【地理課件教學設計】地理信息技術(shù)在防災減災中的應用 高一地理同步備課系列（人教版2019必修第一冊）

第六章自然災害第四節(jié)地理信息技術(shù)在防災減災中的應用【教材分析】本節(jié)內(nèi)容選自人教版（2019）地理1第六章《自然災害》第四節(jié)地理信息技術(shù)在防災減災中的應用。課程標準“內(nèi)容要求”為“運用地理信息技術(shù)與方法，探究有關(guān)自然地理的問題”，核心素養(yǎng)主要有綜合思維和地理實踐力。因此教材分別介紹遙感技術(shù)、全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)三種地理信息技術(shù)，然后對這三種技術(shù)在防災減災中的應用進行講解。此外，在介紹遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)時，分別選用了臺風“菲特”和溫州災害監(jiān)測預警信息系統(tǒng)作為案例，直觀展示了兩種技術(shù)在防災減災中的應用?！窘虒W目標和要求】1.知道常用的地理信息技術(shù)。2.理解地理信息技術(shù)的工作原理。(重點)3.能夠區(qū)分遙感、全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)及地理信息系統(tǒng)在不同領(lǐng)域的應用。(重點、難點)【課堂導入】課件呈現(xiàn)下面圖片。學生思考:結(jié)合左圖，對比寧波石化區(qū)2020年1月21日和2月22日的差異。這里采用了什么技術(shù)？【教學內(nèi)容】一、遙感技術(shù)1.課件呈現(xiàn)“地理信息技術(shù)的概念”：地理信息技術(shù)是指獲取、記錄、加工、管理和傳播地理信息的各種技術(shù)手段；主要有遙感技術(shù)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)。2.遙感技術(shù)概念：遙感技術(shù)是利用裝在航空器(如飛機、高空氣球)或航天器(如人造衛(wèi)星)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(shù)。（課件呈現(xiàn)）教師強調(diào):遙感相當于高空拍照，接受地球表面物體的電磁波，獲得影像傳輸給地面接收站。（結(jié)合示意圖講解）3.遙感工作過程：動畫演示遙感的工作過程。4.遙感分類：先介紹遙感的分類，然后課件呈現(xiàn)下圖，學生判斷。教師強調(diào)補充：按遙感平臺的不同，可把遙感分為航天遙感、航空遙感和地面（近地）遙感；按探測的電磁波段不同，可分為可見光遙感，紅外遙感，微波遙感等。5.遙感影像：（1）遙感影像的類型：結(jié)合圖片比較不同類型的遙感影響。教師小結(jié)：（2）遙感影像的組成和分辨率：像元是遙感影像上能夠詳細區(qū)分的最小單元。1個像元所代表的地面實際尺寸。該數(shù)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。（結(jié)合遙感影像圖片講解）6.特點與應用：資料：1998年長江流域發(fā)生特大洪水時，我國氣象衛(wèi)星對洞庭湖區(qū)進行了實時監(jiān)測。下圖是氣象衛(wèi)星拍攝的多光譜合成遙感圖像，其中右圖中的紅色部分表示洪水新淹沒的范圍，通過與沒有發(fā)生洪水時的遙感圖像（左圖）進行對比分析，就可以獲得受災區(qū)域的分布及面積。洪水分析是抗洪救災與減災決策的重要依據(jù)。學生思考：遙感技術(shù)與傳統(tǒng)水文資料收集方式相比較，在洪水分析方面具有哪些顯著的優(yōu)勢？這種地理信息技術(shù)還可以應用在哪些領(lǐng)域？教師小結(jié)：傳統(tǒng)水文資料收集方式周期長、數(shù)據(jù)統(tǒng)計不全面、費用高昂，且難以做到直觀展示，為水文預報、洪水分析等工作帶來了很大不便。而遇感技術(shù)能夠在較短時間內(nèi)全面統(tǒng)計數(shù)據(jù)資料，價格相對低廉，且遙感技術(shù)能做到將結(jié)果直觀展現(xiàn)，為人們實施洪澇災害防治和應急措施提供依據(jù)。地貌、氣候、土壤和植被等的調(diào)查和監(jiān)測，環(huán)境和災害的監(jiān)測等。二、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)1.課件呈現(xiàn)“全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)”：是利用衛(wèi)星在全球范圍內(nèi)進行實時定位、導航的地理信息技術(shù)。能在地球表面或近地空間的任何地點，提供全天候的三維坐標、速度、時間信息。教師補充：目前世界比較成熟的“全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)”。（如下圖）2.介紹我國北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)：中國的北斗，覆蓋面廣，精確度高。北斗的絕活是能夠?qū)崿F(xiàn)地短訊通訊。其跟我們現(xiàn)在用的微信發(fā)信息差不多，亮點在于，即使手機沒有信號，只要有北斗終端設備，就可以發(fā)消息。3.全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的組成：動畫演示全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的組成及工作原理。4.特點與應用：資料：某年6月16日，一艘“MVSuez”號商船在支付210萬美元贖金后被索馬里海盜釋放，后來又險些遭到另一幫海盜打劫，于是印度與巴基斯坦分別派出軍艦“戈達瓦里”號及“巴布爾”號護航。思考：(1)被劫船只能迅速接近護航軍艦，得益于哪種地理信息系統(tǒng)。為什么？(2)該系統(tǒng)可以向用戶提供船舶的哪些基本信息？(3)若你是某物流公司(經(jīng)營貨物流通與運輸?shù)钠髽I(yè))的管理人員，你將如何在物流網(wǎng)絡平臺上利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)來提高物流企業(yè)的工作效率與質(zhì)量？提示：(1)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。被劫船只利用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)可以向航海管理中心發(fā)送自己的位置和航向，并獲得護航艦艇編隊的位置。(2)船舶的位置、航速、航向和時間信息；航圖、航跡。(3)當貨主交付貨物后，將全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)設備與貨物捆綁在一起運輸，然后提供給貨主提貨單和全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)網(wǎng)絡查詢密碼；當貨物裝上運輸車輛后，貨主和物流公司都可以隨時隨地通過網(wǎng)絡按貨單號和密碼查詢貨物當前的運輸位置，從而提高物流企業(yè)的工作效率與質(zhì)量。4.遙感分類：先介紹遙感的分類，然后課件呈現(xiàn)下圖，學生判斷。教師強調(diào)補充：按遙感平臺的不同，可把遙感分為航天遙感、航空遙感和地面（近地）遙感；按探測的電磁波段不同，可分為可見光遙感，紅外遙感，微波遙感等。三、地理信息系統(tǒng)1.地理信息系統(tǒng)概念：對地理數(shù)據(jù)進行輸入、處理、存儲、管理、查詢、分析、輸出等的計算機信息系統(tǒng)。利用地理信息系統(tǒng)可以儲存龐大的空間數(shù)據(jù)，不但能隨時制作電子地圖，還有詳細的屬性資料可供查詢，并能進行多種空間分析，以此來模擬區(qū)域內(nèi)的資源、人口等要素的空間規(guī)律和發(fā)展趨勢。（課件呈現(xiàn)）教師強調(diào):GIS其實是專門思考地理問題的大腦。2.地理信息系統(tǒng)工作原理：課件播放講解。3.特點與應用：資料：《基于GIS的供水運營管理信息系統(tǒng)分析與設計一文中寫道針對供水管網(wǎng)GIS的特點和應用現(xiàn)狀，提出建立基于GIS的供水運營管理信息系統(tǒng)。整個系統(tǒng)通過GIS平臺上的信息共享與集成，能夠?qū)崿F(xiàn)各類信息的綜合、分析和決策，從而深化GIS在供水行業(yè)中的應周有效提高企業(yè)的工作效率和管理水平。思考：(1)在該系統(tǒng)的工作過程中，如果讓你來對現(xiàn)有的相關(guān)紙質(zhì)地圖進行數(shù)字化，你將如何進行?請完成下列操作流程簡圖。(2)在相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲過程中，可采用“”技術(shù)，在確定交通線路時一般涉及哪些不同的圖層?(3)若讓你來向公眾演示該系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，你可以為公眾提供哪幾種表現(xiàn)形式?這些形式可以通過哪幾種輸出形式輸出?提示：(1)分層地形地質(zhì)、土地利用類型、聚落、交通線路等。(3)形式：圖形、地圖或表格。輸出形式：計算機的顯示器屏幕、繪圖儀、打印機?！菊n堂小結(jié)】【隨堂練習】隨著科學技術(shù)的發(fā)展，我國臺風預報能力大幅提高，臺風預報準確率逐年穩(wěn)步提升。如圖為某次臺風的衛(wèi)星云圖。據(jù)此回答1～3題。1．氣象衛(wèi)星發(fā)回的衛(wèi)星云圖主要運用了()A．北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)B．遙感技術(shù)C．地理信息系統(tǒng)D．虛擬技術(shù)2．目前主要是利用氣象衛(wèi)星對臺風進行監(jiān)測，通過分析多幅衛(wèi)星的云層圖片，可以獲得()①臺風中心位置②臺風的強度和速度③臺風所造成的降水強度④臺風的移動方向⑤臺風的登陸地區(qū)A．①②③⑤B．②③④⑤C．①③④⑤D．①②④⑤3．遙感技術(shù)在減輕災害方面的表現(xiàn)為()A．可以推測臺風可能帶來的其他災害B．準確判斷臺風的強弱、移動方向C．監(jiān)測臺風的發(fā)展態(tài)勢，提前做好預防D．分析可能造成的災害損失4.下圖為遙感平臺及傳感器信息采集示意圖，說法正確的是()①甲和乙都屬航空遙感②甲為被動式遙感，可全天候監(jiān)測地表③甲和乙都可重復監(jiān)測④乙為主動式遙感，可全天候監(jiān)測地表A．①②B．①③C．②④D．③④北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)能為全球范圍內(nèi)的用戶提供全天候、連續(xù)、實時、高精度的三維坐標、速度及時間數(shù)據(jù)。據(jù)此完成5～7題。5．森林發(fā)生火災時，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的主要作用是()A．分析發(fā)生原因 B．繪制地圖C．災情跟蹤 D．通信聯(lián)絡6．救災物資空投，利用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)主要是為了()A．減少人力勞動，提高勞動效率B．提高空投精確度，讓救災物資盡快投入使用C．縮短空投距離D．減少人員傷亡7．利用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)可以對地震進行監(jiān)測，監(jiān)測的對象主要是()A．海陸分布的變化B．地球內(nèi)部巖漿的活動情況C．地殼的運動狀況D．災情的發(fā)展據(jù)報道，2020年深圳市大疆創(chuàng)新科技有限公司的無人機產(chǎn)品占全球及國內(nèi)市場份額分別超80%和70%。目前，德國是該公司在歐洲的最大市場。該公司在德國的金融中心法蘭克福市設立了歐洲總部。據(jù)此完成下題。8．無人機自動返航主要使用的技術(shù)是()A．氣壓感知 B．大地測量C．遙感監(jiān)測 D．衛(wèi)星定位在森林發(fā)生火災時地理信息技術(shù)在災害的監(jiān)測和處置中發(fā)揮了重要的作用。據(jù)此完成9～12題。9．要快速獲知森林大火的受災區(qū)，應采用的地理信息技術(shù)是()A．地理信息系統(tǒng) B．全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)C．遙感技術(shù) D．都可以10．在森林火災中地理信息系統(tǒng)可以進行()A．評估受災情況，制定減災預案B．確定火災原因C．交通指揮調(diào)度D．發(fā)現(xiàn)燃燒的烈火11．地理信息系統(tǒng)在防火滅火中的作用是()①判斷重點救災滅火區(qū)②分析火勢的蔓延方向③制定救災方案④預測火災的發(fā)生地點A．①②③B．①③④C．①②④D．②③④12．在滅火過程中，可以把某些要素圖層進行疊加分析，從而快速確定火災蔓延的趨勢，這些要素是()①火場分布②地形③風向④洋流A．①②③B．①②④C．①③④ D．②③④地理信息系統(tǒng)中不同類型的地理空間信息儲存在不同的圖層上，疊加不同的圖層可以分析不同要素間的相互關(guān)系。下圖為某專題研究建立的地理信息系統(tǒng)圖層。據(jù)此完成13～14題。13．該專題可能是研究()A．臺風災害 B．旱澇災害C．寒潮災害 D．地震災害14．如果圖示地區(qū)位于我國西南地區(qū)，為研究當?shù)刂饕匀粸暮盀那闋顩r，應增加下列圖層中的()①大氣污染程度②地形、地質(zhì)③人口密度④民族構(gòu)成A．①② B．①③C．②③ D．②④15.GIS可通過圖層信息來分析和預測地質(zhì)災害的發(fā)生。下圖示意某區(qū)域相關(guān)要素評估值信息圖層(數(shù)值越大表示該評估要素指示地質(zhì)災害發(fā)生概率越高)和地塊編號。此次降水易引發(fā)地質(zhì)災害的地塊是()A．④⑦B．⑤⑧C．②③D．⑥⑨參考答案1.B2.D3.C【解析】第1題，遙感技術(shù)可以獲取衛(wèi)星云圖。第2題，從氣象衛(wèi)星云圖上可以看出任何地方的天氣狀況，監(jiān)測臺風的位置、強度、移動方向和速度等，這為實時天氣預報提供了依據(jù)，但不能獲取臺風所造成的降水強度的信息。第3題，通過監(jiān)測臺風的位置、強度、移動狀況，可以為臺風登陸做好準備，做好人員轉(zhuǎn)移和設施防護工作，以減輕臺風災害的影響和損失。4.D【解析】第4題，讀圖可知，甲需要靠云層和地面物體反射或者折射采集信息，沒有主動發(fā)射輻射源，應為被動式遙感，但是由于只能發(fā)生在電磁輻射的紅外、紫外和微波波段，所以不能全天候監(jiān)測地表，但可做重復監(jiān)測；而乙主動發(fā)射出人工輻射源，采集信息，記錄數(shù)據(jù)，因此為主動式遙感，可以全天候反復監(jiān)測，故②錯，③④正確。根據(jù)圖中高度可知，甲、乙為航天遙感，①錯，故選D。5.C6.B7.C【解析】第5題，由于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)能為全球范圍內(nèi)的用戶提供全天候、連續(xù)、實時、高精度的三維坐標、速度及時間數(shù)據(jù)，因此在減災防災中可用于交通導航、災情跟蹤、人員救生、地震監(jiān)測等諸多方面。第6題，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)能夠提供高精度的三維坐標，所以能夠提高空投精確度，讓救災物資盡快投入使用。第7題，利用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)對地震監(jiān)測主要是監(jiān)測地殼的運動狀況，從而預測地震的發(fā)生。8.D【解析】第8題，選D據(jù)所學知識可知，無人機自動返航需要實時位置信息，所依托的地理信息技術(shù)是全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，因此其主要使用的技術(shù)是衛(wèi)星定位，D正確。氣壓感知和大地測量無法獲得無人機的位置信息，A、B錯誤。遙感監(jiān)測易受天氣、地形等影響，對移動物體的位置信息精確度較低，不適于導航，C錯誤。9.C10.A11.A12.A【解析】第9題，快速獲取地表事物地理信息，屬于遙感技術(shù)的應用范疇。第10題，地理信息系統(tǒng)利用遙感技術(shù)、全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)等提供的地理數(shù)據(jù)，進行自然災害的動態(tài)監(jiān)測、預報預警，快速確定受災范圍及受災情況，為制定減災預案、評估災害損失和指導災后重建等提供依據(jù)。第11題，地理信息系統(tǒng)在火災監(jiān)測中的作用是分析火勢的蔓延方向，判斷重點救災滅火區(qū)，制定救災方案。第12題，在火災的撲救過程中，火勢與洋流信息無關(guān)，因此在圖層疊加分析時，不需要洋流要素。13.B14.C【解析】第13題，臺風可能是導致強降水的原因之一，但臺風災害帶來的不僅有降水，還有大風等天氣，故若需要研究臺風災害對行政區(qū)域的影響，僅有降水量的信息不夠，A排除；由材料可知，該專題研究是將雨量和行政區(qū)進行疊加圖層，可以根據(jù)不同區(qū)域降水量大小，研究旱澇災害，B正確；寒潮主要是短時間強降溫，與降雨關(guān)系不大，C錯誤；同理，地震災害與降水量的關(guān)系也不大，D錯誤。第14題，我國西南地區(qū)地處板塊