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地理信息技术在区域地理环境研究中的应用教案


2014 年春季乌鲁木齐地区教师资格认定测试教案

高中地理 必修 3

第一章
第二节
【教学目标】
1.知识与技能

地理环境与区域发展

地理信息技术在区域地理环境研究中的应用

1) 了解遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理,以及数字地球的含

义。 2) 举例说明遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境研究中的应用 2.过程与方法 1)利用图像,结合实际,掌握 GPS 汽车导航技术,信息在汽车、卫星和服务中心的传递 等内容,通过具体案例以了解地理信息技术在某些领域的应用 2) 通过搜集资料、图像,进行分析对比,以加深对地理信息技术的理解 3.情感、态度与价值观 1)使学生深刻地体会现代地理信息技术的应用价值 2)培养学生对地理信息技术进行探究的兴趣 3)培养学生分析问题、解决实际问题的能力科学素养与科学观 4)进行爱国主义思想教育,以增强学生的民族自豪感

【教学重点】
1.遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理,以及数字地球的含义 2.遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境研究中的应用

【教学难点】
1.遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理,以及数字地球的含义 2.遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境研究中的应用

【课型及课时】
新授课(共 2 课时)

【教学方法】
1. 充分利用多媒体进行课堂教学,制作相应课件,展示 RS、GIS、GPS 和数字地球的相关图 片,以形象直观的图来消除学生对“3S”的神秘感。 2. 要多采用实例教学法,教师应在课前到网上搜集有关“3S”技术的运用实例,以加深

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学生对“3S”的理解,并借此突破难点和掌握重点。 3. 采用列表比较的方法,以区别 RS、GIS、GPS 三者的不同,如概念、工作原理和用途等。 4. 运用网络示意图,理解各种信息技术的工作过程和不同用途。

【教学过程】 第一课时
[新课导入]
在区域的研究中不仅有定性的研究方法, 还有定量的研究方法, 其中地理信息技术在区 域发展的研究中发挥着越来越重要的作用。例如 2008 年 5 月 12 日,四川汶川地区发生 8.0 级大地震,有关部门利用卫星遥感监测技术,对灾区情况进行监测,在很短时间内获得全面 的资料,给抗震救灾提供了科学依据,为抗震救灾的胜利立了大功。这就是地理信息技术中 其中一种技术——神奇的遥感。 那什么是地理信息技术,他究竟有哪些用途呢?

[板书] 一、地理信息技术 1.概念: [教师]地理信息技术指获取、管理、分析和应用地理空间信息的现代技术的总称,主要包
括遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)等。

[板书]2.应用——广泛 [教师]地理信息系统广泛应用于区域地理环境研究,在资源调查、环境监测、自然灾害防
御监测、国土资源管理、国土开发规划等许多领域中发挥着重要作用。 如:可以模拟特定区域的自然过程,预测、预报区域内可能发生的灾害或环境变化。 GPS 汽车导航、空间信息网站、城市多媒体地理信息系统等。

[过渡] 获取土地利用信息要动用大量人力与物力,经十年才作出一幅图。但现在利用遥感
花很少的时间与金钱却能得到更好的效果。 “人眼的波段太窄,许多信息看不到,而人的双 脚又由于许多因素限制,许多地方不能涉足。 ”而遥感突破了这些限制,它真正成为了人的 “千里眼”和“顺风耳” 。正因为如此,在汶川地震中才立了大功。那么什么是遥感呢?它 的用途怎么那么大呢?

[板书] 二、遥感(RS)
1.概念:

[教师]遥感是人们在航空器(如飞机、高空气球)或航天器(如人造卫星)上利用一定的技术装

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备,对地表物体进行远距离的感知。 点击课件,展示下图:

遥远

遥感

感知

航天器或 航空器 2.遥感的装置

利 用 一定 的 技术设备

⑴传感器——遥感的关键装置 作用: 传感器在航空或航天器上接受地面物体反射或辐射的电磁波信息, 并以图像胶片 或数据磁带记录下来,传送到地面接收站(教材图 1.4) ⑵组成(了解) 遥感平台、传感器、地面接收站、信息处理系统等。 3.遥感技术的主要环节和功能 遥感技术主要 环节 遥感功能 目标物 物体辐射和反射 电磁波 传感器 收集、传输信 息 遥感地面系统 成果

接收信息, 处理、 专 业 图 件 或 分析信息 统计数据

[学生活动] 引导学生阅读教材第 7 页图 1.5 和图 1.6 思考飞机遥感和卫星遥感的差异。

[教师] 1998 年洞庭湖及荆江地区飞机、卫星遥感影像对洪水监测
1998 年夏秋,长江流域发生了罕见的大洪水,中科院遥感所等科研部门,利用飞机遥 感监测和卫星遥感监测技术, 对洞庭湖及荆江地区洪灾情况进行监测, 在很短的时间内获得 了较全面的资料,给抗洪决策提供了科学依据,为夺取抗洪斗争立了大功。 教材图 1.5(左图)是飞机遥感影像,在阴雨天气的情况下,通过微波遥感,透过层层 云雨阴隔而得到的图像,地物仍具很高的分辨率,经过计算机处理后,课本图 1.5(右图) 更是清楚地显示了洪水的淹没情况。课本图 1.6(左图)是卫星遥感影像,同样经过计算机 处理后,课本图 1.6(右图)能清楚地显示当时该地区淹没地区的分布。通过不同时间,不 同遥感平台得到的影像,再经过计算机处理技术,我们就能快捷、准确地统计出洪水的淹没 情况。 可见,遥感技术具有很多的优点。 4.遥感的优越性(此部分可以请学生思考讨论总结完成。 ) ①提高研究工作的精度和质量,节省人力、财力,提高效率。
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传统的工作方法

从点、线实地观测

面上的分析研究

遥感技术

从面上的区域分析研究 入手

有重点地选择若干点、线进 行野外验证和检查

②遥感信息作为重要的信息源,为区域地理环境研究从定性到定量、从静态到动态、 从过程到模式的转化和发展,提供了条件。 区域地理环境研究的前提是获取地理信息。例如,将多次或逐月、逐年的遥感影像图叠 加,就可反映城市的扩张、海岸的侵蚀、湖泊的消长,等等。在区域地理环境研究中,遥感 广泛应用于资源凋查、环境监测、自然灾害防御监测等领域。 遥感技术的应用范围很广。 除了以上介绍的森林火灾、 洪水监测外, 还广泛应用于农业、 地质、海洋研究、环境监测等许多方面。而且我国的遥感技术也已经在世界上具领先地位。 5.遥感技术的应用 指导学生阅读教材第 8 页“遥感在农业方面的应用” ,通过这个材料,使学生了解如下问 题: 1)遥感在农业方面的应用主要包括上地资源调查、 土地利用现状调查、 病虫害和农 业生态环境调查及监测,以及农作物长势监测和估产等方面。 2)遥感在土地资源与土壤调查中应用广泛。 3)作物估产是体现遥感在农业方面综合应用的最好例证。

[思考] 1.从监测的范围、速度,人力和财力的投入等方面看,遥感具有哪些特点? [点拨] 范围更广、速度更快、需要人力更少、财力投入少。
2.有人说:遥感是人的视力的延伸。你同意这种看法吗?

[点拨] 同意。可以从遥感的定义分析。从某种意义上说,人们“看”的过程就是在遥感,
眼睛相当于传感器。

[过渡] 美国从 20 世纪 70 年代开始研制 GPS,历时 20 年,耗资 200 亿美元,于 1994 年全
面建成。什么是 GPS?它的作用有哪些呢?

[板书] 三、全球定位系统(GPS)
1. 概念

[教师] 利用卫星,在全球范围内实时进行导航,定位的系统,称为全球定位系统,简称
GPS.
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全球范围内 利用卫星 实时

导航 系统 定位

[板书] 2.组成及工作过程
组成 1)空间部分——GPS 卫星星座; 2)地面控制部分——地面监控系统; 3)用户设备部分——GPS 信号接收机。 GPS 卫星星座

监测、控制

发送导航定位信号

地面监控系统 3.特点

GPS 信号接收机

全能性(陆地、海洋、航空和航天) 、全球性、全天候、连续性和实时性。 4.应用 1)为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。 2)在区域地理环境研究中的应用。 如: 野外调查是区域地理环境研究常用的方法之一, 全球定位系统可以帮助野外考察人 员确定考察点的地理位置(经度和纬度)、高程(海拔),从而可在野外调查中获得更为精准的 数据。 3)在日常生活中应用——GPS 导航 无论是在何时何地,只要拥有 GPS 信号接收机,就能知道自己前进的方向和所处的地 理坐标。利用 GPS 为导航服务也成为—种新兴的行业(教材图 1.9)。 GPS 汽车导航(教材图 1.9) :汽车导航装置可显示城市道路图和该车的位置。驾驶员 辅入出发点和目的地的地名然后从系统显示的可行路线中选择其中的一条。 系统除动态显示 该车的位置外,还通过语音提示 引导驾驶员把车开到目的地。 5.GPS 卫星星座 GPS 卫星星座由 21 颗工作卫星和 3 颗在轨备用卫星组成。它们均匀分布在六个轨道平 面内。全球任何地点在任何时刻地平面上空至少有四颗 GPS 卫星。

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[思考] 在 GPS 汽车导航中,信息在汽车、卫星和服务中心之间是怎样传递的? [点拨] 汽车中的 GPS 用户设备接收了 GPS 卫星信息,解算出本车的位置、速度等信息,并 通过无线电信号传送至服务中心。 服务中心再根据汽车所在的位置、 及时通过语言提示为汽 车导航。 [阅读] 通过该材料大致了解我国的卫星导航定位系统

[课堂小结] 本节课主要学习了遥感技术和全球定位系统的概念,原理,组成,和功能等。
希望同学们能牢记本节课的知识点, 并且能发现遥感技术与全球定位系统的联系。 遥感技术 主要用于地理信息数据的获取, 全球定位系统主要用于地理信息的空间定位, 全球定位系统 为遥感信息数据地面定位目标选择、野外验证、图像分类等提供了必要的数据信息,为更好 地利用遥感技术解决实际问题提供支持。

【板书设计】 第二节 地理信息技术在区域地理环境研究中的应用
一、地理信息技术 1.概念: 2.应用——广泛 二、遥感(RS)技术极其应用 1.概念: 2.遥感的装置 ⑴传感器——遥感的关键装置 ⑵组成(了解) 遥感平台、传感器、地面接收站、信息处理系统等 3.遥感技术的主要环节和功能 4.遥感的优越性 提高研究工作的精度和质量,节省人力、财力,提高效率。 5.遥感技术的应用 三、全球定位系统(GPS) 1.概念 2.组成及工作过程 3.特点 4.应用 5.GPS 卫星星座

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