第29講 地理信息技術(shù)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用
【考點整合】
【要點熱點探究】
探究點一 遙感（RS）及其應(yīng)用
1.遙感系統(tǒng)工作原理圖示
遙感的工作過程比較復雜，但之所以難以理解是因為沒有把遙感的過程想像成立體圖�，F(xiàn)圖示如下，以助理解。
地面物體（目標物）輻射或反射的電磁波，被傳感器（安裝于飛機或衛(wèi)星上）所接收，然后將信息傳導給遙感地面接收系統(tǒng)，由地面系統(tǒng)進行分析處理，形成成果，以供參考。
2.遙感技術(shù)與傳統(tǒng)方法的比較：遙感是提高研究工作精確度與質(zhì)量的主要手段，節(jié)省人力、財力，從而提高效率。傳統(tǒng)的研究方法是從點線的實地觀測入手，逐步過渡到面上的研究，全是由人工完成，精度低，效率差。遙感技術(shù)是從整個面上的區(qū)域分析入手，然后有重點地選擇若干點、縣進行野外驗證和檢查，從而提高了精度和效率。
3. 遙感的應(yīng)用
⑴遙感在資普查中的應(yīng)用
應(yīng)用領(lǐng)域具體內(nèi)容備注
礦產(chǎn)資蘊藏礦產(chǎn)的地方有許多是地質(zhì)斷裂或環(huán)形構(gòu)造帶，較容易借助遙感技術(shù)“發(fā)現(xiàn)”礦產(chǎn)人們只需要分析遙感圖像就可以劃定蘊藏礦產(chǎn)的大致區(qū)域
生物資通過遙感圖像解譯或圖像處理技術(shù)，提取植被的分布、類型、結(jié)構(gòu)、健康狀況、產(chǎn)量等數(shù)據(jù)為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市綠化、環(huán)境保護等部門服務(wù)
⑵遙感技術(shù)在環(huán)境、災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用
應(yīng)用領(lǐng)域具體內(nèi)容備注
環(huán)境監(jiān)測荒漠化、土壤鹽漬化、海上冰漂流、海洋生態(tài)、全球氣候變化及其影響、植被變化、水體污染、大氣污染等有利于人們了解環(huán)境變化，使環(huán)境得到保護和改善
災(zāi)害監(jiān)測旱情、水災(zāi)、滑坡、蟲害、森林火災(zāi)、泥石流、地震、農(nóng)林病有利于防災(zāi)減災(zāi)
例1 依據(jù)所學知識，回答⑴-⑶題。
⑴下列技術(shù)中，關(guān)鍵裝置為傳感器的是（ ）
A．遙感技術(shù) B．地理信息技術(shù) C．全球定位技術(shù) D．電子通信技術(shù)
⑵若想實時獲取大范圍洪澇災(zāi)害的分布及面積等信息，優(yōu)先選用的地理信息技術(shù)應(yīng)是（ ）
A．人工實測 B．電腦虛擬技術(shù) C．遙感 D．全球定位系統(tǒng)
⑶遙感技術(shù)用于防災(zāi)減災(zāi)的具體監(jiān)測內(nèi)容包括 （ ）
①旱情 ②水災(zāi) ③滑坡 ④農(nóng)林病蟲害
A．①②③ B．①②④ C．①②③④D．②③④
命題意圖：本題考查了遙感技術(shù)的基本常識及其應(yīng)用領(lǐng)域，以進一步加深對遙感的理解和把握。
解析：遙感技術(shù)利用安裝在飛機或衛(wèi)星上的傳感器將地面物體（目標物）輻射或反射的電磁波信息記錄下，因此傳感器是遙感技術(shù)的關(guān)鍵裝置。遙感具有探測范圍大、獲取資料快、受地面條限制少、獲取信息量大等特點，因此被廣泛應(yīng)用于各類災(zāi)害監(jiān)測，如旱情、水災(zāi)、滑坡、泥石流、地震、農(nóng)林病蟲害、森林火災(zāi)等。
答案：⑴A ⑵C ⑶C
探究點二 全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域
例2 (2011屆東北三省三校高三第一次聯(lián)考試題)某同學在自行車土安裝全球定位系統(tǒng)(GPS)，并用每10秒自動記錄一點的方式把自行車所到之處記錄下，再將這些資料上傳到Coogle地球上展示，如圖3。據(jù)此回答
該同學在公路上行進過程中，GPS的點位記錄如圖中公路上黑點所示，最可能是該同學所騎道路的剖面圖的是( )
命題意圖：本題以“3S"技術(shù)的應(yīng)用為背景，考查學生獲取和解讀地理信息的能力。難度較大。
解析：本題的解題關(guān)鍵在于理解相同時間段記錄點之間的距離和坡度之間的關(guān)系。由題圖可知，時間間隔相同的情況下，記錄點越密集，說明坡度越大，經(jīng)過的路程越短，應(yīng)為上坡，反之，為下坡；記錄點分布均勻，說明道路比較平坦。圖中甲乙段記錄點分布較均勻，道路較平坦；乙丙段記錄點分布較密集，應(yīng)為上坡；丙丁段，分布稀疏，應(yīng)為下坡；丁段以上分布密集，應(yīng)為上坡，結(jié)合選項可選D。
答案：D
探究點三 地理信息系統(tǒng)及其應(yīng)用
1．地理信息系統(tǒng)的概念
(1)地理信息系統(tǒng)在區(qū)域地理環(huán)境研究中的應(yīng)用
(2)地理信息系統(tǒng)在城市管理中的應(yīng)用
在地理信息系統(tǒng)中，可以對城市多方面的信息進行查詢、修改、補充、距離測算等工作，從而為城市管理提方便。
例3 （2010年普通高校招生統(tǒng)一考試福建卷）圖5甲、乙分別示意京津冀都市圈2000年人口密度分布和人口增長率。完成⑴-⑵題。
⑴導致該都市圈人口增長空間分布差異的主要原因是
A．東部、南部地區(qū)經(jīng)濟收入較低 B．西部、北部地區(qū)市場潛力較大
C．東部、南部地區(qū)非農(nóng)產(chǎn)業(yè)發(fā)達 D．西部、北部地區(qū)制造業(yè)集中
⑵應(yīng)用GIS技術(shù)在圖甲基礎(chǔ)上制作圖乙，需要添加的數(shù)據(jù)是
A．1999年各行政區(qū)的人口數(shù)量 B．2000年各行政區(qū)的人口數(shù)量
C．各行政區(qū)的邊界 D．各行政區(qū)的面積
命題意圖：本題考查了地理信息系統(tǒng)的原理及其應(yīng)用，通過該圖讓學生更進一步的理解地理信息系統(tǒng)的信息是按照圖層分布的特點。
解析：⑴考查人口空間分布的因素.由于東部南部地區(qū)非農(nóng)業(yè)發(fā)達,使得大量人口向東部南部地區(qū)遷移,導致東南部地區(qū)人口密集。⑵考查GIS技術(shù)的工作原理和應(yīng)用.由于圖乙為2000年的人口增長率圖,所以需要1999年各行政區(qū)的人口數(shù)量,才可計算出2000年各行政區(qū)的人口數(shù)量。
答案： ⑴C ⑵A
【變式訓練】（2008•東卷）目前對地球形狀的精確研究主要是基于
A.遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng) B.全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)
C.遙感技術(shù)和全球定位系統(tǒng) D.數(shù)字地球
命題意圖：本題考查現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用，需要對3S技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域熟練掌握的基礎(chǔ)上才可以作答。
解析：遙感技術(shù)可以選用不同的波段和不同的遙感儀器，對遙遠的地物進行感知，具有探測范圍大、獲得資料快、受地面條限制少等優(yōu)點；地理信息系統(tǒng)是專門處理地理空間數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)，可以及時將遙感等獲得的信息加以處理，從而有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。目前對地球形狀的精確研究主要是基于遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)。全球定位系統(tǒng)主要是在全球范圍內(nèi)適時進行導航、定位，數(shù)字地球是以計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲技術(shù)為基礎(chǔ)，以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶運用海量地球信息對地球進行多分辨率、多尺度、多時空和多種類的三維描述，并利用它作為工具支持和改善人類活動和生活質(zhì)量。
答案：A
【時作業(yè)】
一、單項選擇題
一種物質(zhì)所產(chǎn)生的自身輻射或?qū)ν廨椛渌a(chǎn)生的反射和透射，形成了該物質(zhì)的一種特殊標志——波譜特征。下圖顯示了松林、草地、紅砂巖和泥漿的反射波譜曲線，讀圖回答1~3題。
1．紅砂巖具有高反射率的波段是（ ）
A．紅外線 B．X光 C．可見光 D．紫外線
2．在近紅外線波段反射率變化最大的是（ ）
A．泥漿 B．草地 C．紅砂巖 D．松林
3．圖中顯示出直接利用遙感的工作是（ ）
A．判斷水域狀況 B．預測植被類型
C．估算地物面積 D．判斷土地利用類型
4．(2011年4月吉林省高考復習質(zhì)量監(jiān)測)在2010年8月甘肅省舟曲縣特大泥石流緊急救援中，國家基礎(chǔ)地理信息中心利用地理信息資料庫的快速制圖系統(tǒng)，繪制出了舟曲城區(qū)和周邊地區(qū)詳細的求援路線圖。這主要是利用了( )
A．遙感技術(shù)B．信息技術(shù)C．全球定位系統(tǒng)D．地理信息系統(tǒng)
（2010年普通高校招生統(tǒng)一考試浙江卷）某市泥石流易發(fā)生在下列三項條都同時具備的地方：（1）河道；（2）陡坡；（3）大量松散土石分布。該市的地理信息經(jīng)數(shù)字化后，處理分析得出表4，如圖5。讀圖5、6，完成5～6題。
5．圖6中，符合該市河流流向的選項是
A．a(chǎn) B．b C．c D．d
6．該市易發(fā)生泥石流的區(qū)域是
A．甲、庚 B．丙、庚 C．乙、丁 D．戊、辛
(2011年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試東卷)水稻是亞洲主要的糧食作物，病蟲害防治是保障其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要措施。完成1~2題。
7．實時監(jiān)測和預報水稻病蟲害災(zāi)情所運用的地理信息技術(shù)是
A．全球定位系統(tǒng)、數(shù)字地球 B．遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)
C．地理信息系統(tǒng)、數(shù)字地球 D．遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)
8．表1為2007年亞洲四個國家水稻生產(chǎn)情況統(tǒng)計表。甲、乙、丙、丁代表的國家依次是
表1
國家種植面積(萬公頃)單位面積產(chǎn)量(噸/公頃)總產(chǎn)量(萬噸)
甲44002.149416.00
乙1684.36732.48
丙29504.2312478.50
丁10361.801864.80
A．印度、日本、中國、泰國 B．印度、泰國、中國、日本
C．中國、泰國、印度、日本 D．中國、日本、印度、泰國
9．(2011年深圳市高三年級第二次調(diào)研考試，2011.4)圖1所示的手機功能主要運用的地理信息技術(shù)是
A．RS B．RS和GPS C．GPS和GIS D．RS和GIS
(2011•北京西城模擬)在未的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，依托于地理信息技術(shù)，農(nóng)民首先可定期獲得農(nóng)田長勢的影像資料，再經(jīng)過系統(tǒng)分析，最后把殺蟲劑、化肥施用到最需要的農(nóng)田，從而減少污染、提高產(chǎn)量。依據(jù)圖資料，回答3～4題。
10．這一過程中，依次使用的技術(shù)是( )
A．GPS—RS—GIS B．RS—GPS—GIS
C．GIS—RS—GPS D．RS—GIS—GPS
11．“土地利用信息數(shù)據(jù)庫”在數(shù)字城市規(guī)劃中不能用于( )
A．分析應(yīng)急避難場所數(shù)量 B．確定市區(qū)停車場的規(guī)模
C．決策公交線路合理布局 D．統(tǒng)計城市流動人口數(shù)量
(2011•贛州質(zhì)檢)作為上海市重點發(fā)展的朝陽產(chǎn)業(yè)之一，多媒體產(chǎn)業(yè)得到政府的大力支持。讀上海市多媒體產(chǎn)業(yè)布局圖，回答12～13題。
12．圖中企業(yè)密度等級是對專題地圖進行疊加分析而生成，所用的信息技術(shù)是( )
A．遙感(RS) B．全球定位系統(tǒng)(GPS)
C．地理信息系統(tǒng)(GIS) D．虛擬現(xiàn)實(VR)
13．關(guān)于上海多媒體產(chǎn)業(yè)集群的敘述，正確的是( )
①市場影響自發(fā)形成�、诰鶉@市、區(qū)政府駐地密集分布�、劢煌▍^(qū)位優(yōu)越�、苡辛己玫目茖W技術(shù)條
A．①② B．③④
C．①③ D．②④
(2011•舟模擬)GIS是用于空間分析的計算機系統(tǒng)，某中學地理學習小組將它用作于題研究。據(jù)此回答14～15題。
14．下列四圖，是同學們?yōu)榧亦l(xiāng)所作的自然、社會經(jīng)濟方面的資料分析圖，其中只適宜用GIS數(shù)據(jù)庫軟制作的是( )
15．同學們擬分析家鄉(xiāng)人口分布與自然條的關(guān)系，在GIS數(shù)據(jù)庫中，須調(diào)用的專題圖層有下列中的( )
①地形圖層 �、谕寥缊D層③氣候圖層 ④人口圖層 ⑤商業(yè)網(wǎng)點圖層
⑥農(nóng)業(yè)圖層⑦工業(yè)圖層 ⑧城市圖層⑨交通圖層
A．①②③④ B．③④⑤⑥
C．⑥⑦⑧⑨ D．⑤⑥⑦⑧
二、綜合題
16．閱讀材料，回答問題。
云南的金絲猴大都生活在高峽谷等人類很難接近的原始森林中，以往對滇金絲猴的研究主要以觀察為主，而要看到一群猴的蹤影，專家們甚至要等上兩三個月。我國專家對野生動物的考察也曾采用過無線電信號定位，但效果不理想。后動物專家使用GPS，進行持續(xù)的GPS信號追蹤，掌握它們的活動范圍．從而為設(shè)立保護區(qū)范圍提供參考。
(1)與無線電信號定位法相比，采用GPS有哪些突出的優(yōu)點。
(2)設(shè)計一個利用GPS研究滇金絲猴的具體方案。
17.不同植物類型，由于組織結(jié)構(gòu)不同，季相不同，生態(tài)條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。在高分辨率遙感影像上，不僅可以利用植物的光譜區(qū)分植被類型，且可以直接看到植被頂部和部分側(cè)面的形狀、陰影、群落結(jié)構(gòu)等。
上圖是利用高分辨率遙感影像繪制的“西省太原以南地區(qū)植物的垂直分布”圖，讀圖回答下列問題：
（1）利用高分辨率遙感影像對植物分布的調(diào)查，主要是利用了不同植物的不同 特征。利用遙感技術(shù)進行農(nóng)作物分布的調(diào)查具有哪些方面的突出優(yōu)勢？
（2）西省太原以南地區(qū)自然植被的分布體現(xiàn)了自然帶的 分異規(guī)律。影響這一自然帶分異規(guī)律形成的主要原因是 。
（3）從西省太原以南地區(qū)農(nóng)作物的分布特征分析，該地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)類型可以稱之為 ， 試分析發(fā)展這一農(nóng)業(yè)模式的好處。
（4）借鑒遙感技術(shù)在植物分布調(diào)查的成功經(jīng)驗，設(shè)計一項應(yīng)用遙感技術(shù)的題研究項目。
18.當今，3S（RS—遙感，GPS—全球定位系統(tǒng)，GIS—地理信息系統(tǒng)）技術(shù)在生產(chǎn)，生活和科研中的作用越越突出。運用有關(guān)3S知識回答下列問題。
（1）GIS具有強大的查詢功能，根據(jù)圖1顯示的查詢半徑，圖中以北京為查詢中心的地圖比例尺為 。根據(jù)圖中顯示的經(jīng)緯度可知，地圖中代表呼和浩特、濟南的字母分別是 、 。
（2）城市道路建設(shè)速度越越快，地圖測繪部分為了及時更新城市道路變化信息，需要利用 技術(shù)。圖2所示的交通監(jiān)控與救援管理系統(tǒng)，根據(jù)交通事故發(fā)生地點，利用 技術(shù)，快速設(shè)計出警車、救護車趕往出事地的最佳行車路線，而交通事故發(fā)生地與警車、救護車的精確位置是利用 技術(shù)獲取的。
參考答案與試題詳細解析
1．解析：本題考查讀圖分析能力，根據(jù)上圖可看出紅砂巖反射率最高的波段，波長為0.5~0.76微米之間，屬于可見光部分。
答案：C
2．解析：紅外線的波長大于0.76微米，根據(jù)上圖在這一波段草地的反射率最大。
答案：B
3．解析：該圖顯示的是松林、草地、紅砂巖和泥漿的反射波譜曲線，因此該圖顯示的是判斷土地利用類型。
答案：D
答案：C
7．解析：本題主要考查對各地理信息技術(shù)在實際應(yīng)用中區(qū)別的理解。正確判斷的關(guān)鍵在于對各種技術(shù)基本原理和基本功能的準確把握。遙感(RS)主要應(yīng)用于資評估、環(huán)境監(jiān)測和災(zāi)害監(jiān)測領(lǐng)域。地理信息系統(tǒng)的主要功能有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、決策應(yīng)用等。其能夠解決的主要問題包括地理空間分布及位置分析、趨勢分析、模式分析、模擬結(jié)果等。預報水稻病蟲害災(zāi)情實際就是對地理事的模擬預測和分析。
答案：B
8．解析：本題主要考查對表格的判讀分析能力及亞洲四國區(qū)域特征的掌握。中國、泰國、印度、日本四國中，印度耕地面積最大，日本耕地面積最小；由于技術(shù)水平和經(jīng)濟發(fā)展水平差異，日本精耕細作，單產(chǎn)水平最高，我國近年一直致力于農(nóng)業(yè)科技發(fā)展，單產(chǎn)水平也較高，近年水稻產(chǎn)量一直居于世界前列。
答案：A
9．解析：RS為遙感技術(shù)，主要用于獲取圖像信息，這一功能在圖中所示的手機中沒有表現(xiàn)出，排除選項A、B、D，故本題正確答案是C。
答案：C
10．解析：農(nóng)民利用RS技術(shù)定期獲得農(nóng)田長勢的影像資料；專門處理地理空間數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)稱為地理信息系統(tǒng)，簡稱GIS，利用該系統(tǒng)把影像資料進行系統(tǒng)分析；利用衛(wèi)星在全球范圍內(nèi)適時進行導航、定位的系統(tǒng)為GPS，最后利用該系統(tǒng)把殺蟲劑、化肥施用到最需要的農(nóng)田。
答案：D
11．解析：“土地利用信息數(shù)據(jù)庫”是地理空間數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)，因此在數(shù)字城市規(guī)劃中不能用于統(tǒng)計城市流動人口數(shù)量。
答案：D
12．解析：GIS技術(shù)就是對不同的事物以專業(yè)圖層的方式進行處理保存，并根據(jù)需要生成多圖層的疊加。
答案：C
13．解析：多媒體產(chǎn)業(yè)是屬于高科技含量、高度創(chuàng)新內(nèi)涵和高附加值的新型產(chǎn)業(yè)，其分布要求有較高的科技條和發(fā)達的現(xiàn)代交通運輸。
答案：B
14．解析：GDP增長情況、進出口貿(mào)易增長和降水的年際變化是純數(shù)字或表格、曲線類的數(shù)據(jù)，不牽扯三維空間，貧困人口分布是三維空間分布，可以用GIS數(shù)據(jù)庫處理。
答案：C
15．解析：分析家鄉(xiāng)人口分布與自然條的關(guān)系，在GIS數(shù)據(jù)庫中，須調(diào)用的專題圖層有地形圖層(用于了解人口分布與地形的關(guān)系)、土壤圖層(用于了解土壤與人口分布的關(guān)系)、氣候圖層(用于了解氣候與人口分布的關(guān)系)和人口圖層，而商業(yè)網(wǎng)點圖層、農(nóng)業(yè)圖層、工業(yè)圖層、城市圖層、交通圖層等屬人地理范疇。
答案：A
16．解析：本題主要考查全球定位系統(tǒng)在實際生活和科學研究中的應(yīng)用。
答案：(1)使用GPS衛(wèi)星定位技術(shù)，可以提供猴群全天候、連續(xù)、實時的活動信息�？蒲腥藛T只要在辦公室用互聯(lián)網(wǎng)就可以查詢到項圈移動的蹤跡。有關(guān)專家使用隨身攜帶的電腦通過無線上網(wǎng)，就可接收到猴群位置的信號。(2)由當?shù)厥煜ず镱惲曅缘拇迕�，給金絲猴脖頸上佩戴裝有GPS信號發(fā)射裝置的項圈，GPS信號發(fā)射裝置每天都向衛(wèi)星發(fā)送信號，科研人員只要用互聯(lián)網(wǎng)就可以查詢到項圈移動的蹤跡。項圈設(shè)置自動脫落功能，當任務(wù)完成后，通過遙控使項圈自動脫落，最大限度地保護了動物的自由生活。
17. 解析：本題考查遙感技術(shù)的優(yōu)點及應(yīng)用。
答案：（1）光譜 遙感具有監(jiān)測范圍大、瞬時成像、實時傳輸、快速處理、迅速獲取信息和實施動態(tài)監(jiān)測等優(yōu)點。（2）垂直 光熱（溫度）條隨地勢高低的變化 （3）立體農(nóng)業(yè) 可以充分利用當?shù)刈匀毁Y（如土地、光熱資等）；增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)量（值）和農(nóng)民收入等 （4）如在礦產(chǎn)資調(diào)查方面，可以利用遙感資料進行成礦條的地質(zhì)分析，提出礦產(chǎn)普查勘探的方向，指出礦區(qū)的發(fā)展前景；在森林火災(zāi)監(jiān)測方面，可以及時獲知森林火災(zāi)發(fā)生的地點和范圍，可分析大火蔓延的方向，為滅火總指揮部制定滅火計劃、做出滅火部署提供科學依據(jù)等（其它如環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測、城市規(guī)劃等方面也可）。
18．解析：⑴由圖可知北京至A地的圖上距離為1厘米，實際距離為500千米，可求得該地圖的比例尺為1∶50000000。根據(jù)四個城市的經(jīng)緯度，可以北京為中心求得其他三城市與北京的相對位置。⑵本題是3S技術(shù)在實際生活、生產(chǎn)中應(yīng)用實例，較易。
答案：（1）1∶50000000 AD （2）RS GIS GPS
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