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2019-2020年高中地理 3.2 遙感技術(shù)的應(yīng)用教案 湘教版必修3 [教學(xué)目標(biāo)] 一、知識與技能 1．用自己的語言表述遙感的含義，了解遙感技術(shù)的發(fā)展歷程。 2．知道遙感的技術(shù)系統(tǒng)和遙感類型。 3．用實例說明遙感在資源普查、環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測等領(lǐng)域的應(yīng)用。 二、過程與方法 1．知道用遙感圖像判斷地物的基本道理，能判讀簡單的遙感影像圖；運(yùn)用遙感圖像比較，描述地面環(huán)境變化狀況。 2運(yùn)用資料，說明遙感在其他方面（如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工程地質(zhì)、測繪制圖、國防軍事等領(lǐng)域）的應(yīng)用。 三、情感態(tài)度與價值觀 1．通過上網(wǎng)搜集有關(guān)資料，了解我國遙感技術(shù)在世界上所處的領(lǐng)先地位，樹立民族自豪感。 2．通過閱讀教材，了解遙感的概念及其分類，了解遙感技術(shù)的特點、工作原理流程及其在資源普查及環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測中的重要作用，激發(fā)愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的科學(xué)素養(yǎng)。 [教學(xué)重點] 遙感技術(shù)在資源普查以及環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測中的重要作用。 [教學(xué)難點] 遙感影像的判讀 [教學(xué)媒體與教具] 多媒體 [課時安排] 2課時 [講授過程] 第一課時 【新課導(dǎo)入】獲取土地利用信息要動用大量人力與物力，經(jīng)十年才作出一幅圖。但現(xiàn)在利用遙感花得少的時間與金錢卻能得到更好的效果?！叭搜鄣牟ǘ翁?、許多信息看不到，而人的雙腳又由于許多因素限制，許多地方不能涉足”。而遙感突破了這些限制，它真正成為了人的“千里眼和順風(fēng)耳”。 【板書】第二節(jié) 遙感技術(shù)的應(yīng)用 一、遙感 【介紹】遙感是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一門對地觀測綜合性技術(shù)。俗語云“站得高才能看得遠(yuǎn)”。遙感區(qū)別于傳統(tǒng)探測手段的突出特點是不直接接觸而是從遙遠(yuǎn)的高空感知地物，遙感記錄的是地面物體反射或輻射的電磁波信號。自20世紀(jì)80年代以來，遙感技術(shù)得到了長足的發(fā)展，遙感技術(shù)的應(yīng)用也日趨廣泛。隨著遙感技術(shù)的不斷進(jìn)步和遙感技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，未來的遙感技術(shù)將在我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 【板書】1．概念：遠(yuǎn)離目標(biāo)，通過非直接接觸而判定和測量物體的技術(shù)。 【思考】怎樣感知？ 【點撥】測量電磁波特征：不同的地物反射與吸收電磁波存在巨大差異。遙感不僅可以通過可見光進(jìn)行感知，同時也可以通過紅外線、微波等，例如：法國的spot5衛(wèi)星可以從七個波段獲取信息。 【思考】為什么要分波段？ 【點撥】因為不同波段不同地物的反射率與吸收率等有很大差異。 【板書】2、分類 【講解】按遙感平臺高度（運(yùn)載工具）分：地面遙感（以高塔、車、船為遙感平臺）、航空遙感（以飛機(jī)、氣球、飛艇等為遙感平臺）、航天遙感（以衛(wèi)星、飛船、空間站等為遙感平臺）。 按電磁波段分：可見光遙感、紅處線遙感、微波遙感 按傳感器的工作形式：被動式（接收來自地物的電磁波）、主動式（發(fā)射訊號，接收目標(biāo)物反射這種輻射波的強(qiáng)度，如側(cè)視雷達(dá)） 【講解】遙感技術(shù)的原理：地物在不斷地吸收、發(fā)射（輻射）和反射電磁波，并且不同物體的電磁波特性不同。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發(fā)射的電磁波，從而提取這些物體的信息，完成遠(yuǎn)距離識別物體。 【過渡】遙感的工作過程：從傳感器接收信息到遙感信息應(yīng)用的全過程。 【板書】3、工作流程 【讀圖思考】遙感的流程圖。 通過本圖可了解遙感的工作流程。遙感技術(shù)的主要環(huán)節(jié)包括目標(biāo)物、傳感器、遙感地面系統(tǒng)和成果。各環(huán)節(jié)的功能：目標(biāo)物反射或輻射電磁波；傳感器收集傳輸信息；遙感地面系統(tǒng)處理、分析信息；成果即專業(yè)圖件或統(tǒng)計數(shù)字。 【投影】平臺：某一套硬件或軟件的設(shè)計基礎(chǔ)。通過它，人們可以開發(fā)新的硬件、軟件或開展工作。裝載傳感器的平臺，就是遙感平臺，它是從遙遠(yuǎn)的天空探測地面物體的裝置。遙感平臺主要有航天和航空兩種。航天的有宇宙飛船、衛(wèi)星、火箭，航空的有飛機(jī)、氣球。此外，地面還有遙感車等。 傳感器：接收、記錄目標(biāo)物電磁波信息特征的儀器。 遙感技術(shù)裝備比較復(fù)雜，包括遙感平臺（有地面平臺、航空平臺、航天平臺等）、傳感器、信息傳輸和處理裝備等。其中的關(guān)鍵裝置是傳感器，傳感器是直接獲得地面目標(biāo)物信息的光學(xué)或電子學(xué)儀器，用以接受、測量、記錄地面目標(biāo)物反射或輻射電磁波的強(qiáng)度和特性。 【探究】遙感影像什么是遙感影像？怎樣判讀遙感影像？ 【歸納】遙感影像由成千上萬的像元組成，遙感影像可以通過對地表攝影或掃描獲得。攝影影像是攝相機(jī)對地面物體攝影，直接在感光材料上記錄地物的光像；掃描影像是地面信息通過探測器先變?yōu)殡娦盘柌⒂涗浽诖艓?，然后回放磁帶，在感光片上曝光而成。其基本特征? （1）像元：遙感影像上能詳線區(qū)分的最小單元 （2）分辨率：一個像元所代表的實際尺寸。1米分辨率就是一個像元表示地面1m2的范圍，即在遙感影像上能夠分辨出1米大小的地物。0.1米分辨率就是在遙感影像上能夠分辨出0.1米大小的地物。 例：spot 5衛(wèi)星的分辨率達(dá)全彩色波段可達(dá)2.5米，其它波段為5米。中巴資源衛(wèi)星二號分辨率為20米。美國快鳥衛(wèi)星為1米。 像元越小，分辨率就越高，影像顯示地表信息細(xì)節(jié)的能力就越強(qiáng)。 像元（分辨率數(shù)值）越小，遙感影像清晰度（分辨率）越高。 （3）光譜特征（判讀）： 分類 地物的影像特征 黑白影像 建筑物為灰白色，草地和森林顏色較深。 彩色影像 真彩色影像 與地物的顏色特征一致。 假彩色影像 草、樹、莊稼為紅色，水為灰色或藍(lán)色，城市為灰藍(lán)色。 第二課時 【思考】遙感有什么顯著特點？ 【歸納】 （1）探測范圍大：我國只要600多張左右的陸地衛(wèi)星圖像就可以全部覆蓋。 （2）獲取資料的速度快、周期短：實地測繪幾年、十幾年甚至幾十年重復(fù)一次。航空攝影測量數(shù)年才能重復(fù)測量一次。陸地衛(wèi)星每16天可以覆蓋地球一遍。 （3）受地面條件限制少：對于自然條件惡劣、地面工作難以開展的地區(qū)，如高山、冰川、沙漠、沼澤等，或因國界限制不易到達(dá)的地區(qū)，用遙感，特別是航天遙感方法，則比較容易獲取資料。 （4）手段多，獲取的信息量大：選用不同的波段和不同的遙感儀器，取得所需的信息。 （5）用途廣：遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、地理、海洋、水文、氣象、測繪、環(huán)境保護(hù)和軍事偵察等許多領(lǐng)域，具有明顯的社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。 【板書】四、遙感在資源普查中的作用 【投影】常規(guī)的地質(zhì)勘查工作都從點、線觀測著手，待匯集了大量的資料后才能描述一個地區(qū)的地質(zhì)特征，進(jìn)而進(jìn)行分析研究。利用遙感資料就可以首先從分析研究地區(qū)的遙感資料入手，然后有重點地選擇若干點進(jìn)行野外觀測與驗證。這樣，不僅大大減少了野外工作量，節(jié)省人力、物力，還加快了速度，提高了精度。這對區(qū)域地質(zhì)填圖是特別適宜的?？梢?，過去資源調(diào)查要進(jìn)行實地考察和填圖，工作量大，更新慢。遙感技術(shù)對資源的調(diào)查方便、快捷、全面、系統(tǒng)，更新快。所以利用遙感技術(shù)進(jìn)行資源調(diào)查更具有優(yōu)勢。 【案例解讀】二十世紀(jì)七十年代，美國利用陸地衛(wèi)星圖象進(jìn)行世界小麥估產(chǎn)獲得成功，精度達(dá)90%以上。到現(xiàn)在，借助遙感技術(shù)估測農(nóng)作物產(chǎn)量的技術(shù)已很成熟。其基本方法是：農(nóng)作物分層（把不同的農(nóng)作物，按生長期分成不同的層，并從各層抽出一定面積的樣方以訓(xùn)練計算機(jī)進(jìn)行分類）；用計算機(jī)自動分類，輔以人工目視判讀法，直接從遙感信息中分出不同的作物類型；長勢監(jiān)測（用GPS、GIS技術(shù)跟蹤監(jiān)測作物不同生長期及不同作物的生長情況）；面積估算（根據(jù)各層作物的測量數(shù)據(jù)，按照分層抽樣模型匯總出整個地區(qū)的農(nóng)作物種植面積）；單產(chǎn)與總產(chǎn)預(yù)測（通過抽樣調(diào)查和衛(wèi)星圖象估測樣方產(chǎn)量來推算整個范圍的單產(chǎn)、總產(chǎn)）。 【板書】五、遙感在環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用 【投影】遙感技術(shù)監(jiān)測水污染的原理 污染水體的反射光譜特征：對水體的遙感監(jiān)測是以污染水與潔凈水的反射光譜性能對比研究為基礎(chǔ)的?？偟目磥恚鍧嵥w反射率比較低，水體對光有較強(qiáng)的吸收性能，而較強(qiáng)的分子散射性僅存在于光譜區(qū)較短的波段上。故在一般遙感影像上，水體表現(xiàn)為深色調(diào)，在紅外波段上尤其明顯。水中懸浮物微粒會對入射進(jìn)水里的光發(fā)生散射和反射，增大了水體的反射率。懸浮物含量增加，水體反射率也變大。水體里浮游植物大量繁殖是水體富營養(yǎng)化的顯著標(biāo)志。由于浮游植物體內(nèi)含的葉綠素對可見光和近紅外光波段具有特殊的“陡坡效應(yīng)”，使得那些浮游植物含量大的水體,兼有水體和植物的反射光譜特征。隨著浮游植物含量的增高，其光譜曲線與綠色植物的反射光譜越近似。石油污染是一種常見的水體污染現(xiàn)象。水體里污油濃度越高，散射光就越強(qiáng)。城市大量排放的工業(yè)廢水和生活污水中帶有許多有機(jī)物，它們在分解時耗去大量溶解氧，造成水體發(fā)黑發(fā)臭。在遙感影像上，這些水體的反射率都很低，呈現(xiàn)為深黑色條帶狀。 【案例解讀】研究人員通過3張不同時段蘇州河的彩色紅外遙感影像和熱紅外遙感影像，分析了蘇州河水體污染的狀況和歷史原因。研究表明：在20世紀(jì)70年代蘇州河水體環(huán)境良好，到80年代由于沿河居住人口的急劇增加和工業(yè)的過度發(fā)展而影響了蘇州河的水質(zhì)。90年代，由于人們環(huán)保意識的提高以及沿河工廠碼頭的遷移，蘇州河的治理已經(jīng)取得了明顯的成效。這些分析結(jié)果可以為城市環(huán)境監(jiān)測等部門提供決策依據(jù)。在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，要進(jìn)一步加強(qiáng)對蘇州河的綜合整治。雖然對蘇州河的治理目前已實現(xiàn)了階段性的目標(biāo)：蘇州河水由黑逐步變清，臭味逐步消失。魚類在河中出現(xiàn)了，水生生物已經(jīng)增加到20多種。而且現(xiàn)在行走在蘇州河兩岸，感覺干凈多了。但還未從根本上解決所有問題。因此，仍需要管理部門加大力度、持之以恒，使蘇州河的全部整治目標(biāo)實現(xiàn)。 【歸納】 資源普查 環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測 陸地水資源調(diào)查 土地資源調(diào)查 海洋資源調(diào)查 水污染監(jiān)測 植被資源調(diào)查 森林病蟲害監(jiān)測 森林火災(zāi)與煤礦火點監(jiān)測 大氣監(jiān)測與天氣預(yù)報（包括臺風(fēng)監(jiān)測預(yù)報） 旱澇災(zāi)害監(jiān)測 海洋赤潮災(zāi)害監(jiān)測 礦產(chǎn)開采監(jiān)測和資源調(diào)查 【板書設(shè)計】 第二節(jié) 遙感技術(shù) 一、遙感技術(shù) 1．遙感的概念 2．遙感的發(fā)展 3．遙感技術(shù)系統(tǒng)與遙感類型 二、遙感與資源普查 1．礦產(chǎn)資源普查 2．生物資源普查 三、遙感與環(huán)境監(jiān)測 1．洪澇災(zāi)害監(jiān)測 2．環(huán)境污染監(jiān)測