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第二節(jié) 遙感技術(shù)的應(yīng)用,一、遙感 1.遙感的概念 遙感即“遙遠的感知”,是利用一定的技術(shù)設(shè)備和系統(tǒng),在遠離被測目標(biāo)的位置上對被測目標(biāo)的電磁波特征進行測量、記錄與分析的技術(shù)。 2.遙感的分類,,,,,,3.遙感的工作過程 (1)遙感的關(guān)鍵裝置是傳感器,其功能是負責(zé)接收地面物體反射或輻射的電磁波信息,并以影像膠片或數(shù)據(jù)磁帶的形式記錄下來,傳送到地面接收站。 (2)地面站的功能是對遙感信息進行處理和判讀分析,形成遙感影像。 (3)遙感影像能夠判讀的基礎(chǔ)是不同地物反射或輻射的電磁波不同。,,,,,,思考討論白天與夜晚,衛(wèi)星分別是如何探測地面目標(biāo)物的? 提示:白天,衛(wèi)星上的傳感器可以直接接收來自物體自身輻射或反射(太陽輻射)的電磁波;夜晚,衛(wèi)星上的傳感器主動向物體發(fā)射電磁波,然后接收物體反射回來的電磁波。,4.遙感影像 (1)組成:像元,是遙感影像上能夠詳細區(qū)分的最小單元。 (2)空間分辨率:一個像元所代表的地面實際尺寸就是空間分辨率,簡稱分辨率。1米分辨率就是指影像上的一個像元表示地面上1平方米的范圍。分辨率數(shù)值越小,分辨率就越高,影像顯示地表信息細節(jié)的能力就越強。 (3)分類。,思考討論分辨率與遙感平臺的高度有何關(guān)系? 提示:相同的傳感器,遙感平臺的高度越低,分辨率越高。,,,,,,,,,,二、遙感在資源普查中的應(yīng)用 1.應(yīng)用領(lǐng)域:礦產(chǎn)資源和水資源的調(diào)查、農(nóng)作物的估產(chǎn)、全球氣候變化的觀測、災(zāi)害監(jiān)測、重大工程的建設(shè)等。 2.遙感技術(shù)應(yīng)用于資源普查的優(yōu)勢:可以全面系統(tǒng)地提供資源狀況,對信息進行及時更新。 思考討論遙感如何進行農(nóng)作物估產(chǎn)? 提示:不同長勢、不同健康程度的農(nóng)作物,其反射或輻射的電磁波是不同的。通過分析農(nóng)作物的長勢、健康程度,就可以進行農(nóng)作物的估產(chǎn)。,,,,,,,,三、遙感在環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用 1.優(yōu)點 監(jiān)測的區(qū)域范圍大,獲取信息快速準(zhǔn)確。同時,能夠提供動態(tài)觀測數(shù)據(jù)。 2.應(yīng)用領(lǐng)域舉例,,,,,,,,,,思考討論除沙塵暴外,遙感還可以監(jiān)測哪些方面的自然災(zāi)害? 提示:洪水災(zāi)害、森林火災(zāi)、臺風(fēng)等。,探究一,探究二,探究三,遙感的工作原理 主題活動 材料一 衛(wèi)星遙感直觀示意圖。(圖1),探究一,探究二,探究三,材料二 遙感衛(wèi)星接收不同地物反射或輻射信息示意圖。(圖2),探究一,探究二,探究三,結(jié)合材料探究: (1)圖中不同地物輻射或反射的電磁波是否相同? 提示:不同地物輻射或反射的電磁波不同。 (2)遙感技術(shù)的基本原理是什么? 提示:不同的地物或同一地物的不同性狀,輻射或反射的電磁波不同。遙感就是根據(jù)這個原理來探測地表物體反射或輻射的電磁波,從而提取這些物體的信息,完成遠距離判別物體。,探究一,探究二,探究三,名師精講 1.遙感技術(shù)的原理 地物在不斷地吸收、輻射和反射電磁波,并且不同物體的電磁波特征不同。遙感就是根據(jù)這個原理,利用一定的技術(shù)設(shè)備和裝置,來探測地表物體對電磁波的反射和地物輻射的電磁波,從而提取這些物體的信息,完成遠距離識別物體。 2.遙感技術(shù)的工作流程,探究一,探究二,探究三,典例剖析 【例題1】在遙感技術(shù)中,可以根據(jù)植物的反射波譜特征判斷植物的生長狀況。讀圖,完成下列各題。,探究一,探究二,探究三,(1)圖中,重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波段是( ) ①紅外線 ②X光 ③可見光 ④紫外線 A.①② B.③④ C.②④ D.①③ (2)根據(jù)圖中的原理,可用遙感技術(shù)直接( ) ①劃分植物類型 ②判讀植物生長的土壤類型 ③監(jiān)測樹木的生長狀況 ④估計糧食作物的產(chǎn)量 A.①② B.③④ C.②④ D.①③ (3)不同的地物和地物的不同狀況也有不同的反射率,根據(jù)這個原理,可以利用遙感的工作有( ) ①判讀水體污染 ②判讀人口分布 ③分析城市大氣污染 ④估算工業(yè)生產(chǎn)總值 A.①② B.①③ C.②③ D.②④,探究一,探究二,探究三,解析:第(1)題,讀圖可得,重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波段在0.58~0.8微米,屬紅外線和可見光范圍。第(2)題,圖中反映的原理是根據(jù)植物的反射光譜判斷植物的生長狀況,故可以監(jiān)測樹木的生長狀況。由生長狀況不難估算糧食作物的產(chǎn)量。具體劃分植物類型僅靠反射光譜的判讀不能直接完成。土壤在衛(wèi)星圖像上沒有直接形態(tài)特征,其類型只能靠邏輯推理,不能直接判讀。第(3)題,依據(jù)題干提示,污染水體和未污染水體、污染嚴重大氣和污染較輕大氣的反射率不同,故均可用遙感技術(shù)判斷。 答案:(1)D (2)B (3)B,探究一,探究二,探究三,遙感影像判讀 主題活動 下圖為洞庭湖及荊江地區(qū)衛(wèi)星遙感影像。,探究一,探究二,探究三,結(jié)合材料探究: (1)遙感影像分為幾類?材料中的遙感影像屬于哪一類? 提示:遙感影像有黑白和彩色之分。材料中的遙感影像為黑白影像。 (2)材料中的遙感影像的地物顏色如何判讀? 提示:圖中深色的范圍為水體,城市呈灰白色。,探究一,探究二,探究三,名師精講 遙感影像的判讀 1.一般地物遙感影像的簡易判讀標(biāo)志 一般地物,如水體、城市、道路、農(nóng)業(yè)用地、林地等的簡易判讀標(biāo)志如下表所示。,探究一,探究二,探究三,探究一,探究二,探究三,2.遙感影像的判讀方法 (1)明確遙感影像的主題內(nèi)容是進行準(zhǔn)確判讀的前提。如“格陵蘭島冰原面積變化遙感圖”中需要我們判讀格陵蘭島的冰原面積的變化特征。,探究一,探究二,探究三,(2)了解遙感影像的基本解譯標(biāo)志、解譯過程及注意事項,從而了解影像中的各種地物的差別及特征,包括形狀、大小、陰影、色調(diào)、顏色、紋理、圖案、位置和布局等。如上圖中我們可以抓住色調(diào)和形狀兩個要素進行判讀,依據(jù)色調(diào)可確定圖中的白色區(qū)域為冰原部分,依據(jù)其形狀的變化可確定冰原面積的變化。 (3)對主題判讀地物進行分析、推理,得出結(jié)論。如通過對上面兩幅圖的對比,可以發(fā)現(xiàn)格陵蘭島的冰原面積大大減少,這是全球氣候變暖導(dǎo)致的,其冰原面積的減少必然會對全球的生態(tài)環(huán)境帶來一定的影響。,探究一,探究二,探究三,典例剖析 【例題2】 遙感影像記錄了地物信息,正確判讀遙感影像對于區(qū)分、辨別地物信息至關(guān)重要。據(jù)此完成下列各題。 (1)下列關(guān)于遙感黑白影像的敘述,正確的是( ) A.建筑物為灰白色 B.水為綠色 C.植被覆蓋區(qū)通常為紅色 D.地物顏色能夠真實反映實際地物的顏色特征 (2)在有些衛(wèi)星遙感影像上植被為紅色,原因是( ) A.秋天拍攝,樹葉變紅 B.植被出現(xiàn)病蟲害 C.植被覆蓋率太低導(dǎo)致紅色土壤裸露 D.這幅衛(wèi)星遙感圖像屬假彩色衛(wèi)星影像,探究一,探究二,探究三,解析:第(1)題,在遙感黑白影像上建筑物為灰白色;在假彩色遙感影像上植被覆蓋區(qū)通常為紅色,水為灰色和藍色,城市是藍灰色;真彩色遙感影像上的地物顏色能夠真實反映實際地物的顏色特征。第(2)題,假彩色影像上,草、樹和莊稼覆蓋地區(qū)通常為紅色。 答案:(1)A (2)D,探究一,探究二,探究三,遙感的應(yīng)用 主題活動 隨著地理信息技術(shù)的發(fā)展,其在生產(chǎn)、生活中的作用日益明顯。內(nèi)蒙古自治區(qū)生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象中心利用先進的遙感監(jiān)測設(shè)備,在火情跟蹤監(jiān)測服務(wù)過程中,做了大量的工作。,探究一,探究二,探究三,結(jié)合材料探究: (1)利用遙感技術(shù)監(jiān)測森林火災(zāi)的原理是什么? 提示:不同地物、同一地物不同性狀,其反射波譜特征不同。 (2)為何利用遙感技術(shù)還可以進行森林病蟲害監(jiān)測? 提示:森林遭受病蟲害時,其輻射或反射的電磁波與正常森林有顯著差別,因此可以根據(jù)特定的衛(wèi)星圖像上某些波段的反射率的變化來判斷森林是否發(fā)生病蟲害。 (3)某干旱地區(qū)水資源短缺,如果讓你來利用遙感技術(shù)尋找地下水資源,你將如何進行? 提示:先在該區(qū)域的遙感影像上確定向斜構(gòu)造帶,然后有重點地選擇若干點進行野外探測與驗證,最終確定地下水的儲藏點。,探究一,探究二,探究三,名師精講 1.遙感在資源普查中的應(yīng)用 勘探礦產(chǎn)資源,調(diào)查生物資源、水資源等是遙感技術(shù)在資源普查中的重要應(yīng)用領(lǐng)域,如下表所示。,探究一,探究二,探究三,2.遙感在環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用 隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,遙感將不僅為人們提供信息資源,改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)、生活與交往方式,而且在環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測等方面也發(fā)揮巨大作用,具體如下表所示。,探究一,探究二,探究三,探究一,探究二,探究三,典例剖析 【例題3】 在撲滅森林大火過程中,俄羅斯使用了航天遙感技術(shù)普查著火點。據(jù)此完成下列各題。 (1)用遙感技術(shù)來監(jiān)測森林火災(zāi),可以( ) A.用來預(yù)測引起火災(zāi)的原因 B.預(yù)測森林火災(zāi)的發(fā)生地點 C.預(yù)測森林火災(zāi)后所造成的后果 D.及時知道火災(zāi)地點和范圍,分析火勢蔓延方向,制定滅火方案 (2)運用遙感技術(shù)監(jiān)測森林火災(zāi)與人工監(jiān)測相比,優(yōu)點有( ) ①獲取資料快,可及時地動態(tài)分析 ②受地面限制少,避免人員傷亡 ③獲取信息量小 ④探測范圍大,可在宏觀上進行監(jiān)測 A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.①②③④,探究一,探究二,探究三,解析:,答案:(1)D (2)B,高分三號衛(wèi)星是我國首顆分辨率達到1米的C頻段多極化合成孔徑雷達遙感衛(wèi)星。據(jù)此完成第1~2題。 1.高分三號衛(wèi)星對生態(tài)環(huán)境和災(zāi)害進行動態(tài)監(jiān)測,直接應(yīng)用的技術(shù)是( ) A.數(shù)字地球 B.地理信息系統(tǒng) C.全球定位系統(tǒng) D.遙感技術(shù) 2.高分三號衛(wèi)星不能直接監(jiān)測的自然災(zāi)害是( ) A.臺風(fēng) B.洪澇 C.地震 D.森林病蟲害 解析:第1題,遙感技術(shù)可用于對生態(tài)環(huán)境和災(zāi)害的大范圍、全天候動態(tài)監(jiān)測。第2題,地震災(zāi)害具有突發(fā)性,且發(fā)生在地下,衛(wèi)星不能直接監(jiān)測。 答案:1.D 2.C,3.對植物來說,同類植物由于生長狀況、健康狀況不同,其反射率也有較大差異。在遙感彩色紅外圖片上能把健康的和有病害的松樹區(qū)別開來,其原理是( ) A.健康松樹的反射率在任何波段都高于有病害的松樹 B.健康的松樹在波長0.4~0.76微米范圍內(nèi),反射率高于有病害的松樹 C.在波長0.7~1.4微米范圍內(nèi),有病害松樹的反射率明顯低于健康的松樹,病害越重,此波段反射率越低 D.在波長大于1.6微米時,健康松樹的反射率高于有病害的松樹,解析:從圖中可以看出,健康的松樹在波長0.7~1.4微米范圍內(nèi)反射率高于有病害的松樹,并且在此波段,病害中期的松樹的反射率明顯低于病害初期的松樹,說明病害越重,此波段反射率越低。 答案:C,4.下圖為我市某日地表溫度分布圖。獲取該地區(qū)地表溫度分布所用的地理信息技術(shù)是( ) A.GIS B.RS C.GPS D.PS 解析:根據(jù)所學(xué)知識可知,RS適合獲取該地區(qū)地表溫度分布,B項正確。 答案:B,5.關(guān)于遙感技術(shù)的應(yīng)用,敘述不正確的是( ) A.目前,遙感技術(shù)只應(yīng)用到對資源的調(diào)查上 B.遙感技術(shù)是環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測的重要手段 C.利用遙感技術(shù)可以對同一流域水體污染歷史和污染趨勢作出研究和預(yù)測,為水資源保護規(guī)劃提供準(zhǔn)確信息 D.被污染水體具有獨特的區(qū)別于清潔水體的光譜特征,這些光譜特征能夠被遙感器捕捉并在遙感影像中表現(xiàn)出來 解析:遙感技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域,如資源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測等方面。 答案:A,6.閱讀材料,完成下列各題。 材料一 汶川大地震發(fā)生后,重災(zāi)區(qū)陷入信息隔絕狀態(tài)。國土資源部第一時間緊急啟用航空遙感飛機,在高空拍攝了地震災(zāi)區(qū)高精度遙感圖片。專家們對航片進行初步數(shù)據(jù)處理和解譯,對災(zāi)區(qū)房屋倒塌情況,滑坡、泥石流規(guī)律及分布,具有隱患的滑坡體、公路及橋梁受損等災(zāi)害情況進行標(biāo)注,把這些圖像傳遞到抗災(zāi)一線,作為指揮人員制訂抗震救災(zāi)方案的參考依據(jù)。之后,航空遙感飛機還成為監(jiān)測堰塞湖次生災(zāi)害威脅的“天眼”。 材料二 下面兩張圖片分別是2006年和2008年5月14日衛(wèi)星對汶川地區(qū)拍攝的遙感影像。,(1)從材料二圖中我們可以很明顯地看到發(fā)生了哪些次生災(zāi)害? (2)在救災(zāi)中遙感可以起到什么作用? (3)結(jié)合材料分析,遙感與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合在抗災(zāi)過程中的主要作用是 ;在災(zāi)后的主要作用是 。 答案:(1)大面積的山體滑坡、泥石流,出現(xiàn)堰塞湖。 (2)給抗震救災(zāi)指揮部門及時提供了大量地面宏觀災(zāi)情遙感圖像,為指揮部門科學(xué)評估災(zāi)情提供依據(jù),進而采取有效救災(zāi)、防災(zāi)、搶險措施。 (3)對災(zāi)情實況進行監(jiān)測,指導(dǎo)抗災(zāi)活動 對災(zāi)情作出快速評估,指導(dǎo)救災(zāi)活動,