地理数据的输入、存储,地理数据的处理,地理信息输出三个主要环节。(2)对各个图层的地理要素进行分类:属于自然形成要素的有水系、地形和土壤;属于人文(人为影响)要素的有土地利用、居民区。(3)邮政通信点是方便居民收发信件的服务设施,所以要靠近人口分布密度大的区域和交通便利的区域,在现有的图层中不能获得交通线路信息和居民人口分布密度信息,所以要增加这两个图层。(4)设计一项应用GIS的课题研究项目,是一个开放性题目,既可以结合图中信息从生活实践出发进行设计,如“某地水利工程的选址”“该地区土地利用的合理规划”“美丽乡村建设中垃圾投放点的选址”等。也可以结合课本知识提出方案,如“江汉平原某年水稻长势的监测分析”“中等城市垃圾填埋场选址模式及与交通、环境关系的分析”“油轮在某海域发生大量漏油事故时,预测其污染范围及对海洋生物的影响”等。
答案:(1)包括地理数据的输入、存储,地理数据的处理以及地理信息输出等环节。
(2)水系、地形和土壤　土地利用、居民区
(3)交通线路图和居民分布密度图。
理由:邮政通信点的布局要具备两个条件,一是要分布在居民点内或居民分布集中的地区;二是要布局在交通便利的地方。
(4)如“江汉平原某年水稻长势的监测分析”“中等城市垃圾填埋场选址模式及与交通、环境关系的分析”“油轮在某海域发生大量漏油事故时,预测其污染范围及对海洋生物的影响”等。
课时素养评价
十一　地理信息系统及其应用
(20分钟·70分)
一、选择题(每小题5分,共50分)
1.香港电子地图是地理信息系统(GIS)的典型反映。GIS技术与普通地图共同的特点是(　　)
A.信息量一样大
B.都便于查询各种信息
C.都能进行空间分析
D.都利于数据化处理各种信息
【解析】选C。GIS技术是地图的延伸,比普通地图的信息量大;普通地图不便查询信息;二者都能进行空间分析;普通地图不利于数据化处理信息。
【知识拓展】正确区分GIS与电子地图
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。
2.(2018·4月浙江选考)某地理课外活动小组制作专题地图,运用GIS技术打开河流、城镇两个图层,图层中十字星的经纬度相同,如果将两个图层叠加,所得地图为(　　)
【解析】选D。两幅图方向一致,但比例尺不同,城镇图层比例尺增大一倍,与河流图层叠加为D。
　　GIS中,不同类型的地理空间信息储存在不同的图层上。叠加不同的图层可以分析不同要素间的相互关系。据此完成3、4题。
3.城市交通图层与城市人口分布图层的叠加,可以(　　)
A.为商业网点选址提供依据
B.分析建筑设计的合理性
C.计算城市水域面积
D.估算工农业生产总值
4.对2010年与2020年城市土地利用图层进行分析,能够(　　)
A.计算交通流量的变化 B.预测洪涝灾害的发生
C.了解城市地域结构变化 D.预测城市降水变化趋势
【解析】3选A,4选C。第3题,从选项内容可以看出,建筑设计的合理性、城市水域面积、工农业生产总值三个方面都与城市交通图层和城市人口分布图层的叠加所形成的专题地图没有必然的、直接的联系,只有商业网点选址必须考虑人口分布与交通。第4题,不同年份城市土地利用的状况会影响到城市地域结构的变化,而计算交通流量、预测洪涝灾害、预测城市降水与城市土地利用之间并没有必然的联系。
　　近年来,国内各大电子商务平台发展活跃,出现许多专业的“淘宝村”。下图通过地理信息系统(GIS)对城市进行规划研究。读图回答5、6题。
5.该城市中心区位于图示区域的(　　)
A.东北部 B.西南部 C.西北部 D.东南部
6.若在该区域新建“淘宝村”,最宜选择在(　　)
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【解析】5选B,6选D。第5题,读图分析可知,该城市中心区位于图示区域的西南部。第6题,“淘宝村”要求物流便利,所以可能主要分布在郊区交通干道甚至交通便利的农村附近,“淘宝村”是因家庭网店发展起来的,与高校、科研机构分布关系不大,所以新建“淘宝村”最宜选择在丁地。
【补偿训练】
　　下图示意某区域不同信息的图层。地铁建成运营后站点周边地价将随之上涨,但上涨后的地价很难超过50。读图完成(1)～(3)题。
(1)该区域商业中心最有可能位于(　　)
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
(2)地铁建成运营后,地价涨幅最大的地块是(　　)
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
(3)地铁建成运营后,乙地的利用类型最可能是(　　)
A.工业用地 B.行政用地
C.绿化用地 D.住宅用地
【解析】(1)选A,(2)选B,(3)选D。第(1)题,比较地块与地价图层,四地中甲地地价为50,为最高值,最有可能是商业中心。第(2)题,地价与拟建地铁站图层叠加分析可知,乙地有地铁站且目前地价最低10,所以乙地地价涨幅最大。第(3)题,乙地地价最低,远离商业中心,地铁站建成后,方便居民出行,故最可能为住宅用地。
　　下图为某工程应用地理信息系统(GIS)选址工作流程图。读图回答7、8题。
7.下列最有可能采用图示流程进行选址的工程是(　　)
A.汽车加油站 B.地下水天然下渗补给区
C.大型游乐园 D.放射性废弃物储存场
8.图示GIS处理与分析流程中,a环节所示功能为(　　)
A.趋势分析 B.叠图分析
C.风险分析 D.模式分析
【解析】7选D,8选B。第7题,由图中信息“低人口密度区”“不接近主要道路”“非生态保护区”等可判断该工程存在一定的风险。A项需接近主要道路,B项应该分布在生态保护区,C项适宜建在高人口密度区。第8题,图中所有a的功能都是两项指标的叠加,因此a环节所示功能为叠图分析。
　　据中国地震台网测定,2018年9月28日18时02分在印度尼西亚(0.25°S,119.9°E)发生7.4级地震,随后产生的海啸给印度尼西亚造成大量人员伤亡和财产损失。完成9、10题。
9.预估地震和海啸带来的损失程度,主要运用(　　)
A.GPS B.GIS C.RS D.VR
10.对海啸灾害,合理有效的防灾减灾措施是(　　)
A.将人们迁离海岛和远离沿岸地区居住
B.加强灾情的监测、预警
C.保护海岸,在全球海岸带营建红树林
D.增高海岸堤防,围海造陆
【解析】9选B,10选B。第9题,预估地震和海啸带来的损失程度,需要对多类数据整合分析,因此主要运用GIS技术。第10题,将人们迁离海岛和沿岸居住不切合实际。建立灾情监测预警系统,可以有效防灾减灾,将灾害降低到最小程度。红树林适合在热带海岸生长,不是全球海岸带都能种植红树林保护海岸。可以增高海岸堤防,但不能随意围海造陆。
二、非选择题(共20分)
11.读图分析回答问题。(20分)
(1)上面的图片反映了我国目前大多数城市存在的交通拥堵现象。若应用GIS解决城市交通拥堵问题,其发挥出的积极作用主要有哪些
(2)未来五年上海将计划形成“海、陆、空交通方式并举的格局”,城市土地利用状况将发生一定的变化。五年以后,如果你要了解上海市近五年以来土地使用性质、地块轮廓的变化,在GIS中,你可直接进行对比分析的图层是什么
(3)如果你想利用假期去上海复旦大学参观学习,但你对上海市又不熟悉,你将如何利用GIS进行路径查询
【解析】第(1)题,应结合产生城市交通拥堵现象的原因和解决城市交通拥堵问题的措施进行分析回答。第(2)题,GIS的数据存储采用“分层”技术,将地图中的不同地理要素存储在不同的图层中。在GIS的具体操作中往往涉及部分图层或个别图层,而不是所有的图层。因此,要了解上海市近五年以来土地使用性质、地块轮廓的变化,应对近五年以来上海市每年的土地利用图层进行对比分析。第(3)题,从GIS具有提供路况信息查询功能得到答案。
答案:(1)快速查询道路通行状况,提供交通疏散方案;为道路规划提供最佳路径分析;查询路况信息、道路养护和应急抢修服务等。
(2)近五年以来上海市每年的土地利用图层。
(3)利用网络调出复旦大学所在地区的地图,查出从车站到复旦大学最合理的公交路线。
(15分钟·30分)
一、选择题(每小题5分,共20分)
　　下图示意某地理专题研究建立的地理信息系统图层。读图完成1、2题。
1.叠加丙与丁图层可以研究(　　)
A.河流分布 B.地形特征 C.商业布局 D.客货流量
2.为了较合理地得出丙图,需要叠加的图层有(　　)
A.甲与乙 B.甲与丁 C.乙与丁 D.甲、乙、丁
【解析】1选C,2选D。第1题,丙图层是交通分布,丁图层是人口分布,与人口和交通相关的是商业布局。第2题,交通建设首先要考虑尽可能多的连接居民点,以获得较好的社会经济效益,在具体选线上,要考虑到地形和河流等自然条件,以降低建设成本。
　　(2020·济南高二检测)“吹沙填海”是指利用沙袋将一定面积的海域圈起来,再用压力泵及管线将圈外的海底泥沙和海水一起“吹”进圈内,海水流出圈外,泥沙沉积在圈内,淤积成陆。渤海湾西北岸的曹妃甸港及工业区吹沙造陆面积达310 km2,平均填海深度4.6 m。下图示意渤海湾西北岸1994—2010年填海造陆进程分析GIS流程。读图完成3、4题。
3.渤海湾西北岸“吹沙填海”造陆的优势条件是(　　)
A.冬春季节风力大 B.浅海滩涂面积广
C.沿岸河沙丰富 D.围堤总长短
4.根据上述GIS流程图,利用此GIS系统能得到渤海湾西北岸填海造陆进程的
(　　)
①海岸线长度 ②填海区植被类型
③填海区土地利用类型 ④填海造陆面积
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
【解析】3选B,4选D。第3题,据材料,“吹沙填海”是指利用沙袋将一定面积的海域圈起来,再用压力泵及管线将圈外的海底泥沙和海水一起“吹”进圈内,海水流出圈外,泥沙沉积在圈内,淤积成陆,故与冬春季节风力大小无关;浅滩面积广有利于海水流出圈外,泥沙沉积在圈内,淤积成陆;与沿岸河沙是否丰富无关;“吹沙填海”是在浅海区造陆,与围堤总长短无关。第4题,据图分析,填海造陆的进程中需要了解的内容与填海区植被类型、填海区土地利用类型无关。
二、非选择题(共10分)
5.甲图为一幅“我国山东某区域的地理信息空间数据图”,每个小方格表示实际长宽各10米,图中r表示河流,s表示林木,h表示住房,f表示耕地;乙图数据表示相应区域内各方格的平均海拔高度(单位:米),回答下列问题。(10分)
s s s s s r s
s s s s s r s
f f s s s r
f f f f r
f f f f h r
f f f f r r
f f r
f f r
r s s
r s
甲
84 84 81 86 80 79 77 75 77 81
86 85 82 86 82 77 77 75 77 79
76 76 77 78 78 78 77 75 77 78
76 76 76 76 76 76 75 77 78 80
76 76 76 76 76 75 74 77 78 80
76 76 76 76 74 74 76 77 81 83
76 76 75 74 75 76 76 81 82 82
76 76 74 75 76 76 77 82 84 83
75 75 74 75 76 76 77 81 84 86
75 75 74 75 76 76 77 82 85 86
乙
(1)该河流的流向为____________________。
(2)该处的森林覆盖率为__________。
(3)耕地面积为______m2,其海拔高度为______米。
(4)从地形看,此住房面临的主要问题是容易遭受__________________灾害。
(5)为配合区域荒山绿化,该地区准备栽培一批果木林。请列举比较适合的水果品种(至少两种)__________________。
【解析】第(1)题,由图甲知河流为东北—西南流向,由图乙知东北部海拔高于西南,所以河流由东北流向西南。第(2)题,图甲中“s”占有18个格,森林覆盖率为18%。第(3)题,图甲中“f”有18个格,每个格为100 m2,耕地面积为1 800 m2;由图乙知其海拔为76米。第(4)题,“h”代表住房,处在山谷中,容易遭受洪涝的威胁。第(5)题,该地位于华北平原,代表性水果为苹果、梨、红枣等。
答案: (1)自东北流向西南　
(2)18%
(3)1 800　76
(4)洪涝
(5)苹果、梨、红枣
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17阶段提升课
知识体系·思维导图
主题归纳·能力提升
一、遥感影像图片的判读方法
1.首先要明确遥感影像图片的主题内容。这是进行准确判读的前提。如“格陵兰岛冰原面积变化遥感图”中需要我们判读的是格陵兰岛的冰原面积的变化特征。
2.了解掌握遥感影像图片的基本解译标志、解译过程及注意事项,从而了解影像图片中的各种地物的差别及特征。包括形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置和布局等。如上图中我们可以抓住色调和形状两个要素进行判读,依据色调可确定图中的白色区域为冰原部分,依据其形状的变化可确定冰原面积的变化。
3.对主题判读地物进行分析、推理,得到我们想要的结论。如对上图中两幅图的对比,可以发现格陵兰岛的冰原面积大大减少了,说明是全球气候变暖导致的,其冰原面积的减少必然会对全球的生态环境带来一定的影响。
图甲、图乙是美国宇航局公布的密西西比河流域某地区的卫星照片。读图回答(1)、(2)题。
(1)对比两张卫星照片,能直接得出的判断是该区域 (　　)
A.2010年春季干旱严重
B.2010年以来河道持续变宽
C.2011年春季湖泊增多
D.2011年春季大片土地被淹
(2)与图甲相比,图乙所示时期该区域发生变化的最主要原因是 (　　)
A.连降暴雨 B.农田漫灌
C.高压控制 D.海水倒灌
【解析】(1)选D,(2)选A。第(1)题,对比两图可以看出,2011年的水域面积比2010年明显扩大,大片土地被淹。第(2)题,导致河水大增的主要原因最可能的是连降暴雨。
【补偿训练】
　　阅读材料,回答下列问题。
材料一　2016年7月27日,极之美“世界之巅破冰之旅”北极点探险队成功抵达北纬90度。
材料二　下图为不同年份北极附近冰川遥感影像。
(1)这支探险队在向北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
(2)全球气候变暖导致北极冰川不断融化,动态监测北极冰川和海岸线变化及预测北极冰川未来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,监测海平面上升需要的地理信息技术为__________________。
(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。
【解析】第(1)题,这支科学考察团在向北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为GPS,利用了该项地理信息技术的全球性、全天候、连续性和实时性等特点。第(2)题,利用遥感获得的资料,通过建立相关的数据模型,能够显示极地冰川的变化并预测出其变化趋势。只有通过GPS才能判读出海平面细微的变化。第(3)题,利用GPS技 术实时对北极熊的行踪进行监测,可了解北极熊的生存状态。
答案:(1)GPS。　全球性、全天候、连续性和实时性等特点。
(2)RS和GIS　GPS
(3)给北极熊佩戴装有GPS信号发射装置的项圈,GPS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。
二、“3S”技术的区别
1.原理区别:
主要组成部分 特点和功能 简单理解
全球定位系统(GPS) 空间星座、地面监控系统、用户系统 空间位置(地理坐标)的确定、导航 在哪里
遥感(RS) 卫星(或飞机)、传感器、地面接收站 地表观察、地理数据收集 是什么 有什么
地理信息系统(GIS) 系统硬件、系统软件、数据、应用人员、应用模型 数据采集、数据分析、决策应用 为什么 有何联系 如何利用、解决
(1)GPS负责找位置,解决在哪里的问题。
(2)RS负责拍片,解决是什么的问题。
(3)GIS如人脑,负责存储和处理信息,解决为什么、怎么样、如何办的问题。
2.“点、想、看”三字诀判别“3S”:
(1)“点”与“面”判断GPS。
GPS的主要功能是定位和导航。它的最大特点是工作对象是一个“点”或“多个点”,明显区别于RS和GIS技术的工作对象——“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。
(2)“想”与“看”区分RS、GIS。
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。
当今,“3S”(RS、GPS、GIS)技术在生产、生活和科研中的作用越来越突出。运用有关“3S”知识回答下列问题。
(1)GIS具有强大的查询功能,根据图1显示的查询半径,图中以北京为查询中心的地图比例尺为____________。
根据图中显示的经纬度可知,地图中代表呼和浩特、济南、太原、天津的字母分别是____________。
(2)城市道路建设速度越来越快,地图测绘部门为了及时更新城市道路变化信息,需要利用____________技术;图2所示的交通监控与救援管理系统,根据交通事故发生地点,利用______________技术,快速设计出警车、救护车赶往出事地的最佳行车路线;而交通事故发生地与警车、救护车的精确位置是利用____________技术获取的。为了能对运动中的汽车精确定位,至少需要接收______________颗卫星的信息。
(3)图3中各个圆的重叠部分分别代表RS、GPS、GIS不同组合的综合应用,其中重叠部分乙代表GIS与RS技术的组合,丙代表________________技术的组合。在图3所示的各个综合应用中任选一种组合,并写出应用实例。
【解析】第(1)题,主要从图中的注记中读出该图半径实际距离为500 km,图上距离为1厘米,便能计算出比例尺;只要明确呼和浩特、济南、天津、太原与北京的相对位置,就能对号入座。第(2)题,城市道路变化信息,需要利用RS技术。经过GIS系统对交通监控与救援管理系统进行处理,则能快速设计出警车、救护车赶往出事地的最佳行车路线。要知道任何一点的精确位置,都可用GPS技术获取。第(3)题,从图中直接可以看出丙为GIS和GPS的重叠部分,因此代表二者的组合。明确甲、乙、丙、丁分别代表的是哪类技术的组合,举出利用相应技术的例子即可。
答案:(1)1∶50 000 000　A、D、B、C
(2)RS　GIS　GPS　四
(3)GIS与GPS
甲:RS获取矿床露头信息,GIS分析矿产种类,GPS确定矿床露头位置
乙:RS获取水灾淹没区的动态信息,GIS分析水灾损失
丙:装载GPS接收器的运钞车发送位置信息到监测中心,GIS监测运钞车是否偏离预定线路
丁:RS获取森林火场遥感信息,并可判断火势蔓延方向,GPS获取火场精确位置,引导消防队员及时、准确到达灭火地点(甲、乙、丙、丁任答一点即可)
【补偿训练】
　　结合2018年第8号超强台风“玛莉亚”未来路径预报图,回答问题。
(1)能实时监测台风“玛莉亚”位置的地理信息技术为__________。
(2)2018年7月11日一艘正行驶在我国台湾海峡的渔船遭受16级大风袭击后,发出求救信号,福建海事局调度船只进行营救时需要运用________和________技术。
(3)要完成台风“玛莉亚”未来60小时路径预报图的绘制需要哪两种地理信息技术的共同完成。
(4)上一小题说明“3S”技术的应用常常是两种(或以上)技术结合起来的,请再列举两例说明“3S”技术的综合应用。
【解析】第(1)题,遥感技术广泛应用于自然灾害防御监测,能实时监测台风。第(2)题,福建海事局首先要利用全球定位系统确定求救船只,然后再运用地理信息系统了解营救船只与渔船的位置关系,以便及时营救。第(3)题,台风路径概率预报图的绘制,首先要借助遥感技术获取台风中心的位置,然后利用地理信息系统结合已有的台风信息,建立相关的数据模型,进而预测出台风未来的移动方向,并绘制出相应的地图。第(4)题,本题具有一定开放性,答案合理即可。
答案:(1)遥感技术
(2)全球定位系统　 地理信息系统
(3)遥感技术和地理信息系统。
(4)如在水灾发生时,遥感技术可获取水灾淹没区的动态信息,地理信息系统能分析水灾损失;在医疗救助中,全球定位系统能确定救助对象和救护车辆的位置,地理信息系统能确定出最佳救助路线。(答案合理即可)
核心素养专题——地理实践力
含义 地理实践力指人们在考察、实验和调查等地理实践活动中所具备的意志品质和行动能力
形式 以北斗卫星导航系统为例,了解全球定位系统在生产生活中的应用
素养要求 (1)通过材料分析掌握北斗卫星导航系统的功能及工作原理(2)能够结合实际,通过数学原理计算三维空间定位所需的条件(3)能够联系实际的农业活动分析北斗卫星导航系统在农业生产中的应用
材料一　北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设、独立运行的卫星导航系统,是为全球用户提供全方位、全天时、高精度的定位,导航和授时服务的国家重要空间基础设施。2020年6月24日上午,北斗三号最后一颗全球组网卫星在我国西昌卫星发射中心成功发射,标志着北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。
材料二　“依靠北斗卫星导航系统,拖拉机作业是平竖直,没有一点误差,这导航系统好使!今年开春我们合作社的800亩辣椒播种就靠它了。”前不久,安集海镇乡土地农民种植专业合作社负责人在田间地头,看着远处的播种机高兴地说。
(1)我国北斗导航系统的主要功能是什么 其原理是什么
提示:定位和导航。工作卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息,用户接收到这些信息后,经过计算,求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。
(2)运用数学原理,要计算出地面静止物体的位置,至少根据几颗卫星提供的资料 要进一步提高定位精度,并迅速计算出运动物体的空间位置、运行速度和运行方向,至少根据几颗卫星提供资料
提示:3颗。4颗。空间位置的定位需要空间三轴直角坐标系,即三维空间。这样必须由3颗卫星从三轴的方向来测定空间某点的地理坐标,故所使用的卫星不能少于3颗。根据4颗卫星提供资料,可迅速计算出运动物体的空间位置。
(3)推测利用北斗卫星导航系统后,农业生产会呈现哪些特点
提示:速度快、质量好、效率高等。
(4)你认为在哪些农业生产中还可以利用北斗卫星导航系统
提示:播种收割、施用农药(农肥)、农业运输等。
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