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(共53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
课程目标 通过探究有关自然地理问题，了解地理信息技术的应用
学习目标 运用有关资料，了解地理信息系统在城市管理中的应用
结合某区域，举例说明全球导航卫星系统在定位导航中的应用
结合实例，分析遥感在地貌、气候等的调查和监测、环境和灾害监测中的应用
理论联系实际，能够运用地理信息技术处理生活中的一些问题
探索
溢油污染影响模拟
溢油污染影响模拟结果
2. 如何监测石油污染的扩散情况？
思考 1. 要获取溢油污染影响的模拟
结果，需要了解哪些地理信息？
①溢油点、溢油量、洋流、盛行风、
河流等影响溢油扩散的信息；
②湿地分布、水资源利用、生产生
活现状等会受油污的影响
应用遥感技术
导入新课：
1989年
2003年
思考：我们采用什么地理信息技术
来获取缩小的咸海的影像呢？
导入新课：
思考：我国福建沿海的渔民为了从海洋上捕获
更多的鱼，他们采用了什么地理信息技术
迅速获得鱼群所在位置的信息的呢？
我国是世界上受台风影响最大的国家之一，加强台风的监测和预报是减轻台风灾害的主要措施。
2.从卫星云图上，能清晰地看到台
风中心的位置及其移动方向。卫
星云图的获取主要来自什么技术？
思考：1.对台风在洋面上形成至登陆前这一过程
的探测主要是利用探空气球还是气象卫星？
气象卫星
遥感技术
导入新课：
导入新课：
思考：我们采用什么地理信息技术
来获取汶川地震前后地质灾
害的影像呢？
汶川地震前后地质灾害对比图
2021年7月18日郑州出现罕见持续强降水天气过程,全市普降暴雨引发洪涝灾害。大尺度的环流背景对强降雨的产生是必不可少的,必须得有源源不断的水汽输送，而本次郑州暴雨,台风“烟花”就是罪魁祸首。
思考：在天气预报中，实时监测
台风 “烟花”的形成过程,对台
风的位置和移动方向的预报是
怎样实现的
手机点餐类APP为用户选择餐馆、点餐提供了便利。
思考：1.通过APP查询送餐员即时位置的技术是什么地理信息技术？
2.开车出外自驾游，通过什么技术寻找路线
和目的地？
“5.12”汶川地震摧毁了当地的交通、通信设施，地震灾区瞬间成为信息孤岛，外界无法及时得知受灾情况，这使得救援工作无法顺利开展。约8小时后，首批武警官兵到达地震重灾区，并使用北斗用户机实时传递灾情，这是地震重灾区发出的第一束生命急救电波。
思考：北斗用户机是一种什么设备 它通过
什么渠道传送灾情
目 录
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
1
一.全球导航卫星系统及其应用（GNSS）
思考：什么是全球导航卫
星系统？主要功能是什么？
1.概念：
能在地球表面或近地空间的任何地点，提
供全天候的________、____、_______的
导航定位系统。简称__________。
三维坐标
速度
时间信息
GNSS
2.主要功能：
定位与导航
3.优点:测量的精度高，操作简便，而且仪器 体积小、
便于携带，可以全天候操作
能实时定“四度”：经度、纬度、高度、速度
定位获取三维信息需要4颗卫星
GNSS
世界主要导航卫星系统：
欧洲
伽俐略
俄罗斯
GLONASS
中国
北斗
美国
GPS
4.组成
空间部分—卫星星座（24颗卫星）
地面控制部分—地面监控系统
用户设备部分—GNSS信号接收机
由6个轨道,24颗卫星组成,其中21颗工作卫星,3颗
备用卫星,相邻两个卫星轨道之间呈60°的夹角。
定位获取三维信息需要4颗卫星
思考：全球卫星导航系
统由哪几部分组成？
1个主控站
3个注入站
5个监控站
4 颗卫星
四颗卫星的空间位置信息
电磁波
地面接收器
运算
目标点空间位置
（经度、纬度、高程、速度）及其他信息
定位获取三维信息需要4颗卫星
4 颗卫星
思考：全球卫星导航系
统如何实现目标定位的？
能实时定“四度”：经度、纬度、高度、速度
三维坐标
运动速度
精确授时
为导航服务
定位获取三维信息需要4颗卫星
确定地理位置、高程；导航；授时等。
思考：全球卫星导航系
统如何实现目标定位的？
材料：我国旅游业在发展过程中，出现了两种现象:一是随着私家车的增多，“自驾游”越来越多,尽管人们对某地道路一点也不熟,但只要有车载卫星导航系统，一切都迎刃而解;二是将目光投向人迹罕至的地区,过去人们在这些地区极易迷失方向,遭遇危险,现在只要配有信号接收机,安全就得到了保障。
思考：全球卫星导航系统对开车出行
有什么作用
①规划出最佳路线;
②引导驾驶;
③随时掌握前方路况,提高出行效率;
④了解出行目的地的停车状况。
4.应用领域
思考：GNSS在哪些领域得到广泛应用？
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
（1）林业调查
广泛应用于测定森林面积、道路位置、森林火灾位置，界定边界线，估算木材含量，寻找水源等林业测量领域，得到调查样地的详细位置
(2)海洋观测
全球导航卫星系统能够实现对地壳运动、海平面变化、海洋气象等方面的有效监测。提供海洋空间位置基准。
(3)防灾减灾
进行准确定位，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。
(4)旅游探险
精准定位：最优行进方式和线路选择；寻找合适的道路和宿营地；预险报告；选择最佳记录摄影地点、时间。
应用领域 功能表现 具体用途
军事 定位、导航 主要用来给航行中的军舰、飞机及导弹提供定位和导航信息，同时也广泛应用于野外军事行动中单兵和移动装备定位及跟踪
测量 定位 GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘察、地壳运动观测、地基测量
交通 定位、导航 对车辆进行跟踪、调度管理、合理分配车辆，从而以最快的速度响应用户的乘车或配送请求，降低能源消耗，节省运行成本。同时GPS对车辆还具有导航功能
救援 定位 可对消防人员、救护人员、交通警察进行应急调遣，从而提高紧急事件处理部门对火灾、犯罪现场、交通事故等紧急事件的响应效率
农业 定位 实施“精准农业耕作”及捕鱼
区域地究 在区域环境中利用较多的是导航服务，地面监控系统把信息传给GPS卫星，得出处理后的考察点的地理位置和高程，获得精准数据，从而确定位置和前进方向，进而导航 归纳：全球定位系统的应用
二.遥感（RS）
思考：什么是遥感？
1.概念：
即“遥远的感知”。
广义：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。
狭义：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。
遥感拍摄的是地球表面，
其目的是获取地物信息
阅读
物体反射或辐射的电磁波
信息获取
传感器
信息记录和传输
图像、数据
信息处理
判断分析
地面接收站
用户应用
思考：遥感的工作流程是怎样的？
遥感的工作过程
.工作原理
不同物体对电磁波反射、辐射和吸收的特性不同。
目标物
载体：高空气球、飞机、卫星
感应：拍摄、扫描
遥感常用电磁波段：
紫外线、可见光、红外线、微波
思考：遥感的工作原理是怎样的？
目标物 地面系统 信息处理 专业图件
RS的主要环节
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。
思考：遥感的主要环节有哪些？
2.遥感影像
思考：什么是分辨率？什么是像元？
像元越小，分辨率是高还是低？
0.61M
（1）种类：主要包括航空像片和卫星影像。
（2）组成：
① ② ③
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。
（3）分辨率：
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.
一个像元表示地面1平方米的范围，
称为1 米分辨率。
图像分辨率数值越小（表示地面范围越小），影像显示地表信息细节的能力越强，分辨率就越高。如图③分辨率最高
不同分辨率遥感影像的比较
分辨率为 30 米
分辨率为 10 米
分辨率为 4 米
分辨率最高，图像最清晰
下面三幅图中,每幅图都有一个苹果和一些网格线,假定这三幅图都是遥感影像,苹果代表着地面同一个地物的影像,每个网格代表一个像元。据此回答。
按分辨率由高到低排列这三幅图，下列排列正确的是( ）
A、图A>图B>图C B、图C>图A>图B
C、图B>图A>图C' D、图C>图B>图A
B
随堂演练
(3)类型：黑白、彩色（真彩色和假彩色）
2.遥感影像
影像 判断方法
黑白影像 一般建筑物为灰白色，颜色较浅，草地和森林颜色较深。
彩色影像 真彩色影像 地物颜色与实际地物的颜色特征一致
假彩色影像 草、树和庄稼为红色，水为灰色和蓝色，城市为蓝灰色。
黑白影像
假彩色影像
真彩色
影像
思考：遥感影像有哪些类型？
真彩色影像
3.遥感的应用
总的来说，遥感主要用于获取地面信息
（1）应用于地貌、气候、水文、土壤和植
被的调查和监测.
（2）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。
大地测量
自然灾害防御监测
环境监测
农作物长势监测和估产
资源调查
土地利用现状调查
土地资源调查
病虫害和农业生态环境
调查及监测
思考：遥感主要应用在哪些方面？
中国土地利用状况
基于卫星遥感影像数据，对土地覆盖面积与类型进行分析和划分，可以制作出土地利用分布图。
6.28甘肃舟曲泥石流灾害
前后卫星遥感影像a.灾前
6.28甘肃舟曲泥石流灾害
前后卫星遥感影像b.灾后
2005年的北京奥运场馆
2008年的北京奥运场馆
小结：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
阅读
遥感在水文与水资源研究方面的应用
红外遥感影像
可见光航拍遥感影像
微波遥感影像
自然灾害防御监测
6.22风号"气象卫星对台
风“自下特”进行监测a
6.22“风云 =号"气象卫星
对台风“菲特"进行监测b
1.(2012 年安徽文综)在农业方面，运用遥感技术能够(
①监测耕地变化 ②调查作物分布 ③估测粮食产量 ④跟踪产品流向
A.①②③ B.②③④ C. ①②④ D. ①③④
随堂演练
A
(2014·广东卷)2.热红外遥感影像亮度可反映地物表面温度，地物的表面温度越高，在影像中就越亮。晴天正午时刻，下列地物在同一幅热红外遥感影像中最亮的是
A.公路 B.菜园 C.鱼塘 D.果园
A
随着科学技术的发展,我国台风预报技术能力大幅提高,台风预报准确率逐年稳步提升。如图为某次台风的卫星云图。据此回答3~4 题。
1.气象卫星发回的卫星云图主要运用了( )
A.全球卫星导航系统 B.遥感技术 C.地理信息系统 D.虚拟技术
2.目前主要是利用气象卫星对台风进行监测,通过分析多幅卫星
的云层图片,可以获得( )
①台风中心位置 ②台风的强度和速度 ③台风所造成的降水
强度 ④台风的移动方向 ⑤台风的登陆地区
A.①②③⑤ B.②③④⑤ C.①③④⑤ D.①②④⑤
B
D
三.地理信息系统及其应用（GIS）
思考：什么是地理信息系统？
其主要功能是做什么？
1.概念
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。即专门处理地理空间数据的计算机系统。称为“地理信息系统”，简称“GIS”
地理信息系统能对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达。
GIS，其实是专门思考地 理问题的大脑
2.功能
储存了庞大的空间数据
制作电子地图
查询属性资料
进行空间分析
模拟区域内要素的空间规律和发展趋势
3.工作流程
信息输入
数据处理
数据库管理
空间分析
可视化表达
输出
4.应用领域
3.主要应用
位置分析：
趋势研究：
模式研究：
模拟分析：
赛里木湖
解决与位置有关的问题
包括空间趋势和随时间的演变趋势
通过模式分析，可以揭示各种地物
之间的空间关系。
利用已掌握的规律，建立起一定的模型。
思考：地理信息系统应
用在哪些领域？
赛里木湖
趋势分析(研究)
如分析过去 20 年青藏高原地区冰川面积和分布的变化情况
碱性土壤、黑土
例如:分析一个地区的地形、土壤与特定作物种植之间的关系。
模式分析(研究）
模拟问题
用地理信息系统模拟发生
洪水后可能淹没的范围
在区域地理环境研究中的应用
在城市管理中的应用
在灾害监测中的应用
“3S技术的相互关系
全球导航
卫星系统
地理信
息系统
遥感技术
空间定位
导航信息
反馈影像信
息处理结果
反馈影像信
息处理结果
提供影像信息
提供影像信息
空间定位
导航信息
GIS可通过图层信息来分析和预测地质灾害的发生。下图示意某区域相关要素评估值信息图层（数值越大表示该评估要素指示地质灾害发生概率越高）和地块编号。完成此次降水易引发地质灾害的地块是（ ）
A. ④⑦ B. ⑤
C. ②③ D. ⑥⑨
【答案】A
随堂演练
2019年澳大利亚森林大火燃烧长达数月之久。如图是根据澳大利亚这次森林大火事件T。至T3四个时间点的卫星影像加以分析制成的，示意该地区①②③④⑤⑥六个不同区域在T。至T3四个时间点的森林燃烧状况。据图回答 5~6 题。
5.题图的绘制主要利用GIS的哪种分析功能( )
A.叠图分析 B.地势分析 C.路线分析 D.区域分析
6.图中⑥处最可能为( )
A.山峰 B.山谷 C.农田 D.湖泊
A
D
.如图是我国东南某区域借助GIS识别生态、生产和生活空间的一组图像资料。读图,回答(1)~(2)题。
(1)图中( )
A.甲地宜大规模种植水稻
B.乙河流自南向北流,流速较快
C.丙地的城镇化水平最低
D.丁路比戊路更宜建高速公路
D
(2)在进行绿色宜居城镇发展规划时,还需要
叠加该区域的（ ）
①降水分布图 ②土地利用图
③空 气质量图④矿产分布图 ⑤人 口分布图
A.①②④ B.②③④ C.②③⑤ D.①③⑤
C
小结： 4.2 地理信息技术的应用
地理信息技
术的应用
全球导航卫星系统及其应用
地理信息技
术的应用
应用
功能
种类
概念
概念
功能
应用
地理信息系统及其应用
概念
功能
应用
2020年7月，湖南常德发生滑坡，因灾前成功预警，未造成人员伤亡。下图为基于地理信息技术的滑坡预警监测系统示意图。
对该预警监测系统的描述，正确的是( ）
①运用GPS采集雨量信息
②利用BDS(北斗系统)采集滑坡体位移数据
③运用RS模拟滑坡动态过程
④利用GIS进行数据分析与共享
A.①② B.②④ C.①③ D.③④
B
结合黄河口及其附近地区的卫星影像图(图中左下角日期为拍摄日期),回答下列问题。
(1)材料中黄河口及其附近地区的卫星影
像图主要是通过___________技术获
取的，入海口处陆地影像颜色深浅不一，
这表明__________________________.
RS(或遥感)
刚形成的陆地厚薄不均。
(2)从1984年至2006年,黄河三角洲面积的变化特点是_________________
导致这种变化的因素可能有　　　　　　　　(至少答出三点)
先扩大,后缩小
流水沉积作用;海水侵蚀作用;地壳升降
运动;海平面变化;人类活动(任答三点)
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
九寨沟 544 国道沿线滑坡及
道路损毁遥感监测
思考: 在九寨沟地震中，地理信息
技术都发挥了哪些主要功能
①全球导航卫星系统获得装有车载定位仪汽车
的位置信息；有效调度救灾车辆、减轻交通
负担等;
②遥感技术及时提供居民点不同分辨率的影像
资料.准确确定水系和河道的阻塞状况、监测
预报滑坡、堰塞湖等次生灾害;
③地理信息系统可以进行地震的监测预报;应急
指挥与管理，移动和车载制图，以地图的方
式保证公众信息通畅，资源跟踪和管理等。
作业题
1.根据给出的材料,你认为哪项地理信息技术可以帮助科学家解决下面的问题。
GNSS技术，给金丝猴带导航
卫星系统接收机，接收机实时
上传位置信息。
2.根据给出的材料和“大 兴安岭那吉林场火灾遥
感卫星影像”图，完成下列各题。
（1）遥感卫星影像在监测地理事物方面有哪些优势？
①可以远距离观察，不用亲临火场。
②特殊的波段组合可以穿越烟雾发现着火点。
③高空实时观察，可以宏观地把握火情。
（2）大兴安岭那吉林场火灾遥感卫星影像对于及时了解、控制和扑灭大火有哪些帮助？
帮助判断火情，发现着火点位置，派遣灭火力量精准灭火，减少火灾造成的损失。
3.地质灾害监测系统是一个对地质灾害隐患点长期监测预警并能够有效管理空间数据的综合系统。通过对滑坡、崩塌等灾害多发地点实施连续监测，并将获取的监测信息与相应的地貌、城市规划、监测点分布等空间数据进行综合分析，可以建立有效的灾害预测
模型，并做出灾情预警分析。
中国三峡库区地质灾害监测系统
图中范围为重庆市部分城区，黄色数字
标注的点位是地质灾害重点监测地点。
GNSS—获得精准监测地点的位置变化。
RS——遥感影像图片，获得滑坡、泥石
流等地质灾害发生位置、范围等信息。
GIS——趋势分析、模式研究、模拟分
析等，为救援减灾和救灾提供依据。
要建设地质灾害监测系统，需要用到哪些地理信息技术？

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