学年高中地理 第三章 防灾与减灾 第一节 自然灾害的监测与防御学案 新人教版选修5.docx

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学年高中地理第三章防灾与减灾第一节自然灾害的监测与防御学案新人教版选修5

第一节　自然灾害的监测与防御

学习目标

明目标、知重点

了解自然灾害监测系统的概念及其作用。

理解世界和我国自然灾害监测系统的发展状况。

初步掌握遥感（RS）和地理信息系统（GIS）在灾害监测中的作用。

了解自然灾害防御的工程性措施和非工程性措施的相关内容。

　自然灾害监测系统

【自主学习】

1．概念：

是由国家、区域及地方等各级组织，通过不同平台对自然灾害进行监测和分析的网络系统。

2．作用

提出减灾决策方案

3．发展情况

（1）世界各国逐步建立和完善了灾害监测系统，特别是地震、海洋、气象、水文等监测部门。

（2）我国已经运用现代科学技术建立起气象、地震、水文、海洋环境等自然灾害监测系统。

【合作探究】

阅读教材P62图3.1“自然灾害监测系统”，探究下列问题。

（1）自然灾害监测系统主要包括哪些要素？

（2）自然灾害监测系统的主要作用是什么？

（3）自然灾害监测系统所监测的主要灾害种类有哪些？

提示：

（1）各级组织（世界监测机构、各个国家、地方政府、基层社区等）；各类监测手段（遥感、雷达、信息接收站等）；所监测的各类灾害。

（2）灾前预警、灾中跟踪、灾后评估以及提出减灾决策方案等。

（3）大气圈（热带气旋、干旱、寒潮等）、岩石圈（地震、滑坡、泥石流等）、水圈（洪涝、风暴潮等）、生物圈（病害、虫害和鼠害等）

【核心归纳】

自然灾害监测系统

【跟踪训练】

当地时间2015年10月8日8点50分（北京时间8日11点50分），南亚次大陆发生里氏7.6级强烈地震，包括印度、巴基斯坦、阿富汗等国家都有强烈震感，据报道仅在巴基斯坦就造成53182人死亡，75146人受伤，灾后重建资金至少需要50亿美元。

据此完成

（1）～

（2）题。

（1）该次地震的发生与哪两大板块有关（　　）

A．亚欧板块、太平洋板块

B．南极洲板块、印度洋板块

C．亚欧板块、印度洋板块

D．印度洋板块、非洲板块

（2）防震减灾需加强科学研究，下列说法正确的是（　　）

A．发达国家发生地震的频率已经很低

B．由于科学技术的进步，地震给人类造成的危害程度已经很低

C．发展中国家地震多发，其造成的损失也远远高于发达国家

D．地震监测预警系统的建立，能够提高对地震的快速反应能力，对灾情有“缩小”作用

解析：

第

（1）题，根据材料，此次地震发生在南亚次大陆与亚欧大陆之间，分别属于印度洋板块和亚欧板块，C对。

第

（2）题，发生地震的频率与经济水平无关，A错。

由于科学技术的进步，地震给人类造成的危害程度已经降低，但仍较高，B错。

发展中国家地震造成的损失远远高于发达国家，并不是因为地震多发，而是抗震能力低，救援设施不足，C错。

地震监测预警系统的建立，能够提高对地震的快速反应能力，对灾情有“缩小”作用，D对。

答案：

（1）C　

（2）D

　地理信息技术在自然灾害监测中的作用

【自主学习】

1．遥感技术在自然灾害监测中的作用

（1）遥感技术的特点

基本特点

观测范围广、信息获取量大、获取速度快、实时性好和动态性强等

时空

特点

空间

全球观测，多波段、多时相和全天候角度

时间

同步观测，可获得地球表层及其瞬间变化的灾害信息

（2）应用

①为天气预报提供云图资料，能看到沙尘、台风、暴雨等灾害性天气的形成过程。

②利用遥感影像可以迅速地发现一些初发时人眼难以察觉的突发性灾害，如森林火灾、赤潮等。

③在交通不便地区更可展现遥感作为灾害监测“千里眼”的优越性。

④监测灾害发展过程中和消除后，发生的规模、速度以及是否复发。

[图表导读]

读教材P64图3.2“1990年发生在太平洋上的第15号台风的卫星影像”和图3.3“1998年长江洪水九江段决堤遥感影像”，据图回答下列问题。

（1）卫星影像主要是利用什么现代技术获得的？

（2）遥感技术相对于人的实地监测有哪些好处？

提示：

（1）遥感技术。

（2）遥感技术具有观测范围广、信息获取量大、获取速度快、实地性好和动态性强等特点，节省人力物力。

2．地理信息系统在自然灾害监测中的作用

（1）功能：

空间定位、定性和定量分析。

（2）作用：

对各种监测系统提供的信息进行综合处理和空间数据分析，对自然灾害进行预报预警、动态监测、灾害发生成因与规律分析、灾害损失调查、灾情评估等，为制定减灾预案和指导灾后重建工作提供依据。

（3）与RS结合

①灾前：

事先圈定危险区，评价危险程度，指导防灾活动。

②灾中：

实况监测灾情，指导抗灾活动。

③灾后：

快速评价灾害损失，指导救灾活动。

【合作探究】

阅读材料，探究下列问题。

中新社太原2012年11月19日电中国首颗民用合成孔径雷达卫星“环境一号”C星19日清晨在太原卫星发射中心成功发射升空。

国家国防科技工业局发布消息称，这标志着中国环境与灾害监测预报小卫星星座“2＋1”方案正式组成，并全面运行。

“环境一号”C星具有全天时、全天候工作能力，同时还具有一定的穿透力，特别适合恶劣气候条件下的应用。

它将与之前在轨运行的“环境一号”A/B卫星，组成环境与灾害监测预报小卫星星座。

该星座可对生态破坏、环境污染和灾害进行大范围、全天候、全天时动态监测，及时反映生态环境和灾害发生、发展的过程；对生态环境和灾害发展变化趋势进行快速预测、评估，为紧急救援、灾后救助和重建工作提供科学依据；还可以与地面监测手段相结合，提高环境和灾害信息的观测、采集、传送和处理能力，为提高减灾和环境保护能力提供有力保障。

（1）遥感技术在自然灾害监测中主要应用于哪些领域？

（2）利用遥感技术监测自然灾害有何优点？

（3）地理信息系统在自然灾害监测评估中有何作用？

提示：

（1）遥感技术在自然灾害监测中主要应用于旱情、水灾、沙尘暴、台风、暴雨、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等方面的监测。

（2）从空间尺度看，遥感具有全球观测能力，可从多波段、多时相和全天候角度获得全球自然灾害的观测数据；从时间尺度看，遥感能够对地球进行同步观测，可获得地球表层及其瞬间变化的灾害信息。

（3）地理信息系统可以对自然灾害进行预报预警、动态监测、灾害发生成因与规律分析、灾害损失调查、灾情评估以及为制定减灾预案和指导灾后重建工作提供依据。

【核心归纳】

地理信息技术在自然灾害监测或评估中的作用

地理信息技术主要是遥感技术和地理信息系统，在自然灾害监测中起着重要的作用，如下表所示：

主要功能或特点

在自然灾害监测中的作用

遥感

技术

（RS）

观测范围广、信息获取量大，速度快，实时性好和动态性强等

①除了能看到电视屏幕上的常规大气云图，还可以看到沙尘、台风、暴雨等灾害性天气的形成过程。

②利用遥感影像可以迅速地发现一些初发时人眼难以察觉的突发性灾害，如森林火灾、赤潮等。

③在交通不便、人迹罕至的地区可展现遥感作为灾害监测“千里眼”的优越性。

④在灾害发展过程中和消除后，对灾害发生的规模、速度以及是否复发进行监测

空间上：

多波段、多时相和全天候

时间上：

同步观测

地理信

息系统

（GIS）

对信息进行综合处理和空间数据分析，具有空间定位、定性和定量分析的功能

对自然灾害进行预报预警、动态监测、灾害发生成因与规律分析、灾害损失调查、灾情评估等，还可以为制定减灾预案和指导灾后重建工作提供依据

RS和

GIS结合

信息获取和空间分析结合

灾前：

圈定危险区，对危险程度作出评价，指导防灾活动

灾中：

实况监测并作出评价，指导抗灾活动

灾后：

评价损失，指导救灾活动

【跟踪训练】

“风云三号”气象卫星是为了满足中国气象预测和环境监测等方面的迫切需求而建设的第二代极轨气象卫星。

据此完成

（1）～

（2）题。

（1）“风云三号”气象卫星在监测大范围自然灾害和生态环境时应用的地理信息技术是（　　）

A．遥感　　　　　　　　　B．地理信息系统

B．全球定位系统D．数字地球

（2）“风云三号”气象卫星与人工探测相比，具有的优点不包括（　　）

A．探测范围大B．受地面限制小

C．速度快、周期短D．全球性、连续性

解析：

第

（1）题，环境与灾害监测是遥感技术的应用领域。

第

（2）题，遥感技术的特点是探测范围大、受地面限制小、速度快、周期短等。

全球性、连续性是全球定位系统的特点。

答案：

（1）A　

（2）D

　自然灾害的防御

【自主学习】

1．概念：

防御就是在自然灾害发生之前采取工程性或非工程性防御措施，以防止或延迟灾害的发生，减轻灾害发生时造成的危害和损失。

2．措施

（1）非工程性防御措施

①概念：

通过国际组织和各个国家的减灾规划和防灾法律、各级行政部门的减灾管理以及公众减灾教育等途径，控制和减少自然灾害造成的损失。

②国际行动：

“国际减轻自然灾害十年”。

③我国行动

（2）工程性防御措施

①概念：

工程性防御措施是通过修建防灾工程，改变自然灾害系统，最终达到减灾的目的。

②工程性防御措施的三种方式

方式

实例

改变地表环境，防止或减轻自然灾害的强度

加固稳定变形土体；生物工程

可以阻隔或控制灾害与人口、财产等的直接相遇

修建大堤；建立护坡、挡墙

可以改变财物等的特性，提高抗灾性能，减少灾害损失

兴建水库、排灌站、电机井等工程及配套设施；加固房屋

[图表导读]

读教材P69图3.8“建设格栅坝预防地质灾害”，据图回答下列问题。

（1）该工程主要防御哪类灾害？

（2）它是如何防御灾害的？

提示：

（1）滑坡、泥石流。

（2）一是改变地表环境，加固稳定坡体，防止灾害的发生；二是建设格栅坝，阻隔灾害与人口、财产的直接相遇，以减轻灾害。

【合作探究】

阅读材料，探究下列问题。

据山西省民政厅报告：

2017年春以来，山西省吕梁、朔州、忻州、大同、临汾等地降水量与往年相比明显偏少，春夏连旱，多个县市遭受多年未遇的严重旱灾，农业生产严重受阻，人民群众生活发生一定困难。

截至2017年7月26日16时统计，旱灾造成吕梁、大同、忻州等6市41个县（市、区）285万人受灾，113.5万人因旱需生活救助，农作物受灾面积540.7千公顷，其中绝收87.4千公顷，直接经济损失20.6亿元。

（1）防御自然灾害的措施可以分为哪两类？

（2）防御旱灾应采取哪些措施？

提示：

（1）防御自然灾害的措施有非工程性防御措施和工程性防御措施两类。

（2）防御干旱灾害可以采取以下措施：

进行农田水利基础建设；旱灾多发区，种植耐旱作物和品种，大力推广喷灌、滴灌技术；节约用水；进行跨流域调水；适时进行人工增雨；进行农业灾害保险；加强植树造林等。

【核心归纳】

1．非工程性防御措施与工程性防御措施

（1）非工程性防御措施

（2）工程性防御措施

含义

就是通过修建防灾工程，从三个方面改变自然灾害系统，最终达到减灾的目的

途径

改变地表环境，防止或减轻自然灾害

岩土体改造工程、疏排水工程，加固稳定变形土体，防止滑坡、泥石流

生物工程措施防风固沙，防止土地沙化、水土流失

阻隔或控制灾害与人口、财产等的直接相遇

修建大堤防洪防潮，保护堤内人口和财产安全

建立护坡、挡墙等阻拦物，避免泥石流冲击村庄、耕地

改变财物特征，提高抗灾性能，减少灾害损失

兴修水库、排灌站、电机井等工程配套设施，防洪抗旱

加固房屋，增强抗震性能

2.主要灾害的具体防御措施

灾害类型

工程措施

非工程措施

地

质

灾

害

地震

提高地表建筑物的抗震能力以及改善建筑物的结构

加强地震的监测预警

滑坡、泥石流

植树造林，增加植被覆盖率；加固坡体，建设格栅坝等

利用GPS系统密切监视坡体变化

水

文

灾

害

洪水灾害

做好流域内的植被保护，建设防护林；退田还湖，保护湖泊湿地；疏通河道等

利用遥感对暴雨和洪水进行监测

风暴潮

建设沿海防护林体系和海岸防护（或堤防）工程

做好风暴潮的预报和监测

气

象

灾

害

旱灾

开渠引水或修建输水管线；加强水库等水利基础设施建设；推广先进的灌溉技术；培育耐旱作物品种等；保护植被，植树造林等

宣传教育，提高公民的节水意识

台风

加固建筑物

利用遥感技术加强台风的监测和预报

寒潮

地膜覆盖；培育抗冻能力强的作物品种；营造防护林；人工施放烟幕等

加强监测和预报

【跟踪训练】

阅读材料，回答问题。

2016年1月20日，一股来自西伯利亚的“霸王级”寒潮席卷我国南方，受寒潮和雨雪冰冻极端天气影响，江西省部分地区灾情严重。

截至23日12时统计，江西省受灾人口49.36万人，因灾伤病人口3人，紧急转移安置31852人；农作物受灾面积5501公顷；倒塌房屋7间、一般损坏房屋9间；因灾造成直接经济损失4012.5万元。

下图为我国南方某区域的冻害发生频次（单位：

次）分布图。

（1）若图中冻害频次等值线的间距为10，则P地的冻害频次值为多少？

试分析P地冻害频次与周边差异较大的原因。

（2）该区域为我国南方柑橘的重要产地，为减轻冻害对柑橘生产的不利影响，宜采取哪些防灾减灾的措施？

解析：

（1）图中冻害频次等值线的间距为10，说明P点附近的等值线为40，则P点的冻害频次值为40～50。

其形成原因主要与P地的地形相关。

据图可知，P地北面地势平坦开阔，地形条件有利于北方冷空气南下；东、南、西三面有山地阻挡，导致冷空气在该地堆积，且停留时间延长，故比周边地区冻害发生频次更高。

（2）该类试题，要针对问题产生的原因提出有针对性的措施。

该地的问题是受地形影响，冬季温度低，可以加强对冻害的监测和预报，提前做好防范准备；改良作物的品种，培育和推广耐寒防冻品种，提高果树的抗灾能力；进行工程措施的建设，在果园地面铺设稻草等覆盖物，给果树树干包裹稻草等。

答案：

（1）P地的冻害频次值为40～50。

原因：

P地北面地势平坦开阔，利于北方冷空气南下；东、南、西三面有山地阻挡，导致冷空气在该地堆积，且停留时间延长，故比周边地区冻害发生频次更高。

（2）加强对冻害的监测和预报，提前做好防范准备；培育和推广耐寒防冻品种，提高果树的抗灾能力；在果园地面铺设稻草等覆盖物，给果树树干包裹稻草等。

课堂小结——这节课你有没有掌握以下内容？

重点

必背

1.自然灾害监测系统的概念、组成和作用。

2.遥感技术在自然灾害监测中的作用。

3.地理信息系统在自然灾害监测中的作用。

4.自然灾害防御的工程性措施和非工程性措施。

微点拨

1.RS和GIS的应用。

RS是数据获取手段，它可以及时地获取各类自然灾害的数据信息，对灾害进行监测；GIS是数据分析手段，可以对RS获取的数据信息进行定性、定量分析，对自然灾害进行收集信息、统计分析、结果评价和预报预测等，可以对灾情进行成因规律分析、灾情评估等。

2.在自然灾害防御中一定要区分工程性措施和非工程性措施。

自然灾害监测系统是由国家、区域及地方等各级组织，通过不同平台对自然灾害进行监测和分析的网络系统。

据此完成1～2题。

1．自然灾害监测的主体包括（　　）

①世界级监测机构　　　②国家级监测机构

③地区级和基层社区机构④多种自然灾害

A．①②③B．①②③④

C．①②D．④

2．下列属于自然灾害监测系统的监测对象的是（　　）

①气象灾害②地质灾害　③水文灾害④生物灾害

⑤气象雷达　⑥基层社区

A．①②③④B．⑤⑥

C．①③D．①②③④⑤⑥

解析：

自然灾害监测的主体包括世界级监测机构、国家级监测机构、地区级和基层社区。

监测对象主要是自然灾害，包括气象灾害、地质灾害、水文灾害、生物灾害等。

答案：

1.A　2.A

下图是某地区大地震后救灾工作程序示意图。

读图，回答3～4题。

3．图中所示救灾工作程序还可能适用于（　　）

A．鼠害B．洪涝

C．旱灾D．寒潮

4．为降低大城市震后救灾活动强度，应采取的主要防灾减灾措施包括（　　）

①完善城市功能区划

②调整产业结构

③人口外迁

④房屋加固

⑤组建志愿者队伍

⑥避灾自救技能培训

A．①②③④B．②③④⑤

C．③④⑤⑥D．①④⑤⑥

解析：

第3题，根据紧急救援强度在短时间内突然升高、迅速降低甚至停止这一特点，说明此类自然灾害是突发性的，并且容易造成较大人员伤亡。

鼠害、旱灾都具有渐进性特点，寒潮灾害可能来得突然，但一般不会造成严重人员伤亡。

第4题，降低震后救灾活动强度的唯一办法就是事先做好预防工作，减小灾后损失。

产业结构调整的大趋势往往是附加值高的产业所占比重升高，财富密度加大，同等强度地震造成的经济损失会更大；人口外迁不符合实际要求。

答案：

3.B　4.D

我国自然灾害频次多、范围广、强度大，为防御自然灾害，我们要采取工程性防御和非工程性防御两种措施，抓好落实和相互配合。

据此回答5～7题。

5．下列灾害防御措施中，属于非工程性措施的是（　　）

A．颁布《洪水灾害防御法》

B．植树造林，保持水土

C．加固防洪大堤

D．修建水库，蓄水防旱

6．在干旱地区修建水库可以起到的减灾作用是（　　）

A．改变地表环境，提高灾害强度

B．控制灾害与人口的直接相遇

C．改变水循环，提高抗灾能力

D．消除旱灾灾情

7．下列哪一措施能起到改变地表环境，减轻灾害强度的作用（　　）

A．加固房屋，提高抗震强度

B．修建防洪大堤

C．植树造林

D．挖掘机井

解析：

第5题，用法律的手段来规范全社会的减灾行动，提高防灾减灾意识，属于非工程性措施的范畴。

第6题，修建水库可以保证人畜、作物的正常需水，提高抗灾性能。

第7题，植树造林能防风固沙，防止水土流失、土地沙化，改善生态环境，提高抗灾能力；挖掘机井、加固房屋属于改变财物特性；修建防洪大堤属于阻隔灾害与人口、财产的直接相遇。

答案：

5.A　6.C　7.C

自然灾害的防御就是在灾害发生之前采取工程性或非工程性防御措施，以防止或延迟灾害的发生，减轻灾害造成的危害。

据此完成8～9题。

8．下列属于非工程性防御工作的是（　　）

A．研制、发射地球资源卫星进行自然灾害的监控

B．退耕还林及打坝筑堤

C．修建三峡水利枢纽工程

D．通过多种方式，分别对不同人群进行防灾减灾的知识教育和技能培训

9．下列防护林工程以保持水土为主要目的的是（　　）

A．长江中上游防护林体系

B．沿海防护林体系

C．平原防护林体系

D．“三北”防护林体系

解析：

第8题，完善法律法规、灾害管理体系，进行减灾知识教育和技能培训是非工程性措施。

第9题，沿海防护林体系主要是防台风、风暴潮；平原防护林体系是保护农田；“三北”防护林体系的主要目的是防风固沙，减少风沙危害。

答案：

8.D　9.A

10．读图，完成下列问题。

（1）图中措施属灾害防御中的________性防御措施。

（2）从图中可以看出的自然灾害有______和___________________________，此工程的建设可以____________________________________________________，从而保护人口、财产的安全。

（3）除此图反映的方式外，该类灾害防御措施还有哪两种方式？

（4）防御此类灾害，你认为还可采取哪些非工程性措施？

解析：

此图为建设格栅坝预防的地质灾害是滑坡、泥石流，属于工程性防御措施中的阻隔或控制灾害与人口、财产的直接相遇方式。

另外通过岩石土体改造工程、疏排水工程，加固稳定变形土体；植树造林、加固房屋等工程措施，也能防治地质灾害的发生，减轻灾害强度。

加强灾害监测、研究，加强法制管理，提高公众环保和防灾减灾意识等。

答案：

（1）工程

（2）滑坡　泥石流　阻隔或控制灾害与人口、财产的直接相遇

（3）改变地表环境；改变财物等的特性，提高抗灾性能。

（4）加强研究，建立灾情监测预警系统；加强管理，建立健全减灾工作的政策法规体系；提高公众的环保和防灾减灾意识等。

1．利用GPS（全球定位系统）可以对地震进行监测，监测的对象主要是（　　）

A．海陆分布的变化

B．地球内部岩浆的活动情况

C．地壳的运动状况

D．灾情的发展

解析：

选C。

本题主要考查全球定位系统在防灾减灾中的应用。

由于GPS能为全球范围内的用户提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置和速度及时间数据，因此在防灾减灾中可用于交通导航、绘制地图、火灾跟踪、人员救生、地震监测等诸多方面。

利用GPS对地震监测主要是监测地壳的运动状况，从而预测地震的发生。

2．在下列自然灾害中，利用遥感技术无法做到的是（　　）

A．准确预报地震发生的时间

B．监测病虫害的扩散情况

C．收集洪水受灾区的面积

D．监测沙尘暴的动态趋势

解析：

选A。

通过遥感可以看到沙尘、台风、暴雨等灾害性天气的形成过程，并监测其动态，还可以利用它对洪灾进行跟踪监测。

面对雪灾，社会各界众志成城。

某公司紧急推出春运交通图，意在帮助身在异地的人们及时了解国内交通情况。

在春运交通图上标出了主要的铁路、高速公路和国道，如果铁路或公路被“加红加粗”，那就说明它可能处于封路或受阻状态。

点击后即可了解滞留人数、目前情况、持续时间等信息。

读图，完成3～4题。

3．图中主要应用的现代地理信息技术是（　　）

A．RSB．GIS

C．GPSD．虚拟技术

4．运用图中所示的现代地理信息技术，在抗雪救灾中还可以（　　）

A．及时获得各地积雪的范围

B．对受困人员进行精准定位

C．为施救车辆选择合理线路

D．分析预报未来各地的天气

解析：

从图中可以看出主要的铁路、高速公路和国道的状态，点击后可了解滞留人数、目前情况、持续时间等信息。

地理信息系统的功能是获取信息，分析与管理信息，查询信息。

因此图中主要应用的现代地理信息技术是GIS。

及时获得各地积雪的范围和分析预报未来各地的天气主要依靠遥感技术；对受困人员进行精准定位依靠GPS。

GIS可以了解各路线的交通状况，为施救车辆选择合理线路。

答案：

3.B　4.C

5．滑坡是斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移地质现象。

读下图，回答问题。

（1）据图说明滑坡最容易发生应具备的条件。

（2）为防止该区域滑坡的发生，请提出应采取的措施。

解析：

第

（1）题，据图找出滑坡发生最大频率的山体坡度和土质类型。

第

（2）题，预防滑坡发生的措施主要包括生物措施和工程措施、监测预报、加强宣传和灾后救助等方面。

答案：

（1）坡度在15°左右发生滑坡的可能性最大；砂质土壤发生滑坡的可能性最大。

（2）岩土体改造工程（加固、稳定变形土体）；加强监测与预警预报；加强宣传教育，提高防灾减灾意识等；植树造林（封山育林）。