高中地理第三章地理信息技术的应用第二节遥感技术的应用讲义含解析中图版必修

第二节 遥感技术的应用

一、遥感(RS) 1．概念

利用一定的技术设备和系统，在远离被测目标的位置上对被测目标的电磁波特征进行测量、记录与分析的技术。

2．类型

根据遥感平台高度的不同，遥感可以分为近地面遥感、航空遥感和航天遥感。 3．工作过程

4．遥感影像

(1)组成：像元，是遥感影像上的最小单元。

(2)空间分辨率(分辨率)：一个像元所代表的地面实际尺寸，分辨率数值越小，分辨率就越高。

(3)类型：黑白、彩色(真彩色、假彩色)。 二、遥感在资源普查中的作用 1．应用领域

矿产资源和水资源的调查、农作物的估产、全球气候变化的观测、灾害监测、重大工程的建设等。

2．在资源普查中的优势

可以全面系统地提供资源状况，而且还能对信息进行及时更新。 三、遥感在环境和灾害监测中的应用 1．遥感在水污染监测中的应用

(1)原理：被污染水体具有独特的区别于清洁水体的光谱特征。 (2)内容：研究和预测同一流域水体污染历史和污染趋势。 (3)意义：为水资源保护规划提供准确信息。 2．遥感在沙尘暴监测中的应用

(1)遥感卫星的特点：监测范围广、时效快、精度高、连续性强。 (2)监测内容：沙尘暴的起源、移动和扩散过程。

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[温馨提示]

由于遥感与人工调查相比具有巨大的优越性，所以应用越来越广泛；但是一些电磁波不明显(如某种疾病的疫情等)，或在地下，具有突发性的灾害(如地震、火山喷发等)仍然无法 预报。

知识点(一)|遥感

——————— 情景导入先思考 ———————

2018年3月10日，记者从“三极遥感卫星观测系统研讨会”上获悉，北京师范大学即将于年底发射并投入使用我国首颗专门针对极地观测的遥感小卫星BNU－1，与卫星相配套的北极卫星地面接收站也正在积极推进当中。这是我国第一颗专门针对极地观测的遥感卫星，能够实现对南北极地区每两天一次的全覆盖观测，有望在研究极地快速变化、保障极区船只航行安全等方面发挥重要作用。

(1)遥感技术的工作原理是什么？

提示：不同物体对电磁波的发射、反射和吸收的特性不同。 (2)在区域地理环境研究中，遥感与实地测绘相比，具有哪些优势？ 提示：监测的范围大、获取信息的速度快、受地面的限制较小。 ——————— 核心要点掌握好 ——————— 一、遥感技术工作流程 1．遥感的关键装置——传感器

2．遥感技术的工作流程

如图所示：

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二、航天、航空、近地遥感的比较 类型 航天 遥感 航空 遥感 近地 遥感 概念 优点 利用卫星、航天飞机、宇宙飞船、覆盖范围大，不受领空限制，可进行航天空间站携带遥感仪器的遥感 重复、定期观测 机动性强，可以根据研究主题选择适利用飞机携带遥感仪器的遥感 当的传感器、适当的飞行高度和飞行区域 距离地面高度几十米以内的遥感 用于城市遥感、海面污染监测、森林火灾监测等 ——————— 方法技巧很重要 ——————— 图示法记忆遥感技术的特点

——————— 应用体验不可少 ——————— 读图，完成1～2题。

1．图中内容说明航天遥感的特点是( ) A．监测范围广 C．连续性强

B．时效快，精度高 D．准确定位

2．就航天遥感而言，其遥感探测的范围越大，则( ) A．获得资料的速度越慢 C．对地物的分辨率越低

B．获得资料的周期越长 D．对地物的分辨率越高

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解析：1.A 2.C 第1题，由图中“我一次就可以把半个地球拍摄进去”可知航天遥感的特点是监测范围广。第2题，获取资料的速度、周期与探测范围无关，当探测范围越大时，分辨率数值越大，显示信息能力越弱，分辨率越低。

3．读遥感技术工作原理示意图，完成下列问题。

(1)从A图中可以看出，此遥感技术所利用的运载工具是________，这种运载工具采用的是________的方式对地面物体进行感知和识别。这种方式的遥感技术，对地面的分辨率较________(高或低)。

(2)在B图中，传感器接收的是________。

解析：本题考查遥感技术的运载工具和判断遥感技术分辨率的高低。遥感技术主要是通过接收电磁波来获取信息，任何物体都反射、辐射不同的电磁波，遥感技术就是依靠这一特点来识别物体的。

答案：(1)飞机 航空摄影 高 (2)地面反射或辐射的电磁波信息

知识点(二)|遥感技术的应用

——————— 情景导入先思考 ——————— 认真阅读右面漫画。

(1)漫画中反映了遥感技术在哪一领域的应用？ 提示：勘探矿产资源。

(2)遥感技术还能应用在哪些领域？ 提示：生物资源调查、环境灾害监测等。

——————— 核心要点掌握好 ——————— 一、遥感技术在资源普查中的应用

勘探矿产资源、调查生物资源、水资源等是遥感技术在资源普查中的重要应用领域。 应用领域 矿产 具体内容 蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或备注 人们只需要分析遥感图像就可以划定 4

资源 环形构造带，较容易借助遥感技术“发现”矿产 蕴藏矿产的大致区域 生物 资源 通过遥感图像解译或图像处理技术，提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等数据 为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门服务 二、遥感与环境和灾害监测 随着遥感技术的发展，遥感将不仅为人们提供信息资源，改变人们的生产、生活与交往方式，而且在环境监测、灾害预警等方面发挥巨大作用，有助于灾害的预防、环境的治理和保护。 应用领域 环境 监测 灾害 监测 具体内容 荒漠化、土壤盐渍化、海上冰山漂流、海洋生态、全球气候变化及其影响、植被变化、水体污染、大气污染等 旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾、沙尘暴等 备注 有利于人们了解环境变化，使环境得到保护和改善 有利于防灾减灾 ——————— 方法技巧很重要 ——————— 遥感图像判断的基本方法

(1)看颜色：根据颜色可以判断该地物是属于水文要素还是人工要素。

(2)看形态：根据地物形态——面状或线状，大致可以确定是水文要素中的湖泊或河流，还是人工要素中的城市、村庄或道路。

(3)看与周边地物的关系：一般与河流相连的是湖泊，与道路相连的是村庄或城镇。 (4)看叠加：通过多次或逐月逐年对同一地区遥感图像叠加可以反映出地物时间变化特点、如城市的扩张，海岸线侵蚀变化、湖泊的消长等。

(5)看光谱：不同地物对同一波段的电磁波的反射率是不同的；相同地物在不同的波段反射率也不同。光谱反射率差别越大，越容易区分。

——————— 应用体验不可少 ———————

棉花遥感识别是棉花种植面积遥感估算的关键，以下是我国北疆地区不同日期棉花光谱信息与其他作物光谱信息的曲线分析图。图中前3个波段为可见光波段(分别为蓝波段、绿波段、红波段)，第4波段为近红外波段。读图，回答1～3题。

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1．容易将棉花从三种作物中识别出来的最佳波段是( ) A．蓝波段 C．红波段

B．绿波段 D．近红外波段

2．根据图中信息及相关知识判断，下列叙述正确的是( ) A．6月份和9月份相比，棉花遥感识别最佳时相期在6月份 B．盛絮期棉花反射率在1～3波段明显降低 C．北疆地区是我国最重要的棉花产区

D．北疆地区发展棉花种植业的优势是耕地面积广布，便于大规模的机械化耕作 3．不同的地物和地物的不同状况有不同的反射率，据此原理，可以利用遥感监测的有( )

①近海赤潮灾害 ②人口分布 ③海上石油污染 ④工业生产总值 A．①② C．②④

B．③④ D．①③

解析：1.D 2.B 3.D 第1题，4波段为近红外波段，棉花与番茄、玉米反射率差异明显，故选D项。第2题，从坐标图可知，棉花盛絮期为棉花遥感识别最佳时相期，这一时相期棉花反射率在前3个波段明显降低。我国有三大产棉区，南疆地区是其中之一。第3题，遥感不能监测人口分布和工业生产总值，故选D项。

读2013年我国冬小麦收获期分布示意图，回答4～5题。

4．为监控焚烧作物秸秆着火点的分布，应使用的地理信息技术是( ) A．GPS C．GIS

B．RS D．GPRS

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5．2013年6月11日，焚烧作物秸秆的着火点较多的省份可能是( ) A．闽 C．吉

B．赣 D．豫

解析：4.B 5.D 第4题，GPS技术用于精确定位，GIS技术用于分析、提供数据，为决策者提供依据。RS利用传感器接收地物反射的电磁波以图像胶片或数据磁带记录下来，用以揭示物体特征、性质及其变化。第5题，从图中可以看出，6月11日收割小麦的有山东、河北南部、山西、陕西、甘肃东南部、四川、河南北部、云南。

“遥感”，顾名思义，就是“遥远的感知”。传说中的“千里眼”“顺风耳”就具有这样的能力。据此完成1～3题。

1．遥感的工作原理为( ) A．利用太阳辐射 B．利用地面辐射

C．利用物体反射或辐射的电磁波 D．利用探照设备

2．遥感的关键装置是( ) A．传感器 C．计算机

B．目标物 D．数据库

3．人类目前常用的遥感平台有( ) ①飞机 ②气球 ③卫星 ④火箭 A．①②③ C．①③④

B．②③④ D．①②④

解析：1.C 2.A 3.A 第1题，遥感是指通过传感器记录目标物反射或辐射的电磁波并通过分析，揭示目标物的特征、性质等的综合探测技术。第2题，因遥感工作时主要是接收、记录目标物辐射、反射的电磁波，因此，传感器是关键装置。第3题，装载传感器的平台

称为遥感平台，主要是承载传感器，火箭是指发射卫星等一些航天探测器的运载工具。

委内瑞拉遥感一号卫星是由中国研制、发射，以“在轨交付”的形式，完成项目合同规定的工作。这颗卫星主要用于委内瑞拉国土资源调查、环境保护、灾害监测管理，农作物估产和城市规划等领域。据此回答4～5题。

4．委内瑞拉遥感一号卫星将对生态环境和灾害进行动态监测，直接应用的技术是( ) A．数字地球

B．地理信息系统

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C．全球定位系统 D．遥感技术

5．委内瑞拉遥感一号卫星不能直接监测的自然灾害是( ) A．台风 C．地震

B．洪涝 D．森林病虫害

解析：4.D 5.C 第4题，遥感技术主要用于对生态环境和灾害进行大范围、全天候动态监测。第5题，地震灾害具有突发性，且发生在地下，卫星不能直接监测。

6．不同地物在同一光谱波段上的反射率差异越大，越容易区分。下图反映了甲、乙两类植物在生长期内两个波段上的反射率。在遥感影像上区分这两类植物，应该选择生长期内影像最合适的一天是( )

A．①——第30天 C．③——第100天

B．②——第75天 D．④——第130天

解析：选A 应选择同一光谱波段上的反射率差异最大的时间段。

RS(遥感)在区域地理环境的研究中，起着重要作用，读遥感直观示意图，完成7～8题。

7．在区域地理环境研究中，不属于遥感技术优点的是( ) A．不受地面条件的限制 C．能够迅速获取信息

B．监测范围广 D．能实施动态监测

8．在区域地理环境研究中，遥感主要应用于( )

①资源调查 ②人口增长预测 ③环境监测 ④自然灾害调查 A．①②④ C．①③④

B．②③④ D．①②③

解析：7.A 8.C 第7题，遥感技术对地面进行探测时受地面条件影响较小，但并不是说完全不受地面条件的限制。第8题，遥感不能对一个区域人口增长进行预测。

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及时掌握土地利用现状是实现区域可持续发展的重要前提。安徽省土地总面积中，各类土地比重约为：平原49.6%，山地15.3%，丘陵27.0%，水面8.1%。据此完成9～10题。

9．调查全省土地利用现状快捷、高效的手段是( ) A．遥感 C．全球定位系统

B．地理信息系统 D．数字地球

10．下表中①、②、③、④项符合安徽省土地利用现状的是( )

表 土地利用类型结构/%

① ② ③ ④ A．① C．③

耕地 57.80 40.96 30.71 20.16 林地 37.32 25.68 31.15 50.95 草地 0.76 0.16 0.37 0.56 B．② D．④

建设用地 3.59 11.60 31.86 7.61 其他用地 0.53 21.60 5.91 20.72 解析：9.A 10.B 第9题，不同土地利用状况，其反射或辐射的电磁波不同，在遥感的影像资料上差异明显，所以利用遥感技术可以快捷、高效地调查全省土地利用现状。第10题，安徽地形以平原为主，对其利用方式以耕地为主。安徽有一部分地区出现城市化，占据一定的平原地区，所以建设用地多些，要实现可持续发展，耕地面积应略小于49.6%。

一、选择题

右图为国际空间站的宇航员拍下的某火山喷发羽毛状的火山灰时的壮观景象。结合所学知识，完成1～3题。

1．按照电磁波的波谱范围分，获取该图像的遥感方式是( ) A．可见光遥感 C．微波遥感

B．红外遥感 D．多谱段遥感

2．按照遥感平台的高度分，国际空间站属于________遥感( ) A．航天 C．近地

3．这种遥感的主要优点是( )

①不受领空限制 ②可重复观测 ③机动性强 ④分辨率最高 A．②③ C．②④

B．①③ D．①② B．航空 D．主动式

解析：1.A 2.A 3.D 第1题，该图像是可见光下的照片，属于可见光遥感。第2题，国际空间站运行高度远远超过10 000 m，属于航天遥感。第3题，机动性强是航空遥感的

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主要优点；近地遥感可提供分辨率更高的资料。

“杂交水稻之父”袁隆平研制的“Y两优2号”百亩超级杂交稻试验田平均亩产926.6 kg，高产攻关获得成功。据此回答4～5题。

4．水稻长势监测依据的是植被指数图的对比，而植被指数图的绘制依据的是下图所示的某地理信息技术工作的主要环节，该地理信息技术可能是( )

A．全球定位系统 C．地理信息系统

B．遥感技术 D．数字地球

5．实时监测和预报水稻病虫害所运用的地理信息技术是( ) A．全球定位系统、数字地球 C．地理信息系统、数字地球

B．遥感技术、地理信息系统 D．遥感技术、全球定位系统

解析：4.B 5.B 第4题，遥感技术可以用来监测水稻的长势状况，用于估算粮食产量。第5题，对病虫害的实时监测可运用遥感技术，对获取的信息进行分析需要运用地理信息 系统。

右图是非洲第一高峰乞力马扎罗山，距离赤道仅300多千米，其峰顶雪冠正面临着在50年后消失的威胁。结合所学知识，完成 6～8题。

6．图中影像的获取主要采用的地理信息技术是( ) A．遥感(RS)

C．地理信息系统(GIS) 7．利用此项技术可直接( ) A．分析水灾损失 C．分析矿产种类

B．获取矿床露头信息 D．确定矿床露头位置 B．电子地图 D．网络技术

8．阴天时，对地物的分辨率较高的是( ) A．飞机可见光遥感 C．飞机微波遥感

B．卫星可见光遥感 D．卫星微波遥感

解析：6.A 7.B 8.C 第6题，遥感技术能提供影像信息功能。图中影像是遥感影像，是利用遥感技术获得的。第7题，RS可获取矿床露头信息，GIS可分析矿产种类、水灾损失。第8题，阴天时，云层阻挡可见光，可见光遥感难以获得地面清晰影像，故A、B两项错误。微波遥感不受云层干扰，可获得想要的地面影像，而飞机飞行的高度低，所获得的影像分辨率更高。

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二、综合题

9．读下列材料，完成下列问题。

材料一 不同植物类型由于组织结构不同、季节不同、生态条件不同而具有不同的光谱特征、形态特征和环境特征，在遥感影像中可以表现出来。下图是不同植被反射波谱曲线比较图。

材料二 根据高分辨率遥感影像绘制的山西省太原以南地区植被的垂直分布图。

(1)利用高分辨率遥感影像对植被分布的调查，主要是利用了不同植被的不同____________特征，并由此区分________。

(2)不同地物在同一光谱波段上的反射率差异越大，越容易区分。绿光波段的可见光以及红外线反射率最高的植被分别是( )

①桷树 ②桦树 ③松树 ④草 A．①③ C．②③

B．①④ D．②④

(3)利用遥感技术进行农作物分布的调查具有哪些方面的突出优点？

(4)山西省太原以南地区自然植被的分布体现了自然带的________规律。影响这一自然带分布规律形成的主要原因是什么？

解析：第(1)题，不同植被具有不同的光谱特征，这是遥感影像判读的依据。第(2)题，依据材料一，绿光波段桦树的反射率最高，达20%，红外线波段草的反射率最高，达90%。第(3)题，结合所学知识回答即可。第(4)题，材料二为植被的垂直分布图，反映了自然带的垂直地域分异规律。这一自然带分布规律形成原因是光、热和水分随地势高低发生了变化。

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答案：(1)光谱 植被类型 (2)D

(3)①探测范围大；②实时传输；③快速处理；④迅速获取信息；⑤实施动态监测等。 (4)垂直地域分异 光、热(温度)和水分随地势高低的变化发生分异。

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