遥感技术及其应用

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遥感技术及其应用

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章 来源莲山课件 ww w.
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第四章  从人地关系看资源与环境
单元活动  遥感技术及其应用
一、教材分析
《遥感技术及其应用》是鲁教版必修一第四单元单元活动的教学内容,主要教学内容包括:遥感的概念、遥感的基本原理、遥感影像的初步判读等内容。
二、教学目标
知识要求:了解遥感技术的特点,工作原理流程及其应用领域。
技能要求:能够运用遥感影像中的直接和间接解译标志对遥感影像进行简单的解译。
情感要求:关注现代化的科学技术在地理科学中的应用,思考和理解地理信息技术的应用对协调人地关系的重要影响,培养学生的热爱地理的兴趣。
三、教学重点难点
重点:遥感工作原理
难点:遥感影像的判读
四、学情分析
本节内容是高一学生所学内容,尚未分科的平行班内不少是学理的好手,所以并不担心学生物理知识的不足。对于气氛不太活跃的班级一定要让学生活动起来,投入到角色中去,才能很好的理解遥感的原理。
五、教学方法
1.问题探究教学法:设置若干问题让学生分组讨论,并合作得出答案。
2.学案导学:见后面的学案。
3.新授课教学基本环节:预习检查→情境导入→合作探究→总结检测→布置预习
六、课前准备
1.学生的学习准备:预习“遥感技术及其应用”,初步掌握遥感的基本概念、基本原理及其应用领域和应用前景。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案,并把学生科学分成若干小组。
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查学生预习的落实情况,并了解和归纳学生的疑惑,使课堂教学更有效率和更具有针对性。
(二)情景导入、展示目标
前面几节课我们学习了人地关系的一些相关知识,知道了人类的生存与发展离不开资源与环境。随着科技的发展和时代的进步,人类改造自然的能力增强了,可是也带来了许多问题,如水质恶化、大气污染、旱涝频发、洪水泛滥、气候变暖……人类的生存与发展面临着严峻的考验,我们只有合理的利用自然,把一些尖端的科技运用到对自然有利的方面,这样才能够使得人类能够可持续发展。遥感等现代技术的发展就应运而生了,它的生命力体现在其应用的范围之广上。人们可以借助于遥感技术获取到大范围、即时的地面影像资料,为生产生活和科学研究服务。今天我们就来学习单元活动——遥感技术及其应用。
先展现两幅卫星遥感图片,是关于山峡工程的,第一幅是山峡大坝在整个长江流域的位置,第二幅是山峡大坝的局部的、小范围的影像图。把同学们带入到每个人都熟悉的环境中来,有一个初步的认识,知道有遥感技术这么一回事。
(三)合作探究、精讲点拨
(一)什么是遥感技术
探究一:遥感系统是如何工作的?
(1)是不是所有的物体都吸收、发射和反射电磁波?
教师:电磁波的定义:物体所固有的发射和反射在空间传播交变的电磁场的物理量。只要是本身温度大于绝对零度的物体,都可以发射电磁辐射,而世界上并不存在温度等于或低于绝对零度的物体。所以所有的物体都发射电磁波,也能吸收和反射电磁波。
(2)遥感是如何把不同地物分开的?
多媒体展示:
第一幅图
 
第二幅图
 
第三幅图
 
教师:遥感是通过不同地物和同一地物的不同状态辐射和反射电磁波特征不同来区分地物的。例如:用0.06μm来遥感植被和裸地,通过两者反射率的不同就可以把两地物区别开;但是同样是草地,初春、盛夏、深秋和严冬时,或者同一时间的遭受虫灾的和没有遭受虫灾的草地,对同一波段的遥感信号反射率也不同,这样我们就可以把不同状态的草地区别开。
(3)请在下面示意图中把遥感的工作环节添在其中。
 
答案:
 
(4)下面的四组资料分别说明的是遥感的哪些特点?
资料一:遥感用航摄飞机飞行高度为10km左右,陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右,一张陆地卫星图像,其覆盖面积可达3万多km2。这种展示宏观景象的图像,对地球资源和环境分析极为重要。
资料二:由于卫星围绕地球运转,从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料,以便更新原有资料,或根据新旧资料变化进行动态监测,这是人工实地测量和航空摄影测量无法比拟的。例如,陆地卫星4、5,每16天可覆盖地球一遍,NOAA气象卫星每天能收到两次图像。Meteosat每30分钟获得同一地区的图像。
资料三:在地球上有很多地方,自然条件极为恶劣,人类难以到达,如沙漠、沼泽、高山峻岭等。采用遥感技术,特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。
资料四:根据不同的任务,遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。例如可采用可见光探测物体,也可采用紫外线,红外线和微波探测物体。利用不同波段对物体不同的穿透性,还可获取地物内部信息。例如,地面深层、水的下层,冰层下的水体,沙漠下面的地物特性等,微波波段还可以全天候的工作。
教师:资料一:探测范围大;资料二:获取资料快;资料三:受地面限制少;资料四:获取信息量大。
(二)遥感技术的应用
探究二:遥感有哪些作用?
(1)结合遥感原理,想一想遥感是如何对资源进行普查的?(例如:农作物估产)
教师:利用不同农作物对电磁波的反射率不同可以把农作物的类型区别开,利用农作物不同生长状态对电磁波反射率不同可以对农作物产量进行评估。例如下图:
 
(2)结合新闻或你了解的信息,想一想遥感在防灾减灾中有哪些应用?(例如:1987年的东北大兴安岭森林大火,1998年长江流域的特大洪水,2010年我国南方和东北的洪涝灾害以及俄罗斯的森林大火等)
教师:引导学生阅读以下新闻来了解。
【资料阅读】
2010年6月13日以来,我国南方再次出现强降雨过程,部分省份发生较严重的暴雨洪涝灾害。为了做好救灾决策技术支撑,根据国家救灾应急响应启动情况,作为国际减灾宪章(Charter)中国授权用户,国家减灾中心(民政部卫星减灾应用中心)制定灾害监测工作方案,并紧急启动国际减灾宪章(Charter)机制,向该机制成员国提出灾害监测遥感数据需求。国际减灾宪章(Charter)机制启动后,各成员国积极响应,紧急制定观测计划,并提供灾区历史存档数据。下一步,国家减灾中心将利用获取的遥感卫星数据对南方受灾地区房屋倒损、基础设施损毁、滑坡泥石流等灾害损失情况进行评估,为救灾工作提供决策支持。
——来自民政部网站的新闻信息
(3)遥感还有哪些应用领域?
教师:遥感不仅仅在资源普查和灾害监测中大显身手,还在环境监测、工程建设及规划和军事侦察等领域大有用途。
(三)学看遥感影像
探究三:遥感影像的判读
(1)遥感影像判读有哪些手段?
教师:直接解译和间接解译
(2)如何运用直接解译标志来判断地物
教师:直接解译标志是地物本身的有关属性在图像上的直接反映。如地物的形状、大小、色调、阴影等。
(3)在遥感影像上为什么不同地物色调、色彩等特征不同?
教师:因为不同地物反射和发射电磁波是不同的,那么反映在遥感影像上也就出现了色调、色彩不同的现象。就好像我们肉眼看黑板,黑板对光的反射率低,我们看到的是黑色,粉笔写的字对光的反射率高,我们看到的是白色。
(4)在图4-4-3中,遥感影像上地物的颜色为什么和我们肉眼看到的不同?
教师:因为图中的遥感影像是假彩色遥感影像。遥感影像的分类如下,
多媒体展示:
 地物的影像特征
黑白影像 建筑物为灰白色,草地和森林颜色较深
真彩色影像 与地物的颜色特征一致
假彩色影像 草、树、庄稼为红色,水为灰色或蓝色,城市为灰蓝色
(5)借助间接解译标志是如何让来区分地物的?
教师:间接解译标志是指与地物的属性有内在联系,通过相关分析能够推断其性质的影像特征。例如:同样是线状地物,如果较平直,很可能就是道路,如果较弯曲或者不规则,可能就是河流。另外河流下游宽上游窄,道路在一定距离内宽度是固定的,这也可以作为间接解译的标志。其实间接解译标志还很多,各小组可以讨论,看大家还能想到那些。
(四)反思总结,当堂检测
教师组织学生反思总结本节课的主要内容,并进行当堂检测。
(五)发导学案、布置预习
本节课就学到这里,课下请同学们注意复习本章内容,以备章节检测。
九、板书设计
一、什么是遥感技术
1.地理信息技术
2.遥感基本原理
3.遥感工作环节
4.遥感的特点
二、遥感技术的应用
三、学看遥感影像
1.直接解译
2.间接解译
十、教学反思
由于大部分中学的针对地理信息技术的教学条件有限,所以遥感部分对于大部分学生来说虽能记忆,却不能理解,结果就是导致做题一做就错。建议教师尽量利用多媒体教学,并多找一些实际存在的案例讲给学生,尽量让学生深入了解遥感的原理、特点及其应用领域。
十一、学案设计(见下页)
 
 
第四章  从人地关系看资源与环境
单元活动  遥感技术及其应用
课前预习学案
一、预习目标
预习“遥感技术及其应用”,初步掌握遥感的基本概念、基本原理及其应用领域和应用前景。
二、预习内容
(一)什么是遥感技术
1.地理信息技术的核心技术包括:      、      、      。
2.遥感的概念:“遥感”顾名思义,就是遥远地感知,是利用一定的技术装备在      或
      上对地物进行感知。
3.遥感的原理:地球上的物体在不停地      、      和      电磁波,并且不同物体的电磁波      不同。
4.遥感的环节:包括信息的获取、              、接收与处理、              几个环节。
5.遥感的特点:探测      大,获取资料快、受      条件限制少,获取信息量大。
(二)遥感技术的应用
1.应用领域:           、环境监测、          、工程建设规划、军事侦察、          、          等。
2.发展趋势:趋于实用化、          和          。
(三)学看遥感影像
1.在遥感影像上,不同地物有不同的         特征,这些       特征是判读识别各种地物的依据,这些都称为         标志,又称         标志。它分为       标志和
         标志。
2.直接解译标志指能够直接反应和表现        的遥感影像的各种特征。解译者利用直接解译标志可以直接识别遥感影像上的              。
3.间接解译标志指能够间接反应和表现        的遥感影像的各种特征,借助它可以推断其他的相关地物。
4.由于不同地区        的差异、        的差异,以及        的季节差异,因此不同地区、不同波段、不同季节的影像解译标志是不同的,应具体情况具体分析。
三、提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中
疑惑点 疑惑内容
 
 
课内探究学案
一、学习目标
学习目标:
1.了解遥感技术的特点
2.掌握遥感的工作原理流程及其应用领域。
3.会初步分析判断遥感影像
学习重难点:
重点:遥感原理
难点:遥感影像的判读
二、学习过程
(一)什么是遥感技术
探究一:遥感系统是如何工作的?
(1)是不是所有的物体都吸收、发射和反射电磁波?

(2)遥感是如何把不同地物分开的?

(3)请在下面示意图中把遥感的工作环节添在其中。
 
(4)下面的四组资料分别说明的是遥感的哪些特点?
资料一:遥感用航摄飞机飞行高度为10km左右,陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右,一张陆地卫星图像,其覆盖面积可达3万多km2。这种展示宏观景象的图像,对地球资源和环境分析极为重要。
资料二:由于卫星围绕地球运转,从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料,以便更新原有资料,或根据新旧资料变化进行动态监测,这是人工实地测量和航空摄影测量无法比拟的。例如,陆地卫星4、5,每16天可覆盖地球一遍,NOAA气象卫星每天能收到两次图像。Meteosat每30分钟获得同一地区的图像。
资料三:在地球上有很多地方,自然条件极为恶劣,人类难以到达,如沙漠、沼泽、高山峻岭等。采用遥感技术,特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。
资料四:根据不同的任务,遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。例如可采用可见光探测物体,也可采用紫外线,红外线和微波探测物体。利用不同波段对物体不同的穿透性,还可获取地物内部信息。例如,地面深层、水的下层,冰层下的水体,沙漠下面的地物特性等,微波波段还可以全天候的工作。
(二)遥感技术的应用
探究二:遥感有哪些作用?
(1)结合遥感原理,想一想遥感是如何对资源进行普查的?(例如:农作物估产)

(2)结合新闻或你了解的信息,想一想遥感在防灾减灾中有哪些应用?(例如:1987年的东北大兴安岭森林大火,1998年长江流域的特大洪水,2010年我国南方和东北的洪涝灾害以及俄罗斯的森林大火等)

(3)遥感还有哪些应用领域?

(三)学看遥感影像
探究三:遥感影像的判读
(1)遥感影像判读有哪些手段?

(2)如何运用直接解译标志来判断地物

(3)在遥感影像上为什么不同地物色调、色彩等特征不同?

(4)在图4-4-3中,遥感影像上地物的颜色为什么和我们肉眼看到的不同?

(5)借助间接解译标志是如何让来区分地物的?

(四)当堂检测
1.遥感的关键装置是
A、航空器           B、传感器          C、胶片质量    D、磁带质量
2.在假彩色卫星影像上,水为
A、灰色和蓝色       B、灰白色          C、浅蓝色         D、红色
3.为获取所需的不同信息,完成不同的目的和任务,遥感技术可用
A、不同的传感器                        B、不同的运载工具
C、不同的波段和不同的遥感仪器          D、不同的电磁波
4.遥感的特点不包括
A.探测范围大       B.获取资料快
C.受地面条件限制少      D.对地物的分辨率低
5.遥感技术应用的领域包括
①资源普查  ②灾害监测  ③环境监测  ④工程建设及规划
A.①②             B.③④              C.①②③        D.①②③④
6.对农作物进行估产属于遥感应用的哪一领域
A.资源普查  B.灾害监测  C.环境监测  D.工程建设及规划
7.遥感影像能够被判读的基础是
A、不同地物反射的电磁波不同           B、不同地物的颜色不同
C、不同地物的体积不同                 D、不同地物的位置不同
8.有关遥感应用的叙述不正确的是
A、探测的范围大,能动态反映事物的变化
B、用途广,可广泛有于农业、林业、地质、海洋、水文、气象、测绘、环境保护、防灾救灾和军事等许多领域
C、获得资料的速度快、周期短
D、它需要运用24颗人造卫星才能快速、准确完成各项任务
课后练习与提高
一、选择题
1、遥感探测范围由大到小依次是
A、飞机、陆地卫星、宇宙飞船         B、宇宙飞船、陆地卫星、飞机
C、陆地卫星、飞机、宇宙飞船         D、陆地卫星、宇宙飞船、飞机
2、遥感的优点有
①用途广    ②手段多,获得的信息量大  ③不受地面条件限制  ④成本低,效益大
A、①②             B、①②③       C、①②④          D、①②③④
3、在黑白遥感图片中,湖、河等水域的颜色是
A.白色             B.黑色         C.浅灰色          D、灰白色
4、在假彩色卫星影像上城市呈现
A.深蓝色                B. 蓝灰色          C.浅蓝色               D.红色
5、陆地卫星遥感18天可以覆盖地球一遍,如果两颗卫星同时运行,则覆盖地球一遍需
A、18天            B、6天          C、9天             D、12天
遥感技术可以根据不同的目的和任务,选用不同的波段和不同的遥感仪器,取得所需的信息。除地表外,遥感能探测一定深度的海底和冰层。微波遥感还具有全天候工作的能力。阅读上面材料,回答6~7题。
6、以上材料说明遥感技术
A、探测范围大                  B、用途广
C、受地面条件限制少            D、手段多,获得的信息量大
7、为获取所需的不同信息,完成不同的目的和任务,遥感技术可用
A、不同的传感器                B、不同的运载工具
C、不同的波段和不同的遥感技术  D、不同的电磁波
8、遥感的特点是
①探测范围大②获取资料快③不受地面条件限制④获取信息量大
A.①②             B.③④           C.①②④              D.①②③④
二、综合题
9、下图反映了雪地、沙漠、湿地、小麦的反射光谱曲线,读图并回答下列问题.
 
(1)可见光的波段范围为         微米。
(2)从图中可以看出,不同的地物在同一波段其反射率不同;同一地物在不同波段反射率也不同,这是照片上判读各种地物的基础。例如,利用0.4~0.5微米波段的照片,可以把        与其他地物分开,利用0.5~0.6徽米波段的照片可以把沙漠与小麦、湿地区分开;利用0.7~0.9微米波D的照片可以把        和        区分开。
参考答案
当堂检测
1、B  2、A  3、C  4、D  5、D  6、A  7、A  8、D
课后练习与提高
一、选择题
1、B 2、C 3、B 4、B 5、C 6、D 7、C
8、C【解析】遥感信息受地面限制小,而不是不受地面限制。
二、综合题
9、(1)0.4~0.76  (2)雪地  小麦  湿地


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