第四章第二节高新科学技术与防灾减灾

选修五第四单元-1-第二节高新科学技术与防灾减灾一、教学目标1．了解我国古代科学技术在防灾减灾活动中发挥的重要作用；2．了解高新科学技术在防灾减灾中的应用、高新科学技术在防灾减灾中的前景，坚信发展高新科学技术进行防灾减灾是一条必由之路；3．掌握一些阅读卫星图片的简单方法以及高新科学技术防灾减灾工作原理。二、教学重点、难点重点：高新科学技术在防灾减灾中的应用；高新科学技术在防灾减灾中的前景难点：科学技术在防灾减灾当中应用的原理；对高新科学技术在防灾减灾中应用前景的设想。三、教学过程【新课导入】我国是一个自然灾害种类繁多、发生频繁和危害严重的国家，应用遥感、地理信息系统和计算机等高新技术，对重大自然灾害进行监测评价，为政府和有关部分提供及时、准确和可靠的信息，使防灾、减灾和救灾有充分的科学依据是国民经济建设和社会保障的重大问题。【知识新授】【活动】⑴阅读课本教材P84材料“张衡与地动仪”和P85～86材料“我国海城地震预报成功的经验”。让学生从时间角度感受科学技术在防灾减灾当中发挥着越来越大的作用，感受人类改造自然、战胜自然的愿望与努力，激发学生努力学习，献身科学技术的志向。【板书】1、发展高新科学技术是防灾减灾的必由之路①科学技术在人类防灾减灾活动中发挥着重要作用②现代减灾系统工程总结：自然灾害是一个相互联系相互影响的整体，因此除了高新科学技术以外，还需要用系统科学的方法研究整个灾害系统的规律，统筹安排，采取多个途径、多种措施，形成结构完整、有序运作的减灾系统工程。【过渡】近几年，灾害次数越来越频繁，规模越来越大，种类也不断增多，人类生存和发展受到的威胁日益严重；但是传统的防灾减灾措施的预警和监测水平不能满足当前人类防灾减灾的需要。【板书】③发展高新科学技术是防灾减灾的必由之路让学生阅读以下材料：资料一遥感技术的原理任何物体都具有光谱特性，具体地说，它们都具有不同的吸收、反射、辐射光谱的性能。在同一光谱区各种物体反映的情况不同，同一物体对不同光谱的反映也有明显差别。即使是同一物体，在不同的时间和地点，由于太阳光照射角度不同，它们反射和吸收的光谱也各不相同。遥感技术就是根据这些原理，对物体作出判断。遥感技术通常是使用绿光、红光和红外光三种光谱波段进行探测。绿光段一般用来探选修五第四单元-2-测地下水、岩石和土壤的特性；红光段探测植物生长、变化及水污染等；红外段探测土地、矿产及资源。此外，还有微波段，用来探测气象云层及海底鱼群的游弋。资料二遥感技术与减灾（教材P.86）资料三我国遥感技术应用与减灾举例（教材P.87）通过材料，让学生了解以下内容：①遥感技术在防灾减灾中工作原理②遥感技术在减灾中的主要作用：a灾害前兆监测b灾害跟踪监测c帮助救灾d建立灾害模型③教材P.87活动题④感受遥感技术在减灾中的应用【板书】2、高新科学技术在防灾减灾中的应用⑴遥感技术与防灾减灾【探究活动】1.读图4-11，找出重旱、中旱主要在哪些省级行政单位？分析这些地区干旱发生的原因。（参考答案）重旱、中旱主要在内蒙古、河北、山西、陕西、宁夏、甘肃、辽宁和山东等省区的大部分或局部。这些地区干旱发生的原因有降雨量偏少、植被破坏以及工农业用水量的急剧增加和用水浪费。【探究活动】2.据图4—13，比较1998年7月30日、8月27日、9月1日的水体面积变化，说一说嫩江地区的水情特征。（参考答案）8月27日较7月30日水体面积明显增大，说明水位增高，从齐齐哈尔至吉林江段出现险情；9月l日较8月27日水体面积有所扩大，灾害加重，但是齐齐哈尔附近洪水面积缩小，吉林境内、哈尔滨附近、齐齐哈尔东北部和大庆周围水体面积增大。【探究活动】3.结合l998年嫩江地区水情监测合成卫星图像，说一说遥感技术对洪水灾害的预报作用。（参考答案）遥感技术能清晰地区分洪灾地区的居民点与水体，而且通过黑白度对比，能区分正常水体和淹没范围，通过计算机处理，淹没区的分布及各部分的范围一目了然，并能按要求进行快捷且较为准确的统计。【探究活动】4.观察老师所给的中央电视台天气预报录像，说一说气象遥感卫星在天气预报中是如何发挥作用的。（参考答案）气象卫星是一种探测和监视全球大气、地面和海洋气象状况的卫星，能够获得气象和地表覆盖动态信息，包括气象云图、海洋风暴、大气锋面、海洋湍流、陆地植被覆盖等信息，为气象预报服务。气象卫星的轨道通常有两种：(1)近极地太阳同步轨道，高度在600～l400千米范围。这种卫星轨道低，观测效果好，可获取全球范围的气象资料。(2)地球同步轨道。这种卫星轨道高，能拍摄到近半个地球的范围。便于连续监视某一地区的气象状况。由于气象卫星的任务是监视气象这个瞬息万变的现象，所以气象卫星和图像都具有选修五第四单元-3-覆盖范围大、重复周期短的特点，可以一日数次地提供同一地区的图像。由于气象卫星图像的时间分辨率高，每30分钟就可实时发送可见光和红外图像各一幅，因此在遥感宏观监测中有很大的用途，如对台风、洪灾、旱灾、森林火灾等自然灾害的动态监测。它对植被长势的监测信息可用来进行农作物估产。当然它对自己的本行——气象数据的获取，在天气预报中的用途就更多了。我国目前已经发射的气象卫星系列——风云1号、风云2号，在生产、科研活动中发挥着巨大的作用，产生了巨大的经济效益。【板书】2.全球定位系统与减灾防灾让学生阅读以下材料：资料四全球卫星定位系统简介(学生阅读材料，并找出相关问题的答案)GPS又称为全球定位系统（GlobalPositioningSystemGPS）是美国从上世纪70年代开始研制历时20年耗资200亿美元于1994年3月完成其整体部署实现其全天候、高精度和全球的覆盖能力现在GPS于现代通信技术相结合使得测定地球表面三维坐标的方法丛静态发展到动态丛数据后处理发展到实时的定位与导航极大地扩展了它地应用广度和深度。载波相位差分法GPS技术可以极大提高相对定位精度。在小范围内可以达到厘米级精度。此外由于GPS测量技术对测点间地通视和几何图形等方面地要求比常规测量方法灵活、方便已完全可以用来施测各种等级地控制网。GPS全站仪的反展在地形和土地测量以及各种工程、变形；地表沉陷监测中已经得到广泛应用在精度、效率、成本等方面显示出巨大的优越性。（1）GPS系统的组成空间部分—GPS卫星星座；地面控制部分—地面监控系统；用户设备部分—GPS信号接收机。（2）GPS的定位原理卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息用户接收到这些信息后经过计算求出接收机的三维位置三维方向以及运动速度和时间信息。（3）GPS系统的特点GPS系统具有以下主要特点：高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等。资料五全球卫星定位系统与减灾（教材P.89）通过材料，让学生了解以下内容：（学生讨论）（1）全球定位技术在防灾减灾中工作原理（2）全球定位技术在减灾中的主要作用：①灾后的通信联络、减灾当中的灾情跟踪和监测②物资空头位置的精确定位③导航④洪水到达的实时监控⑤森林火灾发生地点的准确预报3、高新科学技术在防灾减灾中的前景⑴遥感技术与计算机技术的结合点拨：使灾害监测实现综合监测化，并实现监测-评估-预测-预警的智能化、自动化、网络化，提高灾害的管理水平，提高减灾防灾的快速反应能力。⑵生物工程技术如营造防护林、增强农作物抵抗病虫害的能力⑶新能源开发利用技术如清洁能源技术选修五第四单元-4-⑷人工影响天气技术阅读“人工影响天气技术”，了解人工影响天气技术有哪些？讨论并回答：包括人工防雹、人工增雨、人工消雾、人工消云、人工抑制闪电、人工削弱台风等。【小结】随着气候变异和社会经济发展、生产规模扩大和社会财富的积累，新时期自然灾害呈现出损失日益加重的趋势；另一方面，随着经济发展和人们生活水平的提高，如何在有限的时间内最大限度地减少损失已经成为新时期救灾工作的主要目标之一。所以，早期预警、应急响应和紧急救援是新时期综合减灾工作重点开展的内容，早期预警是防灾备灾的科学依据，应急响应和紧急救援是提高减灾效率、最大限度减少灾害损失的重要保证。目前，我国已建立了重大自然灾害的历史数据库和背景数据库，从全国范围的角度，宏观地研究了自然灾害的危险程度分区和成灾规律。同时还选择了上述重大灾种进行了详细的监测评价技术方法与应付突发性灾情的研究，建立了各自的感遥--地理信息系统，实现了对经常性和突发性自然灾害的监测评价功能。四、课堂达标读材料，回答下列问题。材料一病虫害的发生、发展是有规律的，它所出现的特征是可以直接或间接在遥感图像上判读的，通过遥感监测可以预报其发生，报告危害严重程度与危害面积及发展趋势，世界上有60个国家受蝗虫危害，世界粮农组织利用气象图像监测蝗虫繁殖区，并结合现场抽样调查验证，作出灾情预报，在一定程度上减轻了蝗虫灾情。材料二火灾是造成森林破坏的主要原因之一。森林发生火灾时，着火树木的温度比没有着火树木的温度高，在电磁波的热红外波段会辐射出比未着火树木更多的能量，卫星拍摄到的影像上，着火的森林比没有着火的森林显示更亮的浅色调。据此原理，森林管理部门就建立森林火灾实时监测预报系统，全天候对森林遥感信息进行监控。利用遥感、地理信息系统可以监测林火蔓延速度、范围和火场内各点温度变化的趋势以及预报灾后苗木的恢复状况。(1)材料一中提到利用遥感技术可对病虫害进行监测，其原因是不同地物________不同，同一地物的不同部位____________不同；遥感技术的特点是__________、__________、__________、__________和动态性强等特点。(2)材料二中提到，利用遥感、地理信息系统可以监测森林火灾的范围，其原理是________________________________________________________________________。(3)关于地理信息系统和遥感技术在自然灾害防御中的作用说法正确的是(双选)()A．遥感技术可以发现森林火灾的成因B．遥感技术可以直接分析病虫害所造成的损失C．可以显示地震灾情的大小D．可以监测洪水的水位变化(4)在遥感和地理信息系统方面，我国利用最广泛的是()A．预测地震灾害B．监测洪水灾害C．天气预报D．分析沙尘暴的成因答案：(1)反射率反射波长观测范围广信息获取量大获取速度快实时性好(2)选修五第四单元-5-着火林木和未着火林木的辐射波长不同(3)CD(4)C