2019-2020年高中地理湘教版必修三教學案：第三章 第二節(jié) 遙感技術及其應用(含答案).doc

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2019-2020年高中地理湘教版必修三教學案：第三章 第二節(jié) 遙感技術及其應用(含答案) 一、遙感技術 1．遙感的概念與發(fā)展 (1)概念：指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、性質及其變化的綜合探測技術。 (2)原理：不同物體對電磁波發(fā)射、反射和吸收的特性不同。 (3)特點：監(jiān)測范圍大、瞬時成像、實時傳輸、快速處理、迅速獲取信息、實施動態(tài)監(jiān)測。 2．遙感技術系統(tǒng)與遙感類型 (1)組成：遙感平臺、傳感器、信息傳輸裝置、數字或圖像處理設備以及相關技術等。 (2)遙感分類： 分類依據 主要類型 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 主動式遙感和被動式遙感 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 應用領域或專題 環(huán)境遙感、大氣遙感、資源遙感、海洋遙感、地質遙感、農業(yè)遙感、林業(yè)遙感等 [思考啟迪]　在航天遙感中，衛(wèi)星軌道越高，其遙感圖像的分辨率就一定越低嗎？ 提示：不一定。衛(wèi)星圖像的分辨率受衛(wèi)星軌道高度、所載傳感器類型等因素的綜合影響，而不是只限于衛(wèi)星的軌道高度。 二、遙感與資源普查 1．勘探礦產資源 (1)蘊藏礦產的地方有許多是地質斷裂或環(huán)形構造帶。 (2)分析遙感圖像就可以劃定蘊藏礦產的大致區(qū)域。 2．調查生物資源 (1)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、產量等信息。 (2)服務部門：農業(yè)、林業(yè)、城市綠化、環(huán)境保護等。 三、遙感與環(huán)境災害監(jiān)測 1．意義 (1)為社會的信息化提供高分辨率的信息資源。 (2)改變人們的生產、生活與交往方式，有助于人類重新審視“地球家園”。 (3)提高人們對周圍生活環(huán)境與災害的認識。 2．洪澇災害的監(jiān)測 (1)優(yōu)點：實時和準確地收集洪水分析資料。 (2)作用：為抗洪救災和減災決策提供重要的依據。 [溫馨提示]　由于遙感與人工調查相比具有巨大的優(yōu)越性，所以應用越來越廣泛；但是一些電磁波不明顯(如某種疾病的疫情等)，或在地下，具有突發(fā)性的災害(如地震、火山噴發(fā)等)仍然無法預報。 ——————— 情景導入先思考 ——————— xx年12月24日，成都一處700 m2的“駕校辦公用房、食堂”違建被依法予以強制拆除。華西都市報記者獲悉，這次發(fā)現(xiàn)違建的不是熱心市民，而是一顆運轉在太空軌道的遙感衛(wèi)星。 (1)材料中用到的是哪種地理信息技術？ 提示：遙感技術。 (2)遙感技術的工作原理是什么？ 提示：不同物體對電磁波的發(fā)射、反射和吸收的特性不同。 ——————— 核心要點掌握好 ——————— 一、遙感技術工作流程 1．遙感的關鍵裝置——傳感器 2．遙感技術的工作流程 如圖所示： 二、航天、航空、近地遙感的比較 類型 概念 優(yōu)點 航天遙感 利用衛(wèi)星、航天飛機、宇宙飛船、航天空間站攜帶遙感儀器的遙感 覆蓋范圍大，不受領空限制，可進行重復、定期觀測 航空遙感 利用飛機攜帶遙感儀器的遙感 機動性強，可以根據研究主題選擇適當的傳感器、適當的飛行高度和飛行區(qū)域 近地遙感 距離地面高度幾十米以內的遙感 用于城市遙感、海面污染監(jiān)測、森林火災監(jiān)測等 ——————— 方法技巧很重要 ——————— 圖示法記憶遙感技術的特點 ——————— 應用體驗不可少 ——————— 讀圖，完成1～2題。 1．圖中內容說明航天遙感的特點是(　　) A．監(jiān)測范圍廣　　　　　　 B．時效快，精度高 C．連續(xù)性強 D．準確定位 2．就航天遙感而言，其遙感探測的范圍越大，則(　　) A．獲得資料的速度越慢 B．獲得資料的周期越長 C．對地物的分辨率越低 D．對地物的分辨率越高 解析：1.A　2.C　第1題，由圖中“我一次就可以把半個地球拍攝進去”可知航天遙感的特點是監(jiān)測范圍廣。第2題，獲取資料的速度、周期與探測范圍無關，當探測范圍越大時，分辨率數值越大，顯示信息能力越弱，分辨率越低。 3．讀遙感技術工作原理示意圖，完成下列問題。 (1)從A圖中可以看出，此遙感技術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，對地面的分辨率較________(高或低)。 (2)在B圖中，傳感器接收的是________。 解析：本題考查遙感技術的運載工具和判斷遙感技術分辨率的高低。遙感技術主要是通過接收電磁波來獲取信息，任何物體都反射、輻射不同的電磁波，遙感技術就是依靠這一特點來識別物體的。 答案：(1)飛機　航空攝影　高 (2)地面反射或輻射的電磁波信息 ——————— 情景導入先思考 ——————— 認真閱讀右面漫畫。 (1)漫畫中反映了遙感技術在哪一領域的應用？ 提示：勘探礦產資源。 (2)遙感技術還能應用在哪些領域？ 提示：生物資源調查、環(huán)境災害監(jiān)測等。 ——————— 核心要點掌握好 ——————— 一、遙感與資源普查 勘探礦產資源，調查生物資源、水資源等是遙感技術在資源普查中的應用領域，如下表所示： 應用領域 具體內容 意義 勘探礦產資源 蘊藏礦產的地方有許多是地質斷裂或環(huán)形構造帶，借助遙感技術較容易“發(fā)現(xiàn)”礦產的存在 人們只需要分析遙感圖像就可以劃定蘊藏礦產的大致區(qū)域，大大縮短探礦時間 調查生物資源 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、產量等數據 為農業(yè)、林業(yè)、城市綠化、環(huán)境保護等部門服務 調查水資源 遙感在流域和水資源、農業(yè)節(jié)水灌溉以及水質監(jiān)測和預警、水土保持監(jiān)測等領域得到了廣泛的應用并產生很大影響 為合理利用和保護有限的水資源，提高水資源的利用率提供信息支撐 二、遙感在環(huán)境、災害監(jiān)測中的應用 應用領域 具體內容 意義 環(huán)境監(jiān)測 遙感在監(jiān)測荒漠化、土壤鹽漬化、海上冰山漂流、海洋生態(tài)、全球氣候變化及其影響、植被變化、水體污染、大氣污染等領域得到了廣泛的應用 有利于人們了解環(huán)境變化，使環(huán)境得到保護和改善 災害監(jiān)測 遙感在監(jiān)測旱情、水災、滑坡、泥石流、地震、農林病蟲害、森林火災等領域得到了廣泛的應用 有利于防災減災 ——————— 方法技巧很重要 ——————— 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、顏色、紋理、圖案、位置和布局等。如上圖中我們可以抓住色調和形狀兩個要素進行判讀，依據色調可確定圖中的白色區(qū)域為冰原部分，依據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。 ——————— 應用體驗不可少 ——————— 棉花遙感識別是棉花種植面積遙感估算的關鍵，以下是我國北疆地區(qū)不同日期棉花光譜信息與其他作物光譜信息的曲線分析圖。圖中前3個波段為可見光波段(分別為藍波段、綠波段、紅波段)，第4波段為近紅外波段。讀圖，回答1～3題。 1．容易將棉花從三種作物中識別出來的最佳波段是(　　) A．藍波段　　　　　　　　 B．綠波段 C．紅波段 D．近紅外波段 2．根據圖中信息及相關知識判斷，下列敘述正確的是(　　) A．6月份和9月份相比，棉花遙感識別最佳時相期在6月份 B．盛絮期棉花反射率在1～3波段明顯降低 C．北疆地區(qū)是我國最重要的棉花產區(qū) D．北疆地區(qū)發(fā)展棉花種植業(yè)的優(yōu)勢是耕地面積廣布，便于大規(guī)模的機械化耕作 3．不同的地物和地物的不同狀況有不同的反射率，據此原理，可以利用遙感監(jiān)測的有(　　) ①近海赤潮災害?、谌丝诜植肌、酆Ｉ鲜臀廴尽、芄I(yè)生產總值 A．①② B．③④ C．②④ D．①③ 解析：1.D　2.B　3.D　第1題，4波段為近紅外波段，棉花與番茄、玉米反射率差異明顯，故選D項。第2題，從坐標圖可知，棉花盛絮期為棉花遙感識別最佳時相期，這一時相期棉花反射率在前3個波段明顯降低。我國有三大產棉區(qū)，南疆地區(qū)是其中之一。第3題，遙感不能監(jiān)測人口分布和工業(yè)生產總值，故選D項。 讀xx年我國冬小麥收獲期分布示意圖，回答4～5題。 4．為監(jiān)控焚燒作物秸稈著火點的分布，應使用的地理信息技術是(　　) A．GPS B．RS C．GIS D．GPRS 5．xx年6月11日，焚燒作物秸稈的著火點較多的省份可能是(　　) A．閩 B．贛 C．吉 D．豫 解析：4.B　5.D　第4題，GPS技術用于精確定位，GIS技術用于分析、提供數據，為決策者提供依據。RS利用傳感器接收地物反射的電磁波以圖像膠片或數據磁帶記錄下來，用以揭示物體特征、性質及其變化。第5題，從圖中可以看出，6月11日收割小麥的有山東、河北南部、山西、陜西、甘肅東南部、四川、河南北部、云南。 “遙感”，顧名思義，就是“遙遠的感知”。傳說中的“千里眼”“順風耳”就具有這樣的能力。據此完成1～3題。 1．遙感的工作原理為(　　) A．利用太陽輻射 B．利用地面輻射 C．利用物體反射或輻射的電磁波 D．利用探照設備 2．遙感的關鍵裝置是(　　) A．傳感器　　　　　　　　 B．目標物 C．計算機 D．數據庫 3．人類目前常用的遙感平臺有(　　) ①飛機　②氣球?、坌l(wèi)星　④火箭 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ 解析：1.C　2.A　3.A　第1題，遙感是指通過傳感器記錄目標物反射或輻射的電磁波并通過分析，揭示目標物的特征、性質等的綜合探測技術。第2題，因遙感工作時主要是接收、記錄目標物輻射、反射的電磁波，因此，傳感器是關鍵裝置。第3題，裝載傳感器的平臺稱為遙感平臺，主要是承載傳感器，火箭是指發(fā)射衛(wèi)星等一些航天探測器的運載工具。 委內瑞拉遙感一號衛(wèi)星是由中國研制、發(fā)射，以“在軌交付”的形式，完成項目合同規(guī)定的工作。這顆衛(wèi)星主要用于委內瑞拉國土資源調查、環(huán)境保護、災害監(jiān)測管理，農作物估產和城市規(guī)劃等領域。據此回答4～5題。 4．委內瑞拉遙感一號衛(wèi)星將對生態(tài)環(huán)境和災害進行動態(tài)監(jiān)測，直接應用的技術是(　　) A．數字地球 B．地理信息系統(tǒng) C．全球定位系統(tǒng) D．遙感技術 5．委內瑞拉遙感一號衛(wèi)星不能直接監(jiān)測的自然災害是(　　) A．臺風 B．洪澇 C．地震 D．森林病蟲害 解析：4.D　5.C　第4題，遙感技術主要用于對生態(tài)環(huán)境和災害進行大范圍、全天候動態(tài)監(jiān)測。第5題，地震災害具有突發(fā)性，且發(fā)生在地下，衛(wèi)星不能直接監(jiān)測。 6．不同地物在同一光譜波段上的反射率差異越大，越容易區(qū)分。下圖反映了甲、乙兩類植物在生長期內兩個波段上的反射率。在遙感影像上區(qū)分這兩類植物，應該選擇生長期內影像最合適的一天是(　　) A．①——第30天 B．②——第75天 C．③——第100天 D．④——第130天 解析：選A　應選擇同一光譜波段上的反射率差異最大的時間段。 RS(遙感)在區(qū)域地理環(huán)境的研究中，起著重要作用，讀遙感直觀示意圖，完成7～8題。 7．在區(qū)域地理環(huán)境研究中，不屬于遙感技術優(yōu)點的是(　　) A．不受地面條件的限制 B．監(jiān)測范圍廣 C．能夠迅速獲取信息 D．能實施動態(tài)監(jiān)測 8．在區(qū)域地理環(huán)境研究中，遙感主要應用于(　　) ①資源調查?、谌丝谠鲩L預測?、郗h(huán)境監(jiān)測　④自然災害調查 A．①②④ B．②③④ C．①③④ D．①②③ 解析：7.A　8.C　第7題，遙感技術對地面進行探測時受地面條件影響較小，但并不是說完全不受地面條件的限制。第8題，遙感不能對一個區(qū)域人口增長進行預測。 及時掌握土地利用現(xiàn)狀是實現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要前提。安徽省土地總面積中，各類土地比重約為：平原49.6%，山地15.3%，丘陵27.0%，水面8.1%。據此完成9～10題。 9．調查全省土地利用現(xiàn)狀快捷、高效的手段是(　　) A．遙感 B．地理信息系統(tǒng) C．全球定位系統(tǒng) D．數字地球 10．下表中①、②、③、④項符合安徽省土地利用現(xiàn)狀的是(　　) 表　土地利用類型結構/% 耕地 林地 草地 建設用地 其他用地 ① 57.80 37.32 0.76 3.59 0.53 ② 40.96 25.68 0.16 11.60 21.60 ③ 30.71 31.15 0.37 31.86 5.91 ④ 20.16 50.95 0.56 7.61 20.72 A．① B．② C．③ D．④ 解析：9.A　10.B　第9題，不同土地利用狀況，其反射或輻射的電磁波不同，在遙感的影像資料上差異明顯，所以利用遙感技術可以快捷、高效地調查全省土地利用現(xiàn)狀。第10題，安徽地形以平原為主，對其利用方式以耕地為主。安徽有一部分地區(qū)出現(xiàn)城市化，占據一定的平原地區(qū)，所以建設用地多些，要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，耕地面積應略小于49.6%。 一、選擇題 右圖為國際空間站的宇航員拍下的某火山噴發(fā)羽毛狀的火山灰時的壯觀景象。結合所學知識，完成1～3題。 1．按照電磁波的波譜范圍分，獲取該圖像的遙感方式是(　　) A．可見光遙感 B．紅外遙感 C．微波遙感 D．多譜段遙感 2．按照遙感平臺的高度分，國際空間站屬于________遙感(　　) A．航天 B．航空 C．近地 D．主動式 3．這種遙感的主要優(yōu)點是(　　) ①不受領空限制　②可重復觀測?、蹤C動性強　④分辨率最高 A．②③ B．①③ C．②④ D．①② 解析：1.A　2.A　3.D　第1題，該圖像是可見光下的照片，屬于可見光遙感。第2題，國際空間站運行高度遠遠超過10 000 m，屬于航天遙感。第3題，機動性強是航空遙感的主要優(yōu)點；近地遙感可提供分辨率更高的資料。 “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926.6 kg，高產攻關獲得成功。據此回答4～5題。 4．水稻長勢監(jiān)測依據的是植被指數圖的對比，而植被指數圖的繪制依據的是下圖所示的某地理信息技術工作的主要環(huán)節(jié)，該地理信息技術可能是(　　) A．全球定位系統(tǒng) B．遙感技術 C．地理信息系統(tǒng) D．數字地球 5．實時監(jiān)測和預報水稻病蟲害所運用的地理信息技術是(　　) A．全球定位系統(tǒng)、數字地球 B．遙感技術、地理信息系統(tǒng) C．地理信息系統(tǒng)、數字地球 D．遙感技術、全球定位系統(tǒng) 解析：4.B　5.B　第4題，遙感技術可以用來監(jiān)測水稻的長勢狀況，用于估算糧食產量。第5題，對病蟲害的實時監(jiān)測可運用遙感技術，對獲取的信息進行分析需要運用地理信息系統(tǒng)。 右圖是非洲第一高峰乞力馬扎羅山，距離赤道僅300多千米，其峰頂雪冠正面臨著在50年后消失的威脅。結合所學知識，完成6～8題。 6．圖中影像的獲取主要采用的地理信息技術是(　　) A．遙感(RS) B．電子地圖 C．地理信息系統(tǒng)(GIS) D．網絡技術 7．利用此項技術可直接(　　) A．分析水災損失 B．獲取礦床露頭信息 C．分析礦產種類 D．確定礦床露頭位置 8．陰天時，對地物的分辨率較高的是(　　) A．飛機可見光遙感 B．衛(wèi)星可見光遙感 C．飛機微波遙感 D．衛(wèi)星微波遙感 解析：6.A　7.B　8.C　第6題，遙感技術能提供影像信息功能。圖中影像是遙感影像，是利用遙感技術獲得的。第7題，RS可獲取礦床露頭信息，GIS可分析礦產種類、水災損失。第8題，陰天時，云層阻擋可見光，可見光遙感難以獲得地面清晰影像，故A、B兩項錯誤。微波遙感不受云層干擾，可獲得想要的地面影像，而飛機飛行的高度低，所獲得的影像分辨率更高。 二、綜合題 9．讀下列材料，完成下列問題。 材料一　不同植物類型由于組織結構不同、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查，主要是利用了不同植被的不同____________特征，并由此區(qū)分________。 (2)不同地物在同一光譜波段上的反射率差異越大，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．①③　　　B．①④　　　C．②③　　　D．②④ (3)利用遙感技術進行農作物分布的調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什么？ 解析：第(1)題，不同植被具有不同的光譜特征，這是遙感影像判讀的依據。第(2)題，依據材料一，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，結合所學知識回答即可。第(4)題，材料二為植被的垂直分布圖，反映了自然帶的垂直地域分異規(guī)律。這一自然帶分布規(guī)律形成原因是光、熱和水分隨地勢高低發(fā)生了變化。 答案：(1)光譜　植被類型　(2)D (3)①探測范圍大；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。 (4)垂直地域分異　光、熱(溫度)和水分隨地勢高低的變化發(fā)生分異。