第四節地理信息技術在防災減災中的應用一、遙感技術1．概念：遙感技術是利用裝在航空器(如飛機、高空氣球)或航天器(如人造衛星)的光學或電子設備，對地表物體進行eq\o(□,\s\up4(1))遠距離感知的地理信息技術。2．優點：探測范圍eq\o(□,\s\up4(02))大，獲取信息速度快、周期eq\o(□,\s\up4(03))短、信息量大，受地面條件限制eq\o(□,\s\up4(04))少，能夠實現地物信息的實時、動態監測。3．應用：實時監測洪澇、臺風等災害的形成過程，進行準確的預報、eq\o(□,\s\up4(05))預警；能夠快速識別地震等突發性自然災害的影響范圍，并為災情統計、eq\o(□,\s\up4(06))災害救援等工作提供強有力的支持。二、全球衛星導航系統1．概念：利用eq\o(□,\s\up4(1))衛星在全球范圍內進行實時eq\o(□,\s\up4(02))定位、導航的地理信息技術。2.組成(1)衛星星座(空間部分)。(2)eq\o(□,\s\up4(03))地面監控系統(地面控制部分)。(3)信號接收系統(用戶部分)。3．主要功能：提供精密的eq\o(□,\s\up4(04))三維坐標、速度和時間。4．主要特點：全球性、eq\o(□,\s\up4(05))全天候、連續性和eq\o(□,\s\up4(06))實時性。5．主要衛星導航系統：美國的eq\o(□,\s\up4(07))全球定位系統、俄羅斯的全球衛星導航系統、歐洲的伽利略衛星導航系統和我國的eq\o(□,\s\up4(08))北斗衛星導航系統。6．應用：進行精確定位，發出求救信號，縮短救援搜尋時間。三、地理信息系統1．概念：是對地理數據進行輸入、eq\o(□,\s\up4(1))處理、存儲、管理、eq\o(□,\s\up4(02))查詢、分析和輸出等的計算機信息系統。2．應用(1)自然災害的監測：eq\o(□,\s\up4(03))動態監測、eq\o(□,\s\up4(04))預報預警，快速確定受災范圍和受災情況。(2)制定救災方案：為制定eq\o(□,\s\up4(05))減災預案、評估災害損失、指導災后恢復重建等提供依據。1．判斷正誤。(1)獲取信息時，遙感技術不受自然條件的制約。(×)(2)利用全球衛星定位導航系統，可進行定位、測時、測速。(√)(3)利用地理信息系統不能監測自然災害。(×)2．獲取衛星云圖利用的地理信息技術是()A．遙感技術 B．全球衛星導航系統C．地理信息系統 D．數字地球技術答案A解析衛星云圖是遙感圖像，因此獲取衛星云圖利用的地理信息技術是遙感技術。3．據衛星云圖分析臺風的移動方向及可能的登陸地點，利用的地理信息技術是()A.遙感技術 B．全球衛星導航系統C．地理信息系統 D．數字地球技術答案C解析分析地理空間數據利用的地理信息技術是地理信息系統。4．在日常生活、生產中，全球衛星導航系統經常應用于()A．汽車導航B．資源普查C．電子購物D．信息查詢答案A解析在日常生活、生產中，全球定位系統經常應用于汽車導航；資源普查是遙感技術的主要功能，電子購物是網絡技術發展的結果，信息查詢是地理信息系統的主要功能。5．如果要根據受災情況，對臨時災民安置點和醫院進行選址，并選擇安全疏散道路，可以采用哪種地理信息技術？試設計一項應用該技術的課題研究項目。提示GIS。“江漢平原某年水稻長勢的監測分析”“中等城市垃圾填埋場選址模式及與環境關系的分析”“油輪在某海域發生大量漏油事故時，預測其污染范圍及對海洋生物的影響”等。任務探究地理信息技術的選擇當今，3S(RS、GPS、GIS)技術在生產、生活和科研中的作用越來越突出。下圖是“3S”技術的組合應用圖。據此探究下列問題：(1)城市道路建設速度越來越快，地圖測繪部門為了及時更新地理信息，需要利用________技術。在救災管理系統中，管理中心要掌握救災車輛的精確位置應利用________技術。為了能對運動中的汽車精確定位，至少需要接收________顆衛星的信息。(2)圖中①②③④⑤⑥箭頭指向線分別表示“3S”技術的不同應用功能，其中表示“提供影像信息功能”的是⑤和________，表示“提供空間定位信息功能”的是⑥和________，表示“反饋影像信息處理結果”的是③和________。(3)圖中各個圓的重疊部分分別代表RS、GPS、GIS不同組合綜合應用，其中甲代表“3S”技術的組合，乙代表__________技術的組合，丙代表__________技術的組合。在圖中所示的各個綜合應用中任選一種組合，并寫出應用實例____________________________________________________________________________________________。[成果展示](1)RSGPS四(2)①④②(3)GIS與RSGIS與GPS甲：RS獲取礦床露頭信息，GIS分析礦產種類，GPS確定礦床露頭位置；乙：RS獲取水災淹沒區的動態信息，GIS分析水災損失；丙：裝載GPS接收器的運鈔車發送信息到監測中心，GIS監測運鈔車是否偏離預定線路；丁：RS獲取森林火場遙感信息，GPS獲取火場精確位置，引導消防隊員及時、準確到達滅火地點。地理信息技術的選擇1．“點”與“面”判斷GPSGPS的主要功能是eq\o(□,\s\up4(01))定位和導航。它的最大特點是工作對象是一個“點”或“多個點”，明顯區別于RS和GIS技術的工作對象——“面”。在“3S”技術中選取適當手段時，要看其工作對象是“點”還是“面”，如果是“點”則選用“eq\o(□,\s\up4(02))GPS”，如果是“面”則選用eq\o(□,\s\up4(03))RS或eq\o(□,\s\up4(04))GIS。2．“想”與“看”區分RS、GISGIS是地圖的延伸，主要功能是進行空間數據的分析和eq\o(□,\s\up4(05))處理。對“事象”的發展變化進行eq\o(□,\s\up4(06))預測、評估，需要計算、思考，即“想”；凡是需要“想”的選eq\o(□,\s\up4(07))GIS。RS是人的視力的延伸，主要功能是收集eq\o(□,\s\up4(08))信息，尤其對于大范圍、大面積、人不易觀測的地物信息的獲取，即“看”，只“看”不用“想”的選用eq\o(□,\s\up4(09))RS。3．關鍵詞判斷“3S”技術RS：“eq\o(□,\s\up4(10))獲取”空間信息。eq\o(□,\s\up4(11))GPS：“定位”“導航”“精確”“精密”“精準”等。GIS：“eq\o(□,\s\up4(12))分析”“處理”“查詢”“輸入”等。地理信息技術逐漸被大量運用到社會經濟中的各個部門。讀圖回答(1)～(2)題。(1)環保部門利用地理信息技術監測各地區秸稈著火點，若圖中甲為環保部門，乙為秸稈著火點監測區，則該地理信息技術為()A．遙感(RS) B．全球衛星導航系統(GPS)C．地理信息系統(GIS) D．北斗導航系統(BDS)(2)我國某共享單車企業利用國產地理信息技術手段實現了米級定位，即使在樹蔭下單車也不會出現“漂移”。若圖中甲為國內某共享單車企業，乙為共享單車，則該地理信息技術為()A．遙感(RS) B．全球衛星導航系統(GPS)C．地理信息系統(GIS) D．北斗導航系統(BDS)科學思維地理信息技術選擇的方法第(1)題，環保部門要檢測著火點，必須獲取信息數據，該數據是在著火點外靠設備感知獲取的數據，屬于遙感功能。第(2)題，米級定位屬于定位導航功能，材料中說明該項技術為國產地理信息技術，因此為我國的北斗導航系統。[答案](1)A(2)D提升運用能力地理信息技術應用廣泛。據此完成1～3題。1．監測南極極冰融化狀況最為快捷有效的地理信息技術是()A．電子地圖 B．地理信息系統C．遙感 D．實地測量答案C解析極冰融化是個動態過程，監測利用的地理信息技術是遙感技術(RS)。2．精確測量珠穆朗瑪峰可利用哪種地理信息技術()A．遙感 B．全球衛星導航系統C．地理信息系統 D．數字地球答案B解析全球衛星導航系統可應用于測量、勘測。3．雅魯藏布江大峽谷科考測量采用的地理信息技術是()A．GPS＋GIS B．GPS＋RSC．GIS＋RS D．GPS答案A解析進行科考首先要確定地理位置，需要用到GPS；測量還要進行數據分析，需要用到GIS。任務探究地理信息技術在防災減災中的應用下表為近年來幾次重要的自然災害中地理信息技術的應用。據此探究下列問題：(1)表中用于防災減災的地理信息技術主要有哪些？其中自然災害空間監測系統的核心技術是什么？(2)信息技術的應用為救災帶來了哪些好處？(3)防汛指揮決策支持系統的技術基礎是什么？其具有哪些功能？[成果展示](1)遙感技術，全球定位系統，地理信息系統。遙感技術。(2)對自然災害進行災前預警、災中跟蹤、災后評估以及提出減災決策方案，為減災救災提供可靠、高效的服務，使災害的危害大幅減小。(3)地理信息系統。定性和定量分析地理信息。1．遙感在環境、災害監測中的應用隨著遙感技術的發展，遙感將不僅為人們提供信息資源，改變人們的生產、生活與交往方式，而且在環境監測、災害監測等方面發揮著巨大作用，有助于災害的預防、環境的治理和保護。如下表所示：2．全球定位系統的應用全球定位系統廣泛應用于軍用、民用兩領域，在軍用領域主要體現在定位和導航兩大方面，在民用領域主要體現在以下幾個方面：3．地理信息系統的應用應用地理信息系統，并借助遙感技術，可有效地監測和預報洪澇災害、森林火災等。近幾年，新疆建設兵團在中科院的幫助下成功地利用無人遙控直升機對所屬農場的農作物病蟲害進行防治，大大提高了其準確度和工作效率。據此回答(1)～(2)題。(1)上述材料應用到的主要地理信息技術是()①GIS②GPS③RS④數字地球A．①②B．③④C．②③D．①④(2)對農作物病蟲害的監測采用地理信息技術的原因有()①衛星遙感分辨率高，可拍攝到清晰的照片②農作物遭受病蟲害時，輻射和反射的波譜會有一定變化③衛星遙感智能化高，在治蟲過程中無須人工參與④衛星遙感探測的范圍廣，連續性強A．①②B．③④C．①③D．②④科學思維地理信息技術的應用第(1)題，無人遙控直升機的位置定位使用GPS，進行遙控作業需使用遙感技術(RS)。第(2)題，農作物遭受病蟲害時，輻射和反射的波譜會有一定變化；衛星遙感探測的范圍廣，連續性強。[答案](1)C(2)D提升運用能力中新網廣州2016年10月21日電據廣東省防總21日通報，21日12時40分強臺風“海馬”登陸廣東汕尾沿海。臺風登陸時，惠州、惠東、汕尾等城市均停工停課，同時，廣東多趟航班、高鐵等交通線路均已取消或延誤。據此回答1～2題。1．如果讓你利用GIS制定撤離預案，你需要輸入的基礎數據包括()①地質②地貌③地形④交通A．①②③B．②③④C．①②④D．①③④答案A解析利用GIS制定撤離預案時，應參照多項數據，例如：地質、地貌、地形、交通、水文等數據，但由材料可得交通線路均已取消或延誤，說明交通數據已失效因而不需要輸入。2．撤離預案屬于GIS的哪項功能()A．存儲B．管理C．分析D．模擬答案D解析“撤離預案”是利用GIS根據輸入信息模擬結果的功能。教材活動巧點撥[教材第118頁活動]思路點撥1.對比災害前后遙感影像，判定受災區域，重點分析兩圖不同區域。2．估計泥石流沖毀的住宅數量，需要使用地理信息系統，調用當地的住宅分布信息圖層，與受災圖層疊加分析。3．估計泥石流沖毀的住宅數量，需要遙感系統獲取受災區域影像，確定房屋沖毀區域的范圍，通過全球定位系統準確定位，然后才能與住宅分布圖層準確疊加，使用地理信息系統進行相關分析。成果展示1.略。2．房屋分布信息。3．遙感系統、地理信息系統、全球定位系統。地理實踐深探索方向與建議1．下載專業軟件(推薦LocaSpaceViewer)，打開遙感圖層和政區圖層，查詢所在地的遙感地圖。2．對比歷史地圖，指出所在城市的變化。3．讀出學校的精確地理位置。4．從地理的角度對城市的發展規劃提出自己的看法。展示與評價略。時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(共12小題，每小題4分，共48分，每小題只有一個選項符合題目要求)讀釣魚島三維效果圖和航空遙感影像圖，回答1～3題。1．獲取和制作釣魚島三維效果圖主要利用的地理信息技術是()A．RS和GIS B．GIS和GPSC．GPS和RS D．數字地球答案A解析獲取釣魚島三維信息主要利用了RS技術，制作釣魚島三維效果圖主要利用了GIS技術。2．如果利用航空遙感技術對不同時期的釣魚島進行監測，通過分析多幅釣魚島圖片，可以獲得()①釣魚島面積的變化②釣魚島上植被的變化③釣魚島的地理坐標④釣魚島地形的變化A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④答案D解析釣魚島地理坐標的獲得應采用GPS技術。3．衛星遙感的優點有()①探測范圍廣②信息量大③投資少，成本低④速度快，周期短A．②③④B．①②③C．①②④D．①③④答案C解析衛星遙感投資大，成本高。北京時間2018年11月19日02時7分，我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭，成功發射第42、43顆北斗導航衛星。據此完成4～5題。4．可以利用北斗衛星導航系統監測的是()A．山體位移B．臺風移動C．洪澇災害D．地震強度答案A解析利用北斗衛星導航系統可以監測山體高度和精準定位，因而能測量山體的微小移動。5．北斗衛星導航系統的用途有()①為用戶提供實時的空間位置②為交通運輸的調度指揮提供移動數據③服務于資源勘查、動態監測和有關部門的規劃決策④為用戶提供各種分類信息的查詢A．①②B．③④C．①④D．②④答案A解析①②可利用北斗衛星導航系統實現，③④需要利用地理信息系統。疊加分析就是將同一地區的兩層或多層地圖要素重疊在一起進行圖層和屬性運算，產生新的圖層和屬性的過程。下圖中甲、乙分別為“同一地區兩種要素分布圖”。讀圖，回答6～7題。6．若將甲、乙兩圖層進行疊加，得到的新圖層是()答案A解析甲、乙兩圖層進行疊加也就是兩種要素的組合，形成的新圖層如A圖所示。7．若甲、乙兩圖分別為洪水淹沒地區圖層與人口分布圖層，將兩個圖層疊加，可以()①推斷各地受災情況②推斷洪水區域變化③推斷人口傷亡數量④推斷重點搶救區域A．①②B．③④C．①④D．②④答案C解析疊加洪水淹沒地區和人口分布圖層，可以推測洪水對人口的影響，推測出各地受災情況，推斷重點搶救區域。下圖為“3S”(RS、GPS、GIS)技術的相互關系示意圖。讀圖，回答8～9題。8．如果①③表示反饋影像信息處理結果，②⑥表示提供影像數據的功能，④⑤表示提供定位信息功能。關于甲、乙、丙的說法正確的是()A．甲是GIS B．乙是GISC．丙是RS D．甲是GPS答案A解析①③是甲提供的影像信息處理結果，因此甲為GIS；②⑥是乙提供的影像數據，因此乙為RS；④⑤為GPS提供的定位信息。9．有關地理信息技術運用的敘述，正確的有()①RS可以監測地形起伏的變化②RS可以獲取水災淹沒區域的動態信息③GPS可以確定救護車位置④GIS可以獲取森林火場信息A．①②B．②③C．③④D．①④答案B解析監測地形起伏的變化主要運用GPS；RS可以獲取水災淹沒區域的動態信息；GPS可以確定救護車位置；獲取森林火場信息主要利用RS。目前遙感技術已被廣泛應用于資源普查、災害和環境監測等領域。據此回答10～12題。10．不同地物在同一光譜波段上的反射率差異越大，越容易區分。下圖反映了甲、乙兩類植物在生長期內兩個波段上的反射率。在遙感影像上區分這兩類植物，應該選擇生長期內哪一天的影像最合適()A．第30天 B．第75天C．第100天 D．第130天答案A解析由圖可知，甲、乙兩類植物的反射率在波段1和波段2中差異最大的均是①處(即縱坐標差最大)，因此要在遙感影像上區分這兩類植物，應選擇生長期第30天的時候，故A項正確。11．如果用遙感技術來監測火災，可以()A．用來預測引起火災的原因B．預測森林火災的發生地點C．預測森林火災所造成的后果D．及時探知火災地點和范圍答案D解析遙感只能對存在的具體地理事物進行監測，但不能分析、處理問題，預測、分析、處理問題是地理信息系統的功能，故選D。12．除了上述應用外，利用遙感技術還可以直接()A．分析旱災損失B．判斷人口分布C．監測滑坡災害D．確定環境污染類型答案C解析遙感只能對存在的具體地理事物進行監測，故C項正確。二、綜合題(共2小題，共52分)13．閱讀材料，回答下列問題。(26分)材料一中國第33次南極考察船“雪龍”號于北京時間2016年11月2日從上海出發，奔赴南極地區。材料二下圖為北極冰川變化示意圖。(1)考察船在向南極前進過程中想要隨時知道自己前進的方向和所處的地理坐標，需要用到的地理信息技術是什么？利用了該項地理信息技術的哪些特點？(8分)(2)材料二中圖片的獲取主要利用的地理信息技術是________；此圖反映北極冰層面積在________，主要原因是________________；動態監測并預測北極冰川和海岸線變化要利用到的地理信息技術為________；冰川的融化會導致海平面不斷上升，監測海平面上升需要的地理信息技術為________。(10分)(3)全球氣候變化給北極熊的生存帶來了影響，請設計一個利用地理信息技術研究北極熊生存狀態的具體方案。(8分)答案(1)GPS。全球性、全天候、連續性和實時性等特點。(2)RS縮小全球氣候變暖RS和GISGPS(3)給北極熊佩戴裝有GPS信號發射裝置的項圈，GPS信號發射裝置每天都向衛星發送信號；科研人員利用互聯網查詢、記錄項圈的移動軌跡。解析第(1)題，這支科學考察團在向南極前進過程中想要隨時知道自己前進的方向和所處的地理坐標，需要用到的地理信息技術為GPS，該項地理信息技術具有全球性、全天候、