資源簡介

第四節　地理信息技術在防災減災中的應用
【學習目標】
1.了解遙感技術、全球衛星導航系統和地理信息系統的技術特點和相互關系。(綜合思維)
2.舉例說明遙感技術、全球衛星導航系統和地理信息系統在防災減災中的具體作用。(地理實踐力)
3.結合實例,提出綜合運用地理信息技術進行防災減災的具體程序和方法。(人地協調觀、區域認知)
【自主預習】
一、遙感技術在自然災害監測中的作用
1.特點:探測①　　　　、信息獲取量大、獲取速度快、實時性好和動態性強等。
2.應用遙感技術,可以實時監測洪澇、臺風等災害性天氣的②　　　　。進行準確預報、預警;能快速識別地震災害等突發性自然災害的③　　　　,并對災情統計、災害援救等工作提供強有力的支持。
二、全球衛星導航系統
1.特點:能夠為用戶提供精密的三維坐標、速度和時間,適用于陸地、海洋、航空和航天,具有全球性、全天候、④　　　　和實時性的特點。
2.應用:可以進行精確定位,幫助用戶在遭遇自然災害或面臨災害風險時,發出求救信號,及時報告位置和受災情況,有效縮短救援搜尋時間。
三、地理信息系統在自然災害監測中的作用
1.信息集成與分析:利用地理信息系統的⑤　　　　與分析功能,可以根據不同目的對相關數據進行⑥　　　　。
2.災害評估與預報:對自然災害進行動態監測、⑦　　　、災害發生成因與規律分析、快速確定受災范圍及受災情況,為制定⑧　　　　　　和指導災后⑨　　　　等提供依據。
　　【答案】　①范圍大　②形成過程　③影響范圍　④連續性
⑤空間查詢　⑥疊加分析　⑦預報預警　⑧減災預案、評估災害損失　⑨恢復重建
【合作探究】
情境導入　2019年夏季,“利奇馬”臺風對我國沿海地區造成了巨大的經濟損失,監測“利奇馬”所處的位置和對“利奇馬”的路徑進行預報,需要運用哪些地理信息技術 2020年3月9日19時55分,我國在西昌衛星發射中心用“長征三號乙”運載火箭,成功發射北斗系統第54顆導航衛星。北斗系統屬于哪一種地理信息技術
進入今天的課堂,我們可以揭開這兩個謎底。
主題1：遙感技術
主題探究
情境　下圖是遙感工作原理示意圖。
任務1　根據示意圖,試描述遙感的工作環節。
　　【答案】　遙感的工作環節如圖所示:
任務2　說出遙感技術的優點及其應用的領域。
　　【答案】　優點:探測的范圍廣,獲取資料的速度快、周期短、手段多;獲取的信息量大,用途廣泛;能提高精度、質量,節省人力、物力,提高效率。應用領域:資源調查,環境監測,自然災害防御監測,等等。
任務3　簡述遙感技術在洪水災害預報上的意義。
　　【答案】　遙感技術視野廣闊,不受天氣、地形等條件的限制,能迅速獲取地物信息,為及時部署防汛抗洪爭取了時間,在洪水災害預報上有重大意義。
知識小結
1.概念
遙感技術技術是利用裝在航空器(如飛機、高空氣球)或航天器(如人造衛星)上的光學或電子設備,對地表物體進行遠距離感知的地理信息技術。
2.優點
探測范圍大,獲取信息速度快、周期短、信息量大,受地面條件限制少,能夠實現地物信息的實時、動態監測。
3.遙感技術在防災減災中的應用
災害前 兆預測 遙感可及時觀測到災害發生前的異常和特殊現象,并發出警報
災害跟蹤監視 如臺風發生后可隨時跟蹤,并向即將受災的地區發出警報
幫助救災 災害發生后,陸地通信往往遭到破壞而影響救災行動。遙感技術可幫助識別災害的影響范圍、重災區和能通往災區的路線,從而決定救災的輕重緩急
建立災害模型 通過災害模型,遙感技術能更好地解讀災害現象
對點訓練
　　姜古迪如冰川位于各拉丹冬峰西南部,由南北兩支冰川構成。科學家通過觀測發現,從20世紀60年代到現在,姜古迪如冰川由緩慢退縮變成快速退縮。讀姜古迪如南北兩支冰川變化圖,回答下題。
為快速獲取姜古迪如南北兩支冰川的分布范圍,需利用的地理信息技術主要是(　　)。
A.遙感技術　　　　　　　B.地理信息系統
C.全球衛星導航系統 D.數字地球
　　【答案】　A
【解析】　為快速獲取姜古迪如南北兩支冰川的分布范圍,需利用遙感技術獲取分布信息,遙感技術速度快,效率高;地理信息系統主要用于信息的存儲和分析;全球衛星導航系統主要用于定位和導航;數字地球主要進行虛擬地球的存儲和呈現。
主題2：全球衛星導航系統
主題探究
情境　中國北斗衛星導航系統是我國自行研發的全球衛星導航系統。該系統按照“三步走”的發展戰略穩步推進。第一步,2000~2003年,中國成功發射了3顆北斗導航實驗衛星,建立起完善的北斗導航實驗系統。第二步,于2012年前,北斗衛星導航系統將首先提供覆蓋亞太地區的定位、導航、授時和短報文通信服務能力。第三步,2020年,北斗衛星導航系統全面建成,成為我國首個面向全球提供公共服務的空間基礎設施。
　　任務1　北斗衛星導航系統由哪三部分組成
　　【答案】　衛星星座、地面監控系統、信號接收系統。
任務2　北斗衛星導航系統的主要作用有哪些
　　【答案】　定位、導航、授時、短報文通信等。
任務3　北斗衛星導航系統有哪些特點
　　【答案】　全球性、全天候、連續性、實時性。
知識小結
1.概念
利用衛星在全球范圍內進行實時定位、導航的地理信息技術。
2.組成
(1)衛星星座(空間部分)。
(2)地面監控系統(地面控制部分)。
(3)信號接收系統(用戶設備部分)。
3.主要功能
提供精密的三維坐標、速度和時間。
4.主要特點
全球性、全天候、連續性和實時性。
5.主要衛星導航系統
美國的全球定位系統、俄羅斯的全球衛星導航系統、歐洲的伽利略衛星導航系統和我國的北斗衛星導航系統。
6.應用
進行精確定位,如遇難時,遇難人員可發出求救信號,縮短救援人員搜尋時間。
7.全球衛星導航系統在防災減災中的應用
對點訓練
　　2022年9月5日12時52分,一場6.8級地震襲擊四川省甘孜藏族自治州瀘定縣及周邊區域,震源深度16千米,有房屋垮塌和大量人員被困。地震發生以后,建筑物并不會馬上倒塌,一般都要間隔約12秒,這就是地震救援所說的“黃金12秒”。讀地球內部結構示意圖,回答1~3題。
1.此次地震的震源位于圖中的(　　)。
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
2.地震救援所說的“黃金12秒”確定的依據是(　　)。
A.橫波和縱波的傳播速度差異
B.人對緊急事件反應能力
C.橫波和縱波的傳播介質差異
D.建筑物的抗震能力差異
3.此次地震發生后,能及時報告位置,有效縮短搜救時間的地理信息技術是(　　)。
A.遙感技術
B.地理信息系統
C.北斗衛星導航系統
D.衛星電話
　　【答案】　1.A　2.A　3.C
【解析】　第1題,根據圖示信息可知,甲為地殼,乙為軟流層,丙為下地幔,丁為內核。地殼的平均厚度為17千米,大陸部分地殼更厚,平均厚度為39~41千米,大洋部分地殼較薄,平均厚度為5~10千米。根據材料信息可知,此次震源深度為16千米,該地地震位于陸地上,所以震源應該位于地殼中。第2題,地震波中橫波表現為左右搖晃,縱波表現為上下跳動,一般認為橫波的水平晃動力是建筑物遭受破壞和人員大量傷亡的主要原因。由于橫波和縱波的傳播速度差異,縱波快、橫波慢,故地震發生以后,建筑物并不會馬上倒塌,一般間隔約12秒,橫波到達后才倒塌;人對緊急事件反應能力和建筑物的抗震能力差異都不是“黃金12秒”確定的依據;此次震源在地殼中,橫波和縱波的傳播介質相同。第3題,地震后能及時報告地理位置,縮短搜救時間的是北斗衛星導航系統;遙感技術主要用于災害監測;地理信息系統主要用于災情分析等;衛星電話不屬于地理信息技術。
主題3：地理信息系統
主題探究
情境　GIS即地理信息系統,在國民經濟部門得到廣泛的應用。GIS數據庫由若干圖層組成。
任務1　寫出該技術的簡要工作程序。
　　【答案】　A—數據處理,B—數據庫,C—空間分析,D—表達。
任務2　地理信息系統在自然災害監測評估中有何作用
　　【答案】　地理信息系統可以對自然災害進行預報預警、動態監測、災害發生成因與規律分析、災害損失調查、災情評估及為制定減災預案和指導災后重建工作提供依據。
任務3　若要研究郵電通信點的布局問題,你認為還應該增加哪些圖層 請簡要說明原因。
　　【答案】　交通線路圖層和居民點分布密度圖層。郵電通信點的布局要具備兩個條件:一是要分布在居民區內或居民點分布集中的地區;二是要布局在交通便利的地方,即位于交通干線上。
知識小結
1.地理信息系統的概念
地理信息系統是對地理數據進行輸入、處理、存儲、管理、查詢、分析和輸出等的計算機信息系統。
2.地理信息系統的應用
對點訓練
　　地理信息系統中不同類型的地理空間信息存儲在不同圖層上,疊加不同圖層可以分析不同要素間相互關系。讀某專題研究建立的地理信息系統圖層,回答1~2題。
行政區代碼 1 2 3
雨量站個數 5 15 13
1.該專題可能是研究(　　)。
A.地震災害
B.寒潮災害
C.城市建設
D.旱澇災害
2.為研究圖示地區主要自然災害及災情狀況,還應增加的圖層是(　　)。
①大氣污染　②地形、地質　③人口密度　④民族構成
A.①② B.②③
C.①③ D.②④
　　【答案】　1.D　2.B
【解析】　第1題,由材料可知,該專題研究是將雨量站信息圖層和行政區圖層進行疊加,可以根據不同區域降水量大小,研究旱澇災害;寒潮主要是短時間強降溫,與降水關系不大;同理,地震災害與降水量的關系也不大。城市建設的研究不需要雨量站信息。第2題,為研究圖示地區主要自然災害及災情狀況,需要疊加與之關系密切的地形、地質圖層和人口密度圖層,②③正確;大氣污染主要與工業生產等有關,與自然災害關系不大,災情狀況主要與人口和經濟密度有關,與民族無關,①④錯誤。
【隨堂檢測】
思維構建
　　【答案】　①遙感技術　②定位
即時訓練
　　地理信息技術在自然災害防災減災中應用比較廣泛。據此回答1~3題。
1.在臺風災害中,利用遙感技術可以直接(　　)。
A.統計受災人數
B.監測臺風運動路線
C.分析臺風造成的財產損失數額
D.分析臺風成因
2.在下列自然災害中,利用地理信息系統無法做到的是(　　)。
A.準確預報地震發生的時間
B.監測病蟲害的擴散情況
C.收集洪水受災區的面積信息
D.監測沙塵暴的動態趨勢
3.救災物資空投時,利用全球衛星導航系統主要是為了(　　)。
A.減少人力勞動 B.提高空投精確度
C.縮短空投距離 D.減少人員傷亡
　　【答案】　1.B　2.A　3.B
【解析】　第1題,遙感技術是利用傳感器對遙遠地物進行感知的地理信息技術,不同地物釋放的電磁波不同,所以在臺風災害中,利用遙感技術可以直接獲得臺風的衛星云圖,也可以監測臺風運動路線。第2題,地理信息系統可以對病蟲害和沙塵暴進行跟蹤檢測,也可以收集洪水的受災面積信息,但是無法預測地震的發生時間。第3題,全球衛星導航系統能夠精準確定某地的經度、緯度和海拔。因此,救災物資空投時,利用全球衛星導航系統主要是為了提高空投精確度。
　　中國的自然災害種類多,發生頻率高,災情嚴重。我們可以通過防災減災手段減輕自然災害的影響,地理信息技術在防災減災中發揮著越來越重要的作用。下圖中陰影部分示意我國某種重大自然災害多發區。讀圖,回答4~5題。
4.該自然災害最可能是(　　)。
A.洪澇 B.旱災
C.地震 D.滑坡
5.評估該自然災害損失需要用到(　　)。
A.遙感技術和地理信息系統
B.地理信息系統和地震預警系統
C.遙感技術和全球衛星導航系統
D.地理信息系統和全球衛星導航系統
　　【答案】　4.B　5.A
【解析】　第4題,讀圖可知,該自然災害主要發生在華北地區,根據所學知識可知,華北地區是我國旱災嚴重的地區,尤其是春季,氣溫回升較快,蒸發旺盛,形成春旱。第5題,遙感技術主要用于獲取地理信息,利用遙感技術可以快速、及時獲取準確的災情信息;地理信息系統主要用于處理分析地理信息,結合遙感技術提供的信息,可以利用地理信息系統評估自然災害的損失;該自然災害為旱災,不能用地震預警系統來評估自然災害損失;全球衛星導航系統主要用于定位、導航,不能用于評估自然災害損失。綜上所述,評估該自然災害損失要用到遙感技術和地理信息系統。
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