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2019-2020年高考地理一輪全程復習方案 第48講 地理信息技術應用與數(shù)字地球 湘教版 【本章知識框架】 第48講 地理信息技術應用與數(shù)字地球 【考試說明要求】 考試要點 具體考試內(nèi)容要求 地理信息技術的應用 遙感（RS）：遙感在資源普查、環(huán)境和災害監(jiān)測中的應用 全球定位系統(tǒng)（GPS）：全球定位系統(tǒng)在定位導航中的應用 地理信息系統(tǒng)（GIS）：地理信息系統(tǒng)在城市管理中的功能 數(shù)字地球：數(shù)字地球的含義 【基礎梳理】 一．GIS及其應用 GIS及其應用 概念 是一種以______、______、管理、分析和描述地球表面與______分布有關數(shù)據(jù)的______系統(tǒng) 發(fā)展歷程：______期→鞏固______期→________期→______時代 組成 GIS硬件 包括計算機______、數(shù)據(jù)______設備、數(shù)據(jù)______設備、數(shù)據(jù)______設備和______設備 地理數(shù)據(jù) 分為______數(shù)據(jù)和______數(shù)據(jù) GIS軟件 功能 提供的存儲、顯示、_____________的功能 內(nèi)容 數(shù)據(jù)______與______、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)操作以及數(shù)據(jù)顯示和______等 GIS人員 包括從事GIS系統(tǒng)開發(fā)的專業(yè)人員和GIS完成工作的______ 應用模型 是解決各種實際問題的______模型 工作過程 地理數(shù)據(jù)的輸入 GIS數(shù)據(jù)源是多種多樣的，各種數(shù)據(jù)資料需經(jīng)過______和__________方可輸入 圖形數(shù)據(jù)輸入的常用方法是掃描紙質地圖后進行________處理 地理數(shù)據(jù)的存儲 采用“________”技術 一個GIS中，可能包含多個______ 數(shù)據(jù)的操作和分析 是GIS應用的______，它可使各類數(shù)據(jù)之間的關系以______的形式表現(xiàn)出來 地理信息輸出 可輸出地形圖、______圖、剖面圖、______地圖等 地理信息系統(tǒng)與 城市管理 GIS的 應用領域 主要有資源______、環(huán)境______、災害______、國土管理、城市______、郵電通信、交通運輸、公安、水利、公共設施、商業(yè)金融等人們生產(chǎn)生活的各個領域 GIS在城市建設和 管理中的典型應用 ①城市規(guī)劃與管理 ②基礎設施管理 ③土地利用與管理 ④生態(tài)環(huán)境管理 GIS新發(fā)展 ①______GIS ②______GIS與虛擬GIS 二．RS技術及其應用 RS技術及其應用 RS 技術 概況 概念 是指借助對______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、性質及其變化的__________技術 原理 不同物體對電磁波發(fā)射、反射和吸收的特性不同 優(yōu)點 視域廣闊，監(jiān)測范圍大，能夠______成像、______傳輸、快速處理、迅速獲取信息和實施______監(jiān)測等 遙感技術系統(tǒng)與 遙感類型 系統(tǒng)組成 遙感平臺、______器、信息傳輸裝置、數(shù)字或圖像處理設備以及相關技術等 類型 分類標準 主要類型 遙感 平臺 的 高度 航天遙感 覆蓋范圍大，不受領空限制，可定期、______觀測 航空遙感 ______性強 近地遙感 幾十米以內(nèi)的遙感，用于中高______率的遙感 輻射源 ______式遙感與______式遙感 電磁波 波譜范圍 紫外遙感、可見光遙感、紅外遙感、____波遙感、多譜段遙感 應用領域與專題 環(huán)境遙感、大氣遙感、資源遙感、海洋遙感、地質遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感等 遙感 與 資源 普查 應用領域 主要有勘探礦產(chǎn)資源，調查生物資源、水資源等 探礦方法 ______ 探礦法 到處取樣，分析地質構造和巖層分布來尋找礦苗，但工作效率低 ______ 探礦法 借助遙感技術發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)的存在，劃定蘊藏礦產(chǎn)的大致區(qū)域，大大縮短探礦時間，效率高 生物資源 的調查 方法 通過遙感圖像解譯或圖像處理技術，提取植被的分布、類型、結構、健康狀況、產(chǎn)量等信息 服務部門 農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市綠化、環(huán)境保護等部門 遙感與 環(huán)境災 害監(jiān)測 遙感技術 的應用 提供高______率的信息資源，改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)、生活與交往方式，提高人們對周圍生活環(huán)境與災害的認識 遙感與洪澇災害監(jiān)測 優(yōu)點 遙感監(jiān)測洪澇災害，______和______ 作用 為分洪和災后重建提供決策______ 三．GPS及其應用 GPS及其應用 含義 是具有在海、陸、空進行全______、實際導航與______功能的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng) 全球 定位 系統(tǒng) 的 組成 系統(tǒng)結構 組成和分布 空間星座 由__顆工作衛(wèi)星和__顆備用衛(wèi)星組成，24顆衛(wèi)星均勻分布在__個軌道平面內(nèi) 地面監(jiān)控系統(tǒng) 包括5個監(jiān)控站、1個主控站和3個注入站 用戶 系統(tǒng) 包括接收機硬件、GPS數(shù)據(jù)______軟件等用戶設備，其中硬件由______單元和______單元組成 GPS 接收機 的類型 _____型接收機 車載型、航海型、航空型、星載型 _____型接收機 用于精密大地測量和精密工程測量 _____型接收機 多用于天文臺及無線電通訊 導航定位應用 最初目的 用于______ 應用領域 目前廣泛應用領域 目前已在交通、郵電、地礦、建筑，以及農(nóng)業(yè)、氣象、土地管理、金融、公安等部門和行業(yè)得到廣泛應用 延伸領域 還可監(jiān)測地殼的微小移動，幫助預報地震；與______、______結合，為資源調查、工程管理、精細農(nóng)業(yè)服務等 四．數(shù)字地球 數(shù)字地球 含義 是________化的地球——地球的______對照體 核心 用________化的手段來處理整個地球的________和________等方面的問題，最大限度地利用______，并使人們能夠通過一定方式，方便的獲得有關地球的信息 關鍵技術 __________公路與高速______技術 高______率衛(wèi)星______技術 空間信息技術與空間數(shù)據(jù)基礎設施 大容量數(shù)據(jù)______技術 可視化與虛擬現(xiàn)實技術 高______計算能力 特點 信息化、______化、______化 【疑難突破】 一．區(qū)別兩個概念 地理信息系統(tǒng)中存儲和處理的數(shù)據(jù)，可分為空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩大類。 空間數(shù)據(jù) 反映事物地理空間位置的信息，如經(jīng)緯度。 屬性數(shù)據(jù) 與位置有關的反映事物其他特征的信息，如城市人口、經(jīng)濟總量。 二．掌握兩種基本方法 圖解記憶法 充分利用圖表的優(yōu)勢展示地理信息系統(tǒng)的工作流程和地理信息系統(tǒng)與遙感、 全球定位系統(tǒng)的區(qū)別與聯(lián)系。 簡化記憶法 地理信息系統(tǒng)的流程可簡化為：源據(jù)庫析達五字口訣。 三．遙感在區(qū)域地理環(huán)境研究中的作用 1．遙感可以提高研究工作的精度和質量，節(jié)省人力、財力，提高效率。 2．遙感信息作為重要的信息源，為區(qū)域地理環(huán)境從定性到定量、從靜態(tài)到動態(tài)、從過程到模式的轉化和發(fā)展，提供了條件。 例如，極地冰蓋和高山冰川消融，土地沙漠化、鹽漬化和水土流失及生態(tài)環(huán)境惡化，還有工業(yè)廢水和生活污水對江、河、湖、海的污染，油輪污染對海洋的污染等環(huán)境問題，都可借助遙感及時、全面獲取信息，并對此予以監(jiān)測。遙感在區(qū)域地理環(huán)境研究中廣泛應用，對社會發(fā)展和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有不可替代的重要作用，遙感廣泛應用于資源調查、環(huán)境監(jiān)測、自然災害防御監(jiān)測等領域。 3．圖文解析遙感在森林資源調查中的應用 在此應指出的是：季節(jié)對影像有一定影響，中緯度的冬季由于地表裸露，圖像就能較好地反映地表物質(巖石、沉積物、土壤、積雪等)的光譜特征；而在夏季就不能反映；春秋兩季，由于不同植物的生長季節(jié)不同，就可能更細地區(qū)別其他類型。 四．“3S”技術的聯(lián)系如下： 五．GPS的應用領域——知識拓展 應用領域 主要功能 具體用途 軍事 定位導航 主要用來給航行中的軍艦、飛機及導彈等設施提供定位和導航信息，同時也廣泛應用于野外行進中單兵和移動裝備的定位及跟蹤 測量 定位 GPS技術已廣泛應用于大地測量、資源勘察、地殼運動觀測、地基測量等領域 交通 定位導航 對車輛進行跟蹤、調度管理、合理分配車輛，從而以最快速度響應用戶乘車或配送請求，降低能源消耗，節(jié)省運行成本。同時，GPS對車輛還具有導航功能 救援 定位 可對消防人員、救護人員、交通警察進行應急調遣，從而提高緊急事件處理部門對火災、犯罪現(xiàn)場、交通事故等緊急事件的響應效率 農(nóng)業(yè) 定位 利用GPS進行定位獲取農(nóng)田信息，從而實施精準耕作 特別說明 （1）隨著技術的不斷成熟和造價降低，GPS技術的應用領域不斷拓展，現(xiàn)已進入到普通人的生活中。 （2）GPS在軍事上的應用是GPS技術最早的應用領域，航海是GPS導航應用的最大用戶。 （3）GPS在旅游探險中的作用主要有：①定位；②最優(yōu)行進方式和線路選擇；③尋找合適的道路和宿營點；④報警；⑤選擇最佳記錄攝影地點、時間。 六．表解數(shù)字地球的應用前景 應用前景 具體表現(xiàn) 可持續(xù)發(fā)展 應用空間分析與虛擬現(xiàn)實技術，建立數(shù)字化空間實驗室，從全球角度研究可持續(xù)發(fā)展 政府決策 為大型工程決策提供重要參考數(shù)據(jù)，為政府對城市的管理提供依據(jù) 百姓生活 接受遠程教育、網(wǎng)上購物、交互娛樂項目、游覽風景名勝 【名題例析】 例1．（xx福建文綜）下圖甲、乙分別示意京津冀都市圈2000年人口密度分布和人口增長率。完成（1）-（2）題。 （1）導致該都市圈人口增長空間分布差異的主要原因是 （ ） A．東部、南部地區(qū)經(jīng)濟收入較低 B．西部、北部地區(qū)市場潛力較大 C．東部、南部地區(qū)非農(nóng)產(chǎn)業(yè)發(fā)達 D．西部、北部地區(qū)制造業(yè)集中 （2）應用GIS技術在圖5甲基礎上制作圖5乙，需要添加的數(shù)據(jù)是 （ ） A．1999年各行政區(qū)的人口數(shù)量 B．2000年各行政區(qū)的人口數(shù)量 C．各行政區(qū)的邊界 D．各行政區(qū)的面積 【解析】第（1）題：考查影響人口空間分布的因素。由于東部、南部地區(qū)非農(nóng)產(chǎn)業(yè)發(fā)達，使得大量人口向東部、南部地區(qū)遷移導致東部、南部地區(qū)人口密集。所以選C。第（2）題：考查GIS技術的工作原理和應用。由于圖乙為2000年的人口增長率圖，所以需要1999年各行政區(qū)的人口數(shù)量，才可以計算出2000年各行政區(qū)的人口數(shù)量。所以選A。【答案】（1）C（2）A 例2．(xx年山東臨沂模擬)下圖是華北地區(qū)某地實測的海拔高度數(shù)據(jù)分布。讀圖，回答（1）～（2）題。 （1）測量圖中各地海拔高度，所用最精準、便捷的技術是 (　　) A．遙感 B．全球定位系統(tǒng) C．數(shù)字地球 D．地理信息系統(tǒng) （2）對圖示區(qū)域地理特征的描述，正確的是 (　　) A．海拔：甲>丙 B．坡度：甲>乙 C．氣溫：丙>丁 D．降水：乙>丁 【解析】第（1）題：全球定位系統(tǒng)應用于野外調查（確定考察點的地理位置、高程），導航服務（飛機、汽車、船舶）。第（2）題：海拔：甲<丙；坡度：甲<乙；氣溫：丙<丁。因此D項正確。 【答案】（1）B（2）D 【課堂訓練】 一．選擇題（第1-3題為單選題，第4題為雙選，每題5分，共20分） (xx年山東濱州模擬)xx年山東夏蝗發(fā)生面積達到450萬畝左右，屬大面積發(fā)生，占全國發(fā)生面積的一半。針對往年飛機滅蝗時定位不準，有時誤將農(nóng)藥撒入池塘等問題，今年在蝗蟲發(fā)生的高密度區(qū)域采用衛(wèi)星定位系統(tǒng)，精確掌握防治區(qū)域。據(jù)材料完成1～2題。 １．上述治蝗實例中，主要采用了3S技術中的 (　　) A．遙感技術 B．衛(wèi)星技術 C．遙感技術和衛(wèi)星定位技術 D．地理信息系統(tǒng) ２．衛(wèi)星遙感技術之所以能夠感知地面蝗蟲的危害和分布情況，是因為 (　　) A．農(nóng)作物遭受蝗蟲災害后，反射光譜會發(fā)生一定特性的變化 B．衛(wèi)星分辨率高，可以拍攝到比較清晰的照片 C．衛(wèi)星直接指揮飛機進行滅蝗工作，無需人工參與 D．如果采用飛機遙感，探測的范圍會更大 (xx年黑龍江名校聯(lián)考)GIS的英文名稱是Geographical Information System，也叫地理信息系統(tǒng)。具有地圖處理、數(shù)據(jù)庫和空間分析這三大功能。GIS不僅可以像傳統(tǒng)地圖一樣，解決與“地點”“狀況”有關的查詢，而且能進行趨勢分析、復雜的“模式分析”和用“虛擬模擬”進行預測性分析。據(jù)此完成3～4題。 ３．如果將GIS用來監(jiān)測森林火災，可以 (　　) A．用來分析、判斷引起火災的原因 B．預測森林火災的發(fā)生地點 C．預測森林火災所造成的后果 D．及時知道火災地點、范圍，以便于及時分析火勢蔓延方向，制訂滅火方案 ４．下列敘述正確的是 (　　) A．對GIS數(shù)據(jù)的操作與分析，是GIS應用的最終結果 B．利用GIS中的地理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)地理分析、評價、預測和輔助決策，是GIS的重要應用領域 C．GIS的輸出，是指將編輯好的GIS信息在計算機顯示器的屏幕上顯示，或通過繪圖儀、打印機等輸出 D．GIS軟件是地理信息系統(tǒng)運行的基礎，屬于GIS的數(shù)據(jù)庫 二．綜合題（16分） ５．（xx年山東淄博模擬）2006年7月1日，中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席胡錦濤專程前往青海省格爾木市出席青藏鐵路通車慶祝大會，并乘坐高原列車，沿線考察青藏鐵路建設和運營狀況。青藏鐵路建設的科技含量極高，在其規(guī)劃、建設和運營過程中充分運用了3S技術。據(jù)此完成下列問題。 （1）設在西寧的指揮中心可以對青藏鐵路上正在運行的列車隨時進行測量并追蹤列車所在的方位，了解列車的運行狀況。其所采用的技術是________和________。 （2）若要在青藏鐵路沿線地區(qū)進行科學考察，請舉例說明考察中應用的現(xiàn)代信息技術。 （3）如圖所示，根據(jù)三顆衛(wèi)星提供的資料，運用數(shù)學原理就可以計算出地面________物體的位置。若有四顆衛(wèi)星提供資料，除了可以進一步提高定位的________外，還可以迅速計算出________物體的空間位置。 （4）進行下列工作主要應用3S技術中的哪一種技術(用簡稱表示)：農(nóng)作物估產(chǎn)________；城市基礎設施管理________；導彈的精確制導________。 【基礎梳理】 一．采集 存儲 地理 空間信息 開拓 發(fā)展 大發(fā)展 用戶 主機 輸入 輸出 傳輸 存儲 基礎 專題 分析地理數(shù)據(jù) 輸入 編輯 輸出 用戶 數(shù)學 分類 格式轉換 數(shù)字化 分層 圖層 基礎 直觀 專題 三維 調查 評估 預測 規(guī)劃 網(wǎng)絡 三維 二．電磁 綜合探測 瞬時 實時 動態(tài) 傳感 重復 機動 分辨 主動 被動 微 傳統(tǒng) 遙感 分辨 實時 準確 依據(jù) 三．方位 定位 21 3 6 處理 天線 接收 導航 測地 授時 軍事 GIS RS 四．信息 虛擬 數(shù)字 自然 社會 資源 信息高速 網(wǎng)絡 分辨 遙感 存儲 性能 網(wǎng)絡 全球 【課堂訓練】 一．選擇題（第1-3題為單選題，第4題為雙選，每題5分，共20分） 1．C【解析】根據(jù)材料可知，在治蝗過程中，首先通過遙感技術來獲知地面作物受蝗蟲影響的情況，然后通過衛(wèi)星定位技術來精確定位、進行防治，故C項正確。 2．A【解析】農(nóng)作物遭受蝗蟲災害后所反射的光譜與正常作物反射的光譜之間存在一定的差異，據(jù)此可通過遙感技術感知地面蝗蟲的危害和分布情況。 3．D　4．BC【解析】第3題，GIS是地圖的延伸，它通過地圖處理、數(shù)據(jù)庫進行“空間分析”，用于監(jiān)測森林火災，可以監(jiān)測火災地點、范圍，并通過復雜的“模擬分析”“虛擬模擬”預測分析火勢蔓延方向，從而為制定滅火方案提供技術依據(jù)。第4題，對GIS數(shù)據(jù)的操作與分析，是GIS應用的基礎，利用GIS中的地理數(shù)據(jù)，實現(xiàn)地理分析、評價、預測和輔助決策，是GIS的重要應用領域。GIS的輸出，是指將編輯好的GIS信息在計算機顯示器的屏幕上顯示，或通過繪圖儀、打印機等輸出。GIS軟件是地理信息系統(tǒng)運行的基礎，是空間數(shù)據(jù)管理和處理的平臺。 二．綜合題（16分） 【答案】（1）GIS　GPS（4分）（2）用遙感技術（RS）獲得不同地質狀況的影像資料；用全球定位系統(tǒng)（GPS）進行導航定位；用地理信息系統(tǒng)（GIS）進行趨勢分析等。（6分）（3）靜止　精確度　運動（3分）（4）RS　GIS　GPS（3分） 【解析】本題結合青藏鐵路開通考查地理信息技術在鐵路規(guī)劃、建設、運營中的應用。同時考查了3S技術的特點及其具體應用領域。