资源简介

第一章
地理环境与区域发展
第2节
地理信息技术在区域地理环境研究中的应用
【课标分解】
1.了解遥感的概念和工作过程；结合实例，理解遥感在区域地理环境研究中的应用。
2.了解全球定位系统的概念和组成；结合实例，掌握全球定位系统在区域地理环境研究和交通等方面的用途。
3.了解地理信息系统的概念和简要程序。运用有关资料，掌握地理信息系统在城市管理等领域中的应用。
4.理解“数字地球”的概念，并弄清“3S”之间的关系及其与“数字地球”的关系。
【核心突破】
核心要点一
遥感技术的应用
【归纳总结】
1．遥感技术在资源普查和环境灾害监测中的应用
应用领域
具体内容
备注
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、环境保护等部门提供服务
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
，网
灾害监测
旱灾、水灾、病虫害、农林病害、森林火灾、滑坡、泥石流、地震等
有利于防灾减灾
2.遥感在林业和农业方面的应用
部门
应用
主要原理
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反射光谱不同
农业
土地资源调查、土地利用现状调查、病虫害和农业生态环境调查及监测，以及农作物长势监测和估产
植物生长情况不同，其反射波谱特征不同
【方法技巧】
遥感技术的应用
(1)资源调查；(2)环境监测；(3)自然灾害防御、监测；(4)农业方面(见下图)。
【活动探究】
2016年5月15日10时43分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭将遥感卫星三十号发射升空。遥感卫星三十号将主要用于科学试验、国土资源普查、农作物估产及防灾减灾等领域。
探讨：与传统方式相比，利用卫星获取资料有哪些优势？
【提示】　精度高、质量高、效率高，且节省人力、财力。
探讨：
不同物体和物体的不同状态具有不同的电磁波特性，卫星传感器探测地表物体对电磁波的反射和物体自身发射的电磁波，然后按照一定的规律把电磁辐射转换成图像，经过处理，提取物体信息，完成远距离识别物体和物体的状态，这就是遥感工作的基本原理。
根据遥感工作的基本原理，请你设计用遥感技术对我国滇池流域水质状况监测的方案。
【提示】　方案A：获得滇池水质状况遥感影像资料(或建立滇池水质遥感监测预报系统)。方案B：对水质出现的异常状况进行分析，提出预报(或根据遥感信息对水质状况监测分析，提出防治措施)。
探讨：请拟列出卫星遥感技术的三个应用领域及相关的课题名称。
序号
应用领域
课题名称
例
防灾减灾
长江流域洪水动态分析
①
②
③
【提示】
序号
应用领域
课题名称
例
防灾减灾
长江流域洪水动态分析
①
资源普查
野生藏羚羊种群数量及分布
②
农作物估产
江淮地区水稻种植面积及产量分析
③
工程建设规划
青藏铁路选线分析
【思考探究】
1．从监测的范围、速度，人力和财力的投入等方面看，遥感具有哪些特点
范围更广、速度更快、需要人力更少、财力投入少。
2．有人说：遥感是人的视力的延伸。你同意这种看法吗
同意。可以从遥感的定义分析。从某种意义上说，人们“看”的过程就是在遥感，眼睛相当于传感器。
3.在区域地理环境研究中，遥感与实地测绘的传统方法相比，具有哪些优势？
遥感技术探测的范围大，获取信息的速度快，对地物的分辨率较高，不受地物阻隔的影响等。
【典题探究】
【例1】从某一时刻的遥感影像图中，不能获取
的信息是
(　　)
A.森林火灾面积
B.土地干旱程度
C.洪峰流量
D.植物病虫害程度
【答案】C
【例2】目前遥感技术已被广泛应用于资源普查、灾害和环境监测等领域。据此回答(1)～(3)题。
(1)不同地物在同一光谱波段上的反射率差异越大，越容易区分。下图反映了甲、乙两类植物在生长期内两个波段上的反射率。在遥感影像上区分这两类植物，应该选择生长期内哪一天的影像最合适(　　)
A．第30天
B．第75天
C．第100天
D．第130天
(2)如果用遥感技术来监测火灾，可以
(　　)
A．用来预测引起火灾的原因
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．及时探知火灾地点和范围
(3)除了上述应用外，利用遥感技术还可以直接
(　　)
A．分析旱灾损失
B．判断人口分布
C．监测滑坡灾害
D．确定环境污染类型
【解析】第(1)题，读图可知，甲、乙两类植物的反射率曲线，无论是在波段1，还是在波段2，反射率差异最大的日期均在第30天附近。第(2)、(3)题，遥感只能对存在的具体的事物进行探测，但不能分析、处理问题。
【答案】(1)A　(2)D　(3)C
【变式精练】
1.在搜救MH370航班期间，中国紧急调动10颗卫星进行搜索，采用的技术手段是（ ）
A．GPS
B．RS
C．GIS
D．GPRS
【答案】B
【解析】
2.根据材料，完成下列问题。
材料一　PM10是指大气中直径小于10微米的可吸入颗粒物，它是目前我国各城市大气环境的首要污染物，对城市大气质量起到决定性影响。
材料二　高空分辨率遥感影像分类和植被覆盖率数据。
(mg·m－3)
高空间分辨率遥感影像和植被覆盖率数据/%
林地
草地
建筑用地
裸地
水体
其他
S1
0.062
38.6
14.13
12.33
11.25
23.69
2.24
S2
0.057
47.7
11.81
9.33
5.43
25.73
4.03
S3
0.061
51.8
10.65
9.86
7.75
19.94
3.55
S4
0.074
31.7
24.83
16.95
12.37
14.15
1.93
材料三　S1点的PM10月平均浓度图。
(1)S1、S2、S3、S4四个监测点中空气质量最好的是________点，说明该点空气最好的原因。
(2)分析S1点PM10夏季浓度特点形成原因。
【解析】第(1)题，读材料二可知，S2点空气质量最好，从植被、建筑用地、裸地等方面分析。第(2)题，从风力大小、降水量的多少、植被覆盖率等方面分析。
【答案】(1)S2　植被覆盖率较高，生态环境好；建筑用地和裸地面积小。
(2)夏季降水丰富，盛行东南季风，风力较强，污染物易扩散；植被更茂盛，滞尘作用大。
图1为“某冰川所在区域遥感影像”，图2为“根据1973、2009年遥感影像提取的该冰川分布图层(局部)”，图中每个方格面积表示900平方米。读图回答3～4题。
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3．图1中甲点所处的地形是(　　)
A．山谷
B．山脊
C．冲积扇
D．盆地
4．图2所示区域冰川面积变化的情况是(　　)
A．减少了1
800平方米
B．增加了1
800平方米
C．增加了2
700平方米
D．减少了2
700平方米
【答案】3.A　4.D
核心要点二
全球定位系统的应用
【归纳总结】
1．全球定位系统的应用
依据全球定位系统所具有的特征，其广泛应用于以下领域：
【思考探究】全球定位系统在我们的生活、生产中能提供什么帮助？
答案　能为用户提供精密的三维坐标、速度和时间，可以帮助人们进行野外考察、旅行和测量等。
【方法技巧】
任何时间、任何地点都能观测到4颗以上的卫星，并不意味着卫星定位必须使用4颗以上的卫星。
根据3颗卫星提供的材料，运用数学原理就可以计算出地面静止物体的位置。有4颗卫星提供材料，除可进一步提高定位的精确度外，还可以迅速计算出运动物体的空间位置。因此，使用3颗卫星就可以粗略定位了。
【活动探究】
材料一　浓雾协助英法联军创造了“九日奇迹”。1940年5月24日，德军以“闪电战”攻破马奇诺防线，把40万英法联军包围在法国的敦刻尔克海滩上。从26日至31日都是大雾天气，浓厚的云雾笼罩在海峡上空，加上油库燃烧形成的黑烟，使德军战斗机找不到轰炸目标。到6月4日上午，联军共撤出34.6万人，有人说是浓雾创造了奇迹。
材料二　据有关报道，第二次海湾战争中，伊拉克军方点燃巴格达周围浇灌石油的战壕来阻碍美军事行动，但美专家指出烟雾对美军使用的卫星制导导弹没有任何影响。
材料三　2016年6月12日，第二十三颗北斗导航卫星发射成功。据相关专家介绍，北斗导航系统两大优势完全超越美国GPS，首先是兼容互操作。这将会给用户带来很多好处。其次，北斗导航系统的目标之一就是在2020年建成有源导航定位，短报文功能。北斗导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统，是继美国全球定位系统和俄罗斯GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。
探讨：材料一和材料二中同样是烟雾，为什么能阻滞德军的袭击，而不能对美国的轰炸产生影响？
【提示】　“二战”时的德军飞行员依靠人眼的视力发现目标，一旦有低层烟雾出现，人会看不清地面的物体。而第二次海湾战争中，因为美军采用了全球定位系统(GPS)，能提供精密的三维坐标、速度和时间，并且具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的特点，因而不受烟雾的影响。学
探讨：从2014年我国渔政船已全部装备了北斗导航系统，渔政船上安装该系统有何作用？
【提示】　该系统能实时追踪、显示船舶航行全程轨迹、实现对船舶的编码、呼号、位置(经纬度)，对地航向、对地速度、航向速度、航行状态、目的港等信息的管理，以及航迹偏离报警、进入或驶离设定区域的报警等。
【典题探究】
【例3】下图是华北地区某地实测的海拔高度数据分布，读图回答(1)～(2)题。
(1)测量图中各地海拔高度，所用最精准、便捷的技术是
(　　)
A.遥感
B.全球定位系统
C.数字地球
D.地理信息系统
(2)对图示区域地理特征的描述，正确的是
(　　)
A.海拔：甲＞丙
B.坡度：甲＞乙
C.气温：丙＞丁
D.降水：乙＞丁
【答案】(1)B　(2)D
【例4】北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行，与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统。从2012年开始向亚太大部分地区正式提供连续无源定位、导航、授时等服务。据此回答(1)～(2)题。
(1)北斗卫星导航系统属于对________技术的应用(　　)
A．GPS
B．RS
C．GIS
D．“3S”
(2)北斗卫星导航系统可用于(　　)
①交通运输　②搜索营救　③高度指挥　④导弹发射
⑤数据处理
A．②③④⑤
B．①②③④
C．①②④⑤
D．①③④⑤
【解析】　第(1)题，北斗卫星导航系统是对GPS技术的应用。第(2)题，北斗卫星导航系统的主要功能是定位和导航，可用于交通运输、搜索营救、高度指挥、导弹发射等。
【答案】　(1)A　(2)B
【变式精练】
3.2013年4月20日，四川雅安芦山县发生7.0级地震。在震后救灾中，北斗卫星导航系统(BDS)发挥了重要作用。BDS是我国自行研制的全球卫星定位与短文通信系统，是继美国全球定位系统(GPS)和俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)之后的第三个成熟的卫星导航系统。BDS在抗震救灾中发挥的主要作用有(　　)
①提供灾区的影像　②统计灾区的经济损失　③确定救灾人员的位置　④提供短文联络
A．①②
B．①③
C．②③
D．③④
【答案】D
【解析】由题干“BDS是我国自行研制的全球卫星定位与短文通信系统”知，提供短文联络是BDS的特殊功能。
2011年12月2日在西昌成功发射第10颗北斗导航卫星。预计到2020年建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。读北斗卫星导航系统工作原理示意图，回答4-6题。
4．下列属于北斗卫星导航系统组成部分的是
(　　)
①北斗导航卫星　②GPS信号接收机　③地面控制站　
④车载移动电话
A．①②③
B．①③④
C．①②④
D．②③④
6．北斗卫星导航系统根据________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；根据________颗卫星提供的资料，除了可以进一步提高定位的精准度外，还可以迅速计算出运动物体的空间位置。
(　　)
A．3　3
B．3　4
C．4　3
D．4　4
6．下列事件中，不需要利用北斗卫星导航系统的是
(　　)
A．台风“鲇鱼”位置及移动路径
B．前往利比亚撤侨包机航向的确定
C．云南大理森林大火扑救方案的制定
D．舟曲特大山洪地质灾害救灾时救援物资的投放
【答案】4.A
　5.B
　6.C
核心要点三
地理信息系统的应用
【归纳总结】
1.在区域地理环境研究中的应用
2.在城市管理中的应用
应用
主要功能
城市信息管理与服务
主要向城市居民提供日常工作与生活所需的各种信息
城市规划
进行城市与区域多目标的开发和规划
城市道路交通管理
显示有关道路的路况、交通流量、沿线环境等空间和属性信息
城市抗灾减灾
实时跟踪灾害发生、发展过程，对灾害进行快速分析、评价和模拟，辅助开展灾后的应急和恢复工作
城市环境管理
环境规划与决策、监测、评价、预测与模拟
【思考探究】
1.如何理解“地理信息系统是地图的延伸”这句话？
答案　可以理解为地图是GIS的重要信息源，是GIS的基础；而GIS是地图的延伸和完善，除了具备地图的基本功能外，还有地图所没有的其他更多功能。
2.在全球问题的研究中，除农业外，还有哪些领域可以应用“数字地球”的相关技术？
答案　全球温室效应，海平面上升；臭氧层破坏；地震分布带；地形遥感；全球生态环境监测；全球气候预报；生物分布、生产结构监测等。
【活动探究】
材料一　甲图为一幅具有林木、河流和住房的景观图，乙图是根据该图而建立的空间数据模型。
材料二　某城市部分地区经过数字化处理的“交通线、功能分区、地价图”。
探讨：
材料一中两图形对地物的表示有何差异？与地图相比，地理信息系统有哪些优点？
【提示】　①储存信息的形式不同。地理信息系统通过建立数据模型，以数据库的形式储存地理空间数据，而地图以图纸的形式保存地理信息。
②查询的方式不同。地理信息系统通过计算机进行查询和数据更新，而地图则通过肉眼进行判读，获得地理信息。GIS获取的信息更有针对性，速度也更快。
③地理信息系统可以将不同来源、不同比例尺、不同投影的地图数据进行综合，并进行空间分析，而地图有许多方面做不到。
优点：①信息量大，使用方便；②功能强大、完备；③能够进行动态监测和评估预测。
探讨：
材料二中，若布局合理，则该城市盛行风向最不可能为________；若在该区域新建物流中心，最宜选择在________。地理信息系统在城市管理中有哪些作用？
【提示】　西南风　丁地　地理信息系统在城市管理中的作用：地理信息系统在城市交通、土地利用、城市规划等方面都具有强大的管理功能。
【技巧方法】
1．“3S”的相互关系
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图中①②表示遥感技术提供影像信息，③④表示地理信息系统反馈影像信息处理结果，⑤⑥表示全球定位系统提供空间定位信息功能。
2．“3S”的功能特点比较
特点和功能
简单理解
遥感(RS)
地表观察、地理数据收集
是什么？有什么？
全球定位系统(GPS)
空间位置(地理坐标)的确定、导航
在哪里？
地理信息系统(GIS)
数据采集、数据分析、决策应用
为什么？有何联系？怎么做？怎么办？
3.“3S”技术的应用选取技巧
由于“3S”技术既相互区别又相互联系，因此在选取某一技术时应认清三者概念及相互关系，具体选择时应把握其本质区别：遥感(RS)是人的视力的延伸，它是侧重于收集信息的感知手段，通过飞机或卫星上携带的传感器接收地物辐射或反射的电磁波来获得信息，并经过简单处理后获得资料，如航片、卫星云系图片等，因此遥感本质上是“看”的过程。而地理信息系统(GIS)是在一定的数据源的基础上进行分析、对比、计算得出有益于人类生产生活的结论，它侧重于“分析、计算”，相当于“想、算”的人的活动。例如：气象卫星在高空收集到云系等信息情况并传输到地面，这是RS技术的应用，而将卫星云图与地面上实测到的气温、湿度、风向等信息(统称为数据源)经过计算、分析处理得出天气情况的预测，则是GIS技术的应用。GPS相对应用途径单一，即定位并通过多次定位计算速度等。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与GIS技术的工作对象——“面”。
在做“3S”技术中选取适当手段之类的题目时，首先看其工作对象是“点”还是“面”。是“点”则选用GPS，如导航、珠峰高度测量等；如果是“面”，则需看是突出监测方面还是需处理计算才能得出结果。如果监测森林火灾则应选用RS技术，要在某城市选取大型商业中心区位应选用GIS技术。
同时，一项工作往往可能在某次使用的是一种技术，而另一次则使用了另一种技术，甚至是同时使用了多种技术，因此，要认真审清题目，提炼题目中提供的信息。如“某山区森林火灾发生后，扑救工作动用了卫星监测定位，并运用计算机软件对火势情况进行了分析和预报”这一事件中，使用卫星监测是RS技术的应用，卫星定位则是GPS技术的应用，计算机处理预报信息则是GIS技术的应用。
【典题探究】
【例5】自然地理环境对现代城市规划产生深刻的影响。据此回答(1)～(2)题。
(1)巴黎会在其北部建一卫星城，其城市规划布局将采用上图D区域的布局模式，主要考虑的环境要素是(　　)
A．河流的流向
B．地形的起伏
C．人们的审美观念
D．主体风向
(2)该卫星城建好后，某出租车公司要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技术
B．GIS技术
C．无线电呼叫技术
D．GPS技术和GIS技术
【解析】(1)为减少工业区对居民区的污染，在布局中依据城市盛行风向，把工业区放在盛行风的下风向，并用绿化带隔离。巴黎地处温带海洋性气候区，全年盛行西南风。(2)出租车的具体位置需要利用GPS进行定位，而查询系统是GIS技术。
【答案】(1)D　(2)D
【例6】“数字地球”是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，对地球多分辨率、多尺度、多时间和多种类的三维描述，也就是模拟地球。据此完成(1)～(2)题。
(1)“数字地球”即(　　)
A．数字化、信息化的虚拟地球
B．用数字度量半径、体积、质量等的地球
C．用经纬网络描述的地球
D．“数字城市”和“数字校园”
(2)“数字地球”的应用领域包括(　　)
①保持生物多样性　②解决政治或经济危机　③增加农业产出　④方便人民生活
A．①②
B．③④
C．①②③
D．①②③④
【答案】(1)A　(2)D
【例7】2014年初，越来越多的人选择使用手机APP（应用软件）呼叫出租车出行，缓解打车难的问题。乘客只要在手机软件中点击“我要用车”并发送用车信息，该信息就会传送给离乘客较近的出租车司机，司机可以在手机中一键抢应，并和乘客联系。据此，完成下列各题。
（1）手机打车软件运用的地理信息技术是（ ）
A．RS和GPS
B．GPS和GIS
C．RS和GIS
D．GPS和数字地球
（2）在下列城市中，打车软件对居民出行影响较小的是（ ）
A．北京
B．上海
C．武汉
D．西宁
【答案】（1）B （2）D
【解析】
【变式精练】
下图示意新一代信息技术支撑下的智慧城市。读图，回答7-8题。
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7．地理信息系统为智慧城市建设提供(　　)
A．分析、管理空间信息
B．跟踪动态定位信息
C．整合、集成网络信息
D．获取实时通讯信息
8．智慧城市建设对城市发展最重要的作用是(　　)
A．调整地域结构
B．加速人口集聚
C．扩大空间规模
D．提升服务功能
【答案】7.A　8.D
【解析】第7题，地理信息系统的作用主要是对信息进行分析、加工和管理；跟踪动态定位是全球定位系统的功能；网络信息不属于地理空间信息，其整合、集成不属于地理信息系统的作用；获取实时通讯信息是通讯工具的作用。第8题，从示意图中可看出，智慧城市实际上就是高度信息化的城市管理系统，智慧政务、智慧交通和智慧社区都属于城市管理和服务范畴。因此智慧城市建设能够提升服务功能。
读“车载GPS导航监控原理示意图”，回答9-10题。
9．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
10．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
【答案】9.C　10.B
11.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。读“3S技术的综合运用图”（图2），运用有关3S知识回答下列问题。
（1）图中①②③④⑤⑥箭头指向线分别表示3S技术的不同应用功能，各个圆的重叠部分代表RS、GPS、GIS不同组合的综合应用，下列说法正确的是:
A．表示“提供影像信息功能”的是④和①
B．表示“提供定位信息功能”的是⑥和③
C．乙部分可掌握水灾淹没区的动态信息，以及分析水灾损失
D．丙部分可以用来判断火势蔓延方向，获取火场精确位置
（2）某兴趣小组要对学校所在城市的公交布局进行研究，提出合理化建议，运用了GIS系统。在GIS数据库中，须调用的专题图层有下列中的:
①地形图层
②交通图层
③气候图层
④人口图层
⑤商业网点图层
⑥水系图层
⑦管网图层
⑧城市图层
A．①②⑤⑥
B．③④⑤⑦
C．②④⑤⑧
D．⑤⑥⑦⑧
【解析】（1）表示“提供影像信息功能”的是①和⑤,
表示“提供定位信息功能”的是⑥和④,
乙部分为RS和GIS的综合运用，即可可掌握水灾淹没区的动态信息，以及分析水灾损失，判断火势蔓延方向要运用RS。
（2）进行城市的公交布局，需要了解交通、人口、商业网点和城市的布局特点。
【答案】（1）C
（2）C
图2

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