4.2++地理信息技術(shù)的應(yīng)用++課件【知識精講+備課精研】中圖版（2019）高中地理必修第一冊

第四章自然地理實踐的基本方法4.2地理信息技術(shù)的應(yīng)用

學(xué)習(xí)目標課程標準：通過探究有關(guān)自然地理問題，了解地理信息技術(shù)的應(yīng)用。核心素養(yǎng)目標：1．了解遙感、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)的概念和工作原理。(地理實踐力)2．了解地理信息技術(shù)在相關(guān)自然地理問題中的應(yīng)用。(綜合思維、人地協(xié)調(diào)觀)追蹤臺風“煙花”問題思考：煙花臺風云圖如何獲得？如何確定其中心位置？如何預(yù)測其影響的區(qū)域？

如何預(yù)測移動路徑？如何預(yù)測登陸的地點與時間？如何繪制降水量分布圖？“煙花”衛(wèi)星云圖“煙花”路徑概率預(yù)報圖“煙花”降水預(yù)報圖

臺風云圖的獲得，確定其中心位置并持續(xù)追蹤，預(yù)測其影響的區(qū)域、移動路徑、登陸的地點與時間，繪制降水量分布圖等，均可以通過相關(guān)地理信息技術(shù)實現(xiàn)。新課導(dǎo)入地理信息技術(shù)GeographicInformationTechnology指獲取、記錄、加工、管理和傳播地理信息的各種技術(shù)手段全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)遙感(RS)

地理信息系統(tǒng)(GIS)新課講解一、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)及其應(yīng)用1.概念能在地球表面或近地空間的任何地點,提供全天候的三維坐標、速度、時間信息的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。三維坐標運動速度精確授時導(dǎo)航服務(wù)新課講解美國全球定位系統(tǒng)(GPS)世界主要衛(wèi)星定位系統(tǒng)中國北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)(BDS)俄羅斯格洛納斯全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GLONASS)歐盟伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)(GALILEO)2.種類發(fā)展最早,比較完善,在世界范圍內(nèi)使用廣泛中國自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng),世界上第三個成熟的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)新課講解3.工作原理全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)工作原理示意圖地面用戶設(shè)備新課講解

北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)是我國著眼于國家安全和社會經(jīng)濟發(fā)展需要，自主建設(shè)、獨立運行的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)的國家重要空間基礎(chǔ)設(shè)施。北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成。它融合了導(dǎo)航與通信能力，具有實時導(dǎo)航、快速定位、精確授時、位置報告和短報文通信服務(wù)五大功能。

2020年6月23日，我國北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空，30分鐘后衛(wèi)星順利進入預(yù)定軌道，至此，我國提前半年完成北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署。

探究活動1：北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)及其應(yīng)用探究活動

北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)提供服務(wù)以來，已廣泛應(yīng)用于交通運輸、海洋漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象預(yù)報、測繪地理信息、森林防火、通信時統(tǒng)、電力調(diào)度、救災(zāi)減災(zāi)和應(yīng)急搜救等領(lǐng)域，服務(wù)國家重要基礎(chǔ)設(shè)施，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)運行示意圖想一想：我國北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？探究活動4.應(yīng)用(1)主要功能:定位、導(dǎo)航等。

全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的主要功能是定位、導(dǎo)航等，這在森林普查與規(guī)劃、海洋調(diào)查與監(jiān)測、氣象及地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測與救援等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。想一想：全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的主要功能是什么？綿陽市利用導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)進行地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測新課講解

優(yōu)點：測量的精度高，操作簡便，而且儀器體積小、便于攜帶，可全天候操作應(yīng)用領(lǐng)域：廣泛應(yīng)用于測定森林面積、道路位置、森林火災(zāi)地區(qū)位置，界定邊界線，估算木材含量，尋找水源等林業(yè)測量領(lǐng)域意義：在得到調(diào)查樣地的詳細位置，充分了解森林資源多樣性的基礎(chǔ)上，可以適時做出調(diào)整，為林業(yè)發(fā)展做進一步規(guī)劃，能夠有效提高森林資源的管理效率想一想：全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)在林業(yè)調(diào)查方面的優(yōu)點、應(yīng)用領(lǐng)域和意義是什么？（2）.在林業(yè)調(diào)查方面的應(yīng)用新課講解應(yīng)用領(lǐng)域：地殼運動、海平面變化、海洋氣象等方面的有效監(jiān)測。意義：建立全球定位系統(tǒng)連續(xù)運行觀測站，可以提供潮汐觀測站站址的周、月、年變化率，監(jiān)測海平面實際變化，及時提供大氣中水汽含量變化信息，為海洋氣象預(yù)報服務(wù)，在線提供空間位置基準，為海岸帶和近海海洋調(diào)查服務(wù)。裝有全球定位系統(tǒng)的“向陽紅09”母船正在按預(yù)定地點投放“蛟龍?zhí)枴毕胍幌耄喝驅(qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)在海洋觀測方面的應(yīng)用領(lǐng)域和意義是什么？利用衛(wèi)星測高和衛(wèi)星重力數(shù)據(jù)得到的紅海海水質(zhì)量周年變化的振幅和相位(2003-2011年)（3）.在海洋觀測方面的應(yīng)用新課講解

在氣象觀測領(lǐng)域，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用。例如，使用全球定位系統(tǒng)研究大氣，特別是研究對流層的大氣特征。我國多個地區(qū)也已經(jīng)全面開始應(yīng)用北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，進行區(qū)域自動氣象站的建設(shè)，彌補了原有氣象站的不足。隨著技術(shù)的發(fā)展，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)將成為新一代氣象觀測系統(tǒng)的主要部分，在天氣預(yù)報中發(fā)揮重要作用。靜止氣象衛(wèi)星地表高溫檢測圖景區(qū)自動數(shù)字氣象站（4）.在氣象觀測方面的應(yīng)用新課講解①.由于氣候是一個地區(qū)相對穩(wěn)定的大氣狀況，具有周期性變化，影響我國的臺風也是如此，一般影響我國的臺風路徑有三條，一是生成后往西進入南海，往海南、廣東等地登陸；二是生成后往西北移動，經(jīng)過臺灣，最后在福建、浙江登陸；三是生成后先往西北移動，然后轉(zhuǎn)向北、東北方向移動，往朝鮮半島、日本登陸。收集歷年不同季節(jié)的臺風移動路徑數(shù)據(jù)，提高預(yù)報的準確性。②.通過先進的科技手段、氣象衛(wèi)星，獲得遙感數(shù)據(jù)，并利用大型計算機模擬分析，推算得出臺風最可能的移動路徑。隨著歷史氣象數(shù)據(jù)的不斷豐富和計算機水平的不斷提高，對于臺風路徑的預(yù)報會越來越準確。臺風發(fā)生在太平洋高氣壓的南部邊緣，那里吹東風，于是使臺風向西行。探究活動2：在天氣預(yù)報中，對臺風的位置與移動方向的預(yù)報是怎樣實現(xiàn)的？探究活動(2)狹義：應(yīng)用探測儀器，不與探測目標近距離接觸，從遠處把目標的電磁波特性記錄下來，通過分析，揭示目標的特征和變化的綜合性探測技術(shù)。二、遙感及其應(yīng)用1．概念：即“遙遠的感知”(1)廣義：泛指一切無接觸的遠距離探測，包括對電磁場、聲波、地震波等的探測。想一想：什么是遙感？黃土高原九曲十八彎遙感影像甘肅敦煌戈壁灘洪積扇遙感影像新課講解

傳感器可以接收地物體反射或輻射的電磁波信息，并以影像膠片或數(shù)據(jù)磁帶的形式記錄下來，傳送到地面接收站。地面接收站對遙感信息進行處理和判讀分析，并進行野外實地驗證，最后生成遙感影像，為資源勘探、動態(tài)監(jiān)測和規(guī)劃決策服務(wù)。遙感衛(wèi)星接收不同地物反射信息示意圖2.遙感的工作過程信息獲取用戶應(yīng)用信息記錄和傳輸信息處理判讀分析傳感器圖像、數(shù)據(jù)地面接收站遙感的工作流程想一想：遙感的核心是什么？

遙感的核心在于獲取信息的遙感技術(shù)設(shè)備，主要包括遙感平臺和傳感器。新課講解密云衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收站

密云衛(wèi)星接收站于1986年建成并開始運行，現(xiàn)擁有8座大口徑接收天線及配套的數(shù)據(jù)接收、記錄和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，接收范圍覆蓋我國中部、東北地區(qū)及相鄰境外地區(qū)?？κ残l(wèi)星接收站于2008年建成并投入運行，現(xiàn)擁有5套12米和1套7.3米可搬移接收系統(tǒng)，以及配套的數(shù)據(jù)接收、記錄和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，接收范圍覆蓋我國西部以及中亞鄰國等區(qū)域?？κ残l(wèi)星數(shù)據(jù)接收站

拓展案例：遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收站新課講解3．遙感影像(1).概念：是各種傳感器所獲信息的產(chǎn)物，是遙感探測目標的信息載體，主要包括航空影像和衛(wèi)星影像。天津衛(wèi)星影像天津航空像片想一想:什么是遙感影像？新課講解組成：成千上萬的像元像元：遙感影像上能夠詳細區(qū)分的最小單元，簡稱圖像分辨率一個像元所表示的地表范圍越小，影像顯示地表信息細節(jié)的能力越強，分辨率就越高想一想：讀圖4-2-7，你能得出什么規(guī)律？(2).圖像分辨率新課講解（3）.類型：黑白影像、彩色影像（真彩色影像和假彩色影像）新課講解(4).判讀想一想：讀圖4-2-8，分析如何判讀不同類型的遙感影像。判讀：黑白影像—是根據(jù)物體的灰度差異呈現(xiàn)的，一般建筑物顏色較淺，草地和森林顏色較深真彩色影像—上地物顏色能夠真實反映實際地物的顏色特征，符合人的認知習(xí)慣假彩色影像—草、樹和莊稼覆蓋區(qū)域為紅色，水為灰色和藍色，城市為藍灰色備注：假彩色影像中不同地物的色彩并不是固定的，需要根據(jù)實際情況進行地物判讀新課講解

遙感的應(yīng)用目前，遙感已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自然地理研究的諸多領(lǐng)域，在地貌、氣候、水文、土壤和植被的調(diào)查和監(jiān)測中都發(fā)揮著重要作用。例如，識別不同的地貌類型，觀測全球氣候變化，監(jiān)測海水運動與變化，識別植被類型與分布結(jié)構(gòu)，監(jiān)測災(zāi)害并預(yù)警等，都少不了遙感技術(shù)的應(yīng)用。4．遙感的應(yīng)用①.自然地理研究的應(yīng)用領(lǐng)域想一想：遙感在自然地理研究什么領(lǐng)域中進行應(yīng)用？新課講解

在環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測方面，遙感技術(shù)能夠快速準確地獲取區(qū)域的環(huán)境和災(zāi)害信息，及時發(fā)現(xiàn)環(huán)境和災(zāi)害的變化，預(yù)測將要出現(xiàn)的問題。由遙感技術(shù)獲得的環(huán)境和災(zāi)害動態(tài)觀測數(shù)據(jù)，通過地理信息系統(tǒng)的快速分析和處理，能夠為決策部門提供科學(xué)依據(jù)。2012年6月19日全國秸稈焚燒衛(wèi)星遙感監(jiān)測圖2008年5月14日四川北川縣城遙感影像圖②.環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測方面想一想：遙感在環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測什么領(lǐng)域中進行應(yīng)用？新課講解

遙感主要應(yīng)用于水資源調(diào)查、水土流失調(diào)查、冰雪檢測、海岸帶及淺海地形調(diào)查等。遙感不僅能確定地表江河、湖沼和冰雪的分布、面積、水量和水質(zhì)，還能勘查淺層地下水資源。1998年7月27-31日洞庭湖及荊江地區(qū)飛機遙感圖像1998年8月28日洞庭湖及荊江地區(qū)衛(wèi)星遙感圖像③.水文與水資源研究方面想一想：遙感在水文與水資源研究什么領(lǐng)域中進行應(yīng)用？

遙感能為水文研究提供長期動態(tài)情報，幫助預(yù)報和監(jiān)測早情、融雪、徑流、洪水。例如，衛(wèi)星遙感可以實時監(jiān)測洪水的動向，調(diào)查洪水泛濫范圍，迅速確定洪澇面積和受災(zāi)程度。新課講解

2017年5月17日到5月20日大興安嶺那吉林場發(fā)生火災(zāi)。遙感衛(wèi)星影像上分時分地顯示了起火點的位置。由于火的高溫屬性，即便在有云霧遮擋的情況下，運用遙感技術(shù)，我們依然能夠發(fā)現(xiàn)起火點的情況。問題1：遙感衛(wèi)星影像在監(jiān)測地理事物方面有哪些優(yōu)勢？問題2：大興安嶺那吉林場火災(zāi)遙感衛(wèi)星影像對于及時了解、控制和撲滅大火有哪些幫助？探究活動3：遙感在那吉林場火災(zāi)中發(fā)揮的作用遙感技術(shù)測量精度高，操作簡便；獲取信息量大；監(jiān)測的范圍大；獲取信息的速度快，更新速度快，動態(tài)實時；可全天候操作，受地面條件限制少等通過遙感影像能夠快速準確地獲取著火區(qū)域的環(huán)境和災(zāi)害信息，動態(tài)實時監(jiān)測火災(zāi)的變化，預(yù)測火災(zāi)將要蔓延的趨勢和方位。同時，遙感影像獲得的環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過地理信息系統(tǒng)的快速分析和處理，能夠為決策部門提供科學(xué)依據(jù)。探究活動1．概念地理信息系統(tǒng)是依靠計算機實現(xiàn)地理信息的收集、處理、儲存、分析和應(yīng)用的系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)為地理信息資源的共享提供了最便捷的技術(shù)支持。三、地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用新課講解

利用地理信息系統(tǒng)可以儲存龐大的空間數(shù)據(jù)，不但能隨時制作電子地圖，還有詳細的屬性資料可供查詢，并能進行多種空間分析，以此來模擬區(qū)域內(nèi)的資源、人口等要素的空間規(guī)律和發(fā)展趨勢。這是地理信息系統(tǒng)區(qū)別于其他信息系統(tǒng)的一個重要標志。地理信息系統(tǒng)的工作原理2.功能新課講解信息源地圖、遙感圖像、野外考察、室內(nèi)實驗、社會經(jīng)濟統(tǒng)計等獲得的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理:建立空間模型和數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫地物空間特征和屬性的各項數(shù)據(jù)的結(jié)合，構(gòu)成某一主題的圖層，如地貌圖層、土壤圖層、土地利用圖層等空間分析按一定規(guī)劃對所研究的局部進行空間分析，也可以對與局部及其相鄰的部分，以至整個區(qū)域進行綜合分析數(shù)據(jù)表達將系統(tǒng)處理、分析的結(jié)果，形成可供研究、規(guī)劃和決策人員使用的產(chǎn)品3.地理信息系統(tǒng)的工作原理新課講解

作為地理信息的自動處理與分析系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)的功能遍及數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、決策應(yīng)用的全部過程。地理信息系統(tǒng)一般可以解決以下問題：位置分析、趨勢研究、模式研究、模擬分析。4.地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫圖層示意圖新課講解

解決與“位置”有關(guān)的問題。例如，分析可可西里藏羚羊的空間分布情況。藏羚羊跟蹤展現(xiàn)效果圖

提供對不同種群的藏羚羊的遷徙路徑和不同時期不同種群的藏羚羊分布的分析功能(1).位置分析新課講解

包括空間趨勢和隨時間的演變趨勢，如分析降雨對云南滇池流域土壤侵蝕敏感性的情況。降雨侵蝕力敏感性空間分布趨勢圖（2）.趨勢研究

結(jié)果表明，1999年滇池流域的降雨侵蝕力敏感性以高度敏感所占面積最大。2008年、2014年滇池流域的降雨侵蝕力敏感性主要為輕度和中度敏感。

從空間分布上看，滇池流域北部的降雨侵蝕力大于滇池流域南部的降雨侵蝕力，空間差異顯著。降雨侵蝕力為中度、高度和極度敏感的區(qū)域主要分布在滇池流域的北部，不敏感和輕度敏感主要分布在滇池流域的南部。新課講解

特定區(qū)域地理事物的分布及其組合都有一定的規(guī)律，通過模式分析，可以揭示各種地物之間的空間關(guān)系。通過對有關(guān)信息進行分析、加工，建立反映區(qū)域內(nèi)各種因素相互關(guān)系，揭示區(qū)域結(jié)構(gòu)、特征和發(fā)展規(guī)律的模型。降雨侵蝕力敏感性空間分布趨勢圖（3）.模式研究

將雨量站圖層與行政區(qū)圖層進行疊加，可以獲得雨量站在行政區(qū)的分布信息。雨量站圖行政區(qū)圖疊加后的圖層新課講解

利用地理信息系統(tǒng)，將已掌握的地理規(guī)律用數(shù)學(xué)方法表達出來，即建立模型，來模擬其中某種因素的變化，以及產(chǎn)生的結(jié)果。例如，建立洪水預(yù)測模型，就可以根據(jù)降水量、降水強度、降水持續(xù)時間，預(yù)測洪水發(fā)生的時間和可能淹沒的范圍。利用地理信息系統(tǒng)模擬發(fā)生洪水后可能淹沒的范圍（4）.模擬分析利用三維模擬發(fā)生洪水后可能淹沒范圍新課講解主要用于地理信息數(shù)據(jù)的獲取主要用于地理信息的空間定位與導(dǎo)航對地理信息數(shù)據(jù)進行管理、查詢、更新、分析、處理、表達全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GNSS遙感RS地理信息系統(tǒng)GIS知識梳理：地理信息技術(shù)的應(yīng)用新課講解讀課本129頁-130頁的案例研究：地理信息技術(shù)在四川九寨溝防震減災(zāi)應(yīng)對中的應(yīng)用。分析在九寨溝地震中，地理信息技術(shù)都發(fā)揮了哪些主要功能？【參考】全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)能確定裝有全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的失蹤車輛具體位置，在有效調(diào)度救災(zāi)車輛等方面發(fā)揮了定位、導(dǎo)航功能；遙感發(fā)揮了獲取信息，監(jiān)測預(yù)報自然災(zāi)害功能；地理信息系統(tǒng)對地震災(zāi)害進行預(yù)報預(yù)警、動態(tài)監(jiān)測、災(zāi)害發(fā)生成因與規(guī)律分析、災(zāi)害損失調(diào)查、災(zāi)情評估，為制定減災(zāi)預(yù)案和指導(dǎo)災(zāi)后重建工作等方面提供依據(jù)，發(fā)揮了地理信息系統(tǒng)綜合處理和空間數(shù)據(jù)分析、定性和定量分析的功能。【案例探究】地理信息技術(shù)的應(yīng)用新課講解小

結(jié)課堂小結(jié)1．全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)在夜間無法進行導(dǎo)航。(

)2．歐盟的伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)是最精準的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。(

)3．BDS和GPS一樣，只是對點狀物進行空間定位。(

)4．廣義的遙感記錄的信息更廣泛。(

)5．一個像元表示地面上的范圍越大，影像的分辨率就越高。(

)6．彩色影像里的植物都是紅色的。()7．假彩色影像中不同地物的色彩可以根據(jù)需要進行調(diào)整。()8．地理信息系統(tǒng)可以收集、處理和分析任意種類的信息。()9．利用地理信息系統(tǒng)可以建立洪水預(yù)測模型。()10．用數(shù)學(xué)方法建模屬于地理信息系統(tǒng)的趨勢研究。()一、判斷題課堂練習(xí)二、選擇題北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，是繼美國全球定位系統(tǒng)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、歐洲伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之后第四個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)，并具有短報文通信能力。據(jù)材料回答下面小題。1.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)利用的地理信息技術(shù)是（）A.遙感（RS）B.地理信息系統(tǒng)（GIS）C.全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNNS）D.數(shù)字地球2.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在抗震救災(zāi)中發(fā)揮的主要作用有（）①提供災(zāi)區(qū)的影像②統(tǒng)計災(zāi)區(qū)的經(jīng)濟損失③確定救災(zāi)人員的位置④提供短文聯(lián)絡(luò)A.①②B.①③