版高中地理 第三章 地理信息技术的应用 第二节 遥感技术的应用学案 中图版必修3.docx

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版高中地理第三章地理信息技术的应用第二节遥感技术的应用学案中图版必修3

第二节　遥感技术的应用

课程标准

结合实例，了解遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用。

学习目标

1.了解遥感的概念及工作原理，能够简单解读遥感影像图，并运用遥感影像解答相关问题。

2.结合实例，理解遥感在资源普查、环境和灾害监测等领域的应用。

[基础知识梳理]

教材梳理1　遥感

阅读教材P81～P84“遥感”，填写下列知识。

1.概念：

利用一定的技术设备和系统，在远离被测目标的位置上对被测目标的电磁波特征进行测量、记录与分析的技术。

2.类型

3.工作过程：

地面物体

传感器

地面接收站

遥感影像

4.遥感影像：

（1）组成：

像元是遥感影像上能够详细区分的最小单元。

（2）空间分辨率（分辨率）：

一个像元所代表的地面实际尺寸，该数值越小，分辨率就越高。

（3）类型

【图表解读】

1.读教材“图3-2-2遥感卫星接收不同地物反射信息示意”，据图说明遥感技术的工作原理。

提示　传感器接收物体反射或辐射的电磁波包括三种情况：

传感器接收来自物体自身辐射的电磁波，或者接收物体反射太阳辐射的电磁波，或者传感器主动向物体发射电磁波，然后接收物体反射回来的电磁波。

不同传感器的工作方式不同。

本图所描绘的是传感器接收物体反射的太阳辐射的电磁波。

2.读教材“图3-2-3不同分辨率遥感影像的比较”，据图说出如何判断遥感影像的分辨率。

提示　阅读本图时注意，分辨率数值越小，意味着一个像元所表示的地面尺寸越小，识别度即分辨率越高，所以图像越清晰。

本图中的三幅图，自左至右分辨率越来越高，图像越来越清晰。

教材梳理2　遥感在资源普查中的应用

阅读教材P84～P85“遥感在资源普查中的应用”，填写下列知识。

1.应用领域：

矿产资源和水资源的调查、农作物的估产、全球气候变化的观测、灾害监测、重大工程的建设等。

2.遥感在资源普查方面的优势：

可全面系统地提供资源状况和对信息进行及时更新。

教材梳理3　遥感在环境和灾害监测中的应用

阅读教材P85～P87“遥感在环境和灾害监测中的应用”，填写下列知识。

1.遥感在水污染监测中的应用

（1）原理：

被污染水体具有独特的区别于清洁水体的光谱特征。

（2）内容：

研究和预测同一流域水体污染历史和污染趋势。

（3）意义：

为水资源保护规划提供准确信息。

2.遥感在沙尘暴监测中的应用

（1）遥感卫星的特点：

监测范围广、时效快、精度高、连续性强。

（2）监测内容：

沙尘暴的起源、移动和扩散过程。

[预习效果自测]

对比分析法是卫星遥感图像判读的重要方法，具体就是对不同时间的卫星图像色调进行对比和分析，可以把不同的地面物体区分。

如下图，虚实两线分别代表玉米和大豆两种农作物对两种不同电磁波的反射强度，图中①②③④分别代表播种30、75、100、140天后两种农作物反射两种电磁波的强度特征。

读图，完成1～2题。

1.如果这两种农作物反射的电磁波谱是某卫星图像中最主要波段，则该卫星图像可能拍自（　　）

A.松嫩平原B.江汉平原

C.洞庭湖平原D.太湖平原

2.要区分该地区两种农作物的播种面积，要参考的最佳遥感图像应该是拍自播种（　　）

A.30天后B.75天后

C.100天后D.140天后

解析　第1题，由题中的叙述可知，该地主要种植玉米、大豆等农作物，因此最可能是东北的松嫩平原。

第2题，根据图中的信息可知，在播种30、75、100、140天后，这两种农作物的电磁波的反射强度特征都存在着差异，但播种30天后的这一差异最大，最利于区分这两种农作物的播种面积。

答案　1.A　2.A

读“钓鱼岛三维效果图”和“航空遥感影像图”，回答3～4题。

3.钓鱼岛三维效果图的获得和制作主要利用的地理信息技术是（　　）

A.RS和GISB.GIS和GPS

C.GPS和GISD.数字地球

4.如果利用航空遥感技术对不同时期的钓鱼岛进行监测，通过分析多幅钓鱼岛图片，可以获得（　　）

①钓鱼岛面积的变化　②钓鱼岛上植被的变化　③钓鱼岛的地理坐标　④钓鱼岛地形的变化

A.①②③B.②③④

C.①③④D.①②④

解析　

答案　3.A　4.D

探究点一　遥感

【案例探究】

结合图示探究：

（1）读图1，填写遥感技术装备名称：

A运载工具，B________，C________。

（2）B装备的作用是__________________________________________。

（3）图2中不同地物辐射或反射的电磁波是否相同？

遥感技术的基本原理是什么？

（4）完成遥感工作原理主要环节示意图。

（5）说出遥感的特点：

监测范围________、时效________、精度________、连续性________等。

答案　

（1）传感器　地面接收站

（2）接收地面物体反射或辐射的电磁波信息，并把信息传送到地面接收站

（3）不同地物辐射或反射的电磁波不同。

不同的地物或同一地物的不同性状，辐射或反射的电磁波不同。

遥感就是根据这个原理来探测地表物体反射或辐射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离判别物体。

（4）

（5）广　快　高　强

【反思归纳】　遥感技术的原理与工作流程

（1）遥感技术的原理

地物在不断地吸收、发射（辐射）和反射电磁波，并且不同物体的电磁波特性不同。

遥感就是根据这个原理，利用一定的技术设备和装置，来探测地表物体对电磁波的反射和地物发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。

（2）遥感的关键装置——传感器

（3）工作流程

【即时巩固】　（2017·咸宁高二检测）棉花遥感识别是棉花种植面积遥感估算的关键，以下是我国北疆地区不同日期棉花光谱信息与其他作物光谱信息的曲线分析图。

图中前3个波段为可见光波段（分别为蓝波段、绿波段、红波段），第4波段为近红外波段。

读图回答

（1）～

（2）题。

（1）容易将棉花从其他作物中识别出来的最佳波段是（　　）

A.蓝波段B.绿波段

C.红波段D.近红外波段

（2）根据图示信息及相关知识判断，下列叙述正确的是（　　）

A.6月份和9月份相比、棉花遥感识别最佳时期在6月份

B.盛絮期棉花反射率明显降低

C.北疆地区是我国最重要的棉花产区

D.北疆地区发展棉花种植业的优势是耕地面积广布，便于大规模的机械化操作

解析　第

（1）题，据图可知，9月份4波段棉花与其他两种作物的反射率差异最大，容易将棉花从其他作物中识别出来。

第

（2）题，读图分析可知，根据4波段的反射率数值差异，9月份比6月份更易把棉花从其他作物中识别出来。

盛絮期有三个波段很难通过遥感将棉花从其他作物中识别出来，6月份却有三个波段容易通过遥感将棉花从其他作物中识别出来，说明棉花9月份反射率降低了，B对。

新疆棉区，南疆比北疆更重要，是主要产棉区，C错。

新疆棉花种植的优势是光照充足，昼夜温差大，有利于养分积累，棉花质量好。

耕地主要分布在绿洲上，面积较小，D错误。

答案　

（1）D　

（2）B

探究点二　遥感的应用

【案例探究】　随着地理信息技术的发展，其在生产生活中的作用日益明显。

内蒙古自治区生态与农业气象中心利用先进的遥感监测设备，在火情跟踪监测服务过程中，做了大量的工作。

结合材料探究：

（1）利用遥感技术监测森林火灾的原理是什么？

（2）为何利用遥感技术还可以进行森林病虫害监测？

（3）某干旱地区水资源短缺，如果让你来利用遥感技术寻找地下水资源，你将如何进行？

提示　

（1）不同地物、同一地物不同性状，其反射波谱特征不同。

（2）森林遭受病虫害时，其本身发出的辐射量会大大减少，反射波谱也就与正常森林有显著差别，因此可以根据特定的卫星图像上某些波段的反射率的变化来判断森林是否发生病虫害。

（3）先在该区域的遥感影像上确定向斜构造带，然后有重点地选择若干点进行野外探测与验证，最终确定地下水的储藏点。

【反思归纳】　遥感技术的应用

（1）遥感技术在资源普查中的应用

勘探矿产资源，调查生物资源、水资源等是遥感技术在资源普查中的重要应用领域，如下表所示。

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、产量等信息

为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门提供服务

（2）遥感在环境和灾害监测中的应用

随着遥感技术的发展，遥感将不仅为人们提供信息资源，改变人们的生产、生活与交往方式，而且在环境监测、灾害预警等方面发挥着巨大作用，有助于灾害的预防、环境的治理和保护。

应用领域

具体内容

备注

环境监测

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

灾害监测

旱情、洪灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等

有利于防灾减灾

【即时巩固】　现代地理信息技术已经广泛应用于地理环境的研究，服务于日常生产生活。

读下图，回答

（1）～

（2）题。

（1）遥感技术应用于我国防灾减灾的具体内容可包括（　　）

①监测西南旱情　②监测吉林洪灾水情　③监测甘南山区滑坡情形　④预测青海地震

A.①②③B.②③④

C.①②④D.①③④

（2）利用上图可以（　　）

A.了解地形和地貌特征，开展土地资源调查

B.监测风沙和干旱灾害，进行灾情预测分析

C.确定时间和空间定位，进行路线筛选导航

D.测算经济和人口数据，确定商业网点布局

解析　第

（1）题，不同的地物、同一地物的不同状态，其反射波谱不同。

地震发生在地下，遥感无法预测。

第

（2）题，题图为遥感影像，可以判断出该地区的地形和地貌特征，有利于开展土地资源调查。

答案　

（1）A　

（2）A

知识结构

晨背索引

1.说出遥感技术的原理与工作流程。

2.说出遥感技术在资源普查中的应用。

3.说出遥感在环境和灾害监测中的应用。

对点练一　遥感

（2017·沈阳质检）下图为3轨CCD立体相机在嫦娥一号卫星上拍摄的月球极区图像，据此完成第1题。

1.用3轨CCD立体相机获得该图像的技术属于（　　）

A.GPSB.GIS

C.RSD.“3S”

解析　GPS，全球定位系统主要用于定位和导航，A错。

GIS，地理信息系统用于分析处理数据，不能用来监测面积变化，B错。

RS，遥感即“遥远的感知”，用于资源普查和环境监测，可以拍摄图像，获得直观资料，C对。

“3S”是对前面三者的统称，D错。

答案　C

对点练二　遥感的应用

（2017·武汉高二检测）下图是非洲第一高峰乞力马扎罗山，海拔5895米，距离赤道仅300多千米，其峰顶雪冠正面临着在50年内消失的威胁。

据此回答2～3题。

2.图中影像的获取主要采用的地理信息技术是（　　）

A.遥感（RS）B.全球定位系统（GPS）

C.地理信息系统（GIS）D.数字地球

3.利用此项技术可（　　）

A.分析水灾损失B.获得森林分布信息

C.分析矿产种类D.确定矿产储量

解析　第2题，遥感是借助对电磁波敏感的仪器，用来获取信息的地理信息技术。

第3题，遥感可以监测，成像，对信息进行传输、处理和实施动态监测，所以可以获得森林分布信息，但对信息进行进一步分析和处理，不是遥感的应用。

答案　2.A　3.B

课后作业

基础冲A练

（2017·汕头高二检测）2014年12月28日7时，亚洲航空公司一架从印度尼西亚飞往新加坡的客机失联，搜救工作随即展开。

下图示意飞机飞行路线及搜索区域，读图完成1～2题。

1.在图示洋面搜索亚航飞机碎片，主要采用的地理信息技术是（　　）

A.全球定位系统B.遥感

C.数字地球D.地理信息系统

2.此季节，搜索区域的盛行风是（　　）

A.东北季风B.西南季风

C.东南季风D.西北季风

解析　第1题，遥感是视力的延伸，可以感知不同地球表面的物体差异，搜索亚航飞机碎片，主要采用的地理信息技术是遥感；全球定位系统只是定位、导航，数字地球是实现信息的共享，地理信息系统是信息分析模拟系统，均不能搜索。

第2题，客机失联是在2014年12月28日7时，此时气压带风带虽然刚开始向北移动，但是搜索区域仍然受来自北半球的东北季风的影响，其会越过赤道受地转偏向力的影响，偏转成西北季风。

答案　1.B　2.D

（2017·吉林高二检测）2011年6月4日，智利南部普耶韦火山开始喷发，美国国家航空航天局的Aqua卫星在火山喷发后不久拍摄到下图所示的卫星影像。

灰褐色的火山灰笼罩了大地，强风将火山灰吹向阿根廷以及大西洋，甚至飘到了数百千米之外的布宜诺斯艾利斯市。

读图回答3～4题。

3.要获取火山喷发的卫星影像，主要应用的地理信息技术是（　　）

A.RSB.GIS

C.GPSD.数字地球

4.如果利用卫星对火山灰进行监测，通过分析多幅火山灰影像，可以获得（　　）

①火山灰喷出的起始位置　②火山灰飘浮速度　③火山灰影响的范围　④火山灰飘浮的方向　⑤此时段当地的风向

A.①②③⑤B.②③④⑤

C.③④⑤D.①②③④⑤

解析　第3题，要获取火山喷发的卫星影像，主要是获取地面信息，这是RS的主要功能，所以火山喷发的卫星影像是应用遥感（RS）技术获得的。

故选A。

第4题，卫星对火山灰可以进行动态监测。

从火山喷发卫星影像上可以看出火山灰的状况，获得火山灰喷出的起始位置、移动方向、速度、影响范围、此时段当地风向等。

故选D。

答案　3.A　4.D

5.（2017·洛阳高二检测）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.①——第30天B.②——第75天

C.③——第100天D.④——第130天

解析　甲、乙两类植物的反射率在波段Ⅰ和波段Ⅱ中差异最大的均是①处，因此要在遥感影像上区分这两类植物，应选择生长期第30天的时候。

答案　A

6.（2017·中山模拟）下图是湖水、长江水、黄河水三种含沙量水体的反射光谱曲线图。

关于图示信息的叙述，正确的是（　　）

A.分析使用的地理信息技术是GIS

B.①②曲线对应的是湖水、黄河水

C.0.7波长λ/μm的反射率区分度最大

D.含沙量与反射率呈正相关

解析　反射光谱曲线图使用的是遥感技术（RS），排除A；据图可知0.6波长λ/μm的反射率区分度最大，排除C；含沙量的大小与反射率呈正相关，黄河水的含沙量最大，反射率最高，③曲线对应的是黄河水。

答案　D

7.读遥感技术工作原理图，回答下列问题。

（1）从A图中可以看出，此遥感技术所利用的运载工具是________，这种运载工具采用的是________方式对地面物体进行感知和识别。

这种方式的遥感技术，对地面的分辨力是较________（高/低）的。

（2）在B图中，传感器接收的是________，它的产生是由于________，在这个遥感过程中，传感器之所以能够对地面的物体进行分辨，其原理是__________________________________________________________________。

解析　第

（1）题，A图示为飞机遥感，属于航空遥感。

由于距离地面较近，故分辨率较高。

第

（2）题，B图示为被动式遥感，图示传感器接收地物反射或辐射的电磁波信号而识别不同的地物。

遥感的基本原理是不同地物辐射、反射的电磁波信号不同，传感器能识别不同的电磁波信号。

答案　

（1）飞机　航空摄影　高

（2）地面物体反射或辐射的电磁波信息　地面接收太阳辐射光或大气对太阳辐射散射光的能量、自身受热也能产生电磁波　不同物体、不同环境条件，其反射或辐射的电磁波是不同的，传感器有识别这种电磁波的能力

能力达标练

1.（2014·广东高考）热红外遥感影像亮度可反映地物表面温度，地物的表面温度越高，在影像中就越亮。

晴天正午时刻，下列地物在同一幅热红外遥感影像中最亮的是（　　）

A.公路B.菜园

C.鱼塘D.果园

解析　地物的表面温度越高，影像就越亮。

公路在晴天的正午，太阳辐射最强时，获得的太阳辐射最多，和其他选项相比、温度最高，影像最亮，A项符合题意。

B项中的菜园和D项中的果园，由于植被的保护，温度不是最高，应该不最亮，B、D都不正确；鱼塘的比热大，白天增温慢温度不会最高，应该不最亮，C项不正确。

答案　A

2.（2012·安徽高考·节选）在农业方面，运用遥感技术能够（　　）

①监测耕地变化　②调查作物分布　③估测粮食产量　④跟踪产品流向

A.①②③B.②③④

C.①②④D.①③④

解析　遥感技术主要是获取信息，通过不同时期的遥感信息对比，反映地理事物的性质和范围的变化。

跟踪产品流向利用的是GPS。

答案　A

3.（2012·山东高考·节选）在科学考察中，利用遥感技术可以（　　）

A.获取卫星云图B.查询地理数据

C.选择考察路线D.对科考船实时导航

解析　查询地理数据、选择考察路线可以利用地理信息系统，对科考船实时导航可以利用全球定位系统。

答案　A

（2017·深圳高二检测）位于乌兹别克斯坦和哈萨克斯坦之间的咸海过去曾是世界第四大湖泊，下面四幅咸海的地球资源卫星图片显示了它的面积变化过程。

读图回答4～5题。

4.地球资源卫星照片的获取，采用的地理信息技术是（　　）

A.RSB.GIS

C.GPSD.GIS和GPS

5.图中信息反映出咸海（　　）

①周边大气温度下降　②湖泊水体西部深东部浅　③环境调节作用减弱　④水体含盐量降低

A.①②B.①③

C.②③D.③④

解析　第4题，卫星图片的获取使用的是遥感技术，这是遥感的最常见的基本功能。

第5题，图中咸海不断干涸，也受全球气候变暖的影响，排除①；咸海为内陆湖，咸水湖，水量不断减少，盐分不断析出，含盐量增加，排除④；图中信息反映2009年，水域集中在西部，东部干涸，故西部湖深，东部湖浅，同时水不断减少，对气候的调节作用不断减小。

答案　4.A　5.C

（2017·长沙模拟）下图为我国南方地区“某河流水利工程建设前、后遥感影像图”。

该工程建设大量应用地理信息技术，为精确定位、勘察设计、施工及决策提供准确的数据来源，为水利系统信息化管理提供可靠的依据。

读图回答6～7题。

6.该段河流进行水利工程建设后（　　）

A.大坝上游河道变宽，通航条件改善

B.大坝下游水位升高，淹没水中沙洲

C.河流支流数量增加，流域面积增大

D.流量季节变化增大，两岸植被减少

7.该水利工程的建设对区域发展的积极影响是（　　）

A.大坝拦截泥沙，从根本上治理水土流失

B.水库调节径流，有效防治上游洪涝灾害

C.实现水能开发，资源优势变为经济优势

D.提供灌溉用水，避免干旱现象的发生

解析　第6题，读图比较可知，该段河流进行水利工程建设后，大坝上游水位增加，大坝上游河道比原来变宽，通航条件改善，A对。

从图中可以看到，河流曲流处有两个沙洲，因上游蓄水，大坝上游的沙洲淹没，大坝下游水位下降，下游的沙洲变成了沙堤。

第7题，大坝拦截泥沙，但不能减少山区水土流失；水库调节径流，不能影响上游水量，可以有效防治下游洪涝灾害；建水库，实现水能开发，将资源优势变为经济优势，C对。

可以提供灌溉用水，能减轻干旱，但是不能避免干旱现象的发生。

答案　6.A　7.C

8.（2017·长春模拟）阅读图文资料，填写下列知识。

材料一　图甲为世界某区域图。

甲

材料二　图乙为甲湖泊2000年8月某时卫星遥感图片，图丙甲湖泊2010年8月某时卫星遥感图片。

（1）根据资料分析图甲中棉花带棉花种植的有利自然条件。

（2）分析材料二中湖泊东侧萎缩明显的原因。

解析　第

（1）题，农业发展的条件主要从气候、地形、水源、土壤等方面分析。

图示区域为温带大陆性气候，降水少，光照强，昼夜温差大，有利于棉花生长、养分的积累。

有河流提供灌溉水源，水源充足、地形以平原为主，便于耕作。

第

（2）题，根据卫星云图可知，湖泊东侧萎缩明显，即东侧湖泊面积缩小。

说明湖泊东侧湖床海拔较高，蒸发量大，导致水位下降，湖底出露。

农业用水量大，导致入湖水量减少，湖面萎缩。

湖泊东侧沙漠广布，风沙侵吞明显，湖面减小。

答案　

（1）温带大陆性气候，光照强，昼夜温差大，有利于棉花生长；水源充足；地形以平原为主，便于耕作。

（2）湖泊东侧湖床海拔较高；农业用水量大，入湖河流流量大幅减少；湖泊东侧沙漠广布，风沙侵吞明显。