第二节 地理信息技术在区域地理环境研究中的应用
【学习目标】 1.结合实例，了解遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用。2.举例说出全球定位系统在定位导航中的应用。3.运用有关资料，了解地理信息系统在城市管理中的功能。4.了解数字地球的含义。
一、地理信息技术
1．地理信息技术是指获取、①管理、分析和应用地理②空间信息的现代技术的总称，主要包括遥感、全球定位系统和③地理信息系统等。
2．所谓遥感(RS)，是人们在航空器或航天器上利用一定的技术装备，对地表物体进行远距离的④感知。遥感在区域地理环境研究中，广泛应用于资源调查、⑤环境监测、自然灾害防御监测等领域。
3．全球定位系统是利用⑥卫星，在全球范围内实时进行导航、定位的系统，简称GPS。它通过空间部分 GPS卫星星座、地面控制部分 地面监控系统和用户设备部分 ⑦GPS信号接收机三大部分，为各类用户提供精密的⑧三维坐标、速度和⑨时间，并且具有全能性、⑩全天候、?全球性、连续性和?实时性的特点。
4．地理信息系统是专门处理地理?空间数据的计算机系统，简称(GIS)。应用领域相当广泛，凡是用到?地图或需要处理地理空间数据的领域，都可借助GIS。
二、地理信息技术与数字地球
1．数字地球是指?数字化的地球，即把整个地球信息进行数字化后，由?计算机网络来管理的技术系统。
2．数字地球是将不同?空间、时间的自然与人文的大量信息，按?地理坐标，从区域到全球进行整合，并进行立体的、?动态的显示。
考查点一 遥感
读下图，完成1～2题。
1．图中内容说明航天遥感的什么特点( )
A．监测范围广 B．时效快，精度高
C．连续性强 D．准确定位
2．就航天遥感而言，其探测的范围越大，则( )
A．获得资料的速度越慢 B．获得资料的周期越长
C．对地物的分辨率越低 D．对地物的分辨率越高
答案 1.A 2.C
解析 第1题，由图中“我一次就可以把半个地球照进去”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、周期与探测范围关系较小，但探测的范围越大，对分辨率的影响越大。
考查点二 全球定位系统
俄罗斯航天署于北京时间2008年9月25日16时49分，用“质子 M”运载火箭成功发射3颗“格洛纳斯 M”卫星。这样一来，在太空中就有18颗卫星为“格洛纳斯”系统全天候工作，信号可覆盖俄全境。据此回答3～4题。
3．“格洛纳斯”卫星系统是( )
A．遥感系统 B．全球定位系统
C．地理信息系统 D．计算机系统
答案 B
解析 由题目信息“由18颗卫星为该系统全天候工作”，可推知该系统属于全球定位系统。
4．“格洛纳斯”卫星系统“满编制”时应有卫星数目是( )
A．18 B．20 C．21 D．24
答案 D
解析 全球定位系统的卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，因而“满编制”时应有24颗卫星。
考查点三 地理信息系统
下图示意为某专题研究建立的地理信息系统(GIS)图层。据此完成5～6题。
5．该专题研究可能是( )
A．耕地分类和评价 B．工业分布与交通的关系
C．商业分布和规划 D．学校布局
6．若利用该地理信息系统进行深埋垃圾场选址，在下列图层中应增加( )
①大气污染 ②区域规划 ③造纸厂、印刷厂分布 ④水文地质
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
答案 5.A 6.D
解析 本题组以地理信息系统(GIS)图层为背景，主要考查地理信息系统的具体应用及相应的知识迁移和应用能力。图示中的图层信息是解答本题组的关键。第5题，该地理信息系统图层涉及到土壤、水系、地形等自然因素和土地利用及居民点分布等社会因素，这些信息可应用于耕地分类和评价。工业分布与交通的关系、商业分布和规划、学校布局等与自然因素关系不大。第6题，深埋垃圾场选址要考虑水文地质和区域规划，而大气污染、造纸厂、印刷厂分布与深埋垃圾无关。
考查点四 地理信息技术与数字地球
“数字地球”的出现是科技创新的又一典范。据此回答7～8题。
7．下列关于数字地球技术的叙述，正确的是( )
A．数字地球技术是高科技行业，难以走入我们的生活
B．数字地球技术发展前景广阔，将日益影响我们的生活
C．数字地球技术是地理工作者的专用工具
D．数字地球技术就是指“3S”技术
8．关于“数字化”的叙述，不正确的是( )
A．“数字地球”即数字化、信息化的虚拟地球
B．“数字城市”有利于加强城市的管理
C．“数字校园”能使更多的人共享教育资源
D．“数字化”管理不需要人的参与
答案 7.B 8.D
解析 “数字地球”已极大地方便了人们的生活，能为复杂的生产、研究提供实验条件和试验基地。“数字化”生活带给人们便利的生活，但并不把人排斥在外。
方法技巧练
图解RS、GIS、GPS之间的关系
当今，3S(RS、GPS、GIS)技术在生产、生活和科研中的作用越来越突出。读“3S技术的综合运用图”，运用有关3S的知识回答(1)～(2)题。
(1)图中①②③④⑤⑥箭头指向线分别表示3S技术的不同应用功能，各个圆的重叠部分代表RS、GPS、GIS不同组合的综合应用，下列说法正确的是( )
A．表示“提供影像信息功能”的是①和④
B．表示“提供定位信息功能”的是③和⑥
C．乙部分可掌握水灾动态信息和分析水灾损失
D．丙部分可以用来判断火势蔓延方向，获取火场精确位置
(2)某兴趣小组要对学校所在城市的公交布局进行研究，提出合理化建议，运用了GIS系统。在GIS数据库中，须调用的专题图层有下列中的( )
①地形图层 ②交通图层 ③气候图层 ④人口图层
⑤商业网点图层 ⑥水系图层 ⑦管网图层 ⑧城市图层
A．①②⑤⑥ B．③④⑤⑦
C．②④⑤⑧ D．⑤⑥⑦⑧
答案 (1)C (2)C
解析 表示“提供影像信息功能”的是①和⑤，表示“提供定位信息功能”的是④和⑥，乙部分为RS和GIS的综合运用，即可掌握水灾淹没区的动态信息，以及分析水灾损失，判断火势蔓延方向要运用RS；进行城市的公交布局，需要了解交通、人口、商业网点和城市的布局特点。
方法技巧 遥感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，地理信息系统主要用来对地理信息进行管理、查询、更新、空间分析和应用评价，三者具体关系如下：
一、选择题
下图是我国自行研制开发的卫星导航系统 北斗卫星导航系统工作原理示意图。据图回答1～2题。
1．北斗卫星导航系统的用途是( )
①为用户提供实时的空间位置 ②为交通运输的调度指挥提供移动数据 ③服务于资源勘查、动态监测和有关部门的规划决策 ④为用户提供各种分类信息的查询
A．①② B．①③ C．①④ D．②④
答案 A
解析 ①②属于GPS的功能，③属于RS的功能，④属于GIS的功能。
2．下列不属于北斗卫星导航系统组成部分的是( )
①GPS信号接收机 ②北斗卫星 ③传感器 ④车载移动电话
A．①② B．①③ C．①④ D．③④
答案 D
解析 卫星导航系统由空间部分(导航卫星)、地面控制部分和用户设备部分(GPS信号接收机)组成。
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3～4题。
3．容易将棉花从其他作物中识别出来的最佳波段是( )
A．蓝波段 B．绿波段 C．红波段 D．近红外波段
答案 D
解析 第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。
4．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操作
答案 B
解析 从坐标图可知，棉花盛絮期为棉花遥感识别最佳时相期，这一时期棉花反射率在前3个波段明显降低。北疆地区种植棉花优势是晴天多，光照时间长。
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%。完成5～6题。
5．调查全省土地利用现状快捷、高效的手段是( )
A．遥感 B．地理信息系统
C．全球定位系统 D．数字地球
6．下表中①②③④项符合安徽省土地利用现状的是( )
表 土地利用类型结构(%)
耕地林地草地建设用地其他用地
①57.8037.320.763.590.53
②40.9625.680.1611.6021.60
③30.7131.150.3731.865.91
④20.1650.950.567.6120.72
A.① B．② C．③ D．④
答案 5.A 6.B
解析 第5题，结合各项地理信息技术的功能进行分析，即可得出答案。在各项地理信息技术中，遥感主要是获取地理信息，地理信息系统主要是分析地理信息，全球定位系统主要是进行定位、导航。第6题，要结合题干中安徽省各类土地的比重和表中数据进行分析。如果用排除法也可迅速得出答案，根据水面比重可排除①、③(其他用地比重应高于水面比重)；平原比重大于山地、丘陵比重，前者适合发展耕地，后者适合发展林地、草地，由此可排除④。
下图示意某地理专题研究建立的地理信息系统图层。完成7～8题。
7．叠加丙与丁图层可以研究( )
A．河流分布 B．地形特征 C．商店布局 D．客货流量
答案 C
解析 丙图层是交通分布，丁图层是人口分布，与人口和交通相关的是商业布局。
8．为了较合理地得出丙图，需要叠加的图层有( )
A．甲与乙 B．甲与丁 C．乙与丁 D．甲、乙、丁
答案 D
解析 交通建设首先要考虑尽可能多的连接居民点，以获得经济效益，在具体选线上，要考虑到地形和河流等自然条件，以降低建设成本。
二、综合题
9．回答有关“3S”系统的问题。
(1)数字地球系统是由“3S”组成的。“3S”是指_____________、____________、____________三大技术系统。
(2)2010年的夏秋，长江流域和珠江流域的洪涝灾害监测主要靠______________系统，运用该技术的优点是________________________、________________、__________________、________________等。
(3)查询某地的三维地形或全部或局部的地图信息，靠的是__________系统。写出下图该技术操作的简要程序：A__________________、B______________、C______________。
答案 (1)遥感 地理信息系统 全球定位系统 (2)遥感
探测范围大 获得资料速度快 受地面条件限制小 获取信息量大 (3)地理信息 数据库 空间分析 表达
解析 “3S”技术相关题目关键是搞清各自的功能、作用、特点及应用领域。RS主要是采集获取信息，GPS主要用于定位与导航，而GIS则对信息进行处理，形成成果，并供用户查询应用。
【学习目标】 1.结合实例，了解遥感在资源普查、环境和灾害监测中的应用。2.举例说出全球定位系统在定位导航中的应用。3.运用有关资料，了解地理信息系统在城市管理中的功能。4.了解数字地球的含义。
一、地理信息技术
1．地理信息技术是指获取、①管理、分析和应用地理②空间信息的现代技术的总称，主要包括遥感、全球定位系统和③地理信息系统等。
2．所谓遥感(RS)，是人们在航空器或航天器上利用一定的技术装备，对地表物体进行远距离的④感知。遥感在区域地理环境研究中，广泛应用于资源调查、⑤环境监测、自然灾害防御监测等领域。
3．全球定位系统是利用⑥卫星，在全球范围内实时进行导航、定位的系统，简称GPS。它通过空间部分 GPS卫星星座、地面控制部分 地面监控系统和用户设备部分 ⑦GPS信号接收机三大部分，为各类用户提供精密的⑧三维坐标、速度和⑨时间，并且具有全能性、⑩全天候、?全球性、连续性和?实时性的特点。
4．地理信息系统是专门处理地理?空间数据的计算机系统，简称(GIS)。应用领域相当广泛，凡是用到?地图或需要处理地理空间数据的领域，都可借助GIS。
二、地理信息技术与数字地球
1．数字地球是指?数字化的地球，即把整个地球信息进行数字化后，由?计算机网络来管理的技术系统。
2．数字地球是将不同?空间、时间的自然与人文的大量信息，按?地理坐标，从区域到全球进行整合，并进行立体的、?动态的显示。
考查点一 遥感
读下图，完成1～2题。
1．图中内容说明航天遥感的什么特点( )
A．监测范围广 B．时效快，精度高
C．连续性强 D．准确定位
2．就航天遥感而言，其探测的范围越大，则( )
A．获得资料的速度越慢 B．获得资料的周期越长
C．对地物的分辨率越低 D．对地物的分辨率越高
答案 1.A 2.C
解析 第1题，由图中“我一次就可以把半个地球照进去”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、周期与探测范围关系较小，但探测的范围越大，对分辨率的影响越大。
考查点二 全球定位系统
俄罗斯航天署于北京时间2008年9月25日16时49分，用“质子 M”运载火箭成功发射3颗“格洛纳斯 M”卫星。这样一来，在太空中就有18颗卫星为“格洛纳斯”系统全天候工作，信号可覆盖俄全境。据此回答3～4题。
3．“格洛纳斯”卫星系统是( )
A．遥感系统 B．全球定位系统
C．地理信息系统 D．计算机系统
答案 B
解析 由题目信息“由18颗卫星为该系统全天候工作”，可推知该系统属于全球定位系统。
4．“格洛纳斯”卫星系统“满编制”时应有卫星数目是( )
A．18 B．20 C．21 D．24
答案 D
解析 全球定位系统的卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，因而“满编制”时应有24颗卫星。
考查点三 地理信息系统
下图示意为某专题研究建立的地理信息系统(GIS)图层。据此完成5～6题。
5．该专题研究可能是( )
A．耕地分类和评价 B．工业分布与交通的关系
C．商业分布和规划 D．学校布局
6．若利用该地理信息系统进行深埋垃圾场选址，在下列图层中应增加( )
①大气污染 ②区域规划 ③造纸厂、印刷厂分布 ④水文地质
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
答案 5.A 6.D
解析 本题组以地理信息系统(GIS)图层为背景，主要考查地理信息系统的具体应用及相应的知识迁移和应用能力。图示中的图层信息是解答本题组的关键。第5题，该地理信息系统图层涉及到土壤、水系、地形等自然因素和土地利用及居民点分布等社会因素，这些信息可应用于耕地分类和评价。工业分布与交通的关系、商业分布和规划、学校布局等与自然因素关系不大。第6题，深埋垃圾场选址要考虑水文地质和区域规划，而大气污染、造纸厂、印刷厂分布与深埋垃圾无关。
考查点四 地理信息技术与数字地球
“数字地球”的出现是科技创新的又一典范。据此回答7～8题。
7．下列关于数字地球技术的叙述，正确的是( )
A．数字地球技术是高科技行业，难以走入我们的生活
B．数字地球技术发展前景广阔，将日益影响我们的生活
C．数字地球技术是地理工作者的专用工具
D．数字地球技术就是指“3S”技术
8．关于“数字化”的叙述，不正确的是( )
A．“数字地球”即数字化、信息化的虚拟地球
B．“数字城市”有利于加强城市的管理
C．“数字校园”能使更多的人共享教育资源
D．“数字化”管理不需要人的参与
答案 7.B 8.D
解析 “数字地球”已极大地方便了人们的生活，能为复杂的生产、研究提供实验条件和试验基地。“数字化”生活带给人们便利的生活，但并不把人排斥在外。
方法技巧练
图解RS、GIS、GPS之间的关系
当今，3S(RS、GPS、GIS)技术在生产、生活和科研中的作用越来越突出。读“3S技术的综合运用图”，运用有关3S的知识回答(1)～(2)题。
(1)图中①②③④⑤⑥箭头指向线分别表示3S技术的不同应用功能，各个圆的重叠部分代表RS、GPS、GIS不同组合的综合应用，下列说法正确的是( )
A．表示“提供影像信息功能”的是①和④
B．表示“提供定位信息功能”的是③和⑥
C．乙部分可掌握水灾动态信息和分析水灾损失
D．丙部分可以用来判断火势蔓延方向，获取火场精确位置
(2)某兴趣小组要对学校所在城市的公交布局进行研究，提出合理化建议，运用了GIS系统。在GIS数据库中，须调用的专题图层有下列中的( )
①地形图层 ②交通图层 ③气候图层 ④人口图层
⑤商业网点图层 ⑥水系图层 ⑦管网图层 ⑧城市图层
A．①②⑤⑥ B．③④⑤⑦
C．②④⑤⑧ D．⑤⑥⑦⑧
答案 (1)C (2)C
解析 表示“提供影像信息功能”的是①和⑤，表示“提供定位信息功能”的是④和⑥，乙部分为RS和GIS的综合运用，即可掌握水灾淹没区的动态信息，以及分析水灾损失，判断火势蔓延方向要运用RS；进行城市的公交布局，需要了解交通、人口、商业网点和城市的布局特点。
方法技巧 遥感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，地理信息系统主要用来对地理信息进行管理、查询、更新、空间分析和应用评价，三者具体关系如下：
一、选择题
下图是我国自行研制开发的卫星导航系统 北斗卫星导航系统工作原理示意图。据图回答1～2题。
1．北斗卫星导航系统的用途是( )
①为用户提供实时的空间位置 ②为交通运输的调度指挥提供移动数据 ③服务于资源勘查、动态监测和有关部门的规划决策 ④为用户提供各种分类信息的查询
A．①② B．①③ C．①④ D．②④
答案 A
解析 ①②属于GPS的功能，③属于RS的功能，④属于GIS的功能。
2．下列不属于北斗卫星导航系统组成部分的是( )
①GPS信号接收机 ②北斗卫星 ③传感器 ④车载移动电话
A．①② B．①③ C．①④ D．③④
答案 D
解析 卫星导航系统由空间部分(导航卫星)、地面控制部分和用户设备部分(GPS信号接收机)组成。
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3～4题。
3．容易将棉花从其他作物中识别出来的最佳波段是( )
A．蓝波段 B．绿波段 C．红波段 D．近红外波段
答案 D
解析 第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。
4．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操作
答案 B
解析 从坐标图可知，棉花盛絮期为棉花遥感识别最佳时相期，这一时期棉花反射率在前3个波段明显降低。北疆地区种植棉花优势是晴天多，光照时间长。
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%。完成5～6题。
5．调查全省土地利用现状快捷、高效的手段是( )
A．遥感 B．地理信息系统
C．全球定位系统 D．数字地球
6．下表中①②③④项符合安徽省土地利用现状的是( )
表 土地利用类型结构(%)
耕地林地草地建设用地其他用地
①57.8037.320.763.590.53
②40.9625.680.1611.6021.60
③30.7131.150.3731.865.91
④20.1650.950.567.6120.72
A.① B．② C．③ D．④
答案 5.A 6.B
解析 第5题，结合各项地理信息技术的功能进行分析，即可得出答案。在各项地理信息技术中，遥感主要是获取地理信息，地理信息系统主要是分析地理信息，全球定位系统主要是进行定位、导航。第6题，要结合题干中安徽省各类土地的比重和表中数据进行分析。如果用排除法也可迅速得出答案，根据水面比重可排除①、③(其他用地比重应高于水面比重)；平原比重大于山地、丘陵比重，前者适合发展耕地，后者适合发展林地、草地，由此可排除④。
下图示意某地理专题研究建立的地理信息系统图层。完成7～8题。
7．叠加丙与丁图层可以研究( )
A．河流分布 B．地形特征 C．商店布局 D．客货流量
答案 C
解析 丙图层是交通分布，丁图层是人口分布，与人口和交通相关的是商业布局。
8．为了较合理地得出丙图，需要叠加的图层有( )
A．甲与乙 B．甲与丁 C．乙与丁 D．甲、乙、丁
答案 D
解析 交通建设首先要考虑尽可能多的连接居民点，以获得经济效益，在具体选线上，要考虑到地形和河流等自然条件，以降低建设成本。
二、综合题
9．回答有关“3S”系统的问题。
(1)数字地球系统是由“3S”组成的。“3S”是指_____________、____________、____________三大技术系统。
(2)2010年的夏秋，长江流域和珠江流域的洪涝灾害监测主要靠______________系统，运用该技术的优点是________________________、________________、__________________、________________等。
(3)查询某地的三维地形或全部或局部的地图信息，靠的是__________系统。写出下图该技术操作的简要程序：A__________________、B______________、C______________。
答案 (1)遥感 地理信息系统 全球定位系统 (2)遥感
探测范围大 获得资料速度快 受地面条件限制小 获取信息量大 (3)地理信息 数据库 空间分析 表达
解析 “3S”技术相关题目关键是搞清各自的功能、作用、特点及应用领域。RS主要是采集获取信息，GPS主要用于定位与导航，而GIS则对信息进行处理，形成成果，并供用户查询应用。
