高中地理 12 地理信息技术在区域地理环境研究中的应用学案 新人教版必修3.docx

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高中地理12地理信息技术在区域地理环境研究中的应用学案新人教版必修3

地理信息技术在区域地理环境研究中的应用

[学习目标]1.了解遥感的概念和主要环节，掌握其在区域地理环境研究中的作用和应用领域。

2.掌握全球定位系统的组成、用途及应用。

3.理解地理信息系统的应用。

4.了解“3S”技术与数字地球的关系。

考点一　遥感技术的应用

基础梳理：

知识回顾理清教材

1．原理

不同地物的电磁波特性不同。

2．主要环节

目标物

传感器（关键装置）

遥感地面系统

专业图件、统计数字。

3．特点

精度高，质量高，效率高，且节省人力、财力。

4．应用

资源调查、环境监测、自然灾害防御监测等。

试题调研

1．（2012·安徽文综）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．②③④C．①②④D．①③④

答案　A

解析　解答本题的关键是明确遥感的功能。

遥感为视力的延伸，能监测耕地变化、作物分布及根据作物长势估测粮食产量等。

2．（2012·山东文综）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

答案　A

解析　3S技术的区别在于，RS是“获取”信息，GIS是“分析”信息，GPS是定位、导航，因此科学考察利用遥感（RS）可以“获取卫星云图”。

3．（2011·天津文综）下图是2010年卫星拍摄的京津地区夜景照片，从中可以看到所示城区的

（　　）

A．空间形态、道路格局B．耗能状况、商业区分布

C．空间结构、经济水平D．人口密度、功能区分布

答案　A

解析　照片中白色区域为灯光区域，明亮区域为城市分布区，可以看出城市的空间形态；呈线性延伸的区域主要为城市道路两侧灯光的分布状况。

不能通过灯光状况准确看出功能分区、经济状况和人口密度状况。

　遥感影像图片的判读

1．首先要明确遥感影像图片的主题内容。

这是进行准确判读的前提。

如下面“格陵兰岛冰原面积变化遥感图”中需要我们判读的是格陵兰岛的冰原面积的变化特征。

2．了解掌握遥感影像图片的基本解译标志、解译过程及注意事项，从而了解影像图片中的各种地物的差别及特征。

包括形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置和布局等。

如上图中我们可以抓住色调和形状两个要素进行判读，依据色调可确定图中的白色区域为冰原部分，依据其形状的变化可确定冰原面积的变化。

3．对主题判读地物进行分析、推理，得到我们想要的结论。

如通过对上图中两幅图的对比，可以发现格陵兰岛的冰原面积大大减少了，说明是全球气候变暖导致的，其冰原面积的减少必然会对全球的生态环境带来一定的影响。

考点二　全球定位系统和地理信息系统的应用

基础梳理：

知识回顾理清教材

1．全球定位系统（GPS）

（1）系统组成

三大部分

（2）特点

全能性、全球性、全天候、连续性和实时性。

（3）主要功能

在全球范围内实时进行定位、导航，可提供精密的三维坐标（经度、纬度、高度）、速度、时间。

2．地理信息系统（GIS）

（1）概念

专门处理地理空间数据的计算机系统。

（2）程序

信息源→数据处理→数据库→空间分析→表达。

（3）应用

可提供反映区域状况的各种空间信息；可对环境和自然灾害进行动态监测及评估预测；可应用于城市管理。

3．地理信息技术与数字地球

（1）地理信息技术：

指获取、管理、查询、更新、分析和应用地理空间信息的现代技术。

（2）数字地球：

是指把整个地球信息进行数字化后，由计算机网络来管理的技术系统。

深化探究

（1）“点”与“面”判断GPS

GPS的主要功能是定位和导航。

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和GIS技术的工作对象——“面”。

在“3S”技术中选取适当手段时，要看其工作对象是“点”还是“面”，如果是“点”则选用“GPS”，如果是“面”则选用RS或GIS。

（2）“想”与“看”区分RS、GIS

GIS是地图的延伸，主要功能是进行空间数据的分析和处理。

对“事象”的发展变化进行预测、评估，需要计算、思考，即“想”；凡是需要“想”的选GIS。

RS是人的视力的延伸，主要功能是收集信息，即“看”，只“看”不用“想”的选用RS。

试题调研

（2013·浙江文综）某城市的土地利用形态分为甲、乙、丙、丁4种（图1），城市的发展先后经历了Ⅰ、Ⅱ两个阶段（图2）。

目前该城市的地价与土地利用形态和开发阶段有关，其关系如下表。

读图表完成第2题。

土地利用形态

地价

Ⅰ阶段

Ⅱ阶段

甲

低

中

乙

低

中

丙

中

高

丁

低

中

2.该城市拟选择中等地价的地块建造超市，下图（图3）中符合要求的地块是（　　）

A．①③B．②⑦

C．④⑧D．⑤⑥

答案　B

解析　图3是图1和图2的叠加，由此可以判断各数字对应地块的土地利用形态和开发阶段，表格显示了所有类型地块的地价，比照的结果是①②⑤⑦为中等地价，适合建造超市。

3．（2013·江苏地理）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．①②B．①③C．②③D．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，应选D。

　GIS图层叠加示意图的判读

1．首先要明确GIS图层是由许多的专题地图组成的，这些专题地图是由许多的具有空间属性的数据在计算机中生成的，它们分别反映了某种专题地理事物的空间分布特征。

如下图中的叠加图层分别是水系分布图、土地利用类型分布图、地形图、居民点分布图和土壤分布图。

2．其次要明确不同的专题地图反映的地理事物之间的空间联系。

如从水系图中可以找到河流的上游地带，而河流的上游往往是山地，在地形图中则常表现为等高线较为密集，有一定的坡度等特征。

3．再次要明确图层叠加之后会形成一个可以反映多个地理要素分布特征的新地图，在这幅新地图中的某个位置上，我们就可以综合考虑各个要素进行人类生产、生活活动场所的选择评价。

练出高分

一、选择题

武汉2013年5月16日电：

中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其表示，北斗建设覆盖全球卫星导航系统所需要的核心技术已经全部突破，明后年将开展下一步覆盖全球的更高水平的北斗导航试验卫星建设，为北斗后续发展奠定基础。

回答1～2题。

1．下列不属于北斗卫星导航系统组成部分的是（　　）

①GPS信号接收机　②北斗卫星　③传感器　④车载移动电话

A．①②B．①③C．①④D．③④

2．从2012年年底，北斗导航业务正式对亚太地区提供服务，北斗导航系统可为（　　）

①登山爱好者提供具体的经纬度位置　②农业生产测评农作物的产量　③地质工作者提供某地的海拔　④比赛者提供汽车的运行速度　⑤工业生产测评水质污染

A．①②③B．①③④

C．②③④D．③④⑤

答案　1.D　2.B

解析　第1题，卫星导航系统由空间部分（导航卫星）、地面控制部分和用户设备部分（GPS信号接收机）组成。

第2题，北斗导航系统属于全球定位系统，可以为用户提供具体的经纬度和海拔、运行速度和时间等信息。

近几年，新疆建设兵团在中科院的帮助下成功地利用无人遥控直升机对所属农场的农作物病虫害进行了防治，大大提高了其准确度和工作效率。

据此回答3～4题。

3．工程技术人员指挥无人遥控直升机运用的地理信息技术是（　　）

①RS　②GPS　③GIS　④数字地球

A．①②B．③④

C．②③D．①④

4．对农作物病虫害的监测，新疆采用了卫星遥感技术，是因为（　　）

①农作物遭受病虫害时，发射和反射的波谱会有一定变化　②卫星遥感分辨率高，可拍摄到清晰的照片　③卫星遥感探测的范围广，连续性强　④卫星遥感智能化高，在治虫过程中无需人工参与

A．①②B．③④

C．①③D．②④

答案　3.A　4.C

解析　第3题，遥控直升机的位置使用GPS定位，进行遥控作业需使用遥感技术。

第4题，农作物遭受病虫害时，发射和反射的波谱会有一定变化；卫星遥感探测的范围广，连续性强。

GIS技术对商业网点的选址具有明显的作用。

下图表示某城市三个行政区（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区）人口数量、功能分区和地价分布图。

同一行政区内每一方格之间，若功能相同，人口数量相等；若功能不同，依商业、住宅、工业人口数量按3∶5∶2比例而定。

读图完成5～6题。

5．下列说法正确的是（　　）

A．网格11、12、13、21的人口数量相同

B．该城市最大风频是西南风

C．网格43的人口数量为2万人

D．该城市功能区齐全，等级较高

6．某连锁超市计划在Ⅲ区设立一个分店，最佳地点的网格代码为（　　）

A．33B．34C．43D．44

答案　5.C　6.A

解析　第5题，网格11、12、21同属于行政区Ⅰ区，均为商业区，功能相同，人口数量相等。

而网格13虽属于商业区，但处于Ⅱ区，人口数量与网格11、12、21不同。

按工业布局原理，工业区布局在住宅区盛行风向的下风向，可以判断该地盛行东北风，最小风频是西南风。

该城市只有商业区、住宅区、工业区，并且商业区分布在城市西北边缘，城市中心为住宅区，而等级较高的城市一般还包含其他功能区，并且城市中心为中心商务区。

网格43的人口数量可根据各行政区的人口数量、功能分区、网格代码对应关系，结合商业、住宅、工业人口数量比例3∶5∶2计算，网格43处于Ⅲ区，总人口有17万人，3个住宅区1个工业区，住宅区与工业区人口比例为15∶2，因此网格43的人口数量为2/17×17＝2万。

第6题，超市应布局在住宅区的中心、地价较低的区域。

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7～8题。

7．利用图甲可以（　　）

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

8．有关图乙车载导航仪及其所示电子地图，下列说法正确的是（　　）

A．车载导航仪借助GIS实现精确定位

B．车载导航仪通过RS获得交通信息

C．电子地图可以实现人机交互功能

D．电子地图不能显示自然地理信息

答案　7.A　8.C

解析　第7题，图甲为遥感影像，从图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。

第8题，车载导航仪借助GPS实现精确定位，通过GIS获得交通信息；电子地图可以实现人机交互功能，并能显示自然和人文各种地理信息。

9．每天在中央电视台的天气预报中，会经常看到沙尘、台风、风暴等灾害性天气的形成过程，这些信息的获得主要得益于（　　）

A．遥感技术B．全球定位系统

C．地理信息系统D．数字地球

答案　A

解析　获得天气信息的技术主要是遥感技术，可以快速及时反映灾害性天气。

下图为“江苏沿海海岸线变迁图”。

读图完成10～11题。

10．造成江苏海岸线古今位置变迁的主要原因是（　　）

A．围海垦殖B．泥沙淤积

C．气候变化D．地壳抬升

11．跟踪研究江苏海岸线变迁，常用的地理信息技术主要有（　　）

①RS　②GPS　③GIS　④数字地球

A．①②B．①③

C．②④D．③④

答案　10.B　11.B

解析　第10题，江苏沿海海岸是淤泥质海岸，江苏海岸线不断向海洋方向延伸，主要是河流携带的泥沙不断沉积而形成。

第11题，跟踪研究江苏海岸线变迁，获得信息利用遥感技术，而研究需利用计算机处理信息，即地理信息系统。

读下图，完成12～13题。

12．关于上图反映的“数字黄河”的叙述，不正确的是（　　）

A．可以用来查阅获取黄河的有关信息

B．可以用来指导黄河防汛和水量调度

C．对普通老百姓而言，距离较远，价值不大

D．“数字黄河”的建设需要不断完善和更新

13．有关“数字地球”的叙述，正确的是（　　）

A．就是指“3S”技术的应用

B．一个由数据和信息组成的地球

C．主要反映现实问题，不能应用于可持续发展

D．可以方便地获取信息，模拟人类活动对环境产生的影响，制定可持续发展的对策

答案　12.C　13.D

解析　数字地球是在“3S”技术的基础上，把大量信息进行整合并进行立体、动态地显示，便于应用和研究。

“数字黄河”是数字地球区域性的体现。

二、综合题

14．阅读材料，回答下列问题。

材料一　从1985年开始对南极进行首次科考活动以来，我国已成功建立了四座科学考察站（南极3座，北极1座）。

极地科学考察通过调查、试验、研究等活动掌握了大量的极地环境数据信息，取得了丰硕的科研成果。

材料二　目前全世界一共有四大全球卫星导航系统，除了美国已经在成熟商业化运行的GPS系统外，中国的北斗系统、欧洲的伽利略系统、俄罗斯的格洛纳斯系统还都在建设试运营中。

（1）我国极地科学考察和研究持续开展了近30年，采集了大量极地科学数据，对这些数据的管理可利用地理信息技术中的________，对这一技术的利用，叙述错误的是（　　）

A．方便查阅南极地区的三维地图及地图信息

B．可以对南极附近地区冰川、海岸线的变化进行观察分析

C．对防止极冰融化提供治理的技术

D．对地物相关信息的分析采用数字化处理

（2）利用“遥感卫星”进行农作物估产及防灾减灾主要利用了地理信息技术中的哪一个？

（3）全球定位系统（GPS）除能够提供精确的定位技术外，还能够提供的服务有哪些？

（4）利用地理信息技术对地理环境进行研究，除了上述应用外，还有哪些用途？

试举例说明。

答案　

（1）GIS　C　

（2）遥感技术。

　（3）测速、授时、导航等。

　（4）进行资源的普查和城市环境管理等。

解析　本题主要考查地理信息技术的应用。

第

（1）题，对大量数据的管理，可利用GIS技术。

第

（2）题，对农作物估产及防灾减灾主要是利用遥感技术。

第（3）题，全球定位系统（GPS）除进行精确的定位外，还能够提供测速、授时、导航等服务。

第（4）题，可从“3S”技术的应用，结合生活实际进行分析。

15．国务院批准《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》，标志着黄河三角洲地区成为国家区域协调发展战略的重要组成部分。

结合材料，回答下列问题。

材料一　黄河三角洲及其附近地区位置示意图

材料二　黄河口及其附近地区的卫星影像图（图中左下角日期为拍摄日期）

（1）关于材料一中各城市的说法，正确的是（双选）（　　）

A．滨州市的等级比济南高，服务范围比寿光小

B．图示区域的城市体系中，济南为第一级城市

C．滨州市与东营市之间有明确的区域界线

D．东营市的形成与发展主要受地形的影响

（2）材料二中黄河口及其附近地区的卫星影像图主要是通过________技术获取的，从中可以看出，从1984年至2006年，黄河三角洲面积的变化特点是________________，导致这种变化的因素可能有________________________________________（至少答出三点）。

（3）东营市市长曾对中国经济时报记者说：

“作为‘石油城’，东营不能等资源枯竭了才考虑转型”。

请为东营市的经济转型提出合理化建议。

答案　

（1）BC　

（2）遥感（RS）　先扩大，后缩小　流水沉积作用；海水侵蚀作用；海平面变化；人类活动（任答3点）　（3）优化产业结构，改造传统产业，发展高新技术产业和第三产业；发展交通，完善基础设施；大力治理环境污染，改善投资环境；发展循环经济；实行清洁生产等。

解析　第

（1）题，图示区域济南为省会城市，等级最高；滨州市和东营市之间因为是行政区有明确的区域界线。

第

（2）题，卫星影像资料主要是通过遥感获得；其面积的变化从影像资料可以明显观察得出结论；而三角洲面积的变化与泥沙供应量和海水的侵蚀、河流的沉积作用以及人类活动有关。

第（3）题，“石油城”的转型，要通过调整产业结构，发展高新技术，改善交通，大力治理环境，发展循环经济等措施进行，可以借鉴德国鲁尔区的经验，进行知识的迁移运用。