版高中地理第三章地理信息技术应用第二节遥感信息系统及其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应用第二节遥感信息系统及其应用学案中图版必修3

第二节　遥感技术及其应用

[学习目标]　1.掌握遥感的概念、遥感技术系统的组成、遥感技术的发展和遥感的类型。

2.举例说明遥感在资源普查和环境灾害监测中的作用。

一、遥感技术

1．遥感的概念与特点

（1）概念：

遥感（Remotesensing，简称RS）是指借助对电磁波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。

（2）原理：

地球上的物体都在不停地发射、反射和吸收电磁波，而且不同物体对电磁波发射、反射和吸收的特性不同。

（3）特点：

现代遥感技术视域广阔，监测范围大，可覆盖整个地球。

能够瞬时成像、实时传输、快速处理，迅速获取信息和实施动态监测。

2．遥感技术系统与遥感类型

（1）系统组成：

由遥感平台、传感器、信息传输装置、数字或图像处理设备以及相关技术等组成。

（2）分类

根据遥感平台的高度，遥感可分为航天遥感、航空遥感、近地遥感。

根据传感器是否主动向观测目标发射电磁波，遥感可分为主动式遥感与被动式遥感。

按照电磁波的波谱范围，遥感可分为紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多谱段遥感等。

按照应用领域或专题，遥感可分为环境遥感、大气遥感、资源遥感、海洋遥感、地质遥感、农业遥感、林业遥感等。

3．航天遥感、航空遥感与近地遥感的比较

航天遥感

航空遥感

近地遥感

运载工具及遥感平台高度

地球资源、海洋、气象等专题卫星，以及航天飞机、宇宙飞船、航天空间站

利用飞机携带遥感仪器，距地面600～25000米

距地面几十米以内

主要优点及应用范围

覆盖范围大，不受领空限制，可进行定期、重复观测等

机动性强，可以根据研究主题选择适当的传感器、适当的飞行高度和飞行区域

主要用于城市遥感、海面污染监测、森林火灾监测等中高分辨率的遥感任务中

判断

1．在航天遥感中，卫星轨道越高，卫星图像的分辨率就越高。

（　×　）

2．近地遥感主要用于中低分辨率的遥感任务中。

（　×　）

3．遥感能够瞬时成像、实时传输、快速处理，迅速获取信息、实施动态监测和定位。

（　×　）

4．地物反射波谱特征是地物判读的基本依据。

（　√　）

二、遥感与资源普查、环境灾害监测

1．遥感与资源普查

（1）勘探矿产资源

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”矿产的存在，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。

（2）调查生物资源

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．遥感与环境灾害监测

（2）洪涝灾害的监测

①优点：

实时和准确地收集洪水分析资料。

②作用：

为抗洪救灾和减灾决策提供重要的依据。

思考

　如何理解遥感是人的视力的延伸？

答案　主要表现在以下三方面：

（1）遥感能够精确地观测到距离更遥远、范围更广阔的事物。

（2）遥感能够更及时、更持久地监测事物的发展变化。

（3）遥感能观察到可见光之外人眼看不见的光线，如紫外线、红外线、微波等。

探究点　遥感技术及其应用

阅读材料及教材P91～92遥感与资源普查内容，探究下列问题。

2016年12月28日，高景一号01组两颗卫星在太原卫星发射中心以一箭双星方式成功发射，实现了我国国产遥感卫星运营模式商业化的突破，中国从此拥有了自主研发的0.5米级高分辨率遥感卫星。

1．与传统方式相比，利用卫星获取信息有哪些优势？

答案　精度高、质量高、效率高，且节省人力、财力。

2．遥感技术可以应用在哪些领域？

答案　资源普查、环境监测、灾害的防御监测等。

3．人们是如何利用遥感技术来划定矿产资源分布的？

答案　通过分析遥感图像划定蕴藏矿产的大致区域。

4．人们是借助遥感的哪种技术方式来提取植被分布、类型、健康状况等信息的？

答案　通过遥感图像解译或图像处理技术。

遥感在资源普查、环境和自然灾害防御监测中的应用

目前遥感技术在资源普查、环境和灾害监测等方面运用广泛，具体应用分析如下：

应用领域

具体内容

作用

资

源

普

查

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

通过分析遥感图像划定蕴藏矿产的大致区域

生物资源

通过解译遥感图像，用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、环境保护等部门服务

环

境

灾

害

监

测

环境监测

荒漠化、土壤盐渍化、海上冰山漂流、海洋生态恶化、全球气候变化及其影响、植被变化、水体污染、大气污染等

可以及时了解环境变化，使环境得到保护和改善

灾害监测

旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等

有利于防灾减灾

[拓展提升]　遥感在农业方面的应用

目前，我国有多颗在轨卫星用于科学实验、国土资源普查、农作物估产和防灾减灾等领域。

完成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．遥感技术还可直接（　　）

①判断农作物是否成熟　②监测植物病害情况

③预估森林火灾后的经济损失　④监测草场退化情况

A．①②④B．②③④

C．①②③D．①③④

答案　1.A　2.A

解析　第1题，到目前为止，人们还不能对地震做出准确预测。

第2题，预估森林火灾后的经济损失是GIS的功能。

读下图，完成1～2题。

1．图中内容说明航天遥感的什么特点（　　）

A．监测范围广B．时效快，精度高

C．连续性强D．准确定位

2．就航天遥感而言，其遥感探测的范围越大，则（　　）

A．获得资料的速度越慢B．获得资料的周期越长

C．对地物的分辨率越低D．对地物的分辨率越高

答案　1.A　2.C

解析　第1题，由图中“我一次就可以把半个地球拍摄进去”可知航天遥感的特点是监测范围广。

第2题，获取资料的速度、周期与探测范围无关，当探测范围越大时，分辨率数值越低。

RS（遥感）在区域地理环境的研究中，起着重要作用。

读遥感直观示意图，完成3～4题。

3．在区域地理环境研究中，不属于遥感技术优点的是（　　）

A．不受地面条件的限制B．监测范围广

C．能够迅速获取信息D．能实施动态监测

4．在区域地理环境研究中，遥感主要应用于（　　）

①资源调查　②人口增长预测　③环境监测

④自然灾害调查

A．①②④B．②③④

C．①③④D．①②③

答案　3.A　4.C

解析　第3题，遥感技术对地面进行探测时受地面条件影响较小，但并不是说完全不受地面条件的限制。

第4题，遥感不能对一个区域人口增长进行预测。

5．阅读图文材料，回答下列问题。

材料一　“精确农业”指利用现代高新技术，获得农田作物产量和影响作物生长的环境因素（如土壤结构、地形、植物营养、含水量、病虫草害等）实际存在的空间及时间差异性信息，分析影响农田产量差异的原因，并采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需实施定位调控的“处方农业”。

材料二　下图示意水分含量对玉米叶子反射率的影响。

（1）据图可知，玉米叶子水分含量与反射率的关系是________，要监测玉米缺水状况，首要采用的现代化信息技术是________。

（2）监测玉米含水量变化，主要是通过监测玉米的哪方面来判断玉米的生长状况（　　）

A．电磁波特征B．种植密度

C．种植面积D．形状特征

（3）依据上述原理，举例说明遥感在现代农业中的作用。

答案　

（1）玉米叶子水分含量越高，反射率越低　遥感（RS）

（2）A

（3）监测作物生长环境及其长势状况，如土壤湿度、作物水分含量、病虫害程度，进行作物估产，监测土地利用状况及其变化等。

解析　第

（1）题，玉米叶子水分含量与反射率的关系可结合图示信息判断。

地球上不同地物的波谱特征是不同的，而且不同地物的不同状况也有不同的反射率，因此可以利用遥感进行玉米缺水状况监测。

第

（2）题，遥感技术是通过物体对电磁波的辐射、反射、散射等信息判断的。

第（3）题，农业是应用遥感信息技术的主要领域，在农业资源调查和变化监测，农作物估产，农业灾害监测和评估等方面的应用成效显著。

具体来讲可以监测作物生长环境及其状况，如土壤湿度、作物水分含量、病虫害程度，进行作物估产，监测土地利用状况及其变化等。

“遥感”，顾名思义，就是“遥远的感知”。

传说中的“千里眼”“顺风耳”就具有这样的能力。

据此完成1～3题。

1．遥感的工作原理为（　　）

A．利用太阳辐射

B．利用地面辐射

C．利用物体反射或辐射的电磁波

D．利用探照设备

2．遥感的关键装置是（　　）

A．传感器B．目标物

C．计算机D．数据库

3．人类目前常用的遥感平台有（　　）

①飞机　②气球　③卫星　④火箭

A．①②③B．②③④

C．①③④D．①②④

答案　1.C　2.A　3.A

解析　第1题，遥感是指通过传感器记录目标物反射或辐射的电磁波并通过分析，揭示目标物的特征、性质等的综合探测技术。

第2题，因遥感工作时主要是接收、记录目标物辐射、反射的电磁波，因此，传感器是关键装置。

第3题，装载传感器的平台称为遥感平台，主要是承载传感器，火箭是指发射卫星等一些航天探测器的运载工具。

我国自主研制的“海洋二号”卫星于2011年8月16日在太原卫星发射中心升空，这是我国第一颗海洋动力器环境监测卫星。

该卫星集主、被动微波遥感于一体，具有高精度测轨、定轨能力与全天候、全天时、全球探测能力。

装载雷达高度计、微波散射计、扫描微波辐射计和校正微波辐射计4个微波载荷，这4种微波遥感器联合起来监测和调查海洋动力环境。

据此回答4～5题。

4．“海洋二号”卫星遥感按遥感分类属于（　　）

A．按遥感平台高度分属于航空遥感

B．按电磁波波谱范围分属于微波遥感

C．按应用领域分属于环境遥感

D．按传感器特点分属于主动式遥感

5．应用“海洋二号”卫星遥感不能获取的信息是（　　）

A．海洋动力环境数据B．海底矿产资源的分布

C．海啸的影响范围D．海平面的变化

答案　4.B　5.B

解析　第4题，从材料中可知，“海洋二号”卫星遥感分别属于航天遥感、微波遥感、主（被）动式遥感、海洋遥感。

第5题，“海洋二号”卫星遥感获取的主要是海洋表面的动力环境数据，不能够获取海底的矿产资源分布信息。

下图为国际空间站的宇航员拍下的某火山喷发羽毛状的火山灰时的壮观景象。

结合所学知识，完成6～7题。

6．按照电磁波的波谱范围分，获取该图像的遥感方式是（　　）

A．可见光遥感B．红外遥感

C．微波遥感D．多谱段遥感

7．按照遥感平台的高度分，国际空间站属于________遥感（　　）

A．航天B．航空

C．近地D．主动式

答案　6.A　7.A

解析　第6题，该图像是可见光下的照片，属于可见光遥感。

第7题，国际空间站属于航天遥感。

下图为我国北方某河流入海口1989年和2009年的卫星影像。

该河口区河流主流曾于1996年人工改道。

读图回答8～9题。

8．比较两幅影像，可判读和分析出（　　）

A．河流主流流向由东北改向东南

B．河流故道南部海岸继续淤积增长

C．河水含沙量明显增加

D．三角洲形态变化主要与河流改道有关

9．该河口海岸带合理的开发利用方式是（　　）

A．建设大型海港，发展远洋运输

B．建立湿地保护区，保护生态环境

C．开辟海水浴场，发展滨海旅游

D．开垦成为耕地，发展粮食生产

答案　8.D　9.B

解析　第8题，图示显示，三角洲面积减小，故泥沙含量减少；三角洲故道南岸侵蚀作用增强；河流主流流向由东南改向东北。

故D项正确。

第9题，河口三角洲附近泥沙沉积作用强，河流水量小，不适宜建设大型港口、开辟海水浴场、发展旅游。

从保护生态环境的角度考虑，合理的利用方式是建立湿地保护区，保护生态环境。

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（下图）。

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10～12题。

10．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

11．根据图中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．棉花随着植株增高、叶片增多、叶面积系数增大，覆盖率增大，反射率逐渐降低

12．不同的地物和地物的不同状况有不同的反射率，据此原理，可以利用遥感监测的有（　　）

①近海赤潮灾害　②人口分布　③海上石油污染　④工业生产总值

A．①②B．②③

C．③④D．①③

答案　10.D　11.B　12.D

解析　第10题，第4波段为近红外波段，棉花与番茄、玉米反射率差异明显，故选D。

第11题，从坐标图可知，棉花盛絮期（9月份）为棉花遥感识别最佳时期，这一时期棉花反射率明显降低。

北疆地区是我国主要产棉区之一。

棉花随着植株增高，叶片增多，叶面积系数增大，覆盖率增大，反射率逐渐升高。

第12题，遥感不能监测人口分布和工业生产总值，故选D。

13．读下图，完成下列问题。

（1）填写遥感技术装备名称。

A____________，B____________，C____________。

（2）A装备的作用是___________________________________________________________。

（3）遥感技术应用的领域除灾害监测外，还有________、________等，另外军事侦察、海上________、海洋渔业也广泛应用该技术。

答案　

（1）遥感平台　传感器　地面接收站

（2）装载传感器

（3）资源普查　环境监测　交通

解析　第

（1）题，由图可知，A为遥感平台，B为传感器，C为地面接收站。

第

（2）题，遥感平台的主要作用是装载传感器。

第（3）题，遥感技术的应用领域除灾害监测外，还有资源普查、环境监测、海上交通、军事领域等方面。

14．阅读材料，完成下列问题。

材料一　在过去的2200年间，我国共发生大水灾1600多次，大旱灾也有1600多次。

1977年以前的508年中，称得上“风调雨顺”的年份仅有7年。

20世纪80年代以来，受灾的耕地比重每年都在40%左右。

材料二　据国土资源部网站消息，随着第二次全国土地调查接近尾声，全国遥感监测“一张图”工程建设也渐入正轨。

工程任务于2010年1月底前基本完成，首次实现全国全覆盖遥感监测，并通过该数据库与国土资源管理相关业务数据库挂接，为实施建设用地全面监管提供基础信息平台。

（1）水旱灾害是我国严重的自然灾害，它的频发地区是________（填灾害区名称）。

我国夏季多暴雨，暴雨在山区可能诱发泥石流、滑坡等________灾害。

目前人类尚不能控制水旱灾害的发生。

我国通过大规模的________和营造防护林等改善____________的工程措施，来减轻灾害的损失。

（2）我国和世界发达国家一样，对大尺度天气系统和大范围自然灾害的研究水平，目前处于（　　）

A．跟踪阶段——实时报告事象的发生、过程、影响

B．探索阶段——寻找科学的研究方法，凭经验预测其发展变化

C．预报阶段——根据发生机制，预测将发生的时间、强度、发展和影响

D．控制阶段——虽不能控制其发生，但能对发生时间、强度和演变加以控制

（3）简要说明遥感技术在监测灾害与普查资源过程中所起的作用。

答案　

（1）东部平原地区　地质　治河　生态环境　

（2）C　（3）提供图像数据资料，跟踪监测、预报等。

解析　第

（1）题，自然灾害的种类很多。

各种自然灾害的分布具有一定的规律性。

水旱灾害是我国严重的自然灾害，它的频发地区是东部平原地区。

我国夏季多暴雨，暴雨在山区可能诱发泥石流、滑坡等地质灾害。

人类活动虽然不能控制自然灾害的发生，但可以想方设法减轻灾害带来的损失。

我国通过大规模的治河（或治水）和营造防护林等改善生态环境的工程措施，来减轻灾害的损失。

第

（2）题，我国和世界发达国家一样，对大尺度天气系统和大范围自然灾害的研究水平，都是处于预报阶段——根据发生机制，预测将发生的时间、强度、发展和影响。

第（3）题，遥感技术监测灾害与普查资源过程中所起的作用是提供图像数据资料，跟踪监测、预报等。

考点题点细目表

考点

题点

题目序号

地理信息技术应用

遥感技术及其应用

1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14