逍遥学能 2013-03-28 21:40
第29讲 地理信息技术在区域地理环境研究中的应用
【考点整合】
【要点热点探究】
探究点一 遥感（RS）及其应用
1.遥感系统工作原理图示
遥感的工作过程比较复杂，但之所以难以理解是因为没有把遥感的过程想像成立体图。现图示如下，以助理解。
地面物体（目标物）辐射或反射的电磁波，被传感器（安装于飞机或卫星上）所接收，然后将信息传导给遥感地面接收系统，由地面系统进行分析处理，形成成果，以供参考。
2.遥感技术与传统方法的比较：遥感是提高研究工作精确度与质量的主要手段，节省人力、财力，从而提高效率。传统的研究方法是从点线的实地观测入手，逐步过渡到面上的研究，全是由人工完成，精度低，效率差。遥感技术是从整个面上的区域分析入手，然后有重点地选择若干点、县进行野外验证和检查，从而提高了精度和效率。
3. 遥感的应用
⑴遥感在资普查中的应用
应用领域具体内容备注
矿产资蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或环形构造带，较容易借助遥感技术“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
⑵遥感技术在环境、灾害监测中的应用
应用领域具体内容备注
环境监测荒漠化、土壤盐渍化、海上冰漂流、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
灾害监测旱情、水灾、滑坡、虫害、森林火灾、泥石流、地震、农林病有利于防灾减灾
例1 依据所学知识，回答⑴-⑶题。
⑴下列技术中，关键装置为传感器的是（ ）
A．遥感技术 B．地理信息技术 C．全球定位技术 D．电子通信技术
⑵若想实时获取大范围洪涝灾害的分布及面积等信息，优先选用的地理信息技术应是（ ）
A．人工实测 B．电脑虚拟技术 C．遥感 D．全球定位系统
⑶遥感技术用于防灾减灾的具体监测内容包括 （ ）
①旱情 ②水灾 ③滑坡 ④农林病虫害
A．①②③ B．①②④ C．①②③④D．②③④
命题意图：本题考查了遥感技术的基本常识及其应用领域，以进一步加深对遥感的理解和把握。
解析：遥感技术利用安装在飞机或卫星上的传感器将地面物体（目标物）辐射或反射的电磁波信息记录下，因此传感器是遥感技术的关键装置。遥感具有探测范围大、获取资料快、受地面条限制少、获取信息量大等特点，因此被广泛应用于各类灾害监测，如旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等。
答案：⑴A ⑵C ⑶C
探究点二 全球定位系统的应用领域
例2 (2011届东北三省三校高三第一次联考试题)某同学在自行车土安装全球定位系统(GPS)，并用每10秒自动记录一点的方式把自行车所到之处记录下，再将这些资料上传到Coogle地球上展示，如图3。据此回答
该同学在公路上行进过程中，GPS的点位记录如图中公路上黑点所示，最可能是该同学所骑道路的剖面图的是( )
命题意图：本题以“3S"技术的应用为背景，考查学生获取和解读地理信息的能力。难度较大。
解析：本题的解题关键在于理解相同时间段记录点之间的距离和坡度之间的关系。由题图可知，时间间隔相同的情况下，记录点越密集，说明坡度越大，经过的路程越短，应为上坡，反之，为下坡；记录点分布均匀，说明道路比较平坦。图中甲乙段记录点分布较均匀，道路较平坦；乙丙段记录点分布较密集，应为上坡；丙丁段，分布稀疏，应为下坡；丁段以上分布密集，应为上坡，结合选项可选D。
答案：D
探究点三 地理信息系统及其应用
1．地理信息系统的概念
(1)地理信息系统在区域地理环境研究中的应用
(2)地理信息系统在城市管理中的应用
在地理信息系统中，可以对城市多方面的信息进行查询、修改、补充、距离测算等工作，从而为城市管理提方便。
例3 （2010年普通高校招生统一考试福建卷）图5甲、乙分别示意京津冀都市圈2000年人口密度分布和人口增长率。完成⑴-⑵题。
⑴导致该都市圈人口增长空间分布差异的主要原因是
A．东部、南部地区经济收入较低 B．西部、北部地区市场潜力较大
C．东部、南部地区非农产业发达 D．西部、北部地区制造业集中
⑵应用GIS技术在图甲基础上制作图乙，需要添加的数据是
A．1999年各行政区的人口数量 B．2000年各行政区的人口数量
C．各行政区的边界 D．各行政区的面积
命题意图：本题考查了地理信息系统的原理及其应用，通过该图让学生更进一步的理解地理信息系统的信息是按照图层分布的特点。
解析：⑴考查人口空间分布的因素.由于东部南部地区非农业发达,使得大量人口向东部南部地区迁移,导致东南部地区人口密集。⑵考查GIS技术的工作原理和应用.由于图乙为2000年的人口增长率图,所以需要1999年各行政区的人口数量,才可计算出2000年各行政区的人口数量。
答案： ⑴C ⑵A
【变式训练】（2008•东卷）目前对地球形状的精确研究主要是基于
A.遥感技术和地理信息系统 B.全球定位系统和地理信息系统
C.遥感技术和全球定位系统 D.数字地球
命题意图：本题考查现代化技术的应用，需要对3S技术的应用领域熟练掌握的基础上才可以作答。
解析：遥感技术可以选用不同的波段和不同的遥感仪器，对遥远的地物进行感知，具有探测范围大、获得资料快、受地面条限制少等优点；地理信息系统是专门处理地理空间数据的计算机系统，可以及时将遥感等获得的信息加以处理，从而有广泛的应用领域。目前对地球形状的精确研究主要是基于遥感技术和地理信息系统。全球定位系统主要是在全球范围内适时进行导航、定位，数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作为工具支持和改善人类活动和生活质量。
答案：A
【时作业】
一、单项选择题
一种物质所产生的自身辐射或对外辐射所产生的反射和透射，形成了该物质的一种特殊标志——波谱特征。下图显示了松林、草地、红砂岩和泥浆的反射波谱曲线，读图回答1~3题。
1．红砂岩具有高反射率的波段是（ ）
A．红外线 B．X光 C．可见光 D．紫外线
2．在近红外线波段反射率变化最大的是（ ）
A．泥浆 B．草地 C．红砂岩 D．松林
3．图中显示出直接利用遥感的工作是（ ）
A．判断水域状况 B．预测植被类型
C．估算地物面积 D．判断土地利用类型
4．(2011年4月吉林省高考复习质量监测)在2010年8月甘肃省舟曲县特大泥石流紧急救援中，国家基础地理信息中心利用地理信息资料库的快速制图系统，绘制出了舟曲城区和周边地区详细的求援路线图。这主要是利用了( )
A．遥感技术B．信息技术C．全球定位系统D．地理信息系统
（2010年普通高校招生统一考试浙江卷）某市泥石流易发生在下列三项条都同时具备的地方：（1）河道；（2）陡坡；（3）大量松散土石分布。该市的地理信息经数字化后，处理分析得出表4，如图5。读图5、6，完成5～6题。
5．图6中，符合该市河流流向的选项是
A．a B．b C．c D．d
6．该市易发生泥石流的区域是
A．甲、庚 B．丙、庚 C．乙、丁 D．戊、辛
(2011年普通高等学校招生全国统一考试东卷)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。完成1~2题。
7．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
8．表1为2007年亚洲四个国家水稻生产情况统计表。甲、乙、丙、丁代表的国家依次是
表1
国家种植面积(万公顷)单位面积产量(吨/公顷)总产量(万吨)
甲44002.149416.00
乙1684.36732.48
丙29504.2312478.50
丁10361.801864.80
A．印度、日本、中国、泰国 B．印度、泰国、中国、日本
C．中国、泰国、印度、日本 D．中国、日本、印度、泰国
9．(2011年深圳市高三年级第二次调研考试，2011.4)图1所示的手机功能主要运用的地理信息技术是
A．RS B．RS和GPS C．GPS和GIS D．RS和GIS
(2011•北京西城模拟)在未的农业生产中，依托于地理信息技术，农民首先可定期获得农田长势的影像资料，再经过系统分析，最后把杀虫剂、化肥施用到最需要的农田，从而减少污染、提高产量。依据图资料，回答3～4题。
10．这一过程中，依次使用的技术是( )
A．GPS—RS—GIS B．RS—GPS—GIS
C．GIS—RS—GPS D．RS—GIS—GPS
11．“土地利用信息数据库”在数字城市规划中不能用于( )
A．分析应急避难场所数量 B．确定市区停车场的规模
C．决策公交线路合理布局 D．统计城市流动人口数量
(2011•赣州质检)作为上海市重点发展的朝阳产业之一，多媒体产业得到政府的大力支持。读上海市多媒体产业布局图，回答12～13题。
12．图中企业密度等级是对专题地图进行叠加分析而生成，所用的信息技术是( )
A．遥感(RS) B．全球定位系统(GPS)
C．地理信息系统(GIS) D．虚拟现实(VR)
13．关于上海多媒体产业集群的叙述，正确的是( )
①市场影响自发形成 ②均围绕市、区政府驻地密集分布 ③交通区位优越 ④有良好的科学技术条
A．①② B．③④
C．①③ D．②④
(2011•舟模拟)GIS是用于空间分析的计算机系统，某中学地理学习小组将它用作于题研究。据此回答14～15题。
14．下列四图，是同学们为家乡所作的自然、社会经济方面的资料分析图，其中只适宜用GIS数据库软制作的是( )
15．同学们拟分析家乡人口分布与自然条的关系，在GIS数据库中，须调用的专题图层有下列中的( )
①地形图层 ②土壤图层③气候图层 ④人口图层 ⑤商业网点图层
⑥农业图层⑦工业图层 ⑧城市图层⑨交通图层
A．①②③④ B．③④⑤⑥
C．⑥⑦⑧⑨ D．⑤⑥⑦⑧
二、综合题
16．阅读材料，回答问题。
云南的金丝猴大都生活在高峡谷等人类很难接近的原始森林中，以往对滇金丝猴的研究主要以观察为主，而要看到一群猴的踪影，专家们甚至要等上两三个月。我国专家对野生动物的考察也曾采用过无线电信号定位，但效果不理想。后动物专家使用GPS，进行持续的GPS信号追踪，掌握它们的活动范围．从而为设立保护区范围提供参考。
(1)与无线电信号定位法相比，采用GPS有哪些突出的优点。
(2)设计一个利用GPS研究滇金丝猴的具体方案。
17.不同植物类型，由于组织结构不同，季相不同，生态条不同而具有不同的光谱特征、形态特征和环境特征，在遥感影像中可以表现出。在高分辨率遥感影像上，不仅可以利用植物的光谱区分植被类型，且可以直接看到植被顶部和部分侧面的形状、阴影、群落结构等。
上图是利用高分辨率遥感影像绘制的“西省太原以南地区植物的垂直分布”图，读图回答下列问题：
（1）利用高分辨率遥感影像对植物分布的调查，主要是利用了不同植物的不同 特征。利用遥感技术进行农作物分布的调查具有哪些方面的突出优势？
（2）西省太原以南地区自然植被的分布体现了自然带的 分异规律。影响这一自然带分异规律形成的主要原因是 。
（3）从西省太原以南地区农作物的分布特征分析，该地区的农业生产类型可以称之为 ， 试分析发展这一农业模式的好处。
（4）借鉴遥感技术在植物分布调查的成功经验，设计一项应用遥感技术的题研究项目。
18.当今，3S（RS—遥感，GPS—全球定位系统，GIS—地理信息系统）技术在生产，生活和科研中的作用越越突出。运用有关3S知识回答下列问题。
（1）GIS具有强大的查询功能，根据图1显示的查询半径，图中以北京为查询中心的地图比例尺为 。根据图中显示的经纬度可知，地图中代表呼和浩特、济南的字母分别是 、 。
（2）城市道路建设速度越越快，地图测绘部分为了及时更新城市道路变化信息，需要利用 技术。图2所示的交通监控与救援管理系统，根据交通事故发生地点，利用 技术，快速设计出警车、救护车赶往出事地的最佳行车路线，而交通事故发生地与警车、救护车的精确位置是利用 技术获取的。
参考答案与试题详细解析
1．解析：本题考查读图分析能力，根据上图可看出红砂岩反射率最高的波段，波长为0.5~0.76微米之间，属于可见光部分。
答案：C
2．解析：红外线的波长大于0.76微米，根据上图在这一波段草地的反射率最大。
答案：B
3．解析：该图显示的是松林、草地、红砂岩和泥浆的反射波谱曲线，因此该图显示的是判断土地利用类型。
答案：D
答案：C
7．解析：本题主要考查对各地理信息技术在实际应用中区别的理解。正确判断的关键在于对各种技术基本原理和基本功能的准确把握。遥感(RS)主要应用于资评估、环境监测和灾害监测领域。地理信息系统的主要功能有数据采集、数据分析、决策应用等。其能够解决的主要问题包括地理空间分布及位置分析、趋势分析、模式分析、模拟结果等。预报水稻病虫害灾情实际就是对地理事的模拟预测和分析。
答案：B
8．解析：本题主要考查对表格的判读分析能力及亚洲四国区域特征的掌握。中国、泰国、印度、日本四国中，印度耕地面积最大，日本耕地面积最小；由于技术水平和经济发展水平差异，日本精耕细作，单产水平最高，我国近年一直致力于农业科技发展，单产水平也较高，近年水稻产量一直居于世界前列。
答案：A
9．解析：RS为遥感技术，主要用于获取图像信息，这一功能在图中所示的手机中没有表现出，排除选项A、B、D，故本题正确答案是C。
答案：C
10．解析：农民利用RS技术定期获得农田长势的影像资料；专门处理地理空间数据的计算机系统称为地理信息系统，简称GIS，利用该系统把影像资料进行系统分析；利用卫星在全球范围内适时进行导航、定位的系统为GPS，最后利用该系统把杀虫剂、化肥施用到最需要的农田。
答案：D
11．解析：“土地利用信息数据库”是地理空间数据的计算机系统，因此在数字城市规划中不能用于统计城市流动人口数量。
答案：D
12．解析：GIS技术就是对不同的事物以专业图层的方式进行处理保存，并根据需要生成多图层的叠加。
答案：C
13．解析：多媒体产业是属于高科技含量、高度创新内涵和高附加值的新型产业，其分布要求有较高的科技条和发达的现代交通运输。
答案：B
14．解析：GDP增长情况、进出口贸易增长和降水的年际变化是纯数字或表格、曲线类的数据，不牵扯三维空间，贫困人口分布是三维空间分布，可以用GIS数据库处理。
答案：C
15．解析：分析家乡人口分布与自然条的关系，在GIS数据库中，须调用的专题图层有地形图层(用于了解人口分布与地形的关系)、土壤图层(用于了解土壤与人口分布的关系)、气候图层(用于了解气候与人口分布的关系)和人口图层，而商业网点图层、农业图层、工业图层、城市图层、交通图层等属人地理范畴。
答案：A
16．解析：本题主要考查全球定位系统在实际生活和科学研究中的应用。
答案：(1)使用GPS卫星定位技术，可以提供猴群全天候、连续、实时的活动信息。科研人员只要在办公室用互联网就可以查询到项圈移动的踪迹。有关专家使用随身携带的电脑通过无线上网，就可接收到猴群位置的信号。(2)由当地熟悉猴类习性的村民，给金丝猴脖颈上佩戴装有GPS信号发射装置的项圈，GPS信号发射装置每天都向卫星发送信号，科研人员只要用互联网就可以查询到项圈移动的踪迹。项圈设置自动脱落功能，当任务完成后，通过遥控使项圈自动脱落，最大限度地保护了动物的自由生活。
17. 解析：本题考查遥感技术的优点及应用。
答案：（1）光谱 遥感具有监测范围大、瞬时成像、实时传输、快速处理、迅速获取信息和实施动态监测等优点。（2）垂直 光热（温度）条随地势高低的变化 （3）立体农业 可以充分利用当地自然资（如土地、光热资等）；增加农业产量（值）和农民收入等 （4）如在矿产资调查方面，可以利用遥感资料进行成矿条的地质分析，提出矿产普查勘探的方向，指出矿区的发展前景；在森林火灾监测方面，可以及时获知森林火灾发生的地点和范围，可分析大火蔓延的方向，为灭火总指挥部制定灭火计划、做出灭火部署提供科学依据等（其它如环境灾害监测、城市规划等方面也可）。
18．解析：⑴由图可知北京至A地的图上距离为1厘米，实际距离为500千米，可求得该地图的比例尺为1∶50000000。根据四个城市的经纬度，可以北京为中心求得其他三城市与北京的相对位置。⑵本题是3S技术在实际生活、生产中应用实例，较易。
答案：（1）1∶50000000 AD （2）RS GIS GPS