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第二節(jié) 遙感技術的應用,一、遙感 1.遙感的概念 遙感即“遙遠的感知”,是利用一定的技術設備和系統(tǒng),在遠離被測目標的位置上對被測目標的電磁波特征進行測量、記錄與分析的技術。 2.遙感的分類,,,,,,3.遙感的工作過程 (1)遙感的關鍵裝置是傳感器,其功能是負責接收地面物體反射或輻射的電磁波信息,并以影像膠片或數據磁帶的形式記錄下來,傳送到地面接收站。 (2)地面站的功能是對遙感信息進行處理和判讀分析,形成遙感影像。 (3)遙感影像能夠判讀的基礎是不同地物反射或輻射的電磁波不同。,,,,,,思考討論白天與夜晚,衛(wèi)星分別是如何探測地面目標物的? 提示:白天,衛(wèi)星上的傳感器可以直接接收來自物體自身輻射或反射(太陽輻射)的電磁波;夜晚,衛(wèi)星上的傳感器主動向物體發(fā)射電磁波,然后接收物體反射回來的電磁波。,4.遙感影像 (1)組成:像元,是遙感影像上能夠詳細區(qū)分的最小單元。 (2)空間分辨率:一個像元所代表的地面實際尺寸就是空間分辨率,簡稱分辨率。1米分辨率就是指影像上的一個像元表示地面上1平方米的范圍。分辨率數值越小,分辨率就越高,影像顯示地表信息細節(jié)的能力就越強。 (3)分類。,思考討論分辨率與遙感平臺的高度有何關系? 提示:相同的傳感器,遙感平臺的高度越低,分辨率越高。,,,,,,,,,,二、遙感在資源普查中的應用 1.應用領域:礦產資源和水資源的調查、農作物的估產、全球氣候變化的觀測、災害監(jiān)測、重大工程的建設等。 2.遙感技術應用于資源普查的優(yōu)勢:可以全面系統(tǒng)地提供資源狀況,對信息進行及時更新。 思考討論遙感如何進行農作物估產? 提示:不同長勢、不同健康程度的農作物,其反射或輻射的電磁波是不同的。通過分析農作物的長勢、健康程度,就可以進行農作物的估產。,,,,,,,,三、遙感在環(huán)境和災害監(jiān)測中的應用 1.優(yōu)點 監(jiān)測的區(qū)域范圍大,獲取信息快速準確。同時,能夠提供動態(tài)觀測數據。 2.應用領域舉例,,,,,,,,,,思考討論除沙塵暴外,遙感還可以監(jiān)測哪些方面的自然災害? 提示:洪水災害、森林火災、臺風等。,探究一,探究二,探究三,遙感的工作原理 主題活動 材料一 衛(wèi)星遙感直觀示意圖。(圖1),探究一,探究二,探究三,材料二 遙感衛(wèi)星接收不同地物反射或輻射信息示意圖。(圖2),探究一,探究二,探究三,結合材料探究: (1)圖中不同地物輻射或反射的電磁波是否相同? 提示:不同地物輻射或反射的電磁波不同。 (2)遙感技術的基本原理是什么? 提示:不同的地物或同一地物的不同性狀,輻射或反射的電磁波不同。遙感就是根據這個原理來探測地表物體反射或輻射的電磁波,從而提取這些物體的信息,完成遠距離判別物體。,探究一,探究二,探究三,名師精講 1.遙感技術的原理 地物在不斷地吸收、輻射和反射電磁波,并且不同物體的電磁波特征不同。遙感就是根據這個原理,利用一定的技術設備和裝置,來探測地表物體對電磁波的反射和地物輻射的電磁波,從而提取這些物體的信息,完成遠距離識別物體。 2.遙感技術的工作流程,探究一,探究二,探究三,典例剖析 【例題1】在遙感技術中,可以根據植物的反射波譜特征判斷植物的生長狀況。讀圖,完成下列各題。,探究一,探究二,探究三,(1)圖中,重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波段是( ) ①紅外線 ②X光 ③可見光 ④紫外線 A.①② B.③④ C.②④ D.①③ (2)根據圖中的原理,可用遙感技術直接( ) ①劃分植物類型 ②判讀植物生長的土壤類型 ③監(jiān)測樹木的生長狀況 ④估計糧食作物的產量 A.①② B.③④ C.②④ D.①③ (3)不同的地物和地物的不同狀況也有不同的反射率,根據這個原理,可以利用遙感的工作有( ) ①判讀水體污染 ②判讀人口分布 ③分析城市大氣污染 ④估算工業(yè)生產總值 A.①② B.①③ C.②③ D.②④,探究一,探究二,探究三,解析:第(1)題,讀圖可得,重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波段在0.58~0.8微米,屬紅外線和可見光范圍。第(2)題,圖中反映的原理是根據植物的反射光譜判斷植物的生長狀況,故可以監(jiān)測樹木的生長狀況。由生長狀況不難估算糧食作物的產量。具體劃分植物類型僅靠反射光譜的判讀不能直接完成。土壤在衛(wèi)星圖像上沒有直接形態(tài)特征,其類型只能靠邏輯推理,不能直接判讀。第(3)題,依據題干提示,污染水體和未污染水體、污染嚴重大氣和污染較輕大氣的反射率不同,故均可用遙感技術判斷。 答案:(1)D (2)B (3)B,探究一,探究二,探究三,遙感影像判讀 主題活動 下圖為洞庭湖及荊江地區(qū)衛(wèi)星遙感影像。,探究一,探究二,探究三,結合材料探究: (1)遙感影像分為幾類?材料中的遙感影像屬于哪一類? 提示:遙感影像有黑白和彩色之分。材料中的遙感影像為黑白影像。 (2)材料中的遙感影像的地物顏色如何判讀? 提示:圖中深色的范圍為水體,城市呈灰白色。,探究一,探究二,探究三,名師精講 遙感影像的判讀 1.一般地物遙感影像的簡易判讀標志 一般地物,如水體、城市、道路、農業(yè)用地、林地等的簡易判讀標志如下表所示。,探究一,探究二,探究三,探究一,探究二,探究三,2.遙感影像的判讀方法 (1)明確遙感影像的主題內容是進行準確判讀的前提。如“格陵蘭島冰原面積變化遙感圖”中需要我們判讀格陵蘭島的冰原面積的變化特征。,探究一,探究二,探究三,(2)了解遙感影像的基本解譯標志、解譯過程及注意事項,從而了解影像中的各種地物的差別及特征,包括形狀、大小、陰影、色調、顏色、紋理、圖案、位置和布局等。如上圖中我們可以抓住色調和形狀兩個要素進行判讀,依據色調可確定圖中的白色區(qū)域為冰原部分,依據其形狀的變化可確定冰原面積的變化。 (3)對主題判讀地物進行分析、推理,得出結論。如通過對上面兩幅圖的對比,可以發(fā)現格陵蘭島的冰原面積大大減少,這是全球氣候變暖導致的,其冰原面積的減少必然會對全球的生態(tài)環(huán)境帶來一定的影響。,探究一,探究二,探究三,典例剖析 【例題2】 遙感影像記錄了地物信息,正確判讀遙感影像對于區(qū)分、辨別地物信息至關重要。據此完成下列各題。 (1)下列關于遙感黑白影像的敘述,正確的是( ) A.建筑物為灰白色 B.水為綠色 C.植被覆蓋區(qū)通常為紅色 D.地物顏色能夠真實反映實際地物的顏色特征 (2)在有些衛(wèi)星遙感影像上植被為紅色,原因是( ) A.秋天拍攝,樹葉變紅 B.植被出現病蟲害 C.植被覆蓋率太低導致紅色土壤裸露 D.這幅衛(wèi)星遙感圖像屬假彩色衛(wèi)星影像,探究一,探究二,探究三,解析:第(1)題,在遙感黑白影像上建筑物為灰白色;在假彩色遙感影像上植被覆蓋區(qū)通常為紅色,水為灰色和藍色,城市是藍灰色;真彩色遙感影像上的地物顏色能夠真實反映實際地物的顏色特征。第(2)題,假彩色影像上,草、樹和莊稼覆蓋地區(qū)通常為紅色。 答案:(1)A (2)D,探究一,探究二,探究三,遙感的應用 主題活動 隨著地理信息技術的發(fā)展,其在生產、生活中的作用日益明顯。內蒙古自治區(qū)生態(tài)與農業(yè)氣象中心利用先進的遙感監(jiān)測設備,在火情跟蹤監(jiān)測服務過程中,做了大量的工作。,探究一,探究二,探究三,結合材料探究: (1)利用遙感技術監(jiān)測森林火災的原理是什么? 提示:不同地物、同一地物不同性狀,其反射波譜特征不同。 (2)為何利用遙感技術還可以進行森林病蟲害監(jiān)測? 提示:森林遭受病蟲害時,其輻射或反射的電磁波與正常森林有顯著差別,因此可以根據特定的衛(wèi)星圖像上某些波段的反射率的變化來判斷森林是否發(fā)生病蟲害。 (3)某干旱地區(qū)水資源短缺,如果讓你來利用遙感技術尋找地下水資源,你將如何進行? 提示:先在該區(qū)域的遙感影像上確定向斜構造帶,然后有重點地選擇若干點進行野外探測與驗證,最終確定地下水的儲藏點。,探究一,探究二,探究三,名師精講 1.遙感在資源普查中的應用 勘探礦產資源,調查生物資源、水資源等是遙感技術在資源普查中的重要應用領域,如下表所示。,探究一,探究二,探究三,2.遙感在環(huán)境和災害監(jiān)測中的應用 隨著遙感技術的發(fā)展,遙感將不僅為人們提供信息資源,改變人們的生產、生活與交往方式,而且在環(huán)境和災害監(jiān)測等方面也發(fā)揮巨大作用,具體如下表所示。,探究一,探究二,探究三,探究一,探究二,探究三,典例剖析 【例題3】 在撲滅森林大火過程中,俄羅斯使用了航天遙感技術普查著火點。據此完成下列各題。 (1)用遙感技術來監(jiān)測森林火災,可以( ) A.用來預測引起火災的原因 B.預測森林火災的發(fā)生地點 C.預測森林火災后所造成的后果 D.及時知道火災地點和范圍,分析火勢蔓延方向,制定滅火方案 (2)運用遙感技術監(jiān)測森林火災與人工監(jiān)測相比,優(yōu)點有( ) ①獲取資料快,可及時地動態(tài)分析 ②受地面限制少,避免人員傷亡 ③獲取信息量小 ④探測范圍大,可在宏觀上進行監(jiān)測 A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.①②③④,探究一,探究二,探究三,解析:,答案:(1)D (2)B,高分三號衛(wèi)星是我國首顆分辨率達到1米的C頻段多極化合成孔徑雷達遙感衛(wèi)星。據此完成第1~2題。 1.高分三號衛(wèi)星對生態(tài)環(huán)境和災害進行動態(tài)監(jiān)測,直接應用的技術是( ) A.數字地球 B.地理信息系統(tǒng) C.全球定位系統(tǒng) D.遙感技術 2.高分三號衛(wèi)星不能直接監(jiān)測的自然災害是( ) A.臺風 B.洪澇 C.地震 D.森林病蟲害 解析:第1題,遙感技術可用于對生態(tài)環(huán)境和災害的大范圍、全天候動態(tài)監(jiān)測。第2題,地震災害具有突發(fā)性,且發(fā)生在地下,衛(wèi)星不能直接監(jiān)測。 答案:1.D 2.C,3.對植物來說,同類植物由于生長狀況、健康狀況不同,其反射率也有較大差異。在遙感彩色紅外圖片上能把健康的和有病害的松樹區(qū)別開來,其原理是( ) A.健康松樹的反射率在任何波段都高于有病害的松樹 B.健康的松樹在波長0.4~0.76微米范圍內,反射率高于有病害的松樹 C.在波長0.7~1.4微米范圍內,有病害松樹的反射率明顯低于健康的松樹,病害越重,此波段反射率越低 D.在波長大于1.6微米時,健康松樹的反射率高于有病害的松樹,解析:從圖中可以看出,健康的松樹在波長0.7~1.4微米范圍內反射率高于有病害的松樹,并且在此波段,病害中期的松樹的反射率明顯低于病害初期的松樹,說明病害越重,此波段反射率越低。 答案:C,4.下圖為我市某日地表溫度分布圖。獲取該地區(qū)地表溫度分布所用的地理信息技術是( ) A.GIS B.RS C.GPS D.PS 解析:根據所學知識可知,RS適合獲取該地區(qū)地表溫度分布,B項正確。 答案:B,5.關于遙感技術的應用,敘述不正確的是( ) A.目前,遙感技術只應用到對資源的調查上 B.遙感技術是環(huán)境和災害監(jiān)測的重要手段 C.利用遙感技術可以對同一流域水體污染歷史和污染趨勢作出研究和預測,為水資源保護規(guī)劃提供準確信息 D.被污染水體具有獨特的區(qū)別于清潔水體的光譜特征,這些光譜特征能夠被遙感器捕捉并在遙感影像中表現出來 解析:遙感技術已經應用到國民經濟的各個領域,如資源普查、環(huán)境和災害監(jiān)測等方面。 答案:A,6.閱讀材料,完成下列各題。 材料一 汶川大地震發(fā)生后,重災區(qū)陷入信息隔絕狀態(tài)。國土資源部第一時間緊急啟用航空遙感飛機,在高空拍攝了地震災區(qū)高精度遙感圖片。專家們對航片進行初步數據處理和解譯,對災區(qū)房屋倒塌情況,滑坡、泥石流規(guī)律及分布,具有隱患的滑坡體、公路及橋梁受損等災害情況進行標注,把這些圖像傳遞到抗災一線,作為指揮人員制訂抗震救災方案的參考依據。之后,航空遙感飛機還成為監(jiān)測堰塞湖次生災害威脅的“天眼”。 材料二 下面兩張圖片分別是2006年和2008年5月14日衛(wèi)星對汶川地區(qū)拍攝的遙感影像。,(1)從材料二圖中我們可以很明顯地看到發(fā)生了哪些次生災害? (2)在救災中遙感可以起到什么作用? (3)結合材料分析,遙感與地理信息系統(tǒng)相結合在抗災過程中的主要作用是 ;在災后的主要作用是 。 答案:(1)大面積的山體滑坡、泥石流,出現堰塞湖。 (2)給抗震救災指揮部門及時提供了大量地面宏觀災情遙感圖像,為指揮部門科學評估災情提供依據,進而采取有效救災、防災、搶險措施。 (3)對災情實況進行監(jiān)測,指導抗災活動 對災情作出快速評估,指導救災活動,