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第二节 遥感技术的应用,一、遥感 1.遥感的概念 遥感即“遥远的感知”,是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.遥感的分类,3.遥感的工作过程 (1)遥感的关键装置是传感器,其功能是负责接收地面物体反射或辐射的电磁波信息,并以影像胶片或数据磁带的形式记录下来,传送到地面接收站。 (2)地面站的功能是对遥感信息进行处理和判读分析,形成遥感影像。 (3)遥感影像能够判读的基础是不同地物反射或辐射的电磁波不同。,思考讨论白天与夜晚,卫星分别是如何探测地面目标物的? 提示:白天,卫星上的传感器可以直接接收来自物体自身辐射或反射(太阳辐射)的电磁波;夜晚,卫星上的传感器主动向物体发射电磁波,然后接收物体反射回来的电磁波。,4.遥感影像 (1)组成:像元,是遥感影像上能够详细区分的最小单元。 (2)空间分辨率:一个像元所代表的地面实际尺寸就是空间分辨率,简称分辨率。1米分辨率就是指影像上的一个像元表示地面上1平方米的范围。分辨率数值越小,分辨率就越高,影像显示地表信息细节的能力就越强。 (3)分类。,思考讨论分辨率与遥感平台的高度有何关系? 提示:相同的传感器,遥感平台的高度越低,分辨率越高。,二、遥感在资源普查中的应用 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.遥感技术应用于资源普查的优势:可以全面系统地提供资源状况,对信息进行及时更新。 思考讨论遥感如何进行农作物估产? 提示:不同长势、不同健康程度的农作物,其反射或辐射的电磁波是不同的。通过分析农作物的长势、健康程度,就可以进行农作物的估产。,三、遥感在环境和灾害监测中的应用 1.优点 监测的区域范围大,获取信息快速准确。同时,能够提供动态观测数据。 2.应用领域举例,思考讨论除沙尘暴外,遥感还可以监测哪些方面的自然灾害? 提示:洪水灾害、森林火灾、台风等。,探究一,探究二,探究三,遥感的工作原理 主题活动 材料一 卫星遥感直观示意图。(图1),探究一,探究二,探究三,材料二 遥感卫星接收不同地物反射或辐射信息示意图。(图2),探究一,探究二,探究三,结合材料探究: (1)图中不同地物辐射或反射的电磁波是否相同? 提示:不同地物辐射或反射的电磁波不同。 (2)遥感技术的基本原理是什么? 提示:不同的地物或同一地物的不同性状,辐射或反射的电磁波不同。遥感就是根据这个原理来探测地表物体反射或辐射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成远距离判别物体。,探究一,探究二,探究三,名师精讲 1.遥感技术的原理 地物在不断地吸收、辐射和反射电磁波,并且不同物体的电磁波特征不同。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辐射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成远距离识别物体。 2.遥感技术的工作流程,探究一,探究二,探究三,典例剖析 【例题1】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,完成下列各题。,探究一,探究二,探究三,(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( ) 红外线 X光 可见光 紫外线 A. B. C. D. (2)根据图中的原理,可用遥感技术直接( ) 划分植物类型 判读植物生长的土壤类型 监测树木的生长状况 估计粮食作物的产量 A. B. C. D. (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( ) 判读水体污染 判读人口分布 分析城市大气污染 估算工业生产总值 A. B. C. D.,探究一,探究二,探究三,解析:第(1)题,读图可得,重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波段在0.580.8微米,属红外线和可见光范围。第(2)题,图中反映的原理是根据植物的反射光谱判断植物的生长状况,故可以监测树木的生长状况。由生长状况不难估算粮食作物的产量。具体划分植物类型仅靠反射光谱的判读不能直接完成。土壤在卫星图像上没有直接形态特征,其类型只能靠逻辑推理,不能直接判读。第(3)题,依据题干提示,污染水体和未污染水体、污染严重大气和污染较轻大气的反射率不同,故均可用遥感技术判断。 答案:(1)D (2)B (3)B,探究一,探究二,探究三,遥感影像判读 主题活动 下图为洞庭湖及荆江地区卫星遥感影像。,探究一,探究二,探究三,结合材料探究: (1)遥感影像分为几类?材料中的遥感影像属于哪一类? 提示:遥感影像有黑白和彩色之分。材料中的遥感影像为黑白影像。 (2)材料中的遥感影像的地物颜色如何判读? 提示:图中深色的范围为水体,城市呈灰白色。,探究一,探究二,探究三,名师精讲 遥感影像的判读 1.一般地物遥感影像的简易判读标志 一般地物,如水体、城市、道路、农业用地、林地等的简易判读标志如下表所示。,探究一,探究二,探究三,探究一,探究二,探究三,2.遥感影像的判读方法 (1)明确遥感影像的主题内容是进行准确判读的前提。如“格陵兰岛冰原面积变化遥感图”中需要我们判读格陵兰岛的冰原面积的变化特征。,探究一,探究二,探究三,(2)了解遥感影像的基本解译标志、解译过程及注意事项,从而了解影像中的各种地物的差别及特征,包括形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置和布局等。如上图中我们可以抓住色调和形状两个要素进行判读,依据色调可确定图中的白色区域为冰原部分,依据其形状的变化可确定冰原面积的变化。 (3)对主题判读地物进行分析、推理,得出结论。如通过对上面两幅图的对比,可以发现格陵兰岛的冰原面积大大减少,这是全球气候变暖导致的,其冰原面积的减少必然会对全球的生态环境带来一定的影响。,探究一,探究二,探究三,典例剖析 【例题2】 遥感影像记录了地物信息,正确判读遥感影像对于区分、辨别地物信息至关重要。据此完成下列各题。 (1)下列关于遥感黑白影像的叙述,正确的是( ) A.建筑物为灰白色 B.水为绿色 C.植被覆盖区通常为红色 D.地物颜色能够真实反映实际地物的颜色特征 (2)在有些卫星遥感影像上植被为红色,原因是( ) A.秋天拍摄,树叶变红 B.植被出现病虫害 C.植被覆盖率太低导致红色土壤裸露 D.这幅卫星遥感图像属假彩色卫星影像,探究一,探究二,探究三,解析:第(1)题,在遥感黑白影像上建筑物为灰白色;在假彩色遥感影像上植被覆盖区通常为红色,水为灰色和蓝色,城市是蓝灰色;真彩色遥感影像上的地物颜色能够真实反映实际地物的颜色特征。第(2)题,假彩色影像上,草、树和庄稼覆盖地区通常为红色。 答案:(1)A (2)D,探究一,探究二,探究三,遥感的应用 主题活动 随着地理信息技术的发展,其在生产、生活中的作用日益明显。内蒙古自治区生态与农业气象中心利用先进的遥感监测设备,在火情跟踪监测服务过程中,做了大量的工作。,探究一,探究二,探究三,结合材料探究: (1)利用遥感技术监测森林火灾的原理是什么? 提示:不同地物、同一地物不同性状,其反射波谱特征不同。 (2)为何利用遥感技术还可以进行森林病虫害监测? 提示:森林遭受病虫害时,其辐射或反射的电磁波与正常森林有显著差别,因此可以根据特定的卫星图像上某些波段的反射率的变化来判断森林是否发生病虫害。 (3)某干旱地区水资源短缺,如果让你来利用遥感技术寻找地下水资源,你将如何进行? 提示:先在该区域的遥感影像上确定向斜构造带,然后有重点地选择若干点进行野外探测与验证,最终确定地下水的储藏点。,探究一,探究二,探究三,名师精讲 1.遥感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,如下表所示。,探究一,探究二,探究三,2.遥感在环境和灾害监测中的应用 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,而且在环境和灾害监测等方面也发挥巨大作用,具体如下表所示。,探究一,探究二,探究三,探究一,探究二,探究三,典例剖析 【例题3】 在扑灭森林大火过程中,俄罗斯使用了航天遥感技术普查着火点。据此完成下列各题。 (1)用遥感技术来监测森林火灾,可以( ) A.用来预测引起火灾的原因 B.预测森林火灾的发生地点 C.预测森林火灾后所造成的后果 D.及时知道火灾地点和范围,分析火势蔓延方向,制定灭火方案 (2)运用遥感技术监测森林火灾与人工监测相比,优点有( ) 获取资料快,可及时地动态分析 受地面限制少,避免人员伤亡 获取信息量小 探测范围大,可在宏观上进行监测 A. B. C. D.,探究一,探究二,探究三,解析:,答案:(1)D (2)B,高分三号卫星是我国首颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径雷达遥感卫星。据此完成第12题。 1.高分三号卫星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 C.全球定位系统 D.遥感技术 2.高分三号卫星不能直接监测的自然灾害是( ) A.台风 B.洪涝 C.地震 D.森林病虫害 解析:第1题,遥感技术可用于对生态环境和灾害的大范围、全天候动态监测。第2题,地震灾害具有突发性,且发生在地下,卫星不能直接监测。 答案:1.D 2.C,3.对植物来说,同类植物由于生长状况、健康状况不同,其反射率也有较大差异。在遥感彩色红外图片上能把健康的和有病害的松树区别开来,其原理是( ) A.健康松树的反射率在任何波段都高于有病害的松树 B.健康的松树在波长0.40.76微米范围内,反射率高于有病害的松树 C.在波长0.71.4微米范围内,有病害松树的反射率明显低于健康的松树,病害越重,此波段反射率越低 D.在波长大于1.6微米时,健康松树的反射率高于有病害的松树,解析:从图中可以看出,健康的松树在波长0.71.4微米范围内反射率高于有病害的松树,并且在此波段,病害中期的松树的反射率明显低于病害初期的松树,说明病害越重,此波段反射率越低。 答案:C,4.下图为我市某日地表温度分布图。获取该地区地表温度分布所用的地理信息技术是( ) A.GIS B.RS C.GPS D.PS 解析:根据所学知识可知,RS适合获取该地区地表温度分布,B项正确。 答案:B,5.关于遥感技术的应用,叙述不正确的是( ) A.目前,遥感技术只应用到对资源的调查上 B.遥感技术是环境和灾害监测的重要手段 C.利用遥感技术可以对同一流域水体污染历史和污染趋势作出研究和预测,为水资源保护规划提供准确信息 D.被污染水体具有独特的区别于清洁水体的光谱特征,这些光谱特征能够被遥感器捕捉并在遥感影像中表现出来 解析:遥感技术已经应用到国民经济的各个领域,如资源普查、环境和灾害监测等方面。 答案:A,6.阅读材料,完成下列各题。 材料一 汶川大地震发生后,重灾区陷入信息隔绝状态。国土资源部第一时间紧急启用航空遥感飞机,在高空拍摄了地震灾区高精度遥感图片。专家们对航片进行初步数据处理和解译,对灾区房屋倒塌情况,滑坡、泥石流规律及分布,具有隐患的滑坡体、公路及桥梁受损等灾害情况进行标注,把这些图像传递到抗灾一线,作为指挥人员制订抗震救灾方案的参考依据。之后,航空遥感飞机还成为监测堰塞湖次生灾害威胁的“天眼”。 材料二 下面两张图片分别是2006年和2008年5月14日卫星对汶川地区拍摄的遥感影像。,(1)从材料二图中我们可以很明显地看到发生了哪些次生灾害? (2)在救灾中遥感可以起到什么作用? (3)结合材料分析,遥感与地理信息系统相结合在抗灾过程中的主要作用是 ;在灾后的主要作用是 。 答案:(1)大面积的山体滑坡、泥石流,出现堰塞湖。 (2)给抗震救灾指挥部门及时提供了大量地面宏观灾情遥感图像,为指挥部门科学评估灾情提供依据,进而采取有效救灾、防灾、抢险措施。 (3)对灾情实况进行监测,指导抗灾活动 对灾情作出快速评估,指导救灾活动,
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