高中地理湘教版必修三第三章第二節(jié)遙感技術(shù)的應(yīng)用

3/33/33/3普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)-[湘教版]3.2遙感技術(shù)的應(yīng)用[教學(xué)目標(biāo)]一、知識(shí)與技能1．用自己的語(yǔ)言表述遙感的含義,了解遙感技術(shù)的開(kāi)展歷程。1,3,52．知道遙感的技術(shù)系統(tǒng)和遙感類型。1,3,53．用實(shí)例說(shuō)明遙感在資源普查、環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。二、過(guò)程與方法1．知道用遙感圖像判斷地物的根本道理,能判讀簡(jiǎn)單的遙感影像圖；運(yùn)用遙感圖像比擬,描述地面環(huán)境變化狀況。2運(yùn)用資料,說(shuō)明遙感在其他方面〔如農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工程地質(zhì)、測(cè)繪制圖、國(guó)防軍事等領(lǐng)域〕的應(yīng)用。三、情感態(tài)度與價(jià)值觀1．通過(guò)上網(wǎng)搜集有關(guān)資料,了解我國(guó)遙感技術(shù)在世界上所處的領(lǐng)先地位,樹(shù)立民族自豪感。2．通過(guò)閱讀教材,了解遙感的概念及其分類,了解遙感技術(shù)的特點(diǎn)、工作原理流程及其在資源普查及環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的重要作用,激發(fā)愛(ài)科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的科學(xué)素養(yǎng)。[教學(xué)重點(diǎn)]遙感技術(shù)在資源普查以及環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的重要作用。[教學(xué)難點(diǎn)]1,3,5遙感影像的判讀1,3,5[教學(xué)媒體與教具]多媒體[課時(shí)安排]2課時(shí)[講授過(guò)程]第一課時(shí)【新課導(dǎo)入】獲取土地利用信息要?jiǎng)佑么罅咳肆εc物力,經(jīng)十年才作出一幅圖。但現(xiàn)在利用遙感花得少的時(shí)間與金錢卻能得到更好的效果。“人眼的波段太窄、許多信息看不到,而人的雙腳又由于許多因素限制,許多地方不能涉足〞。而遙感突破了這些限制,它真正成為了人的“千里眼和順風(fēng)耳〞?！景鍟?shū)】第二節(jié)遙感技術(shù)的應(yīng)用一、遙感【介紹】遙感是20世紀(jì)60年代開(kāi)展起來(lái)的一門對(duì)地觀測(cè)綜合性技術(shù)。俗語(yǔ)云“站得高才能看得遠(yuǎn)〞。遙感區(qū)別于傳統(tǒng)探測(cè)手段的突出特點(diǎn)是不直接接觸而是從遙遠(yuǎn)的高空感知地物,遙感記錄的是地面物體反射或輻射的電磁波信號(hào)。自20世紀(jì)80年代以來(lái),遙感技術(shù)得到了長(zhǎng)足的開(kāi)展,遙感技術(shù)的應(yīng)用也日趨廣泛。隨著遙感技術(shù)的不斷進(jìn)步和遙感技術(shù)應(yīng)用的不斷深入,未來(lái)的遙感技術(shù)將在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用?！景鍟?shū)】1．概念：遠(yuǎn)離目標(biāo),通過(guò)非直接接觸而判定和測(cè)量物體的技術(shù)?！舅伎肌吭鯓痈兄?？【點(diǎn)撥】測(cè)量電磁波特征：不同的地物反射與吸收電磁波存在巨大差異。遙感不僅可以通過(guò)可見(jiàn)光進(jìn)行感知,同時(shí)也可以通過(guò)紅外線、微波等,例如：法國(guó)的spot5衛(wèi)星可以從七個(gè)波段獲取信息?！舅伎肌繛槭裁匆植ǘ?？【點(diǎn)撥】因?yàn)椴煌ǘ尾煌匚锏姆瓷渎逝c吸收率等有很大差異?！景鍟?shū)】2、分類【講解】按遙感平臺(tái)高度〔運(yùn)載工具〕分：地面遙感〔以高塔、車、船為遙感平臺(tái)〕、航空遙感〔以飛機(jī)、氣球、飛艇等為遙感平臺(tái)〕、航天遙感〔以衛(wèi)星、飛船、空間站等為遙感平臺(tái)〕。按電磁波段分：可見(jiàn)光遙感、紅處線遙感、微波遙感按傳感器的工作形式：被動(dòng)式〔接收來(lái)自地物的電磁波〕、主動(dòng)式〔發(fā)射訊號(hào),接收目標(biāo)物反射這種輻射波的強(qiáng)度,如側(cè)視雷達(dá)〕【講解】遙感技術(shù)的原理：地物在不斷地吸收、發(fā)射〔輻射〕和反射電磁波,并且不同物體的電磁波特性不同。遙感就是根據(jù)這個(gè)原理,利用一定的技術(shù)設(shè)備和裝置,來(lái)探測(cè)地表物體對(duì)電磁波的反射和地物發(fā)射的電磁波,從而提取這些物體的信息,完成遠(yuǎn)距離識(shí)別物體?！具^(guò)渡】遙感的工作過(guò)程：從傳感器接收信息到遙感信息應(yīng)用的全過(guò)程?！景鍟?shū)】3、工作流程【讀圖思考】遙感的流程圖。通過(guò)本圖可了解遙感的工作流程。遙感技術(shù)的主要環(huán)節(jié)包括目標(biāo)物、傳感器、遙感地面系統(tǒng)和成果。各環(huán)節(jié)的功能：目標(biāo)物反射或輻射電磁波；傳感器收集傳輸信息；遙感地面系統(tǒng)處理、分析信息；成果即專業(yè)圖件或統(tǒng)計(jì)數(shù)字?！就队啊科脚_(tái)：某一套硬件或軟件的設(shè)計(jì)根底。通過(guò)它,人們可以開(kāi)發(fā)新的硬件、軟件或開(kāi)展工作。裝載傳感器的平臺(tái),就是遙感平臺(tái),它是從遙遠(yuǎn)的天空探測(cè)地面物體的裝置。遙感平臺(tái)主要有航天和航空兩種。航天的有宇宙飛船、衛(wèi)星、火箭,航空的有飛機(jī)、氣球。此外,地面還有遙感車等。傳感器：接收、記錄目標(biāo)物電磁波信息特征的儀器。遙感技術(shù)裝備比擬復(fù)雜,包括遙感平臺(tái)〔有地面平臺(tái)、航空平臺(tái)、航天平臺(tái)等〕、傳感器、信息傳輸和處理裝備等。其中的關(guān)鍵裝置是傳感器,傳感器是直接獲得地面目標(biāo)物信息的光學(xué)或電子學(xué)儀器,用以接受、測(cè)量、記錄地面目標(biāo)物反射或輻射電磁波的強(qiáng)度和特性。【探究】遙感影像什么是遙感影像？怎樣判讀遙感影像？【歸納】遙感影像由成千上萬(wàn)的像元組成,遙感影像可以通過(guò)對(duì)地表攝影或掃描獲得。攝影影像是攝相機(jī)對(duì)地面物體攝影,直接在感光材料上記錄地物的光像；掃描影像是地面信息通過(guò)探測(cè)器先變?yōu)殡娦盘?hào)并記錄在磁帶上,然后回放磁帶,在感光片上曝光而成。其根本特征：〔1〕像元：遙感影像上能詳線區(qū)分的最小單元〔2〕分辨率：一個(gè)像元所代表的實(shí)際尺寸。1米分辨率就是一個(gè)像元表示地面1m2的范圍,即在遙感影像上能夠分辨出1米大小的地物。0.1米分辨率就是在遙感影像上能夠分辨出0.1米大小的地物。例：spot5衛(wèi)星的分辨率達(dá)全彩色波段可達(dá)2.5米,其它波段為5米。中巴資源衛(wèi)星二號(hào)分辨率為20米。美國(guó)快鳥(niǎo)衛(wèi)星為1米。像元越小,分辨率就越高,影像顯示地表信息細(xì)節(jié)的能力就越強(qiáng)。像元〔分辨率數(shù)值〕越小,遙感影像清晰度〔分辨率〕越高?！?〕光譜特征〔判讀〕：分類地物的影像特征黑白影像建筑物為灰白色,草地和森林顏色較深。彩色影像真彩色影像與地物的顏色特征一致。假彩色影像草、樹(shù)、莊稼為紅色,水為灰色或藍(lán)色,城市為灰藍(lán)色。第二課時(shí)【思考】遙感有什么顯著特點(diǎn)？【歸納】〔1〕探測(cè)范圍大：我國(guó)只要600多張左右的陸地衛(wèi)星圖像就可以全部覆蓋?！?〕獲取資料的速度快、周期短：實(shí)地測(cè)繪幾年、十幾年甚至幾十年重復(fù)一次。航空攝影測(cè)量數(shù)年才能重復(fù)測(cè)量一次。陸地衛(wèi)星每16天可以覆蓋地球一遍?！?〕受地面條件限制少：對(duì)于自然條件惡劣、地面工作難以開(kāi)展的地區(qū),如高山、冰川、沙漠、沼澤等,或因國(guó)界限制不易到達(dá)的地區(qū),用遙感,特別是航天遙感方法,那么比擬容易獲取資料。〔4〕手段多,獲取的信息量大：選用不同的波段和不同的遙感儀器,取得所需的信息。〔5〕用途廣：遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、地理、海洋、水文、氣象、測(cè)繪、環(huán)境保護(hù)和軍事偵察等許多領(lǐng)域,具有明顯的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益?！景鍟?shū)】四、遙感在資源普查中的作用【投影】常規(guī)的地質(zhì)勘查工作都從點(diǎn)、線觀測(cè)著手,待聚集了大量的資料后才能描述一個(gè)地區(qū)的地質(zhì)特征,進(jìn)而進(jìn)行分析研究。利用遙感資料就可以首先從分析研究地區(qū)的遙感資料入手,然后有重點(diǎn)地選擇假設(shè)干點(diǎn)進(jìn)行野外觀測(cè)與驗(yàn)證。這樣,不僅大大減少了野外工作量,節(jié)省人力、物力,還加快了速度,提高了精度。這對(duì)區(qū)域地質(zhì)填圖是特別適宜的?？梢?jiàn),過(guò)去資源調(diào)查要進(jìn)行實(shí)地考察和填圖,工作量大,更新慢。遙感技術(shù)對(duì)資源的調(diào)查方便、快捷、全面、系統(tǒng),更新快。所以利用遙感技術(shù)進(jìn)行資源調(diào)查更具有優(yōu)勢(shì)?！景咐庾x】二十世紀(jì)七十年代,美國(guó)利用陸地衛(wèi)星圖象進(jìn)行世界小麥估產(chǎn)獲得成功,精度達(dá)90%以上。到現(xiàn)在,借助遙感技術(shù)估測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量的技術(shù)已很成熟。其根本方法是：農(nóng)作物分層〔把不同的農(nóng)作物,按生長(zhǎng)期分成不同的層,并從各層抽出一定面積的樣方以訓(xùn)練計(jì)算機(jī)進(jìn)行分類〕；用計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類,輔以人工目視判讀法,直接從遙感信息中分出不同的作物類型；長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)〔用GPS、GIS技術(shù)跟蹤監(jiān)測(cè)作物不同生長(zhǎng)期及不同作物的生長(zhǎng)情況〕；面積估算〔根據(jù)各層作物的測(cè)量數(shù)據(jù),按照分層抽樣模型匯總出整個(gè)地區(qū)的農(nóng)作物種植面積〕；單產(chǎn)與總產(chǎn)預(yù)測(cè)〔通過(guò)抽樣調(diào)查和衛(wèi)星圖象估測(cè)樣方產(chǎn)量來(lái)推算整個(gè)范圍的單產(chǎn)、總產(chǎn)〕?！景鍟?shū)】五、遙感在環(huán)境和災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用【投影】遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)水污染的原理污染水體的反射光譜特征：對(duì)水體的遙感監(jiān)測(cè)是以污染水與潔凈水的反射光譜性能比照研究為根底的?？偟目磥?lái),清潔水體反射率比擬低,水體對(duì)光有較強(qiáng)的吸收性能,而較強(qiáng)的分子散射性僅存在于光譜區(qū)較短的波段上。故在一般遙感影像上,水體表現(xiàn)為深色調(diào),在紅外波段上尤其明顯。水中懸浮物微粒會(huì)對(duì)入射進(jìn)水里的光發(fā)生散射和反射,增大了水體的反射率。懸浮物含量增加,水體反射率也變大。水體里浮游植物大量繁殖是水體富營(yíng)養(yǎng)化的顯著標(biāo)志。由于浮游植物體內(nèi)含的葉綠素對(duì)可見(jiàn)光和近紅外光波段具有特殊的“陡坡效應(yīng)〞,使得那些浮游植物含量大的水體,兼有水體和植物的反射光譜特征。隨著浮游植物含量的增高,其光譜曲線與綠色植物的反射光譜越近似。石油污染是一種常見(jiàn)的水體污染現(xiàn)象。水體里污油濃度越高,散射光就越強(qiáng)。城市大量排放的工業(yè)廢水和生活污水中帶有許多有機(jī)物,它們?cè)诜纸鈺r(shí)耗去大量溶解氧,造成水體發(fā)黑發(fā)臭。在遙感影像上,這些水體的反射率都很低,呈現(xiàn)為深黑色條帶狀?！景咐庾x】研究人員通過(guò)3張不同時(shí)段蘇州河的彩色紅外遙感影像和熱紅外遙感影像,分析了蘇州河水體污染的狀況和歷史原因。研究說(shuō)明：在20世紀(jì)70年代蘇州河水體環(huán)境良好,到80年代由于沿河居住人口的急劇增加和工業(yè)的過(guò)度開(kāi)展而影響了蘇州河的水質(zhì)。90年代,由于人們環(huán)保意識(shí)的提高以及沿河工廠碼頭的遷移,蘇州河的治理已經(jīng)取得了明顯的成效。這些分析結(jié)果可以為城市環(huán)境監(jiān)測(cè)等部門提供決策依據(jù)。在現(xiàn)有的根底上,要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)蘇州河的綜合整治。雖然對(duì)蘇州河的治理目前已實(shí)現(xiàn)了階段性的目標(biāo)：蘇州河水由黑逐步變清,臭味逐步消失。魚(yú)類在河中出現(xiàn)了,水生生物已經(jīng)增加到20多種。而且現(xiàn)在行走在蘇州河兩岸,感覺(jué)干凈多了。但還未從根本上解決所有問(wèn)題。因此,仍需要管理部門加大力度、持之以恒,使蘇州河的全部整治目標(biāo)實(shí)現(xiàn)?！練w納】資源普查資源普查環(huán)境