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2019-2020年高中地理第三章地理信息技術(shù)應(yīng)用第二節(jié)遙感技術(shù)及其應(yīng)用習(xí)題湘教版必修 1．遙感技術(shù)的概念、發(fā)展過程及分類。 2．遙感技術(shù)的工作原理及其在資源普查、環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測中的作用。 3．學(xué)會利用遙感成像特點及規(guī)律簡單地解譯、判讀遙感影像。 一、遙感技術(shù) 1．遙感概述 (1)原理：不同物體對電磁波發(fā)射、反射和吸引的特性不同。 (2)概念：借助對電磁波敏感的儀器，在不與探測目標接觸的情況下，記錄目標物對電磁波的輻射、反射、_散射等信息，揭示目標物的特征、性質(zhì)及其變化的綜合探測技術(shù)。 2．遙感技術(shù)系統(tǒng)與遙感類型 (1)系統(tǒng)組成：由遙感平臺、傳感器、信息傳輸裝置、數(shù)字或圖像處理設(shè)備以及相關(guān)技術(shù)等組成。 (2)遙感分類 分類依據(jù) 包括類型 遙感平臺的高度 航天遙感、航空遙感、近地遙感 傳感器是否主動向觀測目標發(fā)射電磁波 主動式遙感與被動式遙感 電磁波的波譜范圍 紫外遙感、可見光遙感、紅外遙感、微波遙感、多譜段遙感等 按應(yīng)用領(lǐng)域或?qū)ｎ} 環(huán)境遙感、大氣遙感、資源遙感、海洋遙感、地質(zhì)遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感等 (3)航天遙感 ①運載工具：衛(wèi)星、航天飛機、宇宙飛船、航天空間站等。 ②優(yōu)點：覆蓋范圍大，不受領(lǐng)空限制，可定期、重復(fù)觀測。 (4)航空遙感 ①運載工具：飛機。 ②優(yōu)點：機動性強。 (5)近地遙感：距地面高度在幾十米以內(nèi)，分辨率高。 二、遙感與資源普查 1．勘探礦產(chǎn)資源 (1)借助遙感技術(shù)發(fā)現(xiàn)蘊藏礦產(chǎn)的地質(zhì)斷裂或環(huán)形構(gòu)造帶。 (2)分析遙感圖像劃定蘊藏礦產(chǎn)的大致區(qū)域，縮短探礦時間。 2．生物資源調(diào)查 (1)方式：通過遙感圖像解譯或圖像處理技術(shù)，提取植被的分布、類型、結(jié)構(gòu)、健康狀況、產(chǎn)量等信息。 (2)服務(wù)部門：農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市綠化、環(huán)境保護等。 三、遙感與環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測 1．意義 (1)為社會信息化提供高分辨率的信息資源。 (2)改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)、生活與交往方式。 (3)提高對周圍生活環(huán)境與災(zāi)害的認識。 2．洪澇災(zāi)害的監(jiān)測 (1)優(yōu)點：實時和準確地收集洪水分析資料。 (2)作用：為分洪和災(zāi)后重建提供重要的依據(jù)。 知識點一 遙感技術(shù)的工作原理與工作流程 [問題探究] 讀教材P88圖3－27和P89圖3－29、圖3－30，探究下列問題。 探究1　遙感技術(shù)系統(tǒng)中的關(guān)鍵裝置是什么？ 提示：關(guān)鍵裝置是傳感器。 探究2　遙感技術(shù)系統(tǒng)的工作過程是什么？ 提示：在遙感平臺上的傳感器，接收地面物體反射或發(fā)射的電磁波信號并記錄下來，傳送到地面接收站，進行圖像處理與應(yīng)用。 探究3　植被在假彩色遙感圖像上呈什么色調(diào)？ 提示：呈現(xiàn)紅色。 探究4　河流湖泊的色調(diào)、形狀怎樣？ 提示：河流湖泊的色調(diào)都是灰白色或淺藍色。湖泊呈面狀；河流呈線狀、彎曲多變，寬度由上游到下游變寬。 探究5　城市、村莊、道路的色調(diào)、形狀怎樣？ 提示：城市、村莊、道路的色調(diào)都是灰白色或淺藍色。城市呈面狀；村莊呈不規(guī)則的點狀或星狀；道路呈線狀，相對平直，寬度不變化。 [總結(jié)深化] 1． 遙感技術(shù)的工作流程 　如圖所示： 2．航天、航空、近地遙感的比較 航天遙感 航空遙感 近地遙感 遙感平臺及高度　　 位于大氣層外的衛(wèi)星、宇宙飛船等，高度大于80千米 大氣層內(nèi)飛行的各類飛機、飛艇、氣球等，高度小于20千米 三角架、遙感塔、遙感車(船)、建筑物的頂部等 成像特點 比例尺最小，覆蓋率最大，概括性強，具有宏觀的特性；多為多波段成像 比例尺中等，畫面清晰，分辨率高，可以對垂直點地物清晰成像；多為單一波段成像 比例尺最大，覆蓋率最小，畫面最清晰；多為單一波段成像 主要優(yōu)點 覆蓋范圍大、不受領(lǐng)空限制，動態(tài)性好，適合對某地區(qū)連續(xù)觀察，周期性好 機動性強，可根據(jù)主題選擇傳感器、飛行高度、飛行區(qū)域 靈活機動，費用較低，適合小范圍探測 [拓展延伸] 　遙感被譽為人的視力的延伸，它主要表現(xiàn)在以下三個方面： ①遙感能夠精確地觀測到距離更遙遠、范圍更廣闊的現(xiàn)象； ②遙感能夠更及時、更持久地監(jiān)測事物的發(fā)展變化； ③遙感能觀察到可見光之外人眼看不見的光線，這些看不見的光線包括紫外線、紅外線、微波等，它們往往包含了物體重要的信息。 [對點演練] 讀遙感技術(shù)工作原理示意圖，回答下列問題。 甲　　　　　　　　　　乙 　(1)從甲圖中可以看出，此遙感技術(shù)所利用的運載工具是________，這種運載工具采用的是________ 的方式對地面物體進行感知和識別，這種方式的遙感技術(shù)，對地面的分辨率較________ (填“高”或“低”)。 (2)在乙圖中，傳感器接收到的是________________，它的產(chǎn)生是由于________________________，在這個遙感過程中，傳感器之所以能夠?qū)Φ孛嫖矬w進行分辨，其原理是________________________。 解析：本題主要考查了遙感技術(shù)的裝備及工作原理，回答本題要聯(lián)系學(xué)過的物理方面的知識，這也體現(xiàn)了近年來高考的學(xué)科綜合趨勢。同性質(zhì)傳感器離地面越高，探測范圍越大，但精確度降低，探測地物的分辨率越低。遙感的基本原理是不同地物的輻射特性不一致。 答案：(1)飛機　航空攝影　高 (2)地面反射或輻射的電磁波信息　地面接收太陽輻射或大氣散射光能產(chǎn)生的地面輻射(含電磁波)　不同物體在不同環(huán)境條件下，其反射或輻射的電磁波是不同的，傳感器具有識別這種電磁波的能力 知識點二 遙感技術(shù)的應(yīng)用 應(yīng)用領(lǐng)域 具體內(nèi)容 應(yīng)用價值 資源普查 礦產(chǎn)資源、水資源、土地資源、森林草場資源、野生動物資源等 “發(fā)現(xiàn)”礦產(chǎn)的存在，劃定蘊藏礦產(chǎn)的大致區(qū)域；對農(nóng)作物進行估產(chǎn)，為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市綠化、環(huán)保等部門提供服務(wù) 災(zāi)害監(jiān)測 旱情、水災(zāi)、滑坡、泥石流、地震、農(nóng)林病蟲害、森林火災(zāi)等 通過遙感監(jiān)測可預(yù)測災(zāi)害的發(fā)生時間、影響范圍等，災(zāi)情發(fā)生時可準確定位災(zāi)區(qū)并及時動態(tài)地獲知災(zāi)情以指導(dǎo)救災(zāi)，也可為抗災(zāi)、災(zāi)后重建和恢復(fù)生產(chǎn)提供決策依據(jù) 環(huán)境監(jiān)測 荒漠化、土壤鹽漬化、環(huán)境污染、植被變化、海上冰川漂流、全球氣候變化及其影響等 及時了解環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)，能監(jiān)測污染源和污染物的擴散情況，也能動態(tài)了解全球或區(qū)域性的生態(tài)系統(tǒng)狀況，為防治污染和改善環(huán)境質(zhì)量提供參考 [學(xué)法指導(dǎo)]　遙感影像圖片的判讀方法 (1)首先要明確遙感影像圖片的主題內(nèi)容。這是進行準確判讀的前提。如“格陵蘭島冰原面積變化遙感圖”中需要我們判讀的是格陵蘭島的冰原面積的變化特征。 (2)了解掌握遙感影像圖片的基本解譯標志、解譯過程及注意事項，從而了解影像圖片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，得到我們想要的結(jié)論。如對上圖中兩幅圖的對比，可以發(fā)現(xiàn)格陵蘭島的冰原面積大大減少了，說明是全球氣候變暖導(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。 [對點演練] 據(jù)下列材料，回答以下問題。 　材料一　不同植物類型由于組織結(jié)構(gòu)不同、季節(jié)不同、生態(tài)條件不同而具有不同的光譜特征、形態(tài)特征和環(huán)境特征，在遙感影像中可以表現(xiàn)出來。下圖是不同植被反射波譜曲線比較圖。 材料二　根據(jù)高分辨率遙感影像繪制的山西省太原以南地區(qū)植被的垂直分布圖。 (1)利用高分辨率遙感影像對植被分布的調(diào)查，主要是利用了不同植被的不同________特征，以此觀察高山草甸分布的高度是________。 (2)不同地物在同一光譜波段上的反射差異越大，越容易區(qū)分。綠光波段的可見光以及紅外線反射率最高的植被分別是(　　) ①桷樹?、跇鍢洹、鬯蓸洹、懿? A．①②　　　　　　　　　　B．①④ C．②③ D．②④ (3)利用遙感技術(shù)進行農(nóng)作物分布的調(diào)查具有哪些方面的突出優(yōu)點？ (4)山西省太原以南地區(qū)自然植被的分布體現(xiàn)了自然帶的__________________規(guī)律。影響這一自然帶分布規(guī)律形成的主要原因是__________________。 解析：第(1)題，遙感技術(shù)對地理事物的監(jiān)測，主要是通過不同地物的光譜特征差異來完成的；根據(jù)材料二圖可讀出高山草甸分布的高度。第(2)題，根據(jù)材料一中的圖可知，綠光波段樺樹的反射率最高，達20%；紅外線波段草的反射率最高達90%。第(3)題，本題屬于記憶性知識。第(4)題，材料二圖中自然帶的分布體現(xiàn)了自然帶的垂直地域分異規(guī)律，這種規(guī)律主要是由水、熱條件隨地勢變化而產(chǎn)生的。 答案：(1)光譜　2 000米以上 (2)D (3)①監(jiān)測范圍大，②實時傳輸，③快速處理，④迅速獲取信息，⑤實施動態(tài)監(jiān)測等優(yōu)點。(答出其中四點即可) (4)垂直分異　地勢高低導(dǎo)致水熱差異 2015年11月27日，我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功將遙感二十九號衛(wèi)星發(fā)射升空，該衛(wèi)星的發(fā)射成功將會對我國的科學(xué)實驗、資源管理、農(nóng)業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支撐，據(jù)此完成1～3題。 1．遙感技術(shù)的關(guān)鍵裝置是(　　) A．傳感器 B．地面接收站 C．太陽能電池 D．計算機系統(tǒng) 2．“遙感衛(wèi)星二十九號”工作原理的主要環(huán)節(jié)是(　　) A．目標物——傳感器——成果——遙感地面系統(tǒng) B．目標物——傳感器——遙感地面系統(tǒng)——成果 C．收集——傳輸——電磁波 D．電磁波——收集——傳輸 3．“遙感衛(wèi)星二十九號”主要的應(yīng)用領(lǐng)域有(　　) ①科學(xué)試驗?、诙ㄎ粚?dǎo)航?、蹏临Y源普查　④交通流量管理?、蒉r(nóng)作物估產(chǎn)和防災(zāi)減災(zāi) A．①②③ B．①③⑤ C．②③④ D．③④⑤ 解析：1.A　2.D　3.B　第1題，根據(jù)教材知識，很容易得出答案。第2題，B項是遙感技術(shù)的主要環(huán)節(jié)，而該題只問“遙感衛(wèi)星”的主要工作環(huán)節(jié)，故選D項。第3題，定位導(dǎo)航和交通流量管理是GPS的功能。 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，有助于防災(zāi)減災(zāi)。據(jù)此回答4～5題。 4．遙感技術(shù)用于防災(zāi)減災(zāi)的具體監(jiān)測內(nèi)容包括(　　) ①旱情　②水災(zāi)?、刍隆、苻r(nóng)林病蟲害 A．①②③ B．①②④ C．①②③④ D．②③④ 5．根據(jù)上述原理，可用遙感技術(shù)直接(　　) ①區(qū)分闊葉林與針葉林 ②監(jiān)測植物病害情況 ③區(qū)分落葉樹與常綠樹 ④監(jiān)測草場退化情況 A．①②④ B．①②③④ C．①②③ D．①③ 解析：4.C　5.B　第4題，遙感災(zāi)害監(jiān)測的具體內(nèi)容包括旱情、水災(zāi)、滑坡、農(nóng)林病蟲害、森林火災(zāi)等。第5題，闊葉林、針葉林反射波譜不同；落葉林與常綠林可根據(jù)不同季節(jié)的遙感圖像區(qū)分；植物遭受病害，反射波譜將變化；草場退化，植被減少，其反射波譜也發(fā)生變化。 “雜交水稻之父”袁隆平研制的“Y兩優(yōu)2號”百畝超級雜交稻試驗田平均畝產(chǎn)926.6 kg，高產(chǎn)攻關(guān)獲得成功。據(jù)此回答6～7題。 6．水稻長勢監(jiān)測依據(jù)的是植被指數(shù)圖的對比，而植被指數(shù)圖的繪制依據(jù)的是下圖所示的某地理信息技術(shù)工作的主要環(huán)節(jié)，該地理信息技術(shù)可能是(　　) →→→→ A.全球定位系統(tǒng) B．遙感技術(shù) C．地理信息系統(tǒng) D．數(shù)字地球 7．實時監(jiān)測和預(yù)報水稻病蟲害所運用的地理信息技術(shù)是(　　) A．全球定位系統(tǒng)、數(shù)字地球 B．遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng) C．地理信息系統(tǒng)、數(shù)字地球 D．遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng) 解析：6.B　7.B　第6題，遙感技術(shù)由遙感平臺、傳感器、信息傳輸裝置、數(shù)字或圖像處理設(shè)備等組成，其可用于估算糧食產(chǎn)量。第7題，對病蟲害的實時監(jiān)測可運用遙感技術(shù)，對獲取的信息進行分析需要運用地理信息系統(tǒng)。 8．讀衛(wèi)星遙感圖，回答下列問題。 (1)填寫遙感技術(shù)裝備的名稱：①________，②________，③________。 (2)①裝備的作用是___________________________________________________。 ②裝備的作用是______________________________________________________。 ________________________________________________________________________。 (3)用衛(wèi)星作為運載工具的遙感稱為________，其主要優(yōu)點是_______________ ________________________________________________________________________。 解析：第(1)題，據(jù)圖可判斷出各遙感技術(shù)裝備。注意遙感平臺就是指運載工具，它的作用就是穩(wěn)定地運載傳感器。除了衛(wèi)星外，常用的遙感平臺還有飛機、氣球等。第(2)題，考查遙感平臺和傳感器的作用。第(3)題，考查遙感的分類及其特點。一般來說，運載工具飛得越高，探測的范圍越大，獲得資料的速度越快，周期越短，對地物的分辨率越低。遙感對地物分辨率的高低除與飛行高度有關(guān)外，還與傳感器的性能有關(guān)。 答案：(1)遙感平臺(或運載工具)　傳感器　信息傳輸裝置(或地面接收站) (2)運載傳感器　記錄目標物對電磁波的輻射、反射、散射等信息 (3)航天遙感　覆蓋范圍大，不受領(lǐng)空限制，可進行定期、重復(fù)觀測等