2018-2019版高中地理 第三章 地理信息技術(shù)應(yīng)用 第二節(jié) 遙感信息系統(tǒng)及其應(yīng)用學(xué)案 中圖版必修3.doc

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第二節(jié)　遙感技術(shù)及其應(yīng)用 [學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.掌握遙感的概念、遙感技術(shù)系統(tǒng)的組成、遙感技術(shù)的發(fā)展和遙感的類型。2.舉例說明遙感在資源普查和環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測中的作用。 一、遙感技術(shù) 1．遙感的概念與特點 (1)概念：遙感(Remote sensing，簡稱RS)是指借助對電磁波敏感的儀器，在不與探測目標(biāo)接觸的情況下，記錄目標(biāo)物對電磁波的輻射、反射、散射等信息，揭示目標(biāo)物的特征、性質(zhì)及其變化的綜合探測技術(shù)。 (2)原理：地球上的物體都在不停地發(fā)射、反射和吸收電磁波，而且不同物體對電磁波發(fā)射、反射和吸收的特性不同。 (3)特點：現(xiàn)代遙感技術(shù)視域廣闊，監(jiān)測范圍大，可覆蓋整個地球。能夠瞬時成像、實時傳輸、快速處理，迅速獲取信息和實施動態(tài)監(jiān)測。 2．遙感技術(shù)系統(tǒng)與遙感類型 (1)系統(tǒng)組成：由遙感平臺、傳感器、信息傳輸裝置、數(shù)字或圖像處理設(shè)備以及相關(guān)技術(shù)等組成。 (2)分類 根據(jù)遙感平臺的高度，遙感可分為航天遙感、航空遙感、近地遙感。 根據(jù)傳感器是否主動向觀測目標(biāo)發(fā)射電磁波，遙感可分為主動式遙感與被動式遙感。 按照電磁波的波譜范圍，遙感可分為紫外遙感、可見光遙感、紅外遙感、微波遙感、多譜段遙感等。 按照應(yīng)用領(lǐng)域或?qū)ｎ}，遙感可分為環(huán)境遙感、大氣遙感、資源遙感、海洋遙感、地質(zhì)遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感等。 3．航天遙感、航空遙感與近地遙感的比較 航天遙感 航空遙感 近地遙感 運載工具及遙感平臺高度 地球資源、海洋、氣象等專題衛(wèi)星，以及航天飛機、宇宙飛船、航天空間站 利用飛機攜帶遙感儀器，距地面600～25 000米 距地面幾十米以內(nèi) 主要優(yōu)點及應(yīng)用范圍 覆蓋范圍大，不受領(lǐng)空限制，可進(jìn)行定期、重復(fù)觀測等 機動性強，可以根據(jù)研究主題選擇適當(dāng)?shù)膫鞲衅?、適當(dāng)?shù)娘w行高度和飛行區(qū)域 主要用于城市遙感、海面污染監(jiān)測、森林火災(zāi)監(jiān)測等中高分辨率的遙感任務(wù)中 判斷 1．在航天遙感中，衛(wèi)星軌道越高，衛(wèi)星圖像的分辨率就越高。(　　) 2．近地遙感主要用于中低分辨率的遙感任務(wù)中。(　　) 3．遙感能夠瞬時成像、實時傳輸、快速處理，迅速獲取信息、實施動態(tài)監(jiān)測和定位。(　　) 4．地物反射波譜特征是地物判讀的基本依據(jù)。(　√　) 二、遙感與資源普查、環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測 1．遙感與資源普查 (1)勘探礦產(chǎn)資源 蘊藏礦產(chǎn)的地方有許多是地質(zhì)斷裂或環(huán)形構(gòu)造帶，較容易借助遙感技術(shù)“發(fā)現(xiàn)”礦產(chǎn)的存在，人們只需要分析遙感圖像就可以劃定蘊藏礦產(chǎn)的大致區(qū)域。 (2)調(diào)查生物資源 通過遙感圖像解譯或圖像處理技術(shù)，提取植被的分布、類型、結(jié)構(gòu)、健康狀況、產(chǎn)量等信息，為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市綠化、環(huán)境保護(hù)等部門提供服務(wù)。 2．遙感與環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測 (2)洪澇災(zāi)害的監(jiān)測 ①優(yōu)點：實時和準(zhǔn)確地收集洪水分析資料。 ②作用：為抗洪救災(zāi)和減災(zāi)決策提供重要的依據(jù)。 思考　如何理解遙感是人的視力的延伸？ 答案　主要表現(xiàn)在以下三方面： (1)遙感能夠精確地觀測到距離更遙遠(yuǎn)、范圍更廣闊的事物。 (2)遙感能夠更及時、更持久地監(jiān)測事物的發(fā)展變化。 (3)遙感能觀察到可見光之外人眼看不見的光線，如紫外線、紅外線、微波等。  探究點　遙感技術(shù)及其應(yīng)用 閱讀材料及教材P91～92遙感與資源普查內(nèi)容，探究下列問題。 2016年12月28日，高景一號01組兩顆衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心以一箭雙星方式成功發(fā)射，實現(xiàn)了我國國產(chǎn)遙感衛(wèi)星運營模式商業(yè)化的突破，中國從此擁有了自主研發(fā)的0.5米級高分辨率遙感衛(wèi)星。 1．與傳統(tǒng)方式相比，利用衛(wèi)星獲取信息有哪些優(yōu)勢？ 答案　精度高、質(zhì)量高、效率高，且節(jié)省人力、財力。 2．遙感技術(shù)可以應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？ 答案　資源普查、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害的防御監(jiān)測等。 3．人們是如何利用遙感技術(shù)來劃定礦產(chǎn)資源分布的？ 答案　通過分析遙感圖像劃定蘊藏礦產(chǎn)的大致區(qū)域。 4．人們是借助遙感的哪種技術(shù)方式來提取植被分布、類型、健康狀況等信息的？ 答案　通過遙感圖像解譯或圖像處理技術(shù)。 遙感在資源普查、環(huán)境和自然災(zāi)害防御監(jiān)測中的應(yīng)用 目前遙感技術(shù)在資源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測等方面運用廣泛，具體應(yīng)用分析如下： 應(yīng)用領(lǐng)域 具體內(nèi)容 作用 資 源 普 查 礦產(chǎn)資源 蘊藏礦產(chǎn)的地方有許多是地質(zhì)斷裂或環(huán)形構(gòu)造帶，較容易借助遙感技術(shù)發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn) 通過分析遙感圖像劃定蘊藏礦產(chǎn)的大致區(qū)域 生物資源 通過解譯遙感圖像，用圖像處理技術(shù)提取植被的分布、類型、結(jié)構(gòu)、健康狀況、產(chǎn)量等信息 為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市綠化、環(huán)境保護(hù)等部門服務(wù) 環(huán) 境 災(zāi) 害 監(jiān) 測 環(huán)境監(jiān)測 荒漠化、土壤鹽漬化、海上冰山漂流、海洋生態(tài)惡化、全球氣候變化及其影響、植被變化、水體污染、大氣污染等 可以及時了解環(huán)境變化，使環(huán)境得到保護(hù)和改善 災(zāi)害監(jiān)測 旱情、水災(zāi)、滑坡、泥石流、地震、農(nóng)林病蟲害、森林火災(zāi)等 有利于防災(zāi)減災(zāi) [拓展提升]　遙感在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用 目前，我國有多顆在軌衛(wèi)星用于科學(xué)實驗、國土資源普查、農(nóng)作物估產(chǎn)和防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域。完成1～2題。 1．遙感技術(shù)應(yīng)用于我國防災(zāi)減災(zāi)的具體內(nèi)容可包括(　　) ①監(jiān)測西南旱情?、诒O(jiān)測吉林洪災(zāi)水情?、郾O(jiān)測甘南山區(qū)滑坡情形?、茴A(yù)測青海地震 A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④ 2．遙感技術(shù)還可直接(　　) ①判斷農(nóng)作物是否成熟?、诒O(jiān)測植物病害情況 ③預(yù)估森林火災(zāi)后的經(jīng)濟損失?、鼙O(jiān)測草場退化情況 A．①②④ B．②③④ C．①②③ D．①③④ 答案　1.A　2.A 解析　第1題，到目前為止，人們還不能對地震做出準(zhǔn)確預(yù)測。第2題，預(yù)估森林火災(zāi)后的經(jīng)濟損失是GIS的功能。  讀下圖，完成1～2題。 1．圖中內(nèi)容說明航天遙感的什么特點(　　) A．監(jiān)測范圍廣 B．時效快，精度高 C．連續(xù)性強 D．準(zhǔn)確定位 2．就航天遙感而言，其遙感探測的范圍越大，則(　　) A．獲得資料的速度越慢 B．獲得資料的周期越長 C．對地物的分辨率越低 D．對地物的分辨率越高 答案　1.A　2.C 解析　第1題，由圖中“我一次就可以把半個地球拍攝進(jìn)去”可知航天遙感的特點是監(jiān)測范圍廣。第2題，獲取資料的速度、周期與探測范圍無關(guān)，當(dāng)探測范圍越大時，分辨率數(shù)值越低。 RS(遙感)在區(qū)域地理環(huán)境的研究中，起著重要作用。讀遙感直觀示意圖，完成3～4題。 3．在區(qū)域地理環(huán)境研究中，不屬于遙感技術(shù)優(yōu)點的是(　　) A．不受地面條件的限制 B．監(jiān)測范圍廣 C．能夠迅速獲取信息 D．能實施動態(tài)監(jiān)測 4．在區(qū)域地理環(huán)境研究中，遙感主要應(yīng)用于(　　) ①資源調(diào)查?、谌丝谠鲩L預(yù)測　③環(huán)境監(jiān)測 ④自然災(zāi)害調(diào)查 A．①②④ B．②③④ C．①③④ D．①②③ 答案　3.A　4.C 解析　第3題，遙感技術(shù)對地面進(jìn)行探測時受地面條件影響較小，但并不是說完全不受地面條件的限制。第4題，遙感不能對一個區(qū)域人口增長進(jìn)行預(yù)測。 5．閱讀圖文材料，回答下列問題。 材料一　“精確農(nóng)業(yè)”指利用現(xiàn)代高新技術(shù)，獲得農(nóng)田作物產(chǎn)量和影響作物生長的環(huán)境因素(如土壤結(jié)構(gòu)、地形、植物營養(yǎng)、含水量、病蟲草害等)實際存在的空間及時間差異性信息，分析影響農(nóng)田產(chǎn)量差異的原因，并采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟上有效的調(diào)控措施，區(qū)別對待，按需實施定位調(diào)控的“處方農(nóng)業(yè)”。 材料二　下圖示意水分含量對玉米葉子反射率的影響。 (1)據(jù)圖可知，玉米葉子水分含量與反射率的關(guān)系是________，要監(jiān)測玉米缺水狀況，首要采用的現(xiàn)代化信息技術(shù)是________。 (2)監(jiān)測玉米含水量變化，主要是通過監(jiān)測玉米的哪方面來判斷玉米的生長狀況(　　) A．電磁波特征 B．種植密度 C．種植面積 D．形狀特征 (3)依據(jù)上述原理，舉例說明遙感在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的作用。 答案　(1)玉米葉子水分含量越高，反射率越低　遙感(RS) (2)A (3)監(jiān)測作物生長環(huán)境及其長勢狀況，如土壤濕度、作物水分含量、病蟲害程度，進(jìn)行作物估產(chǎn)，監(jiān)測土地利用狀況及其變化等。 解析　第(1)題，玉米葉子水分含量與反射率的關(guān)系可結(jié)合圖示信息判斷。地球上不同地物的波譜特征是不同的，而且不同地物的不同狀況也有不同的反射率，因此可以利用遙感進(jìn)行玉米缺水狀況監(jiān)測。第(2)題，遙感技術(shù)是通過物體對電磁波的輻射、反射、散射等信息判斷的。第(3)題，農(nóng)業(yè)是應(yīng)用遙感信息技術(shù)的主要領(lǐng)域，在農(nóng)業(yè)資源調(diào)查和變化監(jiān)測，農(nóng)作物估產(chǎn)，農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測和評估等方面的應(yīng)用成效顯著。具體來講可以監(jiān)測作物生長環(huán)境及其狀況，如土壤濕度、作物水分含量、病蟲害程度，進(jìn)行作物估產(chǎn)，監(jiān)測土地利用狀況及其變化等。  “遙感”，顧名思義，就是“遙遠(yuǎn)的感知”。傳說中的“千里眼”“順風(fēng)耳”就具有這樣的能力。據(jù)此完成1～3題。 1．遙感的工作原理為(　　) A．利用太陽輻射 B．利用地面輻射 C．利用物體反射或輻射的電磁波 D．利用探照設(shè)備 2．遙感的關(guān)鍵裝置是(　　) A．傳感器 B．目標(biāo)物 C．計算機 D．?dāng)?shù)據(jù)庫 3．人類目前常用的遙感平臺有(　　) ①飛機?、跉馇颉、坌l(wèi)星　④火箭 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ 答案　1.C　2.A　3.A 解析　第1題，遙感是指通過傳感器記錄目標(biāo)物反射或輻射的電磁波并通過分析，揭示目標(biāo)物的特征、性質(zhì)等的綜合探測技術(shù)。第2題，因遙感工作時主要是接收、記錄目標(biāo)物輻射、反射的電磁波，因此，傳感器是關(guān)鍵裝置。第3題，裝載傳感器的平臺稱為遙感平臺，主要是承載傳感器，火箭是指發(fā)射衛(wèi)星等一些航天探測器的運載工具。 我國自主研制的“海洋二號”衛(wèi)星于2011年8月16日在太原衛(wèi)星發(fā)射中心升空，這是我國第一顆海洋動力器環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星。該衛(wèi)星集主、被動微波遙感于一體，具有高精度測軌、定軌能力與全天候、全天時、全球探測能力。裝載雷達(dá)高度計、微波散射計、掃描微波輻射計和校正微波輻射計4個微波載荷，這4種微波遙感器聯(lián)合起來監(jiān)測和調(diào)查海洋動力環(huán)境。據(jù)此回答4～5題。 4．“海洋二號”衛(wèi)星遙感按遙感分類屬于(　　) A．按遙感平臺高度分屬于航空遙感 B．按電磁波波譜范圍分屬于微波遙感 C．按應(yīng)用領(lǐng)域分屬于環(huán)境遙感 D．按傳感器特點分屬于主動式遙感 5．應(yīng)用“海洋二號”衛(wèi)星遙感不能獲取的信息是(　　) A．海洋動力環(huán)境數(shù)據(jù) B．海底礦產(chǎn)資源的分布 C．海嘯的影響范圍 D．海平面的變化 答案　4.B　5.B 解析　第4題，從材料中可知，“海洋二號”衛(wèi)星遙感分別屬于航天遙感、微波遙感、主(被)動式遙感、海洋遙感。第5題，“海洋二號”衛(wèi)星遙感獲取的主要是海洋表面的動力環(huán)境數(shù)據(jù)，不能夠獲取海底的礦產(chǎn)資源分布信息。 下圖為國際空間站的宇航員拍下的某火山噴發(fā)羽毛狀的火山灰時的壯觀景象。結(jié)合所學(xué)知識，完成6～7題。 6．按照電磁波的波譜范圍分，獲取該圖像的遙感方式是(　　) A．可見光遙感 B．紅外遙感 C．微波遙感 D．多譜段遙感 7．按照遙感平臺的高度分，國際空間站屬于________遙感(　　) A．航天 B．航空 C．近地 D．主動式 答案　6.A　7.A 解析　第6題，該圖像是可見光下的照片，屬于可見光遙感。第7題，國際空間站屬于航天遙感。 下圖為我國北方某河流入?？?989年和2009年的衛(wèi)星影像。該河口區(qū)河流主流曾于1996年人工改道。讀圖回答8～9題。 8．比較兩幅影像，可判讀和分析出(　　) A．河流主流流向由東北改向東南 B．河流故道南部海岸繼續(xù)淤積增長 C．河水含沙量明顯增加 D．三角洲形態(tài)變化主要與河流改道有關(guān) 9．該河口海岸帶合理的開發(fā)利用方式是(　　) A．建設(shè)大型海港，發(fā)展遠(yuǎn)洋運輸 B．建立濕地保護(hù)區(qū)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境 C．開辟海水浴場，發(fā)展濱海旅游 D．開墾成為耕地，發(fā)展糧食生產(chǎn) 答案　8.D　9.B 解析　第8題，圖示顯示，三角洲面積減小，故泥沙含量減少；三角洲故道南岸侵蝕作用增強；河流主流流向由東南改向東北。故D項正確。第9題，河口三角洲附近泥沙沉積作用強，河流水量小，不適宜建設(shè)大型港口、開辟海水浴場、發(fā)展旅游。從保護(hù)生態(tài)環(huán)境的角度考慮，合理的利用方式是建立濕地保護(hù)區(qū)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。 棉花遙感識別是棉花種植面積遙感估算的關(guān)鍵，以下是我國北疆地區(qū)不同日期棉花光譜信息與其他作物光譜信息的曲線分析圖(下圖)。圖中前3個波段為可見光波段(分別為藍(lán)波段、綠波段、紅波段)，第4波段為近紅外波段。讀圖回答10～12題。 10．容易將棉花從其他作物中識別出來的最佳波段是(　　) A．藍(lán)波段 B．綠波段 C．紅波段 D．近紅外波段 11．根據(jù)圖中信息及相關(guān)知識判斷，下列敘述正確的是(　　) A．6月份和9月份相比，棉花遙感識別最佳時期在6月份 B．盛絮期棉花反射率明顯降低 C．北疆地區(qū)是我國最重要的棉花產(chǎn)區(qū) D．棉花隨著植株增高、葉片增多、葉面積系數(shù)增大，覆蓋率增大，反射率逐漸降低 12．不同的地物和地物的不同狀況有不同的反射率，據(jù)此原理，可以利用遙感監(jiān)測的有(　　) ①近海赤潮災(zāi)害　②人口分布?、酆Ｉ鲜臀廴尽、芄I(yè)生產(chǎn)總值 A．①② B．②③ C．③④ D．①③ 答案　10.D　11.B　12.D 解析　第10題，第4波段為近紅外波段，棉花與番茄、玉米反射率差異明顯，故選D。第11題，從坐標(biāo)圖可知，棉花盛絮期(9月份)為棉花遙感識別最佳時期，這一時期棉花反射率明顯降低。北疆地區(qū)是我國主要產(chǎn)棉區(qū)之一。棉花隨著植株增高，葉片增多，葉面積系數(shù)增大，覆蓋率增大，反射率逐漸升高。第12題，遙感不能監(jiān)測人口分布和工業(yè)生產(chǎn)總值，故選D。 13．讀下圖，完成下列問題。 (1)填寫遙感技術(shù)裝備名稱。 A____________，B____________，C____________。 (2)A裝備的作用是___________________________________________________________。 (3)遙感技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域除災(zāi)害監(jiān)測外，還有________、________等，另外軍事偵察、海上________、海洋漁業(yè)也廣泛應(yīng)用該技術(shù)。 答案　(1)遙感平臺　傳感器　地面接收站 (2)裝載傳感器 (3)資源普查　環(huán)境監(jiān)測　交通 解析　第(1)題，由圖可知，A為遙感平臺，B為傳感器，C為地面接收站。第(2)題，遙感平臺的主要作用是裝載傳感器。第(3)題，遙感技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域除災(zāi)害監(jiān)測外，還有資源普查、環(huán)境監(jiān)測、海上交通、軍事領(lǐng)域等方面。 14．閱讀材料，完成下列問題。 材料一　在過去的2 200年間，我國共發(fā)生大水災(zāi)1 600多次，大旱災(zāi)也有1 600多次。1977年以前的508年中，稱得上“風(fēng)調(diào)雨順”的年份僅有7年。20世紀(jì)80年代以來，受災(zāi)的耕地比重每年都在40%左右。 材料二　據(jù)國土資源部網(wǎng)站消息，隨著第二次全國土地調(diào)查接近尾聲，全國遙感監(jiān)測“一張圖”工程建設(shè)也漸入正軌。工程任務(wù)于2010年1月底前基本完成，首次實現(xiàn)全國全覆蓋遙感監(jiān)測，并通過該數(shù)據(jù)庫與國土資源管理相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫掛接，為實施建設(shè)用地全面監(jiān)管提供基礎(chǔ)信息平臺。 (1)水旱災(zāi)害是我國嚴(yán)重的自然災(zāi)害，它的頻發(fā)地區(qū)是________(填災(zāi)害區(qū)名稱)。我國夏季多暴雨，暴雨在山區(qū)可能誘發(fā)泥石流、滑坡等________災(zāi)害。目前人類尚不能控制水旱災(zāi)害的發(fā)生。我國通過大規(guī)模的________和營造防護(hù)林等改善____________的工程措施，來減輕災(zāi)害的損失。 (2)我國和世界發(fā)達(dá)國家一樣，對大尺度天氣系統(tǒng)和大范圍自然災(zāi)害的研究水平，目前處于(　　) A．跟蹤階段——實時報告事象的發(fā)生、過程、影響 B．探索階段——尋找科學(xué)的研究方法，憑經(jīng)驗預(yù)測其發(fā)展變化 C．預(yù)報階段——根據(jù)發(fā)生機制，預(yù)測將發(fā)生的時間、強度、發(fā)展和影響 D．控制階段——雖不能控制其發(fā)生，但能對發(fā)生時間、強度和演變加以控制 (3)簡要說明遙感技術(shù)在監(jiān)測災(zāi)害與普查資源過程中所起的作用。 答案　(1)東部平原地區(qū)　地質(zhì)　治河　生態(tài)環(huán)境　(2)C　(3)提供圖像數(shù)據(jù)資料，跟蹤監(jiān)測、預(yù)報等。 解析　第(1)題，自然災(zāi)害的種類很多。各種自然災(zāi)害的分布具有一定的規(guī)律性。水旱災(zāi)害是我國嚴(yán)重的自然災(zāi)害，它的頻發(fā)地區(qū)是東部平原地區(qū)。我國夏季多暴雨，暴雨在山區(qū)可能誘發(fā)泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。人類活動雖然不能控制自然災(zāi)害的發(fā)生，但可以想方設(shè)法減輕災(zāi)害帶來的損失。我國通過大規(guī)模的治河(或治水)和營造防護(hù)林等改善生態(tài)環(huán)境的工程措施，來減輕災(zāi)害的損失。第(2)題，我國和世界發(fā)達(dá)國家一樣，對大尺度天氣系統(tǒng)和大范圍自然災(zāi)害的研究水平，都是處于預(yù)報階段——根據(jù)發(fā)生機制，預(yù)測將發(fā)生的時間、強度、發(fā)展和影響。第(3)題，遙感技術(shù)監(jiān)測災(zāi)害與普查資源過程中所起的作用是提供圖像數(shù)據(jù)資料，跟蹤監(jiān)測、預(yù)報等。 考點題點細(xì)目表 考點 題點 題目序號 地理信息技術(shù)應(yīng)用 遙感技術(shù)及其應(yīng)用 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14