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人教版高中地理必修第一册
第四节　地理信息技术在防灾减灾中的应用
教学目标
序号 内容目标 核心素养目标
1 学生能够运用地理信息技术,观察、识别、描述自然现象,依靠科学的方式分析自然现象、认识自然,从而更加科学地防灾减灾。 地理实践力
2 了解各种地理信息技术在防灾减灾中所起的作用。 综合思维
3 充分利用地理信息技术,掌握自然灾害发生地区,灾害的形成和发生过程,做好防灾减灾工作,保障人民生命财产安全。 人地协调观
教学重难点
重点:通过探究有关自然灾害的预防及救援,了解地理信息技术的应用。
难点:三类地理信息技术在防灾减灾中的应用。
教学方法
教法:使用图片、视频等直观教学方法。
学法:通过图文材料,运用地理信息技术认识自然现象,科学地防灾减灾;通过实例,掌握三类地理信息技术在防灾减灾中的应用,突破重难点。
课时安排
1课时
教学准备
多媒体教学设备、自制教具。
【出示目标】教师解读学习目标,帮助学生理顺本节要学习的主要内容、学习方法和需要达到的程度。
【学生活动】引导学生阅读教材,对地理信息技术有了基本的认识后,结合自己的生活体验等判断下列说法是否正确,并阐述理由。
地理信息技术等同于地理信息系统。 (　　)
遥感技术的关键装置是传感器。 (　　)
利用遥感技术可以判定洪水的分布地区。 (　　)
台风中心位置的精准测量是利用全球卫星导航系统。 (　　)
(设计意图:这些内容都可以从教材中找到答案,通过以上问题的设计可以引导学生深入学习地理信息技术。)
【教师讲解】地理信息技术是一门对地理信息进行获取、分析和应用的综合性技术,是地理科学与现代信息技术相结合的产物。地理信息技术的核心技术是遥感技术、全球卫星导航系统等。广泛应用于资源普查、灾害监测与评价、环境监测与评价、区域发展、城市规划、工程设计、交通及其他领域。
【承转】首先让我们先认识遥感技术。
一、遥感技术
【教材梳理】
1.概念:遥感技术是利用装在航空器或航天器的光学或电子设备,对地表物体进行远距离感知的地理信息技术。
2.特点:探测范围大,获取信息速度快、周期短、信息量大,受地面条件限制少。
【承转】遥感技术优点这么多,那么在自然灾害中对于防灾减灾的作用也是非常大的。
3.应用
(1)实时监测洪涝、台风等灾害的形成过程,进行准确的预报、预警。学生阅读图6.22“风云二号”气象卫星对台风“菲特”进行监测。
2013年10月,第23号强台风“菲特”在我国福建沿海登陆。“风云二号”气象卫星实时监测了“菲特”的行进过程。图a拍摄于10月5日20时,台风“菲特”已经逼近我国东部沿海;图b拍摄于10月7日3时30分,台风正影响浙江和福建大部分地区。
(2)快速识别地震等突发性自然灾害的影响范围,对灾情统计、灾害救援等工作提供强有力的支持。学生阅读图6.23,对2008年5月14日四川北川县城遥感影像进行探讨,遥感技术对地质灾害的快速识别作用。
图6.23　2008年5月14日四川北川县城遥感影像
北川是汶川地震灾情最为严重的地区之一。遥感影像显示,地震导致北川县城及其周边地区多处出现滑坡和泥石流,道路、房屋被掩埋,河道被堵塞。这为抢险救灾提供地理信息支撑。
【问题探究】遥感技术除了在自然灾害的防灾减灾中起重要的作用外,在其他方面还有哪些作用呢
【知识拓展】按遥感技术探测对象领域的不同,可分为农业遥感、林业遥感、地质遥感、气象遥感、海洋遥感和水文遥感等。总的来说,遥感技术主要用于获取地面信息,可以广泛应用于大地测量、农作物长势监测和估产、土地利用现状调查、自然灾害防御监测、资源调查、土地资源调查、环境监测、病虫害和农业生态环境调查及监测等。
【过渡】在自然灾害发生之后,为迅速知道灾害发生地点,还要用到全球卫星导航系统。
【提问】什么是全球卫星导航系统 它是怎样工作的 在防灾救灾中有什么作用呢
二、全球卫星导航系统
【教师讲解】全球卫星导航系统是利用卫星在全球范围内进行实时定位、导航的地理信息技术。
【多媒体课件展示】全球卫星导航系统主要由卫星星座(空间部分)、地面监控系统(地面控制部分)和信号接收系统(用户部分)三部分组成,可以为用户提供精密的三维坐标、速度和时间。
【教师举例分析】全球卫星导航系统的特点:全球性、全天候、连续性和实时性。
学生了解全球主要的卫星导航系统,可以介绍中国的北斗卫星导航系统,增强学生的爱国自豪感。(见图6.24北斗卫星导航系统模型)
图6.24　北斗卫星导航系统模型
我国的北斗卫星导航系统由35颗轨道卫星组成卫星星座,集卫星定位、短信报文、精密授时于一体,能够高效、快捷地实现信息传递。
【教师讲解】全球卫星导航系统在防灾减灾中的应用十分广泛,主要表现在以下方面:
通过信号接收设备,进行精确定位,帮助用户发出求救信号,及时报告位置和受灾情况,有效缩短救援搜寻时间。
【过渡】在利用遥感技术、全球卫星导航系统等提供的地理信息的基础上,我们还要运用地理信息系统,对环境和自然灾害进行动态监测及评估预测。地理信息系统的应用领域相当广泛,凡是用到地图或需要处理地理空间数据的领域,都可以借助地理信息系统。
【提问】什么是地理信息系统呢 它有一些什么功能 对防灾减灾有什么重要的作用呢
三、地理信息系统
【教师讲解】地理信息系统是对地理数据进行输入、处理、存储、管理、查询、分析、输出等的计算机信息系统。(分析图6.25)
图6.25　地理信息系统的基本功能
通过图6.25可知地理信息系统的基本功能。
1.空间查询功能
2.依据相关数据进行叠加分析功能(教师分析图6.26)
地理信息系统以图层为基础。图层用图形、符号、文本等描述某个主题的数据,如道路、村庄、河流等。这些图层可通过位置叠加组合在一起,不同的组合可以形成具有不同实际应用价值的图片、数据及文字信息。例如,将雨量站图层与行政区图层进行叠加,可以获得雨量站在行政区的分布信息。
图6.26　地理信息系统的空间叠加分析
【过渡】在地理信息技术中,遥感技术、全球卫星导航系统、地理信息系统既各自独立发展又相互联系、相互促进。在防灾减灾领域,三者是如何协调的呢
地理信息系统利用遥感技术、全球卫星导航系统等提供的地理数据,进行自然灾害的动态监测、预报预警,快速确定受灾范围及受灾情况,为制定减灾预案、评估灾害损失和指导灾后恢复重建等提供依据。
学生阅读第118页“温州灾害监测预警信息系统”。
【学生探究】第119页活动“利用地理信息技术判断舟曲泥石流灾害的影响”。
2010年8月7日22时左右,甘肃舟曲县城东北部山区突降特大暴雨,降雨持续40多分钟,雨量达97毫米,引发特大泥石流。
图6.28　甘肃舟曲泥石流灾害前后卫星遥感影像
1.对比灾害前后的卫星遥感影像,在灾后图中勾勒出泥石流的范围。
2.如果估算泥石流冲毁的住宅数量,还需要哪些信息
3.完成第2题,需要用到地理信息系统的哪些功能
【教师讲解】1.对比两图,观察房屋的变化。泥石流经过地区,色彩单一。范围主要在三眼峪沟、罗家峪沟。
2.略。
3.地理信息系统具有空间查询与分析功能,计算住宅数量利用其分析功能。
本节课学习了遥感技术、全球卫星导航系统和地理信息系统,了解了地理信息技术的概念和工作原理,充分认识了地理信息技术在防灾减灾方面的价值。把地理信息技术的应用落实到了具体的区域、具体的地理问题中,结合教材中的案例进行分析,帮助学生了解现代地理信息技术在防灾减灾中的工作原理和应用方法。
本节课学习的地理信息技术是地理高中教学中科技最前沿的部分,具有非常强的实践性。本节课的内容侧重于技术层面,不仅要注意学生对有关地理信息技术概念和原理的掌握,还要帮助学生学习地理信息技术在实践中的应用。
第四节　地理信息技术在防灾减灾中的应用
一、遥感技术
概念
特点
应用
二、全球卫星导航系统
概念
特点
应用
三、地理信息系统
概念
基本功能
应用
(2018·江苏卷)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和作用
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
【答案】1.D　2.D
【解析】第1题,由材料可知,中国科学家利用遥感技术在突尼斯中南部发现古罗马时期遗存,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。这一考古成果表明遥感技术可以帮助分析较大地域范围内人类活动遗迹间的联系。遥感技术不能完全取代传统的田野考古工作,不能确定地表、地下人类活动遗迹的时代,也不能探知各种人类活动遗迹曾经的功能与作用。第2题,突尼斯中南部位于撒哈拉沙漠边缘,不在沿海地区,人类活动较少,森林覆盖率低。
2017年11月5日,我国“北斗三号”卫星顺利升空,它标志着我国正式开始建造北斗卫星导航系统。据此回答3~4题。
3.下列技术中,和北斗导航系统技术相似的是(　　)
A.RS B.GPS
C.GIS D.数字地球
4.北斗导航系统已应用于农业生产,其在“精准农业耕作”中的作用是(　　)
A.估算农作物产量 B.管理措施决策
C.分析处理获取信息 D.农田信息定位获取
【答案】3.B　4.D
【解析】第3题,北斗导航系统和全球卫星导航系统相似。第4题,北斗导航系统主要是获取定位信息。A项和C项主要通过地理信息系统来完成。B项所叙述的管理措施决策主要通过决策者也就是人来完成。
(2016·江苏卷)下图为某地区地理信息系统数据库示意图。读图,回答5~6题。
5.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
6.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
【答案】5.A　6.C
【解析】第5题,遥感技术主要是从较远的地方用电磁波获得信息,图中可以获取信息的是居民点、水系和地形。第6题,农业生产主要考虑的是水源、土壤、地形等因素,一般不考虑居民点和岩层,所以进行农业适宜性评价可以利用的图层组合是②③④⑥。
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