中圖版必修3第三章第二節(jié)《遙感技術的應用

第二節(jié) 遙感技術的應用 課程標準 結合實例，了解遙感在資源普查、環(huán)境和災害監(jiān)測中的應用。 學習目標 了解：遙感的概念和類型。 理解：遙感在資源普查、環(huán)境和災害監(jiān)測中的應用。 應用：能夠運用遙感影像中的直接或間接解釋標志對遙感影像進行簡單的解釋。 課標領航 知能層級突破 教材深化透析 學業(yè)水平達標 基礎自主梳理 第二節(jié) 遙感技術的應用 一、遙感 1概念：利用一定的 _，在遠離被測目標的位置上對被測目標的 _進行測量、記錄與 _的技術。 2類型： _遙感、 _遙感、 _遙感。 基礎自主梳理 技術設備和系統(tǒng) 電磁波特征 分析 近地面 航空 航天 3 工作過程 遙遠的物體 電磁波_ _ _ _ _ _ _ 影像膠片數據磁帶地面接 收站 處理判讀分析_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 傳感器 遙感影像 4.遙感影像 組成 ： _ _ _ _ _ ， 是遙感影像上能夠詳細區(qū)分的最小 單元空間分辨率 分辨率 ： 一個像元所代表的地面 _ _ _ _ _ _ _ _ _ ， 分辨率 _ _ _ _ _ _ _ _ _ ， 分辨率就越高類型 ： _ _ _ _ _ 、 彩色 真彩色 、 假彩色 像元 實際尺寸 數值越小 黑白 思考 1遙感在夜間和陰雨天氣能不能工作？ 提示： 地面上的所有物體，無論是白天還是黑夜，不論天氣如何，都時刻不停地向外輻射電磁波，因而遙感在任何時候、任何天氣下都可以工作。 二、遙感在資源普查中的應用 1應用領域：礦產資源勘探、 _、_、全球氣候變化的觀測、災害監(jiān)測、_等。 2遙感在資源普查方面的優(yōu)勢：可 _地提供資源狀況和對信息進行 _。 水資源的調查 農作物的估產 重大工程的建設 全面系統(tǒng) 及時更新 三、遙感在環(huán)境和災害監(jiān)測中的應用 1水污染監(jiān)測 (1)原理：被污染水體具有獨特的區(qū)別于清潔水體的 _。 (2)應用：可以對同一流域水體 _和_作出研究和預測，為水資源保護規(guī)劃提供準確信息。 2沙塵暴監(jiān)測：遙感衛(wèi)星監(jiān)測具有監(jiān)測 _、_、 _、 _等特點，可以監(jiān)測到沙塵暴的 _、 _和 _過程。 光譜特征 污染歷史 污染趨勢 范圍廣 時效快 精度高 連續(xù)性強 起源 移動 擴散 思考 2遙感技術利用什么工作原理監(jiān)控土地荒漠化？ 提示： 荒漠化土地與耕地、草地等反射或輻射的電磁波信息不同，故可根據傳感器收集、整理的地物輻射和反射的信息，分析判斷出荒漠化的發(fā)展速度與趨勢。 知能層級突破 遙感及其工作過程 知識精析 1概念 遙感簡稱 RS，即遙遠的感知，是利用一定的技術設備和系統(tǒng)，在遠離被測目標的位置上對被測目標的電磁波特征進行測量、記錄與分析的技術。 2 關鍵裝置 遙感的關鍵裝置是傳感器 。 地物反射或輻射的電磁波信息傳感器圖像膠片或數據磁帶信息把信息傳送到地面接收站 3工作流程 傳感器接收到地面物體反射或輻射的電磁波信息，并以影像膠片或數據磁帶的形式記錄下來，傳送到地面接收站；地面接收站對遙感信息進行處理和判讀分析，并進行野外實地驗證；最后得出的遙感影像就能為資源勘探、動態(tài)監(jiān)測和規(guī)劃決策服務。其基本的流程如下圖所示： 讀遙感技術工作原理示意圖 ， 回答下列問題 。 例 1 (1)從 A圖中可以看出，此遙感技術所用的運載工具是 _，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，對地面物體的分辨率是較 _(高或低 )的。 (2)在 B圖中，傳感器接收到的是 _，它的產生是由于 _，在這個遙感過程中，傳感器之所以能夠對地面物體進行分辨，其原因是 _。 【 解析 】 以遙感技術工作原理示意圖為背景考查對遙感的概念 、 特點及工作原理的理解 。 遙感是人們在航空器或航天器上利用一定的技術裝備 ， 對地表物體進行遠距離感知 。 其 “感知 ”的原理是地球上的物體都在不停地吸收 、 發(fā)射和反射電磁波 ， 并且不同物體的電磁波特性是不同的 。 第 (1)題，圖示遙感所用的運載工具是飛機，采用成像對物體感知，由于距地面近又利用成像技術，故分辨率較高。第 (2)題，考查遙感的原理，由圖可知傳感器接收的是地物反射或輻射的電磁波。 【 答案 】 (1)飛機 成像 高 (2)地物反射或輻射的電磁波 有太陽輻射 地面物體的種類、性質、環(huán)境條件不同，其反射或輻射的電磁波也各不相同 1自 2011年 3月 11日日本大地震發(fā)生后，日本的光學雷達遙感飛機一直馬不停蹄地盤旋于災區(qū)上空，展開大規(guī)模勘察和監(jiān)測，為抗震救災提供了最為直觀、明確的 “路線圖 ”。該現代化技術手段屬于 ( ) A遙感技術 B地理信息系統(tǒng) C全球定位系統(tǒng) D雷達技術 解析： 選 A。遙感可以對動態(tài)的事物進行適時監(jiān)測，觀測其變化、發(fā)展過程及前進方向，及時作出預報。 學以致用 遙感影像 知識精析 1基本原理 不同地物反射或輻射的電磁波不同，這是遙感影像能夠被判讀的基礎。一種物質所產生的自身輻射或對外輻射所產生的反射和透射，形成了該物質的一種特別標志 波譜特征。地物波譜特征即地物判讀的基本依據。結合下圖可以看出，泥漿在整個可見光和近紅外波段范圍的反射率都很低；紅砂巖在可見光的大部分波長范圍內具有較高的反射率，但它在近紅外波段的反射率低于松林和草地；在近紅外波段有較高反射率的是草地和松林。 可見 ， 通過對不同地物的波譜特征進行分析 ， 就可以判讀地物了 。 同樣 ， 同種地物不同性狀的反射率也不同 ， 據此可以判讀地物的不同性狀 。 如病變的作物 、 被污染的水體 、 發(fā)生火災的森林等 。 2 遙感影像的分類和特征 遙感影像 特征 黑白影像 黑白影像是根據物體的灰度不同而呈現的，一般建筑物為灰白色，而草地和森林顏色較深 彩 色 影 像 真彩 色 地物顏色能夠真實反映實際地物的顏色特征，符合人的認知習慣 假彩 色 草、樹和莊稼覆蓋地區(qū)通常為紅色，而水是灰色和藍色的，城市是藍灰色的 3.部分遙感影像的解譯標志 直接解譯標 志 間接解譯標志 色 河流、湖泊等水文要素 深藍或藍黑色 線 狀 地 物 與湖泊相連 河流 人工建筑 灰白色或淺藍 植物 紅色 與村莊相連 道路 形 自然事物 邊界圓滑 人工建筑 邊界棱角明顯 湖泊、城市 面狀 點 狀 或 塊 狀 地 物 與道路相連接 村莊 道路、河流 線狀 村莊 不規(guī)則的點狀 或星狀 河流 線狀、寬度變 化且彎曲 與河流相連接 池塘 道路 線狀、寬度不變且較順直 原則 先易后難，明確時空，結合實際，綜合分析 在遙感技術中 ， 可以根據植物的反射波譜特征判斷植物的生長狀況 。 讀圖 ， 回答 (1) (2)題 。 例 2 (1)圖中，重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波段是 ( ) 紅外線 X光 可見光 紫外線 A B C D (2)根據上圖的原理，可以運用遙感技術直接 ( ) 劃分植物類型 判讀植物生長的土壤類型 監(jiān)測樹木的生長狀況 估計糧食作物的產量 A B C D 【 解析 】 本題立意考查學生判斷地理統(tǒng)計資料圖的能力，具體考查遙感技術在現實生活中的應用。第 (1)題，重度病害植物的反射率高于健康植物的波段，反映在圖像上就是虛線高于實線的部分，讀出相應的波長范圍，再到下圖中找到這一波長范圍的名稱。波長從 0.6微米到 0.8微米屬于可見光和紅外線波段。第 (2)題，根據圖中所顯示的原理，利用遙感設備，通過對所接收的不同范圍波長信號的分析，就可以分析出哪些地方的植物生長良好，哪些地方的植物病害嚴重，進一步起到監(jiān)測樹木生長或估計糧食作物產量的作用。 【 答案 】 (1)B (2)D 2 讀世界第一和第三長河上的著名大壩衛(wèi)星影像圖 (如下圖 )， 完成 (1) (4)題 。 學以致用 (1)甲、乙對應的大壩分別為 ( ) A中國葛洲壩、埃及阿斯旺 B中國三峽、巴西伊泰普 C美國威爾遜、巴拉圭伊泰普 D中國三峽、埃及阿斯旺 (2)甲、乙大壩所在的河流注入的水域分別為 ( ) A東海、地中海 B黃海、紅海 C太平洋、印度洋 D地中海、墨西哥灣 (3)下列關于甲、乙所在的河流水文特征的敘述正確的是 ( ) 都是夏季豐水 大壩所處河段都沒有結冰期 徑流量甲比乙大 水能甲比乙豐富 A B C D (4)下列關于甲、乙所在的流域地理特征敘述正確的是 ( ) 流域內都是人口、城市密集 流域內都是工農業(yè)發(fā)達 甲流域內主要是熱帶季風和亞熱帶季風氣候 乙流域內主要是熱帶草原和熱帶沙漠氣候 A B C D 解析： 題中給出 “世界第一和第三長河上的著名大壩衛(wèi)星影像圖 ”，再根據遙感黑白影像是根據物體的灰度不同而呈現的，一般建筑物為灰白色，而草地和林地顏色較深，得出甲為三峽，乙為阿斯旺。 答案： (1)D (2)A (3)D (4)C 遙感技術的應用 知識精析 遙感技術由于具有監(jiān)測范圍廣 、 獲取信息快 、 瞬間成像 、 實時傳輸 、 快速處理等優(yōu)點 ， 已經廣泛應用于國民經濟的各個領域 ， 對推進經濟建設 、社會進步 、 環(huán)境改善和國防建設都發(fā)揮著重要作用 。 1. 遙感在資源普查中的應用 分類 具體普查方法 優(yōu)缺點 傳統(tǒng)方法 工作人員到野外一片一片地進行實地考察和繪圖 工作量大，且往往不能真實反映情況 遙感技術 利用遙感技術 不僅全面系統(tǒng)地提供資源狀況，而且還對信息及時更新 2.遙感技術在環(huán)境和災害監(jiān)測中應用的原理及其用途 分類 原理 用途 水污染監(jiān)測 被污染水體具有獨特的區(qū)別于清潔水體的光譜特征 對同一流域水體污染歷史和趨勢作出研究和預測，為保護水資源提供準確信息 沙塵暴 沙塵暴分布區(qū)往往自然條件惡劣、測站少，常規(guī)手段無法滿足監(jiān)測需求。而遙感監(jiān)測范圍廣、時效快、精度高、連續(xù)性強 可以監(jiān)測沙塵暴的起源、移動和擴散過程 在遙感技術中，可以根據植物的反射波譜特征判斷植物的生長狀況，有助于防災減災。據此回答 (1) (2)題。 (1)遙感技術用于防災減災的具體監(jiān)測內容包括 ( ) 旱情 水災 滑坡 農林病蟲害 A B C D 例 3 (2)根據上述原理，可用遙感技術直接 ( ) 區(qū)分闊葉林與針葉林 監(jiān)測植物病害情況 區(qū)分落葉樹與常綠樹 監(jiān)測草場退化情況 A B C D 【 解析 】 本題組考查遙感技術的應用。遙感技術用于災害監(jiān)測的具體內容包括旱情、水災、滑坡、泥石流、地震、農林病蟲害、森林火災等。闊葉林、針葉林反射光譜不同；落葉樹與常綠樹可根據不同季節(jié)的遙感圖像區(qū)分；植物遭受病害，反射光譜將變化；草場退化，植被減少，其反射光譜也發(fā)生變化。 【 答案 】 (1)C (2)B 學以致用 3. 讀下圖 ， 回答下列問題 。 (1)可見光的波長范圍為 _微米。 (2)從圖中可以看出，不同的地物在同一波段其反射率不同，同一地物在不同的波段其反射率也不同，這是在照片上判讀各種地物的基礎。例如，利用 0.4 0.5微米波段的照片，可以把 _與其他地物區(qū)分開；利用 0.5 0.6微米波段的照片可以把沙漠與小麥、濕地區(qū)分開；利用 0.7 0.9微米波段的照片可以把 _與 _區(qū)分開。 解析： 地物的光譜特征是遙感技術的重要理論依據。不同的地物對同一波段的電磁波的反射率是不同的；即使相同的物體，在不同的波段其反射率也不同，這樣我們可以根據它們各自的光譜特性，選擇最佳波段、最佳攝影季節(jié)和攝影時間的照片進行判讀。雪地的反射光譜在 0.4 0.5微米有一個強反射峰值，因此利用該波段圖片就可以把雪地與其他地物區(qū)分開。濕地的反射率在整個波長范圍內均較低，而小麥在 0.7 0.9微米形成一個強反射峰值，因此利用此波段照片可以把小麥與濕地區(qū)分開。 答案： (1)0.4 0.76 (2)雪地 小麥 濕地 1圖 3 2 2遙感衛(wèi)星接收不同地物反射信息示意 讀圖可知，遙感的關鍵裝置是傳感器，圖中傳感器裝載在衛(wèi)星上，屬于航天遙感。 該圖所描繪的是傳感器接收物體反射太陽輻射的電磁波。 教材深化透析 圖表解讀 太陽輻射到達地表 ， 不同地物如圖中的建筑物 、路面 、 裸露的地面 、 草叢 、 水體 、 樹木等在同一波段其反射率不同 ， 同一地物在不同的波段 ， 其反射率也不同 ， 據此就可對傳感器獲取記錄和傳輸的圖像 、 數據進行判讀 、 分析 。 2圖 3 2 3不同分辨率遙感影像的比較 圖上的 30米、 10米、 4米的分辨率分別指影像上的一個像元表示地面上 (30米 )2、 (10米 )2、 (4米 )2的范圍，讀圖比較可知，該數值越小，分辨率就越高，影像顯示地表信息細節(jié)的能力就越強。 3.圖 3 2 4 由美國衛(wèi)星 “快鳥 ”(Quickbird)于2002年 9月 10日拍攝的伊拉克首都巴格達市的遙感影像 圖 3 2 9北京天安門廣場的黑白遙感影像 黑白遙感影像根據物體的灰度不同而呈現的，一般建筑物為灰白色，而草地和森林顏色較深。如圖 324由美國衛(wèi)星 “快鳥 ”拍攝的伊拉克首都巴格達市區(qū)的遙感影像和圖 329北京天安門廣場的黑白遙感影像。 4圖 3 2 7黃河三角洲假彩色遙感影像 圖 3 2 8黃河某河段真彩色遙感影像 遙感彩色影像有真彩色和假彩色之分。真彩色影像上地物顏色能夠真實反映實際地物的顏色特征，如圖 328黃河某河段真彩色遙感影像，圖中含沙量較大呈黃色的黃河河道及彎曲情況，黃河南岸