2018届《创新设计》（中图版）高三大一轮复习课件：12地理信息技术应用 60页

编者说明：从近五年全国高考卷来看，没有命题。但本章内容是考纲的要求，考试内容，希望大家给予一定重视。 学习目标 思维导图 1. 识记遥感、全球定位系统、地理信息系统和数字地球的概念。 2 ．理解并掌握“ 3S” 技术各自的应用领域及它们在各自应用领域中的作用。 3 ．学会“ 3S” 信息图像的判读和信息的提取、解读方法。 4 ．正确理解数字地球的含义和作用。 考点一　地理信息系统 (GIS) 与遥感 (RS) 　　 [ 知 识 整 合 ] 一、地理信息系统 (GIS) 及其应用 读 GIS 的构成图，回答问题。 1 ． 概念 采 集、存储、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。 2 ． 功能 (1) 存 储、管理数据。 (2) 显示数据的空间分布。 (3) 强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能。 3 ． 系统组成 人 员、 A 、数据、 B 和软件。 硬件 应用模型 4 ． 工作过程 5 ． GIS 在城市管理中的应用 (1) 城 市规划和管理。 (2) 管理。 (3) 土地利用与管理。 (4) 管理。 基础设施 生态环境 1 ．地理信息系统的实质就是地图吗？ 提示　 不是，地理信息系统与地图是两个完全不同的概念。地图一般是用比例尺、方向、图例、注记以及等值线等来解释地理事物的有关内容。而地理信息系统则是地图的延伸，它通过采集、处理数据，建立模型来表示地理事物的有关内容。 二、遥感技术 (RS) 及其应用 1 ． 概念 借 助对电磁波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对 的辐射、 、散射等信息，揭示目标 物的特征、 及其变化的综合探测技术。 2 ． 工作原理 不 同物体对电磁波发射、 和吸收的特性不同。 电磁波 反射 性质 反射 3 ．优点 (1) 视 域广阔， 。 (2) 能够瞬时成像、 、快速处理。 (3) 迅速 和实施动态监测。 4 ． 遥感技术系统 由 遥感平台、 、信息传输装置、数字或图像处理设备 以及相关技术等组成。 监测范围大 实时传输 获取信息 传感器 5 ．遥感类型 ( 根据遥感平台的高度 ) 类型 运载工具 ( 或概念 ) 优点 ( 或用途 ) 航天遥感 专题 、航天飞机、 、航天空间站等 ，不受领空限制，可进行定期、 观测等 航空遥感 飞机 强，可根据研究主题，选择适当的传感器，适当的飞行高度和飞行 区域 近地遥感 距地面高度 在 米 以内的遥感 主要用于城市遥感、海面污染监测、森林火灾监测等 分辨率的遥感任务中 卫星 宇宙飞船 覆盖范围大 重复 机动性 几十 中高 6 ．应用 (1) 资 源普查：勘探 资源，调查生物资源、水资源等。 (2) 环境灾害监测：实时、准确地为救灾与 提供决策 依据。 矿产 减灾 2 ．遥感与地理信息系统有何区别与联系？ 提示　 遥感是视力的延伸，它侧重于收集信息的感知手段，尤其对于大范围、大面积、人力不易观测的地物信息的获取，本质上是 “ 看 ” 的过程。而地理信息系统是在一定数据源的基础上进行分析、对比、计算，相当于 “ 想、算 ” 的人的活动，常用于模拟、预测、调度等。遥感获取的信息往往是地理信息系统的数据源基础。 [ 深 度 解 读 ] 1 ． 地理信息系统的应用 (1) 在 区域地理环境研究中的应用 (2) 在城市建设和管理中的典型应用 应用领域 主要功能 信息管理与服务　 主要向城市居民提供日常工作与生活所需的各种信息 规划和管理 主要是进行城市规划设计、工程选址等，也可以进行城市管理和辅助决策 基础设施管理 利用 GIS 能够完成工程设计、应急抢修、日常维护等工作，可大幅度提高工作效率 土地利用与管理 土地利用涉及土地利用性质变化、地块轮廓变化、土地权属关系变更等内容。 GIS 技术可以有效完成对土地利用状况的监控和管理，提高工作质量与效率 生态环境管理 应用 GIS 技术，可以实现城市生态规划、环境评价、环境与区域可持续发展的决策分析、环保设施的管理等 (3) 地理信息系统在灾害监测中的应用 应用地理信息系统，并借助于遥感技术，可有效地监测和预报洪涝灾害、森林火灾等。 2 ．遥感技术的应用 目 前遥感技术在资源调查、环境和灾害监测等方面运用广泛，具体应用分析如下 应用领域 具体内容 备注 资源调查 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，用图像处理技术提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等数据 为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门服务 环境和灾害监测 环境监测 监测荒漠化、土壤盐碱化、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 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 【 学法指导 】 “ 想 ” 与 “ 看 ” 区分 RS 、 GIS GIS 是地图的延伸，主要功能是进行空间数据的分析和处理。对 “ 事象 ” 的发展变化进行预测、评估，需要计算、思考，即 “ 想 ” ；凡是需要 “ 想 ” 的选 GIS 。 RS 是人的视力的延伸，主要功能是收集信息，即 “ 看 ” ，只 “ 看 ” 不用 “ 想 ” 的选用 RS 。 [ 对 接 高 考 ] 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 命题角度一　地理信息系统的应用 1 ． (2014· 福建文综， 1) 下图示意新一代信息技术支撑下的智慧城市。 读 图，回答下题。 地理信息系统为智慧城市建设提供 ( 　　 ) A ．分析、管理空间信息 B ．跟踪动态定位信息 C ．整合、集成网络信息 D ．获取实时通讯信息 【 审题突破 】 　从图示中获取和解读信息 获取信息 推断结论 分析、管理空间信息 属于 ① 的功能 跟踪动态定位信息 属于 ② 的功能 整合、集成网络信息 是处理地理信息的环节 获取实时通讯信息 属于通讯工具的功能 GIS GPS 答案　 A 2 ． (2014· 重庆文综， 11) 下图示意某 GIS 软件显示的某校部分建筑分布的地图窗口及其属性 ( 如用途、建筑面积、建筑高度等 ) 的浏览窗口 ( 面积单位： m 2 ；高度单位： m) 。 读 图，完成下题。 若图中浏览窗口中的建筑物属性与地图窗口中的图形对应，此时浏览窗口中选中的对象对应的图形是 ( 　　 ) A ． ① B ． ② C ． ③ D ． ④ 解析　 浏览窗口中的建筑物有教学楼、喷水池、学生宿舍和食堂，根据建筑面积和建筑高度，可以推出占地面积从大到小依次是教学楼、学生宿舍、食堂、喷水池。地图窗口中占地面积从大到小依次是 ②③①④ ，浏览窗中选中了喷水池，对应的图形是面积最小的 ④ ， D 项符合题意。 答案　 D 3 ． ( 2013· 福建文综， 5 ) 下图示意我国某家电企业组织的空间分布， 读 图完成问题。 地理信息系统能够辅助 ( 　　 ) A ．企业空间布局决策 B ．总部调控生产 C ．总部监控产品质量 D ．研发中心创意 解析　 地理信息系统能够对获取的地理空间数据进行输入、管理、分析、表达，企业空间布局决策是其应用领域，故 A 项正确。 答案　 A 命题角度二　遥感技术应用 4 ． (2014· 广东文综， 10) 热 红外遥感影像亮度可反映地物表面温度，地物的表面温度越高，在影像中就越亮。晴天正午时刻，下列地物在同一幅热红外遥感影像中最亮的是 ( 　　 ) A ．公路 B ．菜园 C ．鱼塘 D ．果园 解析　 地物的表面温度越高，影像就越亮。公路在晴天的正午，太阳辐射最强时，获得的太阳辐射最多，和其它相比、温度最高，影像最亮， A 项符合题意。 B 项中的菜园和 D 项中的果园，由于植被的保护，温度不是最高，应该不最亮， B 、 D 都不正确；鱼塘的比热大，白天增温慢温度不会最高，应该不最亮， C 项不正确。 答案　 A 5 ． ( 2012· 山东文综， 5 ) 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 解析　 本题考查地理信息技术的应用。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。 答案　 A 考点二　全球定位系统 (GPS) 与数字地球　　 [ 知 识 整 合 ] 1 ． 全球定位系统 (GPS) 读 GPS 卫星系统组成图，回答问题。 (1) 概念：具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。 (2) 系统组成 A 用户系统 GPS 接收机 ( 接收机硬件、 GPS 数据处理软件等 ) B 空间星座 颗工作卫星、 3 颗备用卫星 C 地面控制系统 1 个 、 3 个注入站、 5 个监控站 21 主控站 (3) 应用 ① 最初用于 。 ② 目前拓展到交通、邮电、地矿、建筑以及农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业。 ③ 其他用途：还可监测地壳的微小移动，从而帮助预报地震； 与 、 RS 结合，为资源调查、工程管理、精细农业服务。 GIS 军事 1 ．汽车导航运用了哪些技术？ 提示　 全球定位系统和地理信息系统。 2 ． 数字地球 (1) 概 念：是 的地球 —— 地球的虚拟对照体。 (2) 核心：用 的手段来处理整个地球的自然和社会等方 面的问题，最大限度地利用资源，并使人们能够通过一定方式，方便地获得有关地球的信息。 信息化 数字化 (3) 关键技术： 关键技术 技术支持 信息高速公路 与高速网络技术 网络 高分辨率卫星 技术 RS 空间信息技术与 空间数据基础设施 GPS 、 GIS 技术 信息技术 ( 存储 ) 可视化和虚拟现实技术 信息技术 ( 计算机 ) 、软件开发 高性能计算能力 信息技术 ( 计算机 ) 遥感 大容量数据存储 (4) 特点：信息化、网络化、 。 全球化 2 ．数字地球是不是“ 3S” 技术的综合？ 提示　 数字地球不等同于“ 3S ” 技术的综合，而是遥感技术、全球定位系统、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等各种技术的综合利用。 “ 3S ” 技术即遥感 (RS) 、全球定位系统 (GPS) 和地理信息系统 (GIS) 技术三个部分。它仅仅是数字地球的部分支撑技术。 [ 深 度 解 读 ] 1 ． 全球定位系统的应用 【 学法指导 】 　根据“点 ” 与 “ 面 ” 判断 GPS GPS 的主要功能是定位和导航。它的最大特点是工作对象是一个 “ 点 ” 或 “ 多个点 ” ，明显区别于 RS 和 GIS 技术的工作对象 —— “ 面 ” 。在 “ 3S ” 技术中选取适当手段时，要看其工作对象是 “ 点 ” 还是 “ 面 ” ，如果是 “ 点 ” 则选用 “ GPS ” ，如果是 “ 面 ” 则选用 RS 或 GIS 。 2 ． “ 3S ” 技术与数字地球的关系 [ 对 接 高 考 ] 命题角度一　 GPS 技术的应用 1 ． (2014· 山东文综， 7) 下图为我国某区域冬季某日 8 时至次日 8 时的降雪量和积雪深度分布图，该时段该区域风向主要为偏东风，云量分布差异不明显。 完 成下题。 道路积雪会影响交通，应用 GPS 技术可以 ( 　　 ) A ．获取道路积雪影像数据 B ．解译积雪遥感影像 C ．分析道路积雪空间分布 D ．确定待救援车辆位置 【 审题突破 】 　从图像中获取和解读信息 获取信息 推断结论 获取道路积雪影像数据 主要采用 ① RS 解译积雪遥感影像 主要采用 GIS 分析道路积雪空间分布 主要采用 GIS 确定待救援车辆位置 主要采用 ② GPS 答案　 D 2 ． ( 2013· 江苏地理， 3 )2013 年 4 月 20 日，四川雅安芦山县发生 7.0 级地震。在震后救灾中，北斗卫星导航系统 (BDS) 发挥了重要作用。 BDS 是我国自行研制的全球卫星定位与短文通信系统，是继美国全球定位系统 (GPS) 和俄罗斯格洛纳斯 (GLONASS) 之后的第三个成熟的卫星导航系统。 据 此完成下题。　　　　　　　　　　　　　　　　　　 BDS 在抗震救灾中发挥的主要作用有 ( 　　 ) ① 提供灾区的影像 ② 统计灾区的经济损失 ③ 确定救灾人员的位置 ④ 提供短文联络 A ． ①② B ． ①③ C ． ②③ D ． ③④ 解析　 BDS 具有卫星定位和短文通信功能，因此其在救灾中发挥的主要作用是确定救灾人员的位置和提供短文联络。 答案　 D 3 ． [ 2012· 江苏地理， 27(2) ， 1 分 ] 阅 读材料，完成下题。 材料　 科考队在南极冰盖之巅 —— 冰穹 A( 海拔 4 093 米 ) 的昆仑站成功安装了我国自主研发的首台南极巡天光学望远镜 AST31 ，用于对超新星、太阳系外行星、瞬变天体的研究。 我国南极昆仑站建有象征国家权益的地理测绘标志，可精确测量该标志地理坐标和海拔高度的地理信息技术是 ____ 。 (1 分 ) 解析　 本题是对地理信息技术及其应用的考查。 GPS 可以全天候、连续、及时地为用户提供三维坐标。遥感可以获得图像。对地理信息处理应使用 GIS 。 答案　 全 球定位系统 ( 或 GPS) 命题角度二　数字地图的特点 4 ． [ 2012· 北京文综， 40(3) ， 10 分 ] 地图反映了人们认识世界的程度，地图的变化记录了人们认识世界的过程。 随着地理信息技术的发展，出现了新的地图形式 —— 数字地图。 据 图，完成下题。 与纸质地图相比，概括数字地图功能方面的特点。 (10 分 ) 解析　 数字地图，是以地图数据库为基础，以数字形式存储在计算机外储存器上，可以在电子屏幕上显示的地图。数字电子地图的特点有如下几个：可以快速存储显示；可以实现动画；利用虚拟现实技术将地图立体化、动态化，令用户有身临其境之感；利用数据传输技术可以将电子地图传输到其他地方；可以实现图上的长度、角度、面积等的自动化测量。 答案　 增 加了交互功能；信息查询和空间分析功能强，数据更新快，信息共享好。 [ 典 型 图 示 ] [ 读 图 指 导 ] 这类图像在判读时，一定要利用题干和图中信息，结合“ 3S” 技术各自的特点和功能，准确判断出所属的图像类型，再进一步分析其基础应用或原理。 1 ． 遥感影像的判读 高 考试卷，目前仍是黑白印刷，所以遥感影像在颜色上的判读不便考查。所以主要是从形状特征上考查，个别时候借助色调的深浅进行判读。一般地物，如水体、城市、道路、农业用地、林地等的简易判读标志如下表所示。 类型 形状特征和色调深浅 河流 常为界线明显、自然弯曲、宽窄不一的带状，上面常有堤坝、桥梁等人工建筑。河水比较混浊或者水较浅，则色调浅，河水清澈或水较深，则色调也较深 湖泊 湖岸呈自然弯曲的闭合曲线，轮廓较为明显。常为均匀的深色调 城市 钢筋水泥结构的房屋，排列较规则整齐；砖木结构的房屋排列不很规则；钢筋水泥结构的房屋色调多为浅灰；砖木结构的房屋色调多为深灰；城市的夜景在周围深色调的背景下，呈现点状或面状亮区 道路 一般呈线状延伸，道路间有交叉点，色调从浅灰到深灰。简易公路多为砂石路面，色调较浅，沥青路面呈现深灰色 农业用地 在形态特征上常常是被道路分隔为一块块长方形 林地 往往可以观察到高大树木投下的阴影 2 ． 地理信息系统的图像判读 地 理信息系统的图像通常是通过叠加分析图的方式进行考查。 叠加分析图是将同一地区的两层或多层地图要素重叠在 一起进行图层和属性运算，产生新的图层或属性的过程。 叠加图层 新生 ( 应用 ) 主体 人口密度与交通线路及规划图 新建商业中心选址 河流分布、坡度分布、土石分布 泥石流易发区 水系、土地利用、居民点、地 形、土壤 耕地的分类和评价 水系、土地利用、居民点、地形、土壤、水文地质、区域规划 深埋垃圾场选址 人口密度图、行政区划图、行政区人口基数 各行政区人口增长率 坡向分布、岩石倾斜 滑坡易发区 3 ．全球定位系统的图像判读 (1) 手 持机界面图：主要是根据界面上的地理坐标和海拔高度。 (2) 综合图：常见的如某城市中心城区交通事故次数示意图，应借助于 GPS 和 GIS 制作。导航地图，需要运用 GPS 和 GIS 。 [ 对 接 高 考 ] 命题角度一　 GIS 综合图像的判读 1 ． ( 2011· 北京文综， 10 ) 下图是 “ 利用地理信息技术制作的某城市中心城区月交通事故次数示意图 ” 。 读 图完成 (1) ～ (2) 题。 (1) 该图的制作与应用借助于 ( 　　 ) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A ．遥感技术获取道路网信息，测定监测点分布 B ．全球定位系统确定事故的位置，预测交通流量 C ．地理信息系统查询事故频次，分析出警最优路径 D ．数字地球技术，实现道路与监测点的互换 (2) 根据图中交通网络，可以推断该地区 ( 　　 ) A ．甲地是城市中心商务区所在地 B ．乙地适宜建大型地面停车场 C ．对外联系主要通道在西北方向 D ．商业网点密度东部大于西部 答案　 (1)C 　 (2)D 【 审题突破 】 1 ． 由图名 “ 某城市中心城区月交通事故次数示意图 ” ，可知该图为借助于 GPS 和 GIS 制作的综合图像。 2 ．由图例可知，交通事故次数与城市交通道路的密度直接相关。 3 ．由题图可获取以下信息 　 “ 3S ” 图像的判读步骤 第一步：确定图像类型 利用题干、图中信息，结合 “ 3S ” 技术特点和功能，准确判断图像类型。 第二步：明确各类图的特点 RS 图像要根据形状特征、色调深浅判读； GPS 接收机要关注界面的信息； GIS 图层的构成、图层的空间联系、不同图层重叠反映的事物特征。 第三步：由图中信息判断地理特征 RS 图像要根据形状特征、色调深浅反映出的地理事物推断其典型的地理特征； GPS 图像要根据界面数值读出具体的经纬度、高程、时间信息，判断地理特征； GIS 图像要从图层的组成、地理事物之间的联系、图层重叠后多要素综合分布特征判断区域或要素的地理特征。 命题角度二　遥感图像的判读 2 ． (2015· 江苏地理， 17 ～ 18) 图 1 为某冰川所在区域遥感影像，图 2 为根据 1973 、 2009 年遥感影像提取的该冰川分布图层 ( 局部 ) ，图中每个方格面积表示 900 平方米。 读 图回答 (1) ～ (2) 题。 　　　　 图 1 　　　　　　图 2 (1) 图 1 中甲点所处的地形是 ( 　　 ) A ．山谷 B ．山脊 C ．冲积扇 D ．盆地 (2) 图 2 所示区域冰川面积变化的情况是 ( 　　 ) A ．减少了 1 800 平方米 B ．增加了 1 800 平方米 C ．增加了 2 700 平方米 D ．减少了 2 700 平方米 解析　 第 (1) 题，本题考查对遥感影像图的判读。图中甲点所在地形颜色深，该地形又在冰川冰舌的延伸方向上，应为山谷。第 (2) 题，图 2 中数字 2 表示冰川。 1973 年冰川面积为 18 × 900 平方米，到 2009 年冰川面积为 15 × 900 平方米，减少了 3 × 900 ＝ 2 700 平方米。 答案　 (1)A 　 (2)D