第六章 第四节　地理信息技术在防灾减灾中的应用.docx

第四节　地理信息技术在防灾减灾中的应用 课程标准 通过探究有关自然地理问题，了解地理信息技术的应用。 学习目标 1.了解地理信息技术的概念与特点。2.掌握地理信息技术在防灾减灾中的应用。 一、遥感技术 1．概念 利用装在航空器(如飞机、高空气球)或航天器(如人造卫星)的光学或电子设备，对地表物体进行远距离感知的地理信息技术。 2．特点 探测范围大，获取信息速度快、周期短、信息量大，受地面条件限制少等优势，能够实现地物信息的实时、动态监测。 3．应用 实时监测洪涝、台风等灾害的形成过程，进行准确的预报、预警；能够快速识别地震等突发性自然灾害的影响范围，并为灾情统计、灾害救援等工作提供强有力的支持。 二、全球卫星导航系统 1．组成 由卫星星座(空间部分)、地面监控系统(地面控制部分)和信号接收系统(用户部分)三部分组成。 2．特点 全球性、全天候、连续性和实时性。 3．应用 可以进行精确定位，帮助用户在遭遇自然灾害或面临灾害风险时，发出求救信号，及时报告位置和受灾情况，有效缩短救援搜寻时间。 判断 1．全球卫星导航系统能够为用户提供精密的三维坐标、速度和时间。( √ ) 2．北斗卫星导航系统具有短信报文功能。( √ ) 三、地理信息系统 1．概念 是对地理数据进行输入、处理、存储、管理、查询、分析、输出等的计算机信息系统。 2．应用 利用遥感技术、全球卫星导航系统等提供的地理数据，进行自然灾害动态监测、预报预警，快速确定受灾范围及受灾情况，为制定减灾预案、评估灾害损失和指导灾后恢复重建等提供依据。 探究点一　遥感技术 据俄罗斯媒体2019年4月16日报道，目前全球共有438颗地球遥感卫星在轨，中国拥有最多的大型遥感卫星，合计有84颗。遥感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。下图为遥感技术工作示意图。 1．遥感技术要借助飞机、飞船、卫星等运载工具，试分析运载工具的运行高度会对遥感结果产生哪些影响。 答案　传感器运载工具的飞行高度对遥感探测的范围、速度、周期、分辨率等影响很大。一般来说，运载工具飞得越高，探测的范围越大，获得资源的速度越快，周期越短，但对地物的分辨率越低。 2．利用遥感技术进行灾害监测的原理是什么？ 答案　地球上的物体都在不停地吸收、发射和反射电磁波，并且不同物体的电磁波特性是不同的。 遥感技术的基本概况及应用 技术装备 遥感平台、传感器、遥感信息处理系统 工作原理 目标物→传感器→遥感地面系统→图像、数字 特点 探测范围大、获得信息速度快、周期短、信息量大，受地面条件限制少等优势，能够实现地物信息的实时、动态监测 应用 灾害监测 实时监测洪涝、台风等灾害的形成过程，进行准确的预报、预警；能够快速识别地震等突发性自然灾害的影响范围，并对灾害统计、灾害救援等工作提供强有力的支持 资源调查 对植被、农业资源(土地、农作物分布)、矿产、水资源进行调查和监测 环境监测 对各种污染、生态问题进行监测 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，有助于防灾减灾。据此回答1～2题。 1．遥感技术用于防灾减灾的具体监测内容包括(　　) ①旱情　②水灾　③滑坡　④农林病虫害 A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④ 2．根据上述原理，可用遥感技术直接(　　) ①区分阔叶林与针叶林　②监测植物病害情况　③区分落叶树与常绿树　④监测草场退化情况 A．①②④ B．①②③④ C．①②③ D．①③ 答案　1.C　2.B 解析　第1题，遥感技术能够用于监测地物的原理是地物的反射或辐射的波谱可以被传感器接收，旱情、水灾、滑坡、农林病虫害反射的光谱都可以被传感器接收。第2题，阔叶林与针叶林、植物病害的状况、落叶树与常绿树、草场退化的情况均可以视作“植物的生长状况”，都可以用遥感技术监测。 2019年4月18日，我国台湾花莲县发生6.7级地震。本次地震造成了大楼、道路等公共设施一定程度的损毁。据此回答3～4题。 3．当地政府在第一时间掌握了整个地震灾区建筑破坏情况，所利用的技术手段主要是(　　) A．地理信息系统 B．全球卫星导航系统 C．遥感技术 D．数字地球 4．当地政府运用的该地理信息技术的关键装置是(　　) A．传感器 B．卫星系统 C．地面装置 D．信号发射装备 答案　3.C　4.A 探究点二　全球卫星导航系统 中国北斗卫星导航系统是我国自行研发的拥有自主卫星导航系统。该系统按照“三步走”的发展战略稳步推进。第一步2000～2003年，中国成功发射了3颗北斗导航实验卫星，建立起完善的北斗导航实验系统。第二步于2012年前，北斗卫星导航系统将首先提供覆盖亚太地区的定位、导航、授时和短报文通信服务能力。这两步已实现。第三步于2020年左右，建成由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成的覆盖全球的北斗卫星导航系统。 1．北斗卫星导航系统由哪三部分组成？ 答案　卫星星座、地面监控系统、信号接收系统。 2．北斗卫星导航系统有哪些特点？ 答案　全球性、全天候、连续性、实时性。 3．该技术在自然灾害救援中能够起到什么作用？ 答案　利用信号接收系统，进行精确定位，发出求救信号，及时报告位置和受灾情况，有效缩短救援搜寻时间。 全球卫星导航系统的应用领域 应用领域 具体应用 民用 防灾减灾 灾情发生后的通信联络；灾害发生地点的准确测报；救灾人员赶赴现场的导航 交通 空中导航：空域划分与管理；交通流量管理；飞行路线管理；提高机场利用率。 航海：自主导航；提供位置、航速、航向和时间信息；海图航迹显示；港口、码头的船舶调度；近海和内河船舶导航和管理 旅游探险 定位；选择最优的行进方式和线路；寻找合适的道路和宿营点；报警；选择最佳的记录摄影地点、时间 其他领域 大地测量；野外勘测；紧急救援；生态研究；农作物生产等 军用 定位和导航 2018年11月19日，18颗北斗三号卫星组成的基本系统完成建设，并于12月27日正式向“一带一路”沿线国家提供基本导航服务。我国的北斗卫星导航系统集卫星定位、短信报文、精密授时于一体，能够高效快捷地实现信息传递。据此完成5～6题。 5．与美国的全球定位系统相比，我国北斗卫星导航系统具有的特殊功能是(　　) A．区域导航 B．空间定位 C．精密授时 D．短信报文 6．北斗卫星系统最宜广泛应用的领域是(　　) A．农业估产 B．矿产探测 C．野外考察 D．灾害预测 答案　5.D　6.C 解析　第5题，全球卫星导航系统一般都具有导航、定位、授时等主要功能，我国北斗卫星导航系统具有的特殊功能是短信报文功能。第6题，北斗卫星系统最基本的功能是导航定位功能，因此最宜广泛应用的领域是野外考察活动，C项正确。农业估产、矿产探测、灾害预测属于遥感或地理信息系统的功能范畴。 读“我国地壳运动观测网图”，回答7～8题。 7．对地壳运动进行精确观测采用的主要技术是(　　) A．遥感技术 B．全球卫星导航系统 C．地理信息系统 D．虚拟现实技术 8．根据观测站的分布特点判断，建立地壳运动观测网最主要的目的是(　　) A．泥石流、滑坡的监测和预报 B．大地高程测量 C．地震监测和预报 D．电离层研究 答案　7.B　8.C 解析　图中对地壳运动进行精确观测的基准站、基本站与区域站在我国分布的范围较广，但又相对集中在我国地质不稳定的地区，显然是通过对地壳运动的精确观测，判断各站点之间的距离位移，进行地震监测和预报，而各站点之间的距离位移则需要用全球卫星导航系统进行测量。 探究点三　地理信息系统 我国第23次南极科考队利用我国自主创新的地理信息系统(简称GIS)平台软件Super Map GIS，在南极长城站首次绘制了1∶1 000数字化大比例尺地形图，并将这些成果建成空间数据库。 据悉，本次南极科考活动得到了社会各界的极大关注。制图公司采取赠送方式向南极科考队提供Super Map GIS软件，并将在科考过程中提供免费技术服务。该系统软件已广泛应用于国土、交通、民航、房产、电力、电信等众多领域。 1．本次科考利用我国自主创新的地理信息系统软件Super Map GIS，对此说法不正确的是(　　) A．此次考察利用的地理信息系统，需要RS、GPS进行数据支持 B．此技术是一种快速但准确度不太高的技术 C．利用此技术可以替代人对南极无人区进行数据分析 D．GIS技术是地图的延伸 答案　B 2．长城站数字地图绘制成功后，对该地图利用的叙述，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 答案　C 3．利用地理信息技术在对南极地区进行勘探研究时，除了上述应用外还有哪些用途？试举两列。 答案　利用全球卫星导航系统测量观测点的海拔，确定科考队员的位置；利用遥感技术探测资源状况；利用地理信息系统绘制资源分布图。 地理信息系统的应用 (1)在区域地理环境研究中的应用 (2)在防灾减灾中的应用 地理信息技术手段的选取技巧 对于地理信息技术的考查，主要是考查地理信息技术作用和应用领域的不同。因此，只要大体上抓住地理信息技术的区别，就能对地理信息技术的选取做出正确的判断。可以重点记住三种技术的主要区别： 另外，注意在“用词”方面的差异，也是正确选取地理信息技术的方法之一，具体方法如下： (1)若有“获取”“监测”“估测”“调查”等词语的一般选取遥感技术。 (2)若有“定位”“导航”“测量”等词语的则选取全球卫星导航系统。 (3)若有“分析”“预报”“处理”“管理”“决策”“规划”“选址”等词语的则多是选取地理信息系统。 (2019·福建省莆田第一中学月考)随着科学技术水平的提高，地理信息技术运用到防灾减灾上的频率越来越高。读“地理信息系统分层图”，完成9～10题。 9．根据上图可以推断出正在分析的地质灾害最可能为(　　) A．崩塌 B．地震 C．滑坡 D．泥石流 10．一位研究员不小心把完整的图示弄丢了，现在需要制作出完整的图示，他需要填补的甲最可能是(　　) A．坡面起伏状况 B．坡向 C．坡面侵蚀 D．地层厚度 答案　9.C　10.B 解析　第9题，图示的地质灾害与坡度、倾斜的地层及活动断层有关，判断为滑坡；地震是地球内部能量的释放，与坡度无关；崩塌、泥石流与顺向坡面关联度不高。第10题，图示甲与倾斜的地层图层合成顺向坡面，可判断甲是坡向。 下图示意使用地理信息系统分析某类自然灾害(X)的模型构建。读图回答11～12题。 11．该类自然灾害(X)是(　　) A．地震 B．内涝 C．滑坡 D．塌陷 12．近年来该类自然灾害在我国的发生频率不断增大，其原因不可能包括(　　) A．开采地下水使地面沉降 B．空气中颗粒物浓度上升 C．不透水下垫面不断增加 D．城区与郊区温差有所下降 答案　11.B　12.D 解析　第11题，据图示可知，该模型是根据气象、水利、水文等专业知识来分析该类自然灾害(X)的，分析成果有降水、产汇流、排水，与气象和水文密切相关，而选项中与降水、径流有密切联系的只有内涝。故选B。第12题，据上题结论可知，该类自然灾害为内涝。其发生的原因应从气候和地形方面来分析。从气候看，短时间强降水；从地形看，地势低洼，排水不畅，地表积水，易发生内涝。开采地下水使地面沉降，排水不畅，A正确；空气中颗粒物浓度上升增加空气中凝结核，可能增加降水概率，B正确；不透水下垫面不断增加，不利于地表水下渗，易造成地表积水，C正确；城市与郊区温差有所下降，会减弱热岛效应，使城区降水减少，D错误。 2013年07月22日07时45分在甘肃省定西市岷县与漳县交界(34.5°N,104.2°E)发生6.6级地震，震源深度20千米，政府相关部门立即开展了救援行动。据此回答1～2题。 1．人们在第一时间迅速掌握整个地震灾区建筑破坏情况，所利用的地理技术手段主要是(　　) A．地理信息系统 B．全球卫星导航系统 C．遥感技术 D．“数字地球” 2．在对震区被困灾民开展营救行动的过程中，政府相关部门利用的地理信息技术主要是(　　) ①地理信息系统　②全球卫星导航系统　③遥感技术　④“数字地球” A．①④ B．②③ C．③④ D．①② 答案　1.C　2.B 解析　第1题，“第一时间迅速掌握整个地震灾区建筑破坏情况”属于获取信息的范畴，利用的是遥感技术。第2题，开展营救行动的过程中，获取被困人员的精确位置，需要利用全球卫星导航系统；获取被困人员所在区域的信息，需要利用遥感技术，故选B。 读图，回答3～4题。 3．图示气象卫星云图的获得主要是运用了(　　) A．全球卫星导航系统 B．遥感技术 C．地理信息系统 D．数字地球虚拟技术 4．通过对台风的监测，分析多幅卫星的云层图片可以获得(　　) ①台风中心位置　②台风的强度　③台风所造成的降水范围　④台风的移动方向　⑤台风的登陆地区 A．①②③⑤ B．②③④⑤ C．③④⑤ D．①②③④⑤ 答案　3.B　4.D 解析　第3题，气象卫星云图主要是利用卫星遥感技术获取的。第4题，通过对气象卫星云图的分析，可以获得台风中心位置、强度、移动方向、降水范围、登陆地区等信息。 2019年9月23日5时10分，西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第四十七、四十八颗北斗导航卫星。据此完成5～6题。 5．在军事演练中可以用北斗卫星导航系统进行(　　) A．制导精准打击 B．地形地貌探测 C．打击效果侦察 D．战场仿真模拟 6．战斗机的飞行不受白天、黑夜、天气状况的影响，主要体现出北斗卫星导航系统的(　　) A．全球性 B．全天候 C．连续性 D．实时性 答案　5.A　6.B 解析　第5题，北斗卫星导航系统的基本功能是定位与导航，故在军事演练中可以用北斗卫星导航系统进行制导精准打击；地形地貌探测、打击效果侦察需使用遥感技术或地理信息系统；战场仿真模拟则需要地理信息技术的综合运用。第6题，战斗机的飞行不受白天、黑夜、天气状况的影响，主要体现出北斗卫星导航系统的全天候作业。 7．(2020·河南新乡一中月考)阅读材料，回答下列问题。 2018年10月11日，西藏昌都市江达县波罗乡与四川甘孜州白玉县交界处发生山体滑坡。此次山体滑坡造成金沙江断流并形成堰塞湖。 (1)地方救灾办公室能迅速、准确地掌握受灾范围，所利用的地理信息技术是(　　) A．遥感技术 B．全球卫星导航系统 C．地理信息系统 D．卫星通信技术 (2)地理信息技术包括______________、________________、________________三大技术系统。 (3)滑坡灾害的监测主要是运用__________，该技术的优点有________________________。 (4)某出租车公司在调度系统中快速查询本公司出租车的位置信息，所采用的技术是_______ 和__________。 答案　(1)A (2)遥感技术　全球卫星导航系统　地理信息系统 (3)遥感技术　探测范围大，获取信息速度快、周期短、信息量大；受地面条件限制小等，能够实现地物信息的实时、动态监测 (4)地理信息系统　全球卫星导航系统 解析　第(1)题，迅速、准确地掌握受灾范围，利用的技术手段主要是遥感技术。第(2)题，地理信息技术主要包括遥感技术、全球卫星导航系统和地理信息系统。第(3)题，遥感技术主要用于灾害的监测，它的优点可结合所学知识解答。第(4)题，在调度系统中查询车的位置，需运用地理信息系统和全球卫星导航系统。 环境与灾害监测预报小卫星的发射，使减灾部门拥有了专门用于减灾工作的遥感卫星，对救灾工作起到积极作用。据此回答8～9题。 8．该卫星对生态环境和灾害进行动态监测，直接应用的技术是(　　) A．遥感技术 B．地理信息系统 C．全球定位系统 D．北斗卫星导航系统 9．该卫星不能直接监测的自然灾害是(　　) A．寒潮 B．干旱 C．地震 D．台风 答案　8.A　9.C 解析　第8题，遥感技术主要用于对生态环境和灾害的大范围、全天候动态监测，及时反映生态环境和灾害发生、发展过程。第9题，地震灾害具有突发性，且发生在地下，卫星不能直接监测。 2019年11月5日，第49颗北斗导航卫星发射，为2020年完成北斗全球组网打下坚实基础。据此回答10～11题。 10．下列不属于北斗卫星导航系统组成部分的是(　　) ①信号接收机　②北斗卫星　③传感器　④车载移动电话 A．①② B．①③ C．①④ D．③④ 11．北斗卫星导航系统正式迈入全球时代，该系统可为(　　) 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．①②③ B．①③④ C．②③④ D．③④⑤ 答案　10.D　11.B 解析　第10题，北斗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(信号接收机)组成。第11题，北斗卫星导航系统属于全球卫星导航系统，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。 (2020·福建省龙岩市期末)泥石流的发生一般需同时具备以下三个条件：河道、陡坡、大量松散土石分布。某市的地理信息经数字化后，处理分析得出下表。读图完成12～13题。 12．图中符合该市河流流向的选项是(　　) A．a B．b C．c D．d 13．该市易发生泥石流的区域是(　　) A．丙、戊 B．甲、庚 C．庚、辛 D．乙、丁 答案　12.D　13.A 解析　第12题，根据坡度分布图可知，图示地区东北高，西南低，图中河流最可能自东北流向西南，符合该市河流流向的是d图。第13题，泥石流的发生一般需同时具备以下三个条件：河道、陡坡、大量松散土石分布。根据各图层信息可知，该市乙、丁处没有河流分布，D错。辛处没有陡坡分布；甲处缺少松散土石；庚处既缺少松散土石又无陡坡分布，B、C错。易发生泥石流的区域是丙、戊，A对。 14．读下列材料，回答问题。 材料一　汶川大地震发生后，重灾区陷入信息隔绝状态。有关部门第一时间紧急启用航空遥感飞机，从6 000米高空拍摄了地震灾区高精度遥感图片。专家们对图片进行初步数据处理和解译，对灾区房屋倒塌情况、滑坡、泥石流规模及分布，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，作为指挥人员制定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日卫星拍摄的汶川地区遥感影像。 (1)遥感技术的主要工作环节是(　　) A．目标→传感器→地面系统→成果 B．传感器→地面系统→目标→成果 C．目标→地面系统→传感器→成果 D．目标→传感器→成果→地面系统 (2)遥感在监测地震灾害时能够(　　) A．分析地震发生的原因 B．监测地震灾害的动态 C．分析地震救灾数据 D．控制地震的发生 (3)从材料二中我们可以很明显地看出发生了哪些次生灾害？ (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)A　(2)B　(3)地震后出现大面积的山体滑坡和泥石流。　(4)对灾情进行实况监测，指导抗灾活动 对灾情做出快速评估，指导救灾活动