1、第四章 自然地理实践的基本方法第二节 地理信息技术的应用现代地理学中，地理信息技术学科的发展与应用，日益成为地理学前沿科学研究的重要领域，并成为地理学服务于社会生产的主要途径，其主要的“3S”技术已经广泛应用于社会的各个领域。课标强调利用地理信息技术探究有关自然地理的问题，因此本节课的学习，既有利于培养学生对地理信息技术进行探究的兴趣，又能够使学生掌握基本的现代科学技术对地理环境研究的方法，为以后区域地理的学习打下基础。区域认知：通过判读不同地区的遥感影像等，了解其不同区域的主要特征。人地协调观：通过学习地理信息系统，了解各种自然要素和人文要素的分布，及其影响和发展趋势，让学生思考人与自然的关
2、系，培养学生的人地协调观。综合思维：利用所学，并结合物理、计算机科学等相关知识，探究遥感、地理信息系统的工作原理，培养学生的综合思维。地理实践力：通过判读不同地区的遥感影像，在加上实地研究，培养学生在观测能力，从而更好的提高学生的地理实践力。1、重点：学会运用地理信息技术和野外调查的技能。2、难点：能够运用地理信息技术和野外调查的技能，探究有关自然地理的问题。 多媒体 自制教具、地貌景观模型【导入新课】探究：溢油污染影响模拟地理信息技术可以模拟溢油污染事故，有助于更客观全面地分析与评价海洋保护区遭受此事故的污染风险。在渤海湾溢油污染模拟中，研究人员利用地理信息技术模拟了石油在12小时、24小时
3、、36小时、48小时、60小时和72小时的时间内油污到达的地点和扩散线路，并推测出油污的影响范图。思考： 1.要获取溢油污染影响的模拟结果，需要了解哪些地理信息? 2.如何监测石油污染的扩散情况? 【板书】1、全球导航卫星系统及其应用【启发提问】地理信息技术是什么？包括了什么？ 学生分组讨论后回答，相互启发补充。【教师讲解】地理信息技术是指获取、记录、加工、管理和传播地理信息的各种技术手段，主要有全球导航卫星系统（GNSS）、遥感(RS）和地理信息系统（GIS）。【启发提问】什么是全球导航卫星系统？学生分组讨论后回答，相互启发补充。【教师小结】全球导航卫星系统是能在地球表面或近地空间的任何地点
4、，提供全天候的三维坐标、速度、时间信息的导航定位系统。它主要包括美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯全球导航卫星系统（GESLONASS)、欧盟的伽利略导航卫星系统（CALILEO）以及中国的北斗导航卫星系统（BDS）等。其中美国的导航系统发展最早，也此较完善，在世界范围内使用产泛。【启发提问】什么是中国的北斗导航卫星系统？ 学生分组讨论后回答，相互启发补充。【教师小结】 北斗导航卫星系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统，是继美国全球定位系统和俄罗斯格洛纳斯全球导航卫星系统后世界上第三个成熟的全球导航卫星系统。【启发提问】北斗导航卫星系统是怎么工作的？学生讨论、回答： 【教师小
5、结】北斗导航卫星系统是我国着眼于国家安全和社会经济发展需要，自主建设、独立运行的导航卫星系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。北斗导航卫星系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。它融合了导航与通信能力，具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。2018年底，“北斗三号”基本系统完成建设，开始提供全球服务。【启发提问】北斗导航卫星系统可以应用到哪些方面 ？学生讨论、回答： 【教师小结】目前，北斗导航卫星系统已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾和应急搜救
6、等领域。【启发提问】全球导航卫星系统有什么作用 ？ 学生讨论、回答： 【教师小结】全球导航卫星系统的主要功能是定位、导航等，这在森林普查与规划、海洋调查与监测、气象及地质灾害的监测与救援等领域都有广泛应用。【启发提问】全球导航卫星系统在林业调查方面有哪些作用 ？学生根据投影片讨论、总结。【教师总结】在林业调查方面，全球导航卫星系统的应用能够有效提高森林资源的管理效率。由于全球定位系统测量的精度高，操作简便，而且仪器体积小、便于携带，可以全天候操作，因而广泛应用于测定森林面积、道路位置、森林火灾地区位置，界定边界线，估算木材含量，寻找水源等林业测量领域。在得到调查样地的详细位置，充分了解森林资源
7、多样性的基础上，可以适时做出调整，为林业的发展做进一步规划。【启发提问】全球导航卫星系统在海洋观测方面有哪些作用？学生讨论、回答： 【教师总结】在海洋观测方面，引入导航卫星系统能够实现对地壳运动、海平面变化、海洋气象等方面的有效监测。例如，引入全球导航卫星系统技术建立全球定位系统连续运行观测站，是国际上正在采用的重要对地观测手段，主要用于地壳运动监测、大气和海平面变化监测等方面。它可以提供潮汐观测站站址的周、月、年变化率，监测海平面实际变化，能够及时提供大气中水汽含量变化信息，为海洋气象预报服务，还能在线提供空间位置基准，为海岸带和近海海洋调查服务。【启发提问】全球导航卫星系统在气象观测方面有
8、哪些作用？学生讨论、回答： 【教师总结】 在气象观测领域，全球导航卫星系统技术发挥着越来越重要的作用。例如，使用全球定位系统研究大气，特别是研究对流层的大气特征。我国多个地区也已经全面开始应用北斗导航卫星系统，进行区域自动气象站的建设，弥补了原有气象站的不足。随着技术的发展，全球导航卫星系统将成为新一代气象观测系统的主要部分，在天气预报中发挥重要作用。【板书】2、遥感及其应用【启发提问】什么是遥感？学生讨论、回答： 【教师总结】遥感，即“遥远的感知”。 广义的理解，遥感泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、声波、地震波等的探测， 狭义的理解，遥感指应用探测仪器，不与探测目标近距离接触，从远
9、处把目标的电磁没特性记录下来，通过分析，揭示目标的特征和变化的综合性探测技术。【启发提问】遥感的工作过程是怎样的？学生讨论、回答： 【教师总结】遥感的核心在于获取信息的遥感技术设备，主要包括遥感平台和传感器。传感器可以接收地物体反射或辐射的电磁波信息，并以影像胶片或数据磁带的形式记录下来，传送到地面接收站。地面接收站对遥感信息进行处理和判读分析，并进行野外实地验证，最后生成遥感影像，为资源勘探、动态监测和规划决策服务。【启发提问】什么是遥感影像？学生讨论、回答： 【教师总结】遥感影像是各种传感器所获信息的产物，是遥感探测目标的信息载体，主要包括航空像片和卫星影像。遥感影像由成千上万的像元组成。
10、像元是遥感影像上能够详细区分的最小单元，简称图像分辨率。1米分辨率指影像上的一个像元表示地面上1平方米的范围。由此可知，该数值越小，影像显示地表信息细节的能力越强，分辨率就越高。 遥感影像有黑白和彩色之分。黑白影像是根据物体的灰度差异呈现的，一般建筑物颜色较浅，草地和森林颜色较深。彩色影像有真彩色和假彩色之分，真彩色影像上地物颜色能够真实反映实际地物的颜色特征，符合人的认知习惯；假彩色影像是将图像上地物颜色转变为与实际地物不一致的色彩，可以提高特定目标物的可鉴定度。【启发提问】遥感目前有什么应用？学生讨论、回答： 【教师总结】遥感的应用目前，遥感已经广泛应用于自然地理研究的诸多领域，在地貌、气
11、候、水文、土壤和植被的调查和监测中都发挥着重要作用。例如，识别不同的地貌类型，观测全球气候变化，监测海水运动与变化，识别植被类型与分布结构，监测灾害并预警等，都少不了遥感技术的应用。【启发提问】遥感在环境和灾害监测方面有什么应用？学生讨论、回答： 【教师总结】在环境和灾害监测方面，遥感技术能够快速准确地获取区域的环境和灾害信息，及时发现环境和灾害的变化，预测将要出现的问题。由遥感技术获得的环境和灾害动态观测数据，通过地理信息系统的快速分析和处理，能够为决策部门提供科学依据。【启发提问】遥感在其他方面有什么应用？学生讨论、回答： 【教师总结】遥感主要应用于水资源调查、水土流失调查、冰雪检测、海岸
12、带及浅海地形调查等。遥感不仅能确定地表江河、湖沼和冰雪的分布、面积、水量和水质，还能勘查浅属地下水资源。列如，通过判读分析青藏高原地区的遥感影像，不仅发现了地图上已有的部分湖泊面积、形状的差错，还发现了300多个地图上没有的湖泊。遥感能为水文研究提供长期动态情报，帮助预报和监测早情、融雪、径流、洪水。例如，卫星遥感可以实时监测洪水的动向，调查洪水泛滥范围，迅速确定洪涝面积和受灾程度。【板书】3、地理信息系统【启发提问】什么是地理信息系统？学生讨论、回答： 【教师总结】地理信息系统是依靠计算机实现地理信息的收集、处理、储存、分析和应用的系统。地理信息系统为地理信息资源的共享提供了最便捷的技术支持
13、。利用地理信息系统可以储存庞大的空间数据，不但能随时制作电子地图，还有详细的属性资料可供查询，并能进行多种空间分析，以此来模拟区域内的资源、人口等要素的空间规律和发展趋势。【启发提问】地理信息系统可以解决什么问题？学生讨论、回答： 【教师总结】作为地理信息的自动处理与分析系统，地理信息系统的功能遍及数据采集、数据分析、决策应用的全部过程。地理信息系统一般可以解决以下问题。 位置分析。解决与“位置”有关的问题。例如，分析可可西里藏羚羊的空间分布情况。 趋势研究。包括空间趋势和随时间的演恋趋势，如分析过去20年青藏高原地区冰川面积和分布的变化情况。 模式研究。特定区域地理事物的分布及其组合都有一定的规律，通过模式分析，可以揭示各种地物之间的空间关系。例如，分析一个地区的地形、土壤与特定作物种植之间的关系。 模拟分析。利用地理信息系统，将已掌握的地理规律用数学方法表达出来，即建立模型，来模拟其中某种因素的变化、以及产生的结果。例如，建立洪水预测模型，就可根据降水量、降水强度、降水持续时间，预测洪水发生的时间和可能淹没的范围。【全课小结】【布置作业】完成填充图册相应的练习。板书设计第一节：地理信息技术的应用一、全球导航卫星系统二、遥感三、地理信息系统
