2020-2021学年高二地理湘教版必修三学案：第三章第二节　遥感技术及其应用

2020-2021学年高二地理湘教版必修三学案：第三章第二节　遥感技术及其应用

www.ks5u.com 第二节　遥感技术及其应用 ‎[学习目标] 1.了解遥感的含义、技术系统和类型。2.用实例说明遥感在资源普查、环境灾害监测等领域的应用。‎ 一、遥感技术 ‎1．遥感的概念与发展 ‎(1)原理：不同物体对电磁波发射、反射和吸收的特性不同。‎ ‎(2)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，记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。‎ ‎(3)特点 ‎2．遥感技术系统与遥感类型 ‎(1)系统组成：由遥感平台、传感器、信息传输装置、数字或图像处理设备以及相关技术等组成。‎ ‎(2)遥感分类。‎ ‎①按遥感平台的高度：航天遥感、航空遥感、近地遥感。‎ ‎②按传感器是否主动向观测目标发射电磁波：主动式遥感与被动式遥感。‎ ‎③按电磁波的波谱范围：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多谱段遥感等。‎ ‎④按应用领域或专题：环境遥感、大气遥感、资源遥感、海洋遥感、地质遥感、农业遥感、林业遥感等。‎ ‎(3)航天遥感、航空遥感与近地遥感的比较。‎ 二、遥感与资源普查 ‎1．勘探矿产资源 ‎(1)借助遥感技术发现蕴藏矿产的地质断裂或环形构造带。‎ ‎(2)分析遥感图像划定蕴藏矿产的大致区域，缩短探矿时间。‎ ‎2．生物资源调查 ‎(1)方式：通过遥感图像解译或图像处理技术，提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等信息。‎ ‎(2)服务部门：农业、林业、城市绿化、环境保护等。‎ 三、遥感与环境灾害监测 ‎1．意义 ‎(1)为社会信息化提供高分辨率的信息资源。‎ ‎(2)改变人们的生产、生活与交往方式。‎ ‎(3)提高对周围生活环境与灾害的认识。‎ ‎2．洪涝灾害的监测 ‎(1)优点：实时和准确地收集洪水分析资料。‎ ‎(2)作用：为抗洪救灾和减灾决策提供重要的依据。‎ 教材P88　图3－25　全球假彩色图像(光学合成遥感图)‎ 阅读该图时需要注意以下几点：‎ ‎(1)对比该图和世界地形图上色彩的差异，思考在光学合成遥感图中不同地物的色彩分别是什么？‎ ‎(2)对比图中主要地物的真实色彩，思考假彩色遥感图与真彩色遥感图相同的地物，在色彩上有何区别。‎ ‎(3)思考：为什么在遥感图像中不同地物的分布区一目了然？‎ 主题一　　　　　遥感技术概述 ‎2018年3月10日‎，记者从“三极遥感卫星观测系统研讨会”‎ 上获悉，北京师范大学即将于年底发射并投入使用我国首颗专门针对极地观测的遥感小卫星BNU－1，与卫星相配套的北极卫星地面接收站也正在积极推进当中。这是我国第一颗专门针对极地观测的遥感卫星，能够实现对南北极地区每两天一次的全覆盖观测，有望在研究极地快速变化、保障极区船只航行安全等方面发挥重要作用。‎ ‎(1)遥感技术的工作原理是什么？‎ 试答：不同物体对电磁波的发射、反射和吸收的特性不同。‎ ‎(2)在区域地理环境研究中，遥感与实地测绘相比，具有哪些优势？‎ 试答：监测的范围大、获取信息的速度快、受地面的限制较小。‎ ‎1．遥感工作的基本原理 ‎(1)基本原理 遥感的原理基础是：地球上的物体都在不停地发射、反射和吸收电磁波，而且不同物体对电磁波发射、反射和吸收的特性不同。‎ ‎(2)关键装置——传感器 ‎(3)工作流程 ‎2．航天、航空、近地遥感的比较 图示法记忆遥感技术的特点 ‎1．思考领悟 资源卫星是如何发现矿产的？‎ 提示：蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或环形构造带，这些地带反射和辐射光谱与其他地区不同，通过遥感卫星图像很容易同其他地区区别开来，从而发现矿产。‎ ‎2．题组实践 读下图，完成(1)～(2)题。‎ ‎(1)图中内容说明航天遥感具有什么特点(　A　)‎ A．监测范围广 B．时效快，精度高 C．连续性强 D．准确定位 解析：由图中“我一次就可以把半个地球拍摄进去”‎ 可知航天遥感的特点是监测范围广。‎ ‎(2)就航天遥感而言，其遥感探测的范围越大，则(　C　)‎ A．获得资料的速度越慢 B．获得资料的周期越长 C．对地物的分辨率越低 D．对地物的分辨率越高 解析：获取资料的速度、周期与探测范围无关，当探测范围越大时，显示信息能力越弱，对地物分辨率越低。‎ 主题二　　　遥感技术的应用 中国幅员辽阔，仅靠局部定点环境监测，远不能满足社会需求，而对大空间范围来说，遥感是唯一可行的环境变化监测手段。通过卫星遥感，我们发现1978～2008年的30年间，我国湿地面积总体减少了33%。在一张北京地区的资源卫星遥感图片上，人们惊奇地发现北京城已陷入了垃圾的重重包围之中，这些垃圾堆就是人们长期掩埋的生活垃圾。于是人们惊呼：再不采取措施，北京城将变成垃圾场了！近年来，我国北方雾霾尤为严重，人们对空气质量愈发关注。随着我国经济的发展，大气污染总体上呈恶化趋势，对空气质量的遥感观测越来越受到重视。‎ ‎(1)资源卫星是如何发现人们掩埋在地下的垃圾的？‎ 试答：因为垃圾掩埋后的地面反射和辐射光谱会发生变化，通过遥感卫星图片很容易同其他地区区别开来。‎ ‎(2)你认为我们还能利用资源卫星在环境、灾害监测方面做哪些工作？‎ 试答：利用遥感技术在环境、灾害监测方面还可做许多工作，如洪涝灾害监测、森林火灾监测、土地荒漠化监测、海洋污染监测等。‎ ‎1．遥感与资源普查 勘探矿产资源，调查生物资源、水资源等是遥感技术在资源普查中的应用领域，如下表所示：‎ 应用领域 具体内容 意义 勘探矿 产资源 蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或环形构造带，借助遥感技术较容易“发现”矿产的存在 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，大大缩短探矿时间 调查生 物资源 通过遥感图像解译或图像处理技术，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 调查 水资源 遥感在流域和水资源、农业节水灌溉以及水质监测和预警、水土保持监测等领域得到了广泛的应用并产生很大影响 为合理利用和保护有限的水资源，提高水资源的利用率提供信息支撑 ‎2.遥感在环境、灾害监测中的应用 应用领域 具体内容 意义 环境监测 遥感在监测荒漠化、土壤盐渍化、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、大气污染等领域得到了广泛的应用 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 有利于防灾减灾 遥感在监测旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等领域得到了广泛的应用 遥感影像图片的判读方法 ‎(1)首先要明确遥感影像图片的主题内容。这是进行准确判读的前提。如格陵兰岛冰原面积变化遥感图中需要我们判读的是格陵兰岛的冰原面积的变化特征。‎ ‎(2)了解掌握遥感影像图片的基本解译标志、解译过程及注意事项，从而了解影像图片中的各种地物的差别及特征。包括形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置和布局等。如上图中我们可以抓住色调和形状两个要素进行判读，依据色调可确定图中的白色区域为冰原部分，依据其形状的变化可确定冰原面积的变化。‎ ‎(3)对主题判读地物进行分析、推理，得到我们想要的结论。如对上图中两幅图的对比，可以发现格陵兰岛的冰原面积大大减少了，说明是全球气候变暖导致的，其冰原面积的减少必然会对全球的生态环境带来一定的影响。‎ ‎1．思考领悟 如何利用遥感技术监测诸如城市扩张等地理事物的时间变化状况？‎ 提示：可以多次逐年或逐月对同一区域进行遥感监测，对获取不同时间的遥感影像叠加后，即可得出地理事物的时间变化状况。‎ ‎2．题组实践 现代地理信息技术已经广泛应用于地理环境的研究，服务于日常生产生活。读下图，回答(1)～(2)题。‎ ‎(1)遥感技术应用于我国防灾减灾的具体内容可包括(　A　)‎ ‎①监测西南旱情 ②监测吉林洪灾水情 ‎③监测甘南山区滑坡情形 ④预测青海地震 A．①②③ B．②③④‎ C．①②④ D．①③④‎ 解析：不同的地物、同一地物的不同状态，其反射波谱不同。地震发生在地下，遥感无法预测。‎ ‎(2)利用上图可以(　A　)‎ A．了解地形和地貌特征，开展土地资源调查 B．监测风沙和干旱灾害，进行灾情预测分析 C．确定时间和空间定位，进行路线筛选导航 D．测算经济和人口数据，确定商业网点布局 解析：题图为遥感影像，可以判断出该地区的地形和地貌特征，有利于开展土地资源调查。‎ 据中国国家粮油信息中心报道，2012年中国小麦预估产量将调降至1.18亿吨，此前预测为1.203亿吨，主因是病虫害。对冬小麦的预估产量主要运用遥感技术，据此回答1～3题。‎ ‎1．在区域地理环境研究中，不属于遥感技术优点的是(　A　)‎ A．不受地面条件的限制 B．监测范围广 C．能够迅速获取信息 D．能实施动态监测 解析：遥感技术对地面进行探测时受地面条件影响较小，但并不是说完全不受地面条件的限制。‎ ‎2．在农业方面，运用遥感技术能够(　A　)‎ ‎①监测耕地变化 ②调查作物分布 ‎③估测粮食产量 ④跟踪产品流向 A．①②③ B．②③④‎ C．①②④ D．①③④‎ 解析：由于不同土地利用类型、作物品种和作物的长势具有不同的反射和辐射波谱，因此可以借助遥感技术监测耕地变化、调查作物分布和估测粮食产量。‎ ‎3．遥感技术能对小麦进行估产的原理是(　D　)‎ A．监测小麦生长的土壤类型 B．监测小麦苗期的生长状况 C．监测不同小麦品种的长势情况 D．监测小麦成熟前的长势情况 解析：对粮食估产主要是监测小麦成熟前的长势情况。‎ 棉花遥感识别是棉花种植面积遥感估算的关键，下图是我国北疆地区不同日期棉花光谱信息与其他作物光谱信息的曲线分析图。图中前3个波段为可见光波段(分别为蓝波段、绿波段、红波段)，第4波段为近红外波段。读图回答4～5题。‎ ‎4．容易将棉花从其他作物中识别出来的最佳波段是(　D　)‎ A．蓝波段 B．绿波段 C．红波段 D．近红外波段 解析：在近红外波段，棉花与其他农作物反射率差距最大，最容易区分。‎ ‎5．根据图中信息及相关知识判断，下列叙述正确的是(　B　)‎ A．6月份和9月份相比，棉花遥感识别最佳时期在6月份 B．盛絮期棉花近红外波段反射率明显升高 C．北疆地区是我国最重要的棉花产区 D．棉花随着植株增高、叶片增多，叶面面积系数增大，覆盖率增大，反射率逐渐降低 解析：盛絮期(9月份)棉花近红外波段反射率比6月份高，也最易与其他作物区分。‎ ‎6．读遥感技术系统示意图，完成下列问题。‎ ‎(1)填写图中遥感技术系统中装备的名称：甲遥感平台，乙传感器。‎ ‎(2)甲装备的作用是搭载传感器；乙装备的作用是接收地面物体辐射、反射的电磁波信息。‎ ‎(3)请简要说出获取卫星遥感图像的工作流程。‎ 答案：(3)卫星上的传感器获取地面物体辐射、反射的电磁波，然后传输给遥感地面系统进行信息处理和分析，并以专业图件或统计数字的形式输出，供用户使用。‎ 解析：遥感技术的运载工具是飞机、飞船和卫星等，它的主要作用是搭载传感器，而传感器的作用是接收地面物体电磁波信息。获取卫星遥感图像的工作流程可用下图表示。‎