资源简介

3.1
地理信息系统及其应用
导学案
【学习目标】
1.
了解当前地理学研究中应用的主要技术手段有哪些。
2.
理解并掌握地理信息系统的研究方法与应用。
3．理解并掌握遥感技术的研究方法及应用、意义。
4．理解并掌握全球定位系统的应用。
【重点难点】
1.
遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理，以及数字地球的含义。
2.
遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境研究中的应用。
【学法指导】
课前预习、探究归纳
【知识链接】
一、地理信息技术
1．地理信息技术是指获取、①__________、分析和应用地理②____________________信息的现代技术的总称，主要包括遥感、全球定位系统和③____________________________等。
2．所谓遥感(RS)，是人们在航空器或航天器上利用一定的技术装备，对地表物体进行远距离的④____________。遥感在区域地理环境研究中，广泛应用于资源调查、⑤__________、自然灾害防御监测等领域。
3．全球定位系统是利用⑥______，在全球范围内实时进行导航、定位的系统，简称GPS。它通过空间部分——GPS卫星星座、地面控制部分——地面监控系统和用户设备部分——⑦________________三大部分，为各类用户提供精密的⑧________________、速度和⑨____________，并且具有全能性、⑩________、 ________、连续性和 __________的特点。
4．地理信息系统是专门处理地理 __________数据的计算机系统，简称(GIS)。应用领域相当广泛，凡是用到 __________或需要处理地理空间数据的领域，都可借助GIS。
二、地理信息技术与数字地球
1．数字地球是指 ______化的地球，即把整个地球信息进行数字化后，由 ____________来管理的技术系统。
2．数字地球是将不同 ________、时间的自然与人文的大量信息，按 ____________，从区域到全球进行整合，并进行立体的、 ______的显示。
【学习过程】
探究点一　遥感及其应用
2010年11月8日，国家国防科技工业局首次公布“嫦娥二号”卫星传回的“嫦娥三号”预选着陆区月球虹湾区域局部影像图。
这张月球虹湾局部影像图成像时间为10月28日18时25分，卫星距月面约18.7千米，分辨率约为1.3米。影像图中心位置为西经31度3分，北纬43度4分，对应月面东西宽约8公里，南北长约15.9公里。影像图显示，该区域表面较平坦，由玄武岩质的月壤覆盖，分布有不同大小的环形坑和石块，其中最大的环形坑直径约2千米。影像图的传回，标志着“嫦娥二号”任务所确定的六个工程目标全部实现，四个科学目标也正在陆续实现，探月工程二期“嫦娥二号”工程任务取得圆满成功。
1．获取月球虹湾区域局部影像图的技术是什么？这种技术由哪几部分组成？
2．遥感技术有哪些主要环节？用联系框图加以说明。
3．遥感技术在区域地理研究中有哪些作用？
4．如何判读遥感图像？
探究点二　全球定位系统(GPS)及其应用
2010年12月18日4时20分，我国在西昌卫星发射中心使用“长征三号甲”运载火箭，成功将第7颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道。北斗卫星导航系统是我国独立发展、自主运行的全球卫星导航系统，按照“三步走”的发展战略，北斗卫星导航系统将于2012年前具备亚太地区区域服务能力，2020年左右，建成由30余颗卫星、地面段和各类用户终端构成的、覆盖全球的大型航天系统。至此，美国的GPS，欧洲的“伽利略”，俄罗斯的“格洛纳斯”和中国的北斗卫星导航四大定位系统齐聚太空。
1．全球定位系统(GPS)和中国的北斗卫星导航系统都是由哪几部分组成的？用简图表示其工作过程。
2．全球定位系统有什么用途？其工作特点体现在哪些方面？
3．全球定位系统在区域地理研究中有哪些具体应用？在大众化的导航服务中，GPS有什么用途？
【基础达标】
(2012·杭州期中检测)现代地理信息技术的发展，使得人类对自然演化过程和社会经济发展过程的捕捉、监测、描述、表达的能力迅速提高，为生产的发展提供了可靠的依据。同时也极大地方便了人们的生活。据此回答1～2题。
1．下列关于全球定位系统在交通运输中的作用的说法不正确的是(　　)
A．车辆跟踪　　　　　　　　B．合理分配车辆
C．降低能耗
D．提高运营成本
2．国家气象局每天为电视新闻提供的卫星云图主要使用了(　　)
①遥感技术　②地理信息技术　③全球定位技术
A．①②
B．①③
C．②③
D．①②③
3．下列自然灾害利用遥感卫星不能直接监测的是(　　)
A．台风
B．洪涝
C．地震
D．森林病虫害
4．GIS不仅可以像传统地图一样，解决与“地点”“状况”有关的查询，而且能进行趋势分析、复杂的“模式分析”和用“虚拟模拟”进行预测性分析。将GIS用来监测森林火灾，可以(　　)
A．用来分析、判断引起火灾的原因
B．预测森林火灾的发生地点
C．预测森林火灾所造成的后果
D．及时知道火灾地点、范围，以便于及时分析火势蔓延方向，制订灭火方案
5．Google公司发布推出了一款卫星影像地图服务新产品——Google
Earth。通过互联网搜索指定的数据库，地球上的每个人都能清楚地找到自己家的房顶，同时精确地显示鼠标指针处所代表地点的地理坐标。下列对Google
Earth软件的理解，正确的是(　　)
①应用的核心技术是GIS技术
②真正实现了数字地球
③Google
Earth数据库中的数据主要来源于RS、GIS
④方便人们分析区域的空间信息
A．①②
B．③④
C．②③
D．①④
6．运用3S技术和数字地球的有关知识，回答下列问题。
(1)上海某出租车公司在中心调度系统中快速查询本公司出租车的位置信息，所采用的技术是(　　)
A．RS
B．GIS
C．RS和GPS
D．GIS和GPS
(2)在分析20世纪90年代以来上海市彩红外遥感图像时，发现外环线周边地区的红色块状区域面积越来越小，而蓝灰色区域面积越来越大，据此可以判断，该地区________用地面积在缩小，而________用地面积在扩大。
(3)根据三颗卫星提供的资料，运用数学原理就可以计算出地面静止物体的位置，如图所示，有四颗卫星提供资料，除可进一步提高定位的精准度外，还可迅速计算出________物体的空间位置。
(4)下列选项中，可以应用“3S”技术的有(多选)(　　)
A．导弹发射的精确制导
B．珠穆朗玛峰高程的精确测量
C．人口出生率、死亡率的统计
D．人口密度与商业网点布局的相关分析
(5)“数字地球”与其他信息系统相区别的根本标志是(　　)
A．空间性　　　　　　　　
B．数字性
C．整体性
D．上述三者的融合统一
【拓展提升】
一、选择题
北京时间2011年3月11日13时46分日本东北部海域发生里氏9.0级地震并引发大规模海啸，造成重大人员伤亡和财产损失。下图是日本某地地震前后的图像对比。据图回答1～3题。
1．此图像的获取主要依靠了(　　)
A．遥感技术　　　　　　　　
B．全球定位系统
C．地理信息系统
D．人工现场拍摄
2．据图可以直观看出(　　)
A．灾害造成的人员伤亡总数
B．海啸袭击的范围
C．灾害造成的经济损失总量
D．地震的震级
3．要想快速准确统计灾情，为抗震救灾提供决策依据可依靠(　　)
A．遥感技术与全球定位系统
B．地理信息系统与全球定位系统
C．遥感技术与地理信息系统
D．安排大量工作人员现场调查
4．地理信息技术已经广泛应用于区域地理研究中。要对我国“三北”地区荒漠化土地进行宏观监控，宜选用的地理信息技术是(　　)
A．GIS
B．GPS
C．卫星遥感定期拍摄
D．人工科学考察
2011年6月27日，位于渤海湾中部的蓬莱19－3海上油气田，在距山东龙口海岸约38海里处，发生溢油事故，下图是“该油气田的位置图”。据此回答5～6题。
5．对于本次严重的石油泄漏污染事件，利用RS和GPS技术可以监测(　　)
①海底漏油点的石油日泄漏量　②石油污染的海区范围　③污染海区海洋生物种类的变化　④石油污染物扩散的速度
A．①②
B．①③
C．②④
D．③④
6．为了制订相关油污染治理措施，我们可以利用的技术手段主要是(　　)
A．RS
B．GPS
C．GIS
D．数字地球
读“我国地壳运动观测网图”，回答7～8题。
7．对地壳运动进行精确观测采用的主要技术是(　　)
A．遥感技术
B．全球定位系统
C．地理信息系统
D．数字地球
8．根据观测站的分布特点判断，建立地壳运动观测网最主要的目的是(　　)
A．泥石流、滑坡的监测和预报
B．大地高程测量
C．地震监测和预报
D．为电离层研究、气象预报提供数据
读“某专题研究建立的地理信息系统(GIS)图层”，完成9～10题。
9．该专题研究的可能是(　　)
A．耕地分类和评价　　　
B．工业分布与交通的关系
C．商业分布和规划
D．学校分布
10．若利用该地理信息系统进行深埋垃圾场的选址，在下列图层中应增加(　　)
①大气污染　②区域规划　③造纸厂、印刷厂分布
④水文地质
A．①②
B．①③
C．②③
D．②④
中国政府和学术界在“数字地球”的基础上提出了“数字中国”的构想。构想中的“数字中国”将建立一个统一完整的国家公用信息网。它集成了国家信息网、国土资源信息网、长江流域监控网等网络的信息，并将促进这些系统的综合利用。据此回答11～12题。
11．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”就是指“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的表达方式日益数字化
12．应用网络技术可能对国家安全构成的直接威胁是(　　)
①在互联网上存在着许多容易扩散的计算机病毒
②敌对势力利用网络散布谣言，扰乱社会秩序
③外国情报机构可以利用网络技术窃取国家机密
④网上黑客经常破坏一些计算机网站
A．①②
B．②④
C．②③
D．③④
二、综合题
13．读“水分含量对玉米叶子反射率的影响图”，完成下列问题。
(1)据图可知，玉米叶子水分含量与反射率的关系是________________________，要监测玉米缺水状况，首要采用的现代化技术是
(　　)
A．全球定位系统(GPS)　　
B．地理信息系统(GIS)
C．遥感(RS)
D．决策支持系统(DSS)
(2)监测玉米含水量变化，主要是通过监测玉米的________来判断玉米的生长状况
(　　)
A．电磁波特征
B．种植密度
C．种植面积
D．形状特征
(3)玉米反射率较高的波段为(　　)
A．红外线
B．可见光
C．紫外线
D．X射线
(4)依据上述原理，举例说明遥感在现代农业中的应用。
14.阅读材料，回答下列问题。
材料1：中国第28次南极考察船“雪龙”号于当地时间2012年2月2日19时57分(北京时间3日凌晨3时57分)穿越0度经线，目前正全速向东航行，于8日左右抵达中国南极中山站附近，并按计划展开第二阶段作业。
材料2：2005年与2007年北极冰层比较。
(1)考察船在向南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)材料2中图片的获取主要利用的地信息技术是________；此图反映北极冰层面积在________，主要原因是____________________；动态监测并预测北极冰川和海岸线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。
【学习反思】
【参考答案】
[知识链接]
①管理　②空间　③地理信息系统　④感知　⑤环境监测　⑥卫星　⑦GPS信号接收机　⑧三维坐标　⑨时间　⑩全天候　 全球性　 实时性　 空间　 地图　 数字　 计算机网络　 空间　 地理坐标
动态
[学习过程]
探究点一：
1．获取月球虹湾区域局部影像的技术是遥感(RS)。
遥感技术主要由遥感平台、传感器和遥感信息的接收与处理三部分组成。遥感平台是装载传感器的设备，如卫星、飞机等，其作用是稳定的运载传感器。传感器是接收、记录目标物反射或辐射电磁波的仪器，如照相机、扫描仪等。
2．遥感技术的主要环节，可用以下框图进行说明：
3．(1)遥感可以提高研究工作的精度和质量，节省人力、财力，提高效率。
(2)遥感信息作为重要的信息源，为区域地理研究从定性到定量、从静态到动态、从过程到模式的转化发展提供了条件。
4．判读遥感的方法技巧
利用遥感图像上的色调、色彩、大小、形状、阴影、纹理、图型等标志可直观识别遥感图像上的目标地物。例如，我国黄土高原地区水土流失严重，沟谷纵横，地形切割十分破碎，在卫星图像上表现为大面积浅灰色调、树枝状图案，据此可直接判定黄土地貌的分布。一般常见地物的影像特征如下表所示：
常见地物
影像特征
河流
界线明显、自然弯曲、宽窄不一；水浊则色调浅，水清则色调深
湖泊
湖岸呈自然弯曲的闭合曲线，轮廓明显；色调均匀
居民点
排列规则整齐；色调为浅灰
道路
呈线状延伸
农业用地
被道路分隔成一块块长方形；呈红色或深红色
探究点二：1．全球定位系统由空间部分——GPS卫星星座、地面控制部分——地面监控系统、用户设备部分——GPS信号接收机三部分组成
全球定位系统的组成和主要的工作过程如下图所示：
2．全球定位系统的用途和工作特点
(1)用途：能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。
(2)工作特点：全能性、全球性、全天候、连续性和实时性。如下表所示：
优势
含义
全能性
不管是陆地上，还是海洋上，都可以依靠GPS进行定位导航；不管是航空活动还是航天活动(低轨航天器)，都可以使用GPS进行定位导航
全球性
GPS所服务和覆盖的空间范围，遍及地球上的每一个角落
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
GPS能够连续不断地提供定位导航服务
实时性
GPS提供的信息是瞬时的、同步的，不是历史上的、过去的信息
3．全球定位系统的应用
(1)全球定位系统在区域地理环境研究中的应用较为广泛。
(2)利用GPS进行导航服务已成为一种新兴的行业。
[基础达标]
1.D　2.A　3.C
4.
D
5.
D
6.
(1)D
(2)农业　非农业(建筑)
(3)运动
(4)ABD
(5)D
[拓展提升]
1.A　2.B　3.C
4.
C
5.C　6.C
7.B　8.C
9.A　10.D
11.D　12.C
13.(1)玉米叶子水分含量越高，反射率越低　C
(2)A
(3)A
(4)监测作物生长环境及其状况，如土壤湿度、作物水分含量、病虫害程度；进行作物估产；监测土地利用状况及其变化等。(合理即可)
14.(1)GPS。全球性、全天候、连续性和实时性等特点。
(2)RS　缩小　全球气候变暖　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。

展开更多......

收起↑