高中地理 第三章 第二节 遥感技术及其应用课件 湘教版必修3

学习目标1、理解遥感技术的概念，了解其发展历程，掌握遥感技术系统的组成和分类。2、了解遥感技术在资源普查中的重要应用领域和作用。3、掌握遥感技术在环境灾害监测中的作用你知道吗？遥感可以打假！曾经有报道，北京中关村某高科技厂家在建设厂房时要求属于一种高科技合成材料（具有质轻、防晒等功能）作为房顶，但施工方在施工过程中为了获取更多的利润，有些房顶只使用一般的材料，由于从外观看不出差异，厂家被蒙在鼓里，一年后北京某遥感专业的实习学生在判读中关村多种波段的遥感图像时，发现这家工厂的厂房屋顶材质不同，于是向厂方了解，厂方否认用了不同质材，经实习学生的进一步解释，厂方终于明白施工方用了劣质材料，因此，施工方不得不承认这一事实，并加以赔偿。为什么肉眼难以分辨，遥感却具有“火眼金睛”？通过遥感这一节的学习，我们就可以解释了，其实遥感的功能不仅仅是打假，还应用于其它很多领域。阅读：“遥感技术——拓展人类观察力的工具”一、遥感技术1.遥感技术及其优点、原理（1）遥感技术的概念遥感（Remotesensing，简称RS），就是遥远的感知，是指借助对电磁波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。（2）遥感技术的原理地物在不断地吸收、发射（辐射）和反射电磁波，并且不同物体的电磁波特性不同。遥感就是根据这个原理，利用一定的技术设备和装置，来探测地表物体对电磁波的反射和地物发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。遥感卫星树木水体草丛裸露的地表路面建筑物（3）遥感技术的优点比较人工实地调查与利用遥感技术调查，哪一种获取资料和信息的方法更好？人工实地调查利用遥感技术调查花费时间时效性连续性调查人员调查成本调查范围多少差（慢）好（快）多少高低小，有些地方不能人工调查广，连续性好，能获得人眼看不到的信息差，不能全天候观测好，能全天侯观测请用简短的语言总结出遥感技术的优点[教材图表点拨]图3—25全球天然假彩色图像(光学合成遥感图)•此图是利用不同地物的电磁波的差异，用遥感技术制作的全球图像，陆地和海洋的分布清晰，陆地上植被覆盖区、裸地、沙漠和冰雪覆盖区以及云层覆盖区一目了然。[跨越障碍]假彩色图像反应的地物颜色是其真实颜色•在成像过程中如果分类和还原没有按照对应关系，相片的色彩为人工合成，与天然实物色彩不同，就不可能为真彩色，而称为假彩色，地物颜色并非其真实颜色。2.遥感的发展阅读：P86-87“遥感技术的发展”20世纪初莱特兄弟发明了第一架飞机；1915年世界上第一台航空摄影专用相机诞生；1957年，苏联第一颗人造卫星的升空标志着人类进入了太空时代；美国阿波罗宇宙飞行器发回了第一张地球影像图；1972年美国发射了第一颗地球资源技术卫星；20世纪90年代欧空局、日本相继发射了ERS和JERS系列卫星，印度、俄罗斯也相继发射了IRS和RESURS系列卫星，遥感由一国走向多国；1999年10月，中国和巴西联合研制的中巴地球资源卫星（资源1号ZY—1）发射成功，发展中国家遥感技术迅猛发展。3.遥感技术系统与分类（1）遥感技术系统的组成遥感技术系统由遥感平台、传感器、信息传输装置、数字或图像处理设备以及相关技术组成。遥感平台：是装载传感器的工具，按高度，大体可分为地面平台、航空平台和航天平台三大类。传感器：是远距离感测地物环境辐射或反射电磁波的仪器，如照相机、扫描仪等。地物反射或辐射电磁波传感器获取电磁波，并以影像胶片或数据磁带记录下来传感器传输信息地面站对信息进行处理、判读、校正、分析制作专题地图，供用户应用（2）、遥感技术的工作流程：例1下列说法中，不正确的是()•A．遥感感知事物时不直接接触地物•B．遥感技术是遥感信息接收与应用的过程•C．遥感获取的信息是电磁波信息•D．遥感对地面不反射和辐射电磁波的物体无法感知D（3）遥感的分类分类标准类型遥感平台的高度电磁波的波谱范围应用领域或专题传感器的工作特点航天遥感、航空遥感、近地遥感主动式遥感、被动式遥感环境遥感、大气遥感、资源遥感、海洋遥感地质遥感、农业遥感、林业遥感紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多谱段遥感航天遥感、航空遥感、近地遥感比较航天遥感航空遥感近地遥感遥感平台及高度成像特点应用特点位于大气层外的卫星、宇宙飞船等，高度大于80千米大气层内飞行的各类飞机、飞艇、气球等，高度小于20千米三角架、遥感塔、遥感车（船）、建筑物的顶部比例尺最小，覆盖率最大，概括性强，具有宏观的特性；多为多波段成像比例尺中等，画面清晰，分辨率高，可以对垂直点地物清晰成像；多为单一波段成像比例尺最大，覆盖率最小，画面最清晰，多为单一波段成像动态性好，适合对某地区连续观察，周期性好动态性差，适合做长周期（几个月及更长）观察灵活机动，费用较低，适合小范围探测一般说来，运载工具飞得越高，探测的范围越大，获取资料的速度越快，周期越短，对地物的分辨率越低。需要注意的是，遥感对地物的分辨率除与飞行高度有关外，还与传感器的性能有关。教材图表解读一、教材图3－29“资源一号”02星遥感数据合成的杭州地区假彩色图像及图3－30杭州地区地图读图要点将图3－30与图3－29对比对假彩色图像进行解读：①植被为红色、河流湖泊为深蓝色、居民点为绿色；②道路与河流呈条状，道路有相交线；湖泊为面状；③还可以重点关注某些特殊地物进行解读如西湖。阅读：P89“飞速发展的中国卫星遥感”针对训练1．下列有关卫星影像判读的说法，正确的是()A．只要是线状事物肯定是河流或道路B．只要色调为灰白色就一定是城市C．湖泊的颜色一定是深蓝色D．在合成影像波段相同的情况下，同一河流不同季节的色调也可能不同解析：选D。线状事物很多，也许是长城；城市不一定都是灰白色，同理，湖泊也不都是深蓝色；河流在不同季节，深度不同，含沙量不同，色调也不同。不同地物在同一波段反射率不同，同一地物在不同波段反射率也不同，由此导致其波谱特征不同，根据地物波谱曲线就可以区分和识别地表物体。针对训练一种物质所产生的自身辐射或对外来辐射所产生的反射和透射，形成了该物质的一种特殊标志——波谱特征。下图显示了松林、草地、红砂岩和泥浆的反射波谱曲线，读图回答(1)～(3)题(1)红砂岩具有高反射率的波段是()A．红外线B．X光C．可见光D．紫外线(2)在近红外线波段反射率变化最大的是()A．泥浆B．草地C．红砂岩D．松林CB(3)图中显示出直接利用遥感的工作是()A．判断水域状况B．预测植被类型C．估算地物面积D．判断土地利用类型解析：第(1)题，红砂岩具有高反射率的波长为0.6微米左右，此波长的波段对应可见光部分。第(2)题，根据近红外线波段对应的波长及四种地物的反射波谱曲线判断。第(3)题，图中反映的是不同地表事物的反射波谱曲线，可以根据不同地表事物的波谱特征判断土地利用类型。答案：(1)C(2)B(3)D二、遥感与资源普查应用领域矿产资源生物资源具体内容备注蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或环形构造带，较容易借助遥感技术“发现”矿产人们只需要分析遥感图像就可以划定蕴藏矿产的大致区域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思考新华网山东频道2009年9月2日电：在黄河入海口附近的青东凹陷，胜利油田通过先进的技术手段发现一处千万吨级新油田——桥东油田。遥感技术就是“先进技术”的一种。为什么能借助遥感技术缩短“发现”大油田的时间？【思考·提示】由于石油和天然气的比重比水低，蕴藏油气资源的地方都是背斜构造；含油区域与其他区域也具有不同的反射波谱，因此，可以通过分析遥感图像就可以划定油田的大致区域，从而大大缩短探矿时间。活动：P92P92活动第1小题参考答案1．在特定的卫星图像上，健康的植被往往呈鲜红色，长势比较弱的植被颜色比较浅，由此可判定植物的生长状况。P92活动第2小题参考答案•2．不同的地物和地物的不同状况，有不同的反射率，根据这个原理，可以利用遥感的工作有判断水体污染、分析城市大气污染、监测灾害、普查资源等等。P92活动第3小题参考答案•3．在矿产资源调查方面，可以利用遥感资料进行成矿条件的地质分析，提出矿产普查勘探的方向，指出矿区的发展前景。我国吉林省铜矿资源较为丰富，通过对全省陆地卫星图像的分析，不同物质的波谱特征不同，发现铜矿的分布与线性构造密切相关，对于开发这个地区的铜矿具有重要意义。例3(2004·广东、广西）在遥感技术中，可以根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状况。读图回答（1）-（3）题。(1）图中，重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波段是()•①红外线②X光•③可见光④紫外线•A．①②B．②③•C．③④D．①③D(2）根据图中的原理，可用遥感技术直接()•①划分植物类型②判读植物生长的土壤类型③监测树木的生长状况④估计粮食作物的产量•A．①②B．②③•C．③④D．①③C(3)不同的地物和地物的不同状况也有不同的反射率，根据这个原理，可以利用遥感的工作有()①判断水体污染②判断人口分布③分析城市大气污染④估算工业生产总值A．①②B．②③C．③④D．①③D解析：(1）可直接从图中找出健康植物与重度病害植物反射波谱曲线的交．点，向横坐标作垂线，可看出重度病害植物反射率高的波段大致是0.60一0.80微米。(2）植物的健康状况可通过遥感技术来判断，粮食作物的产量高低也与作物的健康状况有关。（3）水体污染与否，城市大气质量状况均属于“地物的不同状况”，它们的反射率也不相同。三、遥感与环境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。应用领域具体内容备注环境监测灾害监测荒漠化、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、大气污染等有利于人们了解环境变化，使环境得到保护和改善旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等有利于防灾减灾遥感在林业和农业方面的应用部门应用主要原理林业清查森林资源、检测火灾和病虫害着火树木，病害树木与正常树木反射光谱不同农业识别农作物、估算产量、灾情预报植物生长情况不同，其反射波谱特征不同阅读：P92“遥感与洪涝灾害灾害监测”活动：P93—941.图3-36、3-37、3-38分别是黄河三角洲不同年份的卫星遥感影像。比较三幅图像，说一说，遥感影像可以帮助我们分析哪些问题。（提醒：从土地利用、环境变迁、环境问题等角度思考）P93-94活动第1小题参考答案•1．首先对三幅图的主要地物进行判读，比较相同地物在面积、数量、密度、长度等方面的变化，然后运用相关原理进行解释。从三幅图的对比中可以看出，黄河三角洲的面积在扩大，主要是泥沙沉积造成的；植被覆盖区的范围增加，是由于人们的种植和植树产生的；黄河水的泥沙增多，原因是水土流失的加剧；居住区和水产业建筑区的面积增加。P94活动第2小题参考答案•2．我国的环境与灾害问题有：土地荒漠化、土壤盐渍化、环境污染、海洋生态、植被破坏、水旱灾害、滑坡、地震、泥石流、农林病虫害、森林火灾等。遥感技术可以及时探知森林火灾发生的地点和范围，可分析大火蔓延的方向，为灭火总指挥部制定灭火计划、做出灭火部署提供科学依据。P94活动第3小题参考答案•3．根据不同地物的不同状况有不同的反射率，可以利用遥感判断水污染和大气污染。美国利用卫星图像研究烟尘污染，监测到纽约因倾倒垃圾、酸液所引起的污染范围。他们曾经利用1972年10月10日的陆地卫星图像，发现有一股从纽约新建的国际造纸公司排人恰普林湖的污染流，这股污染流一直流到附近的佛蒙特州，地面的观测也证实了这个结论，为此佛蒙特州以卫星图像为证据，对该厂提出了法律诉讼。例41987年8月，我国返回卫星上搭载水稻种子，返回后经地面种植，培育出的水稻穗多粒大。亩产达600kg，最高达750kg，蛋白质含量增加8％一20%，生长期平均缩短10天。水稻的这种变异