高中地理第三章第二节遥感技术的应用学案中图版必修3.docx
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高中地理第三章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
[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。
一、遥感
自主预习
根据遥感平台高度，遥感可以分为①近地面遥感、②航空遥感和③航天遥感。
1．遥感的工作过程
遥感的关键装置是④传感器。
从传感器接收信息到遥感信息应用的全过程称为遥感技术。
传感器接受地面物体反射或辐射的⑤电磁波信息，并以影像胶片或数据磁带的形式记录下来，地面站对遥感信息进行处理和判读分析，并进行⑥野外实地验证，最后得出遥感影像。
2．遥感影像
遥感影像由成千上万的⑦像元组成。
像元是遥感影像上能够详细区分的最小单元。
该数值⑧越小，分辨率就⑨越高，影像显示地表信息细节的能力就⑩越强。
遥感影像有黑白和彩色之分。
黑白影像中一般⑪建筑物为灰白色，⑫草地和森林颜色较深。
遥感彩色影像分为真彩色和假彩色。
真彩色影像地物颜色与实际地物一致；假彩色影像上草、树、庄稼为红色，水是⑬灰色和蓝色的，城市是⑭蓝灰色。
思考 分辨率与遥感平台的高度有何关系？
答案 相同的传感器，遥感平台的高度越低，分辨率越高。
合作交流
读图，完成下列问题。
（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）见下图
（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
练习巩固
北京时间2012年11月25日12时06分，我国在酒泉卫星发射中心用“长征四号丙”运载火箭成功发射“遥感卫星十六号”。
该卫星主要用于科学试验、国土资源普查、农作物估产及防灾减灾等领域，将对我国国民经济发展发挥积极作用。
据此回答
（1）～
（2）题。
（1）“中国遥感卫星十六号”对生态环境和灾害进行动态监测，直接应用的技术是（ ）
A．数字地球
B．地理信息系统
C．全球定位系统
D．遥感技术
（2）“中国遥感卫星十六号”不能直接监测的自然灾害是（ ）
A．台风B．洪涝
C．地震D．森林病虫害
答案
（1）D
（2）C
解析 第
（1）题，遥感技术可用于对生态环境和灾害进行大范围、全天候动态监测。
第
（2）题，地震灾害具有突发性，且发生在地下，卫星不能直接监测。
二、遥感的应用
自主预习
1．遥感技术不仅可以全面系统地提供⑮资源状况，而且还能对信息进行⑯及时更新。
故遥感技术已经广泛应用于国民经济的各个领域，对推动⑰经济建设、社会进步、⑱环境改善和⑲国防建设都发挥着重要的作用。
2．⑳遥感技术是环境和灾害监测的重要手段。
利用遥感技术还可以对水污染进行监测。
遥感监测的区域
范围大，获取环境和灾害信息
快速准确，能够及时发现环境和灾害的变化。
能为决策部门提供科学的依据。
3．与常规观测手段相比，遥感技术具有监测范围
广、时效
快、精度
高、连续性强的特点。
思考 1.遥感如何进行农作物估产？
答案 不同长势、不同健康程度的农作物，其反射或辐射的电磁波是不同的。
通过分析农作物的长势、健康程度，就可以进行农作物的估产。
2．除沙尘暴外，遥感还可以监测哪些方面的自然灾害？
答案 洪水灾害、森林火灾、台风等。
合作交流
阅读下列材料，回答问题。
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。
（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？
答案
（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
练习巩固
据所学知识，完成
（1）～
（2）题。
（1）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
（2）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
答案
（1）A
（2）A
解析 第
（1）题，本题考查地理信息技术的应用。
遥感即遥远的感知，获取卫星云图，利用的是遥感技术，故A正确；查询地理数据、选择考察路线，利用的是地理信息系统（GIS）的功能，故B、C错误；对科考船实时导航利用的是全球定位系统（GPS）的功能，故D错误。
第
（2）题，本题考查地理信息技术在农业生产中的应用。
遥感技术能够迅速获取信息，在农业生产中可以监测耕地变化、调查作物分布、估测粮食产量，因此选择A项；跟踪产品流向需利用GPS技术。
课堂小结
知识提纲
强化记忆
1．遥感平台的高度对遥感探测的影响
2．遥感的用途
应用领域
具体内容
备注
资源普查
矿产资源、水资源、土地资源、森林草场资源、野生动物资源等
可对农作物进行估产
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
有助于防灾减灾
环境监测
荒漠化、土壤盐渍化、环境污染、海洋生态、全球气候变化及其影响、植被变化、海上冰山漂流等
其他
重大工程建设、军事侦察、海上交通、海洋渔业等
课堂检测
结合所学知识，完成1～3题。
1．关于遥感技术的叙述，正确的是（ ）
A．遥感是人们利用肉眼在遥远的宇宙空间对地面事物进行感知
B．遥感是人们利用一定的技术装备，对遥远的宇宙事物进行感知
C．遥感的关键装置是航空器或卫星
D．遥感技术能监测洪涝灾害的发展变化，便于人们及时安排防灾、救灾工作
2．遥感技术的优点有（ ）
①监测范围大 ②迅速获取信息和实施动态监测 ③瞬时成像、实时传输、快速处理 ④成本低，效益大
A．①②B．①②③
C．①②③④D．①②④
3．关于遥感在矿产资源普查中应用的正确叙述是（ ）
A．遥感技术能找出一切矿产分布及数量
B．有了遥感技术寻矿从此再也不需要人工寻矿了
C．遥感技术比人工寻矿效率高
D．相比人工寻矿，遥感无优势可言
答案 1.D 2.B 3.C
解析 第1题，解答此题的关键是了解掌握遥感技术的应用，遥感是人们利用一定的技术装备，在航空器或航天器上，对遥远的地物进行感知。
第2题，遥感技术的特点决定了其依赖高科技的发展，因此遥感工作过程中，成本往往很高，效益也特别大。
第3题，遥感技术应用于资源普查，比人工大大提高了工作效率。
目前遥感技术已被广泛应用于国民经济的资源普查、环境和灾害监测等各领域。
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。
下图是“甲、乙两类植物在生长期内两个波段上的反射率影像图”。
据此完成4～5题。
4．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
5．利用遥感技术可直接（ ）
A．分析旱灾损失B．判断人口分布
C．监测滑坡灾害D．确定环境污染类型
答案 4.A 5.C
解析 本题组主要考查遥感技术在各领域中的应用。
解答该题组关键注意以下几点：
（1）不同地物的反射率不同，同一地物在不同波段的反射率也不同。
（2）反射率差异最大的日期在第30天附近。
（3）遥感只对存在的事物进行探测，但不能分析、处理问题。
6．阅读材料，回答下列问题。
材料一 某年，大兴安岭林区黑龙江与内蒙古交界处起火，随后，林火进入大兴安岭呼中林业局境内。
对地观测中心紧急响应，收集各种可用卫星资源，开展火灾遥感监测与评估工作。
材料二 内蒙古额尔古纳左旗阿南林场火灾环境高分辨率卫星遥感影像。
（1）将遥感技术应用于森林火灾，是由于遥感技术具有__________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
等特点。
利用遥感技术可以对火灾进行监测，并为有关部门的规划决策提供重要依据。
（2）由材料二遥感影像可以看出，此时的风向为____风。
（3）________季节是东北林区森林火灾的多发时节，试从气候因素分析原因。
（4）请从水土保持的角度指出森林火灾对当地造成的危害。
答案
（1）监测范围广，获取资料的速度快，周期短，受地面条件限制小
（2）偏北
（3）冬春 冬春季节降水较少，是一年中的干季，风干物燥，易引发森林火灾。
（4）植被破坏导致地表侵蚀加剧；森林涵养水源功能降低；可能引发山洪、泥石流、滑坡等次生灾害。
解析 第
（1）题，将遥感技术应用于森林火灾，是由于遥感技术具有监测范围广、时效快、精度高、连续性强等特点。
利用遥感技术可以对火灾进行监测并为有关部门提供规划决策的依据。
第
（2）题，由起火点1与浓烟的飘散方向，可判断此时风向为偏北风。
第（3）（4）题，冬春季节是一年中的干季，风干物燥，易引发森林火灾。
火灾烧毁地面植被，导致森林涵养水源功能降低，水土流失加剧，并可能引发山洪、泥石流、滑坡等次生灾害。
40分钟课时作业
[基础过关]
遥感技术在抗灾、资源普查、环境监测等许多领域都有重要用途。
据此完成1～2题。
1．有关遥感技术的叙述，不正确的是（ ）
A．遥感的关键装置是传感器
B．遥感的工作过程是信息获取→信息记录和传输→信息处理判读分析→用户应用
C．一般情况下，飞机遥感图像分辨率比卫星对地物的分辨率高
D．遥感技术能在短时间内获得全面资料，以便及时安排防灾、救灾工作
2．2010年8月7日，甘肃省舟曲县发生特大山洪泥石流。
8月10日，中国国家测绘局公布甘肃省舟曲县受灾前后遥感影像。
利用遥感卫星观测的优点是（ ）
①覆盖范围广 ②时效快 ③精度高 ④机动性强
A．②③④B．①③④
C．①②④D．①②③
答案 1.D 2.D
解析 第1题，遥感获取信息速度快，但获取的信息有限，并不能将所有信息都获取。
第2题，由题干信息可知，遥感卫星具有监测范围广、时效快、精度高、连续性强等特点。
2012年6月4日，智利南部普耶韦火山开始喷发，美国航空航天局（NASA）的Aqua卫星在火山喷发后不久拍摄右图所示的卫星图像。
灰褐色的火山灰云笼罩了大地，强风将火山灰吹向阿根廷以及大西洋方向，甚至飘到了数百千米之外的布宜诺斯艾利斯省。
读图回答3～4题。
3．要获取火山喷发的卫星影像图，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图片，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
答案 3.A 4.D
解析 第3题，火山喷发卫星影像图是应用遥感（RS）技术取得的。
第4题，从火山喷发卫星云图上可以看出火山灰的状况，监测火山喷出的起始位置、移动方向、速度、影响范围、此时段当地风向等。
英国《每日邮报》消息称，格陵兰和南极洲的巨型冰川消融的速度比科学家预测的要快，一些区域的冰川正处于“迅速消融模式（Runawaymeltmode）”。
图中深色斑点区域显示了正在变薄的格陵兰冰川与南极冰川。
据图回答5～6题。
5．监测南极极冰融化状况的最为快捷有效的地理信息技术是（ ）
A．电子地图B．地理信息系统
C．遥感D．全球定位系统
6．下列说法中，属于该地理信息技术拥有的优势特征的是（ ）
A．监测范围广，时效快
B．可以建立反映区域状况的数据库，方便查询
C．提供精确的三维地理坐标
D．需要耗费大量的人力物力
答案 5.C 6.A
解析 第5题，冰融化是个动态过程，监测利用的地理信息技术是RS。
第6题，遥感拥有监测范围广、时效快、精度高、连续性强等优点。
B项属于地理信息系统，C项属于全球定位系统。
读下图及材料，回答7～8题。
在卫星图像上可以判读水系的形态特征。
水系的形态与地质构造，岩性和地貌有密切的关系，例如，树枝状水系表现为支流与主流以锐角相交，主要分布在岩性均一、基岩较软的地区（如砂岩、页岩、黄土及海岸平原沉积岩发育的地区）。
格状水系表现为支流与主流以直角相交，主要分布在垂直交叉的断裂、裂隙发育的沉积岩地区。
7．关于上述判读卫星遥感影像的过程，下列说法正确的是（ ）
A．判读水系形态只能利用间接解译标志
B．根据水系形成推断地质构造和地貌是利用间接解译标志
C．在洪水期和枯水期拍摄的卫星影像其水系形态完全相同
D．河流和道路在卫星影像图上都是线状，无法应用直接解译标志加以判别
8．放射状水系的分布地区一般不会出现在（ ）
A．海岛B．火山
C．孤山D．平原
答案 7.B 8.D
解析 第7题，判读水系形态可以运用色调、形状等直接解译标志，借助某些地物信息推断其他相关地物，这属于间接解译标志。
河流在洪水期水量可能增加而导致水系形态变化。
河流和道路可以通过形状及其变化等直接解译标志区分。
第8题，水系呈放射状，说明中部高、四周低，海岛、火山、孤山都有可能。
平原地区地势平坦，出现的机会较少。
这也是一个利用间接解译标志的例子。
9．运用遥感知识，回答下列问题。
（1）在分析20世纪90年代以来上海市彩红外遥感图像时，发现外环线周边地区的红色块状区域面积越来越小，而蓝灰色区域面积越来越大。
据此可以判断该地区________用地面积在缩小，而________用地面积在扩大。
（2）下列选项中，可以应用遥感技术的是（ ）
A．导弹发射的精确制导
B．珠穆朗玛峰高程的精确测量
C．太湖水污染状况调查
D．人口密度与商业网点布局的相关分析
（3）卫星航天遥感技术几乎应用于地理学的所有研究领域。
请拟出与下列三个应用领域相关的课题名称。
应用领域 课题名称
例：
防灾减灾长江流域洪水动态分析
①国土资源勘查_______________________________________________________
②城市规划___________________________________________________________
③环境监测与保护_____________________________________________________
答案
（1）农业 建筑（非农业）
（2）C （3）我国森林面积普查 北京市交通网规划 沙尘暴监测
解析 上海市彩红外遥感图像中心部分应为城市，周围地区应为农村，图中红色区域代表农业用地，蓝灰色区域代表非农业用地。
随着城市化进程的加快，农业用地逐渐缩小，非农业用地逐渐扩大。
由此我们可以判断，城市的范围在增大，农村的范围在减小。
[能力提升]
在遥感技术中，可以根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状况。
读图回答10～12题。
10．图中，重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波段是（ ）
①红外线 ②X光 ③可见光 ④紫外线
A．①②B．②③C．③④D．①③
11．根据图中的原理，可用遥感技术直接（ ）
①划分植物类型 ②判读植物生长的土壤类型 ③监测树木的生长状况 ④估计粮食作物的产量
A．①②B．②③C．③④D．①③
12．不同的地物和地物的不同状况也有不同的反射率，根据这个原理，可以利用遥感进行的工作有（ ）
①判断水体污染 ②判断人口分布 ③分析城市大气污染 ④估算工业生产总值
A．①②B．②③
C．③④D．①③
答案 10.D 11.C 12.D
解析 第10题，可直接从图中找出健康植物与重度病害植物反射波谱曲线的交点，向横坐标作垂线，可看出重度病害植物反射率高的波段大致是0.60～0.80微米。
第11题，植物的健康状况可通过遥感技术来判断，粮食作物的产量高低也与作物的健康状况有关。
第12题，水体污染与否、城市大气质量状况均属于“地物的不同状况”，它们的反射率也不相同。
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（光）波段、绿（光）波段、红（光）波段），第4波段为近红外波段。
读图，回答13～15题。
13．容易将棉花从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
14．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相期在6月份
B．盛絮期棉花在前3个波段反射率明显降低
C．北疆地区终年高温多雨，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大，便于大规模的机械化操作
15．从某一时刻的遥感影像图中，不能获取的信息是（ ）
A．森林火灾面积B．土地干旱程度
C．洪峰流量D．植物病虫害程度
答案 13.D 14.B 15.C
解析 第13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。
第14题，从坐标图可知，棉花盛絮期为棉花遥感识别最佳时期，这一时期棉花反射率在前3个波段明显降低。
第15题，遥感不能监测洪峰的流量。
16．读材料，回答下列问题。
材料一 汶川大地震发生后，重灾区陷入信息隔绝状态。
国土资源部第一时间紧急启用航空遥感飞机，在高空拍摄了地震灾区高精度遥感图片。
专家们对航片进行初步数据处理和解译，对灾区房屋倒塌情况，滑坡、泥石流规律及分布，具有隐患的滑坡体、公路及桥梁受损等灾害情况进行标注。
把这些图像传递到抗灾一线，作为指挥人员制订抗震救灾方案的参考依据。
之后，航空遥感飞机还成为监测堰塞湖次生灾害威胁的“天眼”。
材料二 下面两张图片分别是2006年和2008年5月14日卫星对汶川地区拍摄的遥感影像。
（1）遥感在监测地震灾害时能够（双选）（ ）
A．分析地震发生的原因
B．监测震灾的动态
C．为救灾提供预案依据
D．控制灾害的发生
（2）从材料二图中我们可以很明显地看到发生了哪些次生灾害？
（3）在救灾中遥感可以起到什么作用？
（4）结合材料分析，遥感与地理信息系统相结合在抗灾过程中的主要作用是________；在灾后的主要作用是______________________________________________。
答案
（1）BC
（2）大面积的山体滑坡、泥石流，出现堰塞湖。
（3）给抗震救灾指挥部门及时提供了大量地面宏观灾情遥感图像，为指挥部门科学评估灾情提供依据，进而采取有效救灾、防灾、抢险措施。
（4）对灾情实况进行监测，指导抗灾活动 对灾情作出快速评估，指导救灾活动
解析
（1）注意提取文字和图像信息。
（2）结合有关知识组织语言。
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