2019届高考地理一轮复习湘教版：第9章第3节地理信息技术应用学案

2019届高考地理一轮复习湘教版：第9章第3节地理信息技术应用学案

第3节　地理信息技术应用 本节复习脉络：‎ 考点一| 地理信息系统(GIS)与数字地球 ‎ [识记—基础梳理]‎ ‎1．地理信息系统(GIS)及其应用 ‎ (1)概念 ‎ 一种以采集、存储、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。‎ ‎ (2)功能 ‎ ①具有一般信息系统的存储、管理数据功能。‎ ‎ ②显示数据的空间分布。‎ ‎ ③具有强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能。‎ ‎ (3)系统组成 ‎ 硬件设备、地理数据、GIS软件、GIS人员和应用模型五部分。‎ ‎ (4)工作过程 ‎ (5)在城市管理中的应用 ‎ 城市规划和管理、基础设施管理、土地利用与管理、生态环境管理。‎ GIS的优点 ‎(1)信息量大、使用方便。地理信息系统可提供反映区域状况的各种空间信息，并可建立提示区域结构特征和发展规律的模型。‎ ‎(2)功能强大、完备。地理信息系统可以提供查询检索、空间分析、修改补充、距离测算等多种功能。‎ ‎(3)能够进行动态监测和预测评估。‎ ‎2．数字地球 ‎ (1)概念 ‎ 是信息化的地球——地球的虚拟对照体。‎ ‎ (2)核心 ‎ 用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会等方面的问题。‎ ‎ (3)关键技术 ‎ ①信息高速公路与高速网络技术。‎ ‎ ②高分辨率卫星遥感技术。‎ ‎ ③空间信息技术与空间数据基础设施。‎ ‎ ④大容量数据存储技术。‎ ‎ ⑤可视化和虚拟现实技术。‎ ‎ ⑥高性能计算能力。‎ ‎ (4)特点 ‎ 信息化、网络化、全球化。‎ ‎[理解—要点突破]‎ ‎1．在区域地理研究中的应用 ‎2．在城市建设和管理中的典型应用 应用领域 主要功能 信息管理 与服务 主要向城市居民提供日常工作与生活所需的各种信息 规划和管理 主要是进行城市规划设计、工程选址等，也可以进行城市管理和辅助决策 基础设施 管理 利用GIS能够完成工程设计、应急抢修、日常维护等工作，可大幅度提高工作效率 土地利用 与管理 土地利用涉及土地利用性质变化、地块轮廓变化、土地权属关系变更等内容。GIS技术可以有效完成对土地利用状况的监控和管理，提高工作质量与效率 生态环境 管理 应用GIS技术，可以实现城市生态规划、环境评价、环境与区域可持续发展的决策分析、环保设施的管理等 ‎3．在灾害监测中的应用 ‎ 应用地理信息系统，并借助于遥感技术，可有效地监测和预报洪涝灾害、森林火灾等。‎ ‎[运用—考向通关]‎ 考向1　地理信息系统在区域地理环境研究中的应用 ‎(2016·浙江高考)云杉(亚寒带代表性针叶树种)分布与全球气候变化密切相关。为研究北美洲气候变化，用恢复历史植物分布的方法，得到距今2.1万年(图甲)、距今5千年(图乙)和距今5百年(图丙)北美洲云杉主要分布区图。完成下题。‎ ‎　　　　　　 　甲　　　 乙　 　　丙 ‎1．运用地理信息技术得到甲、乙、丙三幅云杉主要分布区图，其研究过程是(　　)‎ ‎ ①实验分析并建立云杉主要分布区地理信息数据库 ‎ ②运用GPS对野外采样点进行空间定位 ‎ ③运用GIS分析和输出云杉主要分布区地理信息数据 ‎ A．①②③　　　　　　　 B．①③②‎ ‎ C．③②① D．②①③‎ ‎ [思维流程]　‎ ‎ ⇒⇒⇒ ‎ D　[运用地理信息技术获取三幅云杉主要分布区图，首先需要通过GPS获取云杉分布区的位置信息，然后建立云杉分布信息的数据库，最后用GIS进行分析处理，并输出数据(云杉主要分布区图)，所以其研究过程是②①③，故选项D正确。]‎ 下图是某地山体滑坡后堵塞河道形成堰塞湖的影像。读图，回答下题。‎ ‎2．图中堰塞体垮塌后可能会淹没下游沿岸居民点，可快速确定需要转移人口区域的技术是(　　)‎ ‎ A．遥感(RS) ‎ ‎ B．地理信息系统(GIS)‎ ‎ C．全球定位系统(GPS)‎ ‎ D．北斗导航系统(BDS)‎ ‎ B　[确定需要转移人口区域，需要对影像图进行分析，需要模拟堰塞湖决口可能会淹没的范围。遥感的主要功能是获取地理信息；全球定位系统和北斗导航系统的功能主要是定位和导航；只有地理信息系统能对地理空间信息进行分析处理。]‎ 考向2　地理信息系统在城市管理方面的应用 下图示意新一代信息技术支撑下的智慧城市。读图，回答3～4题。 ‎ ‎3．地理信息系统为智慧城市建设提供(　　)‎ ‎ A．分析、管理空间信息　　 B．跟踪动态定位信息 ‎ C．整合、集成网络信息 D．获取实时通讯信息 ‎4．智慧城市建设对城市发展最重要的作用是(　　)‎ ‎ A．调整地域结构 B．加速人口集聚 ‎ C．扩大空间规模 D．提升服务功能 ‎ 3．A　4.D　[第3题，地理信息系统的作用主要是对信息进行分析、加工和管理；跟踪动态定位是全球定位系统的功能；网络信息不属于地理空间信息，其整合、集成不属于地理信息系统的作用；获取实时通讯信息是通讯工具的作用。第4题，从示意图中可看出，智慧城市实际上就是高度信息化的城市管理系统，智慧政务、智慧交通和智慧社区都属于城市管理和服务范畴。因此智慧城市建设能够提升服务功能。]‎ ‎5．为了规划鸟类自然保护区，在获取了不同鸟类的觅食半径等资料后，准确划定保护区范围可以采用的效率最高的技术手段是(　　)‎ ‎ A．GIS B．GPS ‎ C．RS D．手工绘图 ‎ A　[解答本题的关键是明白以下字眼，如“获取资料后”“准确划定保护范围”“效率最高”等。GIS是对信息源进行分析、加工和建模。从题中描述来看A项符合题意。GPS主要是定位和导航，为用户提供三维坐标等。RS主要是在获取信息方面发挥作用。手工绘图效率低。B、C、D项都不符合题意。]‎ ‎6．下图示意我国某家电企业组织的空间分布，地理信息系统能够辅助(　　)‎ ‎ A．企业空间布局决策 B．总部调控生产 ‎ C．总部监控产品质量 D．研发中心创意 ‎ A　[地理信息系统是专门处理地理空间数据、分析空间信息的系统，因此A选项符合这一特征。“调控”“监控”“创意”都不属于空间信息。]‎ 考向3　地理信息系统在灾害监测中的应用 结合材料，运用知识，回答7～8题。‎ ‎“GIS”的英文全名是Geographical Information System，也叫地理信息系统。具有地图处理、数据库和空间分析这三大功能。GIS不仅可以像传统地图一样，解决与“地点”“状况”有关的查询，而且能进行趋势分析，复杂的“模式分析”和用“虚拟模拟”进行预测性分析。‎ ‎7．如果将GIS用来监测森林火灾，可以(　　)‎ ‎ A．分析、判断引起火灾的原因 ‎ B．预测森林火灾的发生地点 ‎ C．预测森林火灾后所造成的后果 ‎ D．及时知道火灾的地点、范围，分析火势蔓延方向，制定灭火方案 ‎8．有的渔民已利用GIS技术来寻找鱼群，如果普遍引用这一技术(　　)‎ ‎ A．可以使渔获量持续增长 ‎ B．可能导致过度捕捞，使渔业资源枯竭 ‎ C．会增加渔业的生产成本 ‎ D．会促进渔业生产，加大对渔业资源的开发利用，提高渔民的生活水平 ‎ 7．D　8.B　[GIS可以通过对有关信息的统计、分析，从而能发现事物变化趋势，提出方案。若大规模使用该技术捕鱼，则可能导致渔业资源的枯竭。]‎ 考点二| 遥感技术(RS)的应用 ‎ [识记—基础梳理]‎ ‎1．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。‎ ‎2．工作原理 ‎ 不同物体对电磁波发射、反射和吸收的特性不同。‎ ‎3．优点 ‎ (1)视域广阔，监测范围大。‎ ‎ (2)能够瞬时成像、实时传输、快速处理。‎ ‎ (3)迅速获取信息和实施动态监测。‎ ‎4．遥感技术系统 ‎ 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。‎ ‎5．遥感类型(根据遥感平台的高度)‎ 类型 运载工具(或概念)‎ 优点(或用途)‎ 航天 遥感 专题卫星、航天飞机、宇宙飞船、航天空间站等 覆盖范围大，不受领空限制，可进行定期、重复观测等 航空 遥感 飞机 机动性强，可根据研究主题选择适当的传感器、适当的飞行高度和飞行区域 近地 遥感 距地面高度在几十米以内的遥感 主要用于城市遥感、海面污染监测、森林火灾监测等中高分辨率的遥感任务中 ‎6．应用 ‎ (1)资源普查：勘探矿产资源，调查生物资源、水资源等。‎ ‎ (2)环境灾害监测：实时、准确地为救灾与减灾提供决策依据。‎ ‎[理解—要点突破]‎ 目前遥感在资源普查、环境和灾害监测、农业等方面运用广泛，具体应用分析 如下：‎ ‎1．资源普查、环境和灾害监测 应用领域 具体内容 应用方向 资 源 普 查 矿产资源 有许多蕴藏矿产的地方是地质断裂或环形构造带，较容易借助遥感“发现”矿产 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 生物资源 通过遥感图像解译，用图像处理技术，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 环境和灾害监测 环境监测 监测荒漠化、土壤盐碱化、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 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 监测旱情、洪灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等 有利于防灾减灾 ‎2．农业方面 ‎[运用—考向通关]‎ 考向1　遥感技术在资源普查中的应用 ‎(2016·江苏高考)下图为某地区地理信息系统数据库示意图。读图，回答1～2题。 【导学号：92040114】‎ ‎1．以下图层组合最适合用遥感(RS)技术获取信息的是(　　)‎ ‎ A．①②④ 　　　　　　　 B．①③⑤‎ ‎ C．③④⑥ D．②③⑥‎ ‎2．进行农业适宜性评价可以利用的图层组合是(　　)‎ ‎ A．①②④⑤ B．②③④⑤‎ ‎ C．②③④⑥ D．①③⑤⑥‎ ‎ 1．A　2.C　[第1题，遥感是通过各种遥测仪器对地球表面实施感应遥测和资源管理的监视(如树木、草地、土壤、水、矿物等的资源管理)结合起来的一种新技术，只是感知地表事物，因此排除岩层和地下水。第2题，进行农业生产活动的自然区位因素多与地形、气候、土壤、水源等相联系，与居民点和岩层联系不大。]‎ 考向2　遥感技术在环境、灾害监测中的应用 ‎2013年6月19日一场罕见雾霾袭击新加坡。读图，完成下题。‎ ‎3．用于对雾霾的分布范围的监测系统还可用来(　　)‎ ‎ A．出行导航　　　　　　　 B．规划城市道路交通 ‎ C．进行矿物地质探测 D．建立城市管理数据模型 ‎ C　[对雾霾的监测应用了遥感技术，该技术还可以用于对矿物的地质探测。]‎ 考向3　遥感技术在农业方面的应用 ‎4．在农业方面，运用遥感技术能够(　　)‎ ‎ 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 ‎ A　[遥感为视力的延伸，能监测耕地变化、作物分布及根据作物长势估测粮食产量等。]‎ ‎5．水稻是亚洲主要的粮食作物，病虫害防治是保障其高产稳产的重要措施。实时监测和预报水稻病虫害灾情所运用的地理信息技术是(　　)‎ ‎ A．全球定位系统、数字地球 ‎ B．遥感技术、地理信息系统 ‎ C．地理信息系统、数字地球 ‎ D．遥感技术、全球定位系统 ‎ B　[遥感(RS)是用来观测事物的，由于下垫面的反射率不同，通过分析拍出的照片就可以获悉农作物的生长情况，即时性较强。全球定位系统(GPS)是用来定位的。地理信息系统(GIS)是用来空间查询、分析、模拟、统计和预测等方面的系统。数字地球就是以“3S”(GPS、RS、GIS)为基础的一种综合的系统，其可为人类工作、学习、生活娱乐服务。由题干“实时监测和预报”可知答案。]‎ 考点三| 全球定位系统(GPS)的应用 ‎ [识记—基础梳理]‎ ‎1．概念 ‎ 具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。‎ ‎2．系统组成 空间星座 由21颗工作卫星、3颗备用卫星组成 地面控制系统 包括1个主控站、3个注入站和5个监控站 用户系统 用于接收GPS卫星发射的信号 ‎3．应用 ‎ (1)最初用于军事领域。‎ ‎ (2)目前拓展到交通、邮电、地矿、建筑，以及农业、气象、土地管理、金融、公安等部门和行业。‎ ‎ (3)其他用途：还可监测地壳的微小移动，从而帮助预报地震；与GIS、RS结合，为资源调查、工程管理、精细农业服务等。‎ ‎[理解—要点突破]‎ ‎ 全球定位系统广泛应用于军用、民用两领域，在军用领域主要体现在定位和导航两大方面，在民用领域主要体现在以下几个方面：‎ ‎[运用—考向通关]‎ ‎1．下图为我国某区域冬季某日8时至次日8时的降雪量和积雪深度分布图，道路积雪会影响交通，应用GPS技术可以(　　)‎ ‎ A．获取道路积雪影像数据 ‎ B．解译积雪遥感影像 ‎ C．分析道路积雪空间分布 ‎ D．确定待救援车辆位置 ‎ D　[GPS具有导航、定位功能，而“获取”是RS的主要功能，“解译”“分析”是GIS的主要功能，所以选D。]‎ ‎2．‎2013年4月20日，四川雅安芦山县发生7.0级地震。在震后救灾中，北斗卫星导航系统(BDS)发挥了重要作用。BDS是我国自行研制的全球卫星定位与短文通信系统，是继美国全球定位系统(GPS)和俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)之后的第三个成熟的卫星导航系统。BDS在抗震救灾中发挥的主要作用有 ‎(　　)‎ ‎ ①提供灾区的影像　②统计灾区的经济损失　③确定救灾人员的位置　④提供短文联络 ‎ A．①②　　　　　　　　　 B．①③‎ ‎ C．②③ D．③④‎ ‎ D　[材料中说明了BDS的功能是定位和短文通信，由此可以确定③④的描述是正确的。提供灾区影像的技术是RS，统计灾区经济损失的技术是GIS。]‎ 地理图表专攻(十二)| “3S”图像的判读 ‎ “3S”图像往往作为考查的载体，主要考查“3S”技术的应用。在遥感图像中，主要是遥感影像图及根据遥感影像绘制的图形；GIS图像主要是根据GIS的图层叠加原理，展示不同的图层；GPS多以材料为背景，图像呈现不多，一般仅通过手持机界面图或工作流程图来考查，但与RS及GIS的综合应用所得的图像也是较为常见的呈现方式。‎ ‎[识记—常考图示]‎ ‎　‎ 图1　某冰川遥感影像　　图2　GIS图层叠加示意图 ‎　‎ 图3　手持机界面图　　　　图4　综合图(某城市中心城区月 交通事故次数示意图)‎ ‎[领悟—判读技巧]‎ ‎1．判读此类图应知应会的基础知识 ‎ (1)“3S”技术应用的选择技巧 ‎ 在实例分析中，判断地理信息技术类型，应把握以下技巧：‎ ‎ ①看对应的地物的特点：一般而言遥感技术和地理信息系统针对的是“面状”地物，范围比较大；而全球定位系统针对的是“点状”地物，要求的精度高。‎ ‎ ②看工作本质特征：遥感侧重采集信息的感知手段，其本质上是属于“‎ 浏览地面”的过程；全球定位系统虽然也侧重采集信息，但其本质上是属于“聚焦于点”的过程；而地理信息系统是在一定的数据源的基础上侧重“分析、计算”，其本质上相当于人的“想、算”的活动过程。‎ ‎ ③看工作成果的时效性：遥感与全球定位系统的工作成果都具有实时性的特点，或者显示的是过去的地物特征，而地理信息系统的工作成果往往是具有预测性的，具有“将来时”的特点。‎ ‎ (2)“3S”判断地理特征的技巧 ‎ RS图像要根据形状特征、色调深浅反映出的地理事物推断其典型的地理特征；GPS图像要根据界面数值读出具体的经纬度、高程、时间信息，判断地理特征；GIS图像要从图层的组成、地理事物之间的联系、图层重叠后多要素综合分布特征判断区域或要素的地理特征。‎ ‎2．此类图的判读技巧 ‎ 这类图像在判读时，一定要利用题干和图中信息，结合“3S”技术各自的特点和功能，准确判断出所属的图像类型，再进一步分析其基础应用或原理。‎ ‎ (1)遥感影像图的判读(如图1)‎ ‎ ①遥感影像图中常见地形、地貌的特征：‎ 类型 特征 平原 色调均一，其中常有水系形成的花纹，耕地形成的色斑以及不同色调的城镇 山地 以山脊为界形成阴阳坡，在影像上阳坡为浅色调，阴坡为深色调；山愈高，色调差异愈大 沙丘 多分布在干旱地区，江河、湖海岸边也有零星分布，在各波段均呈浅色调，在沙漠地区水系稀少，河流只显示出较大的主干河道，而缺少细小的支流 黄土 在各波段均呈均匀的浅色调，其影像表现为密集型树枝状水系所组成的花纹图案 ‎ ②高考试卷目前仍是黑白印刷，所以遥感影像图在颜色上的判读不便考查。所以主要是从形状特征上考查，或者借助色调的深浅进行判读。一般地物，如水体、城市、道路、农业用地、林地等的简易判读标志如下表所示：‎ 类型 形状特征和色调深浅 河流 常为界线明显、自然弯曲、宽窄不一的带状，上面常有堤坝、桥梁等人工建筑。河水比较混浊或者水较浅，则色调浅；河水清澈或水较深，则色调较深 湖泊 湖岸呈自然弯曲的闭合曲线，轮廓较为明显。常为均匀的深色调 城市 钢筋水泥结构的房屋，排列较规则整齐；砖木结构的房屋排列不规则；钢筋水泥结构的房屋色调多为浅灰；砖木结构的房屋色调多为深灰；城市的夜景在周围深色调的背景下，呈现点状或面状亮区 道路 一般呈线状延伸，道路间有交叉点。色调从浅灰到深灰。简易公路多为砂石路面，色调较浅，沥青路面呈现深灰色 农业 用地 在形态特征上常常是被道路分隔为一块块长方形 林地 往往可以观察到高大树木投下的阴影 ‎ (2)GIS叠加示意图的判读(如图2)‎ ‎ 首先要明确GIS图层叠加示意图是由哪些专题图层组成的，其次要明确不同的专题图层反映的地理事物之间的空间联系，最后要明确图层叠加之后反映的地理要素特征。‎ 叠加图层 新生(应用)主体 人口密度与交通线路及规划图 新建商业中心选址 河流分布、坡度分布、土石分布 泥石流易发区 水系、土地利用、居民点、地形、土壤 耕地的分类和评价 水系、土地利用、居民点、地形、土壤、水文地质、区域规划 深埋垃圾场选址 人口密度图、行政区划图、行政区人口基数 各行政区人口增长率 坡向分布、岩石倾斜 滑坡易发区 ‎3．全球定位系统图像及综合图的判读 ‎ (1)手持机界面图(如图3)：主要是判读界面上的地理坐标和海拔高度。‎ ‎ (2)综合图(如图4)：常见的如某城市中心城区月交通事故次数示意图，应借助于GPS和GIS制作。导航地图，需要运用GPS和GIS。‎ ‎[运用—母题迁移]‎ ‎[母题]　图1为某冰川所在区域遥感影像，图2为根据1973、2009年遥感影像提取的该冰川分布图层(局部)，图中每个方格面积表示900平方米。读图，回答(1)～(2)题。‎ ‎ (1)图1中甲点所处的地形是(　　)‎ ‎ A．山谷　　 B．山脊　　‎ ‎ C．冲积扇　　 D．盆地 ‎ (2)图2所示区域冰川面积变化的情况是(　　)‎ ‎ A．减少了1 800平方米 ‎ B．增加了1 800平方米 ‎ C．增加了2 700平方米 ‎ D．减少了2 700平方米 ‎ [解图流程]　‎ ‎ [答案]　(1)A　(2)D ‎[迁移应用]‎ 下图是利用地理信息技术制作的某城市中心城区月交通事故次数示意图。‎ 读图，回答1～2题。‎ ‎1．该图的制作与应用借助于(　　)‎ ‎ A．遥感技术获取道路网信息，测定监测点分布 ‎ B．全球定位系统确定事故的位置，预测交通流量 ‎ C．地理信息系统查询事故频次，分析出警最优路径 ‎ D．数字地球技术，实现道路与监测点的互换 ‎2．根据图中交通网络，可以推断该地区(　　)‎ ‎ A．甲地是城市中心商务区所在地 ‎ B．乙地适宜建大型地面停车场 ‎ C．对外联系主要通道在西北方向 ‎ D．商业网点密度东部大于西部 ‎ 1．C　2.D　[第1题，遥感技术的主要功能是远距离获取地面信息；全球定位系统主要用于精确定位；地理信息系统主要是通过计算机分析地理数据、模拟地理状况。由题干中的“该图的制作与应用”这一信息可知，主要借助于地理信息系统。第2题，中心商务区交通便利，但不应分布在快速干道处。乙地为快速干道经过处，不适合建大型地面停车场。对外联系通道主要靠快速干道，快速干道主要分布在东部和南部。东部监测点多，说明人流车流量大，商业网点也就密集。]‎ 地理信息系统(GIS)可应用于城市规划研究。读图，回答3～4题。‎ ‎3．该城市中心区位于图示区域的(　　)‎ ‎ A．东北部　　　　　　 B．西南部 ‎ C．西北部 D．东南部 ‎4．若在该区域新建物流中心，最宜选择在(　　)‎ ‎ A．甲 B．乙 ‎ C．丙 D．丁 ‎ 3．B　4.D　[第3题，城市中心区是商业区，据地价图层可知，商业区中心地价高，位于西南部(注意图中指向标)。第4题，建物流中心的区位要求是：地价较低、交通便利，综合各种图示，丁地符合条件。]‎