学年高中地理 第三章 防灾与减灾 第三节 地理信息技术与防灾减灾学案 中图版选修5.docx

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学年高中地理第三章防灾与减灾第三节地理信息技术与防灾减灾学案中图版选修5

第三节　地理信息技术与防灾减灾

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。

举例说明地理信息技术在自然灾害预测、灾情监测和评估中的作用。

初步掌握遥感和地理信息系统在灾害监测中的作用。

　地理信息技术在防灾减灾中的应用

【自主学习】

1．自然灾害监测系统

（1）作用：

灾前预警、实时跟踪、灾后评估，并提出减灾决策建议。

（2）组成

2．运用高科技防灾减灾

（1）遥感（RS）

①特征：

观测范围广、信息获取最大、获取速度快、实时性好和动态性强等。

②应用：

台风、暴雨和沙尘暴、森林火灾等灾害的预报。

（2）地理信息系统（GIS）

①功能：

进行空间信息的采集、存储和管理，同时拥有动态分析和模拟空间现象的功能。

②应用：

对自然灾害的预报预警、动态监测、灾害发生成因与规律分析、灾害损失调查和灾情评估等。

（3）全球定位系统（GPS）

①功能：

提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置及速度和时间数据。

②应用：

灾害监测、评估、预报与灾害信息管理。

（4）其他高新技术：

生物工程技术、新能源开发利用技术和人工影响天气技术等。

【合作探究】

读教材P73“探索”、教材P73　图3－3－1、教材P74“阅读”、教材P74～75“阅读”和教材P75　图3－3－3，探究下列问题。

（1）“十一法则”说明了什么？

举一个例子印证“十一法则”。

（2）分析我国海洋灾害监测系统的组成及主要作用。

（3）结合图3－3－3，分析地理信息系统在自然灾害监测评估中有哪些作用？

提示：

（1）所谓“十一法则”就是投资“一分”用于防灾，那么在减灾中就会有“十分”的效益，这也说明防灾的重要性。

加大灾害监测系统，会更大限度地减少在自然灾害中的经济损失和人员伤亡。

浙江省苍南县位于东南沿海，每年汛期易受风暴潮和台风灾害威胁。

近几年地方政府投资200多万元建设苍南县防汛指挥中心及其配套硬件设施和开发软件。

由于信息化建设，提高了水文数据的精确度和气象预报的准确率。

据不完全统计，在2001年“8.4”特大暴雨、第19号台风“利奇玛”直至2015年第22号台风“彩虹”中，由于信息化系统的运用，减少灾害损失达数十亿元，产生了巨大的社会经济效益。

（2）从图中我们可以看到，我国海洋灾害监测系统主要由通信卫星、航空遥感、高频地波雷达、地面接收站、中心站、海岸站、海区预报台、多功能波浪浮标、测量船、观测船及海床基监测系统等组成。

主要提供潮汐、海浪、水温等海洋水文要素预报，风暴潮、巨浪、海冰及厄尔尼诺等海洋自然灾害预报，海洋赤潮预测预警，全海域环境质量状况评价与变化趋势预测，海洋生态系统健康评价，入海河流等重要陆源污染物排海量估算，海洋功能区环境质量状况评价，海上溢油风险评价与损失评估等。

（3）从该图中可以读出如下信息：

①GIS收集到的信息是多元信息：

多元遥感数据、地面观测、历史文献、社会经济统计、新闻媒体等。

②GIS对所获取的数据具有统计分析的能力。

③GIS在灾害监测评估中的应用领域广泛，主要表现为：

预警预报、动态监测、成因分析、灾害调查、动态模拟、灾害评价等，并为制订减灾预案和指导灾后重建工作提供依据。

【核心归纳】

地理信息技术在防灾减灾中的应用

地理信息技术

主要功能

在防灾减灾中的作用

遥感技术

（RS）

获取信息，提供信息。

观测范围广、信息获取量大、获取速度快。

空间上：

多波段、多时相和全天候；时间上：

同步观测

①除了能看到电视屏幕上的常规大气云图，还可以看到沙尘暴、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、人迹罕至的地区可体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

全球定位

系统（GPS）

提供全天候、连续、实时、高精度的三维位置及速度和时间数据

①洪水的实时监控、森林火灾发生地点的准确测报等；②灾情发生后的通信联络和灾情跟踪、监测，提高减灾效率和救灾物资空投的准确度；③救灾人员的导航和通讯联络

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

①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；②为制订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，对危险程度做出评价，指导防灾活动。

灾中：

实况监测并做出评价，指导抗灾活动。

灾后：

评价损失，指导救灾活动

【跟踪训练】

据国家林业局透露，近两年在森林火险的抢险救灾中，地理信息技术起了重要作用。

据此完成

（1）～（3）题。

（1）森林发生火灾时，RS的主要作用是（　　）

A．建立火灾模型

B．绘制地图

C．灾情跟踪

D．火灾前兆监测

（2）救灾物资空投，利用GPS主要是为了（　　）

A．减少人力劳动，提高劳动效率

B．提高空投精确度，让救灾物资尽快投入使用

C．缩短空投距离

D．减少人员伤亡

（3）如果将GIS新技术用于监测森林火灾，可以（　　）

A．用来分析、判断引起森林火灾的原因

B．用来预测森林火灾的发生地点和灭火所用的大致时间

C．用来预测森林火灾所造成的后果

D．及时知道火灾地点、范围，预测分析火势蔓延的方向，尽快制定灭火方案

解析：

第

（1）题，RS主要是获取信息，进行灾情跟踪。

第

（2）题，GPS用于救灾物资空投，可进行准确定位，提高空投精确度。

第（3）题，结合选项及地理信息系统的功能可知，通过地理信息系统能及时知道火灾地点、范围，预测分析火势蔓延的方向，尽快制定灭火方案。

答案：

（1）C　

（2）B　（3）D

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组成和作用。

2.地理信息技术在防灾减灾中的作用。

微点拨

1.监测系统的工作原理

自然灾害的监测系统是从地球外的各种卫星，大气层中的飞机、地面上的雷达、观测站及海上的船只等平台进行监视（这一环节属于遥感），再将数据通过各种接收站传送至专门机构进行汇总、分析并提出预测预报（这一环节属于地理信息系统）。

2.监测系统的应用范围

自然灾害监测系统应用的范围广泛，对发生在大气圈、岩石圈、水圈、生物圈的一些灾害均可进行监测，如对洪水灾情的监测、植被状况及病虫害的严重程度的监测等。

3.RS和GIS结合的优势

RS是数据获取手段，GIS是数据分析手段，遥感技术和地理信息系统结合，可以快速而准确地对受灾面积和范围进行估算和预测，从而为抢险和救援提供了线索和数据。

一、选择题

1．减轻自然灾害的高新科学技术主要包括（　　）

①遥感技术　②地理信息技术　③全球定位技术　④通讯技术　⑤减灾工程质量探测技术　⑥先进的防灾建筑技术

A．①②③⑤⑥　　　　　　B．①②③④⑥

C．②③④⑤⑥D．①②③④⑤⑥

解析：

选D。

以上选项均为高新科技在防灾减灾中的应用。

2．中央电视台每天天气预报中提供的卫星云图，主要使用了（　　）

①遥感技术　②地理信息系统　③全球定位系统

A．①②B．①③

C．②③D．①②③

解析：

选A。

卫星云图制作的过程是先利用卫星在高空获取大气中云层的分布状况图，然后将其作为信息源输入地理信息系统。

利用地理信息系统对将来的24小时或48小时云系的移动和发展作出预测，最后根据其影响的地区作出天气预报。

3．GPS技术在减灾防灾领域应用广泛，下列不是其应用领域的是（　　）

A．绘制地图B．人员救生

C．地震监测D．淹没分析

解析：

选D。

淹没分析主要是借助RS技术和GIS技术。

4．重大自然灾害空间监测系统的核心技术是（　　）

A．全球定位系统B．遥感技术

C．地理信息系统D．计算机系统

解析：

选B。

空间监测系统的核心技术是遥感技术。

5．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暴、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。

6．当化工厂出现有害气体泄漏后，有关部门需要迅速确定有害气体可能影响的范围及消防和救援人员赶往现场的最短路径，并拟定救灾方案，预估灾害损失。

能够实现这一综合目标的技术是（　　）

A．地理信息系统B．卫星遥感技术

C．全球定位系统D．雷达预警技术

解析：

选A。

地理信息系统可对地理数据进行分析、处理，并查询检索、输出各种地理信息。

7．遥感技术和GIS技术二者优势的结合，可以实现（　　）

①灾前圈定危险区，指导防灾

②灾中做出损失评价，指导救灾

③灾后能对灾害损失做出快速评价

④二者结合可实现动态的获取信息、处理信息，达到预报预警、动态监测等功效

A．①②③④B．①②③

C．①③④D．①②④

解析：

选C。

遥感技术和GIS技术二者优势结合，可实现灾前预防、灾中应急、灾后恢复的信息处理；灾害损失的评价不能够在灾中做出。

2017年1月，我国许多地区出现了严重的雾霾天气。

霾是指悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒的集合体，使空气混浊，水平能见度降低到10km以下的一种天气现象。

根据所学知识，回答8～9题。

8．下列对霾天气的分析，正确的是（　　）

A．霾的预报，有利于减少交通事故和保持通讯畅通

B．冷锋过境，会出现大风扬尘，加重霾的灾情

C．受生态破坏的影响，霾的灾情乡村比城市严重

D．霾的形成，与低层大气稳定度和污染物排放多有关

9．在气象灾害防御方面，借助地理信息技术可以实现的是（　　）

①RS动态监测，灾害信息可实时更新

②GPS全天候工作，可实时追踪灾害路径

③GIS数据丰富，灾情评估能够有据可查

④GIS模拟预测，灾前即可尽知灾害影响

A．①②B．③④

C．①③D．②④

解析：

第8题，雾霾对通讯影响不大；冷锋过境，会出现大风扬尘，利于减轻霾的灾情；目前，霾的灾情城市比乡村严重。

第9题，RS动态监测，可追踪灾害路径；利用GIS，灾前只能估测灾害影响。

答案：

8.D　9.C

2015年4月25日，尼泊尔发生8.1级强烈地震，造成严重人员伤亡和财产损失。

读尼泊尔地震示意图，完成第10题。

10．英国构造地质学专家根据震后声波所获地震数据的初步分析，尼泊尔首都加德满都可能向南移动了3米。

若要精准研究加德满都位置的变化，可借助的地理信息技术是（　　）

A．GISB．GPS

C．RSD．数字地球

解析：

选B。

若要精准研究加德满都位置的变化，可借助的地理信息技术是GPS。

GPS主要功能是导航、定位。

“环境一号”卫星系统是我国国务院批准的专门用于环境和灾害监测的对地观测系统，由两颗光学卫星（HJ－1A卫星和HJ－1B卫星）和一颗雷达卫星（HJ－1C卫星）组成，拥有光学、红外、超光谱多种探测手段，具有大范围、全天候、全天时、动态的环境和灾害监测能力。

据此完成11～12题。

11．“环境一号”卫星对生态环境和灾害进行动态监测，直接应用的地理信息技术是（　　）

A．遥感B．地理信息系统

C．全球定位系统D．数字地球

12．“环境一号”卫星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

解析：

第11题，对生态环境和灾害进行动态监测的地理信息技术是遥感。

第12题，地震用卫星不能直接监测。

答案：

11.A　12.C

二、综合题

13．阅读材料，完成下列问题。

材料　中央气象台2016年3月7日06时发布寒潮蓝色预警：

预计，受较强冷空气影响，8日至11日我国中东部大部分地区自北向南将先后出现大风降温和雨雪天气，大部分地区气温将下降6～10℃，其中江淮西部、江汉南部、江南大部、华南北部、贵州大部等地的部分地区降温幅度可达12～14℃。

（1）图中所反映的主要自然灾害是________。

该自然灾害带来的灾害天气是_________。

（2）下列选项中，与该自然灾害有关的有（双选）（　　）

A．城市用电、用气量减少

B．交通事故频发

C．感冒患者数量猛增

D．病虫害增多，不利于来年农作物生长

（3）利用现代地理信息技术，可以有效地进行防灾、减灾工作。

下列防灾、减灾活动中，采用遥感技术的有________，采用GIS的有________（选择填空）。

A．通过政府有关部门获取成灾地区的社会经济资料

B．从历史资料中查询同时期的气象情况

C．根据卫星云图、气象数据模拟灾害发展过程，进行灾害预报

D．利用“风云二号”气象卫星获取气象数据

E．集成相关数据，对灾区各县、乡进行准确而快速的损失评估

解析：

第

（1）

（2）题，大幅度的降温天气是寒潮。

受寒潮影响的地区出现大风、降温、暴雪等天气，容易引发感冒和交通事故；气温大幅度降低，采暖会导致用电、用气量增加，但会冻死大量害虫和虫卵，使来年病虫害减少。

第（3）题，“风云二号”气象卫星获取气象数据利用的是遥感技术；模拟灾害发展过程，进行灾害预报，并对损失进行评估利用的是地理信息系统。

答案：

（1）寒潮　大风、降温、暴雪等

（2）BC　（3）D　CE

14．读材料，回答下列问题。

材料一　病虫害的发生、发展是有规律的，它所出现的特征是可以直接或间接地在遥感图像上判读的，通过遥感监测可以预报其发生、报告危害严重程度与危害面积及发展趋势。

世界上有60多个国家受蝗虫危害。

世界粮农组织利用气象卫星监测蝗虫繁殖区，并结合现场抽样调查验证，作出灾情预报，在一定程度上减轻了蝗虫灾情。

材料二　火灾是造成森林破坏的主要原因之一。

森林发生火灾时，着火树木的温度比没有着火树木的温度高，在电磁波的热红外波段会辐射出比未着火树木更多的能量，卫星拍摄到的影像上，着火的森林比没有着火的森林显示更亮的浅色调。

据此原理，森林管理部门就建立森林火灾实时监测预报系统，全天候对森林遥感信息进行监控。

利用遥感、地理信息系统可以监测林火蔓延速度、范围和火场内各点温度变化的趋势以及预报灾后苗木的恢复状况。

（1）材料一中提到利用遥感技术可对病虫害进行监测，其原因是不同地物________不同，同一地物的不同部位________不同。

（2）材料二中提到，利用遥感、地理信息系统可以监测森林火灾的范围，其原理是________________________________________________________________________。

（3）关于地理信息系统和遥感技术在自然灾害防御中的作用，下列说法正确的是（双选）（　　）

A．遥感技术可以发现森林火灾的成因

B．遥感技术可以直接分析病虫害所造成的损失

C．可以显示地震灾情的大小

D．可以监测洪水的水位变化

（4）在遥感和地理信息系统方面，我国利用最广泛的是（　　）

A．预测地震灾害

B．监测洪水灾害

C．天气预报

D．分析沙尘暴的成因

解析：

遥感技术的主要作用是信息获取，地理信息系统的主要作用是对数据进行空间分析。

答案：

（1）反射率　反射波长

（2）着火林木和未着火林木的辐射波长不同

（3）CD

（4）C

15．读下列材料和图表，完成下列问题。

材料一　遥感技术在水文学方面的应用范围是广泛的，如水资源调查、水资源动态研究、冰雪研究等。

例如，青藏高原的高山冰雪覆盖区及新疆、内蒙古浩瀚无垠的戈壁沙漠地带，人们难以到达，利用遥感技术有助于掌握这些地区的冰雪消融以及江、河、湖、沼的分布、面积、水量、水质、水文资料等。

材料二　下图是根据卫星遥感影像绘制的我国某地区的平面图（A）和该图中的河流R的纵剖面图（B），而表中的气候资料则是平面图中P地的多年平均观测结果。

月份

1

2

3

4

5

6

平均气温（℃）

－7.3

－2.5

5.3

11.7

16.7

20.5

月平均降水量（mm）

0.5

0.6

2.5

6.0

13.0

11.0

月份

7

8

9

10

11

12

平均气温（℃）

22.4

21.0

15.9

9.4

1.6

－5.7

月平均降水量（mm）

19.8

28.5

17.0

9.0

1.6

0.5

（1）运用遥感技术对该地区探测的优点是________、________、________、获得信息量大。

（2）根据表中的气候数据，判定P地所在地区属于________气候；河流R的主要水源补给形式是________________________________________________________。

（3）遥感资料显示，近年来山区农林面积不断缩小，河流R的水量不断减少，河流尾闾地区的农业区不断缩小，主要人为原因可能有_______________和______________。

（4）卫星遥感影像资料还表明，近年来该地区侵蚀高山上的雪线在升高，作出此判断所采用的方法是________________________________________________________________。

解析：

由某地区的平面图和剖面图中的信息及表格数据可以判定该地区地处温带；根据表中气候资料可以看出，该地夏季降水稍多，但总量较少，应为温带大陆性气候。

图中河流为发源于高大山脉的内流河，补给水源主要为冰雪融水和夏季降水。

答案：

（1）探测范围大　获取资料快　受地面限制少

（2）温带大陆性　高山冰雪融水和夏季降水

（3）中上游地区工农业用水量增加　上游地区森林被大量砍伐

（4）对比分析不同时期该地区的卫星影像资料