第二节 遥感技术及其应用教学设计第一课时

普通高中课程标准实验教科书-[湘教版] 大同一中

彭芳

3.2

遥感技术的应用

[教学目标] 一、知识与技能

1．用自己的语言表述遥感的含义，了解遥感技术的发展历程。

2．知道遥感的技术系统和遥感类型。

13．用实例说明遥感在资源普查、环境灾害监测等领域的应用。

二、过程与方法

1．知道用遥感图像判断地物的基本道理，能判读简单的遥感影像图；运用遥感图像比较，描述地面环境变化状况。

2运用资料，说明遥感在其他方面（如农业生产、工程地质、测绘制图、国防军事等领域）的应用。

三、情感态度与价值观

1．通过上网搜集有关资料，了解我国遥感技术在世界上所处的领先地位，树立民族自豪感。

2．通过阅读教材，了解遥感的概念及其分类，了解遥感技术的特点、工作原理流程及其在资源普查及环境和灾害监测中的重要作用，激发爱科学、学科学、用科学的科学素养。

[教学重点] 遥感技术在资源普查以及环境和灾害监测中的重要作用。

[教学难点] 遥感影像的判读

[教学媒体与教具] 1多媒体

[课时安排] 2课时

[讲授过程] 第一课时

【新课导入】获取土地利用信息要动用大量人力与物力，经十年才作出一幅图。但现在利用遥感花得少的时间与金钱却能得到更好的效果。“人眼的波段太窄、许多信息看不到，而人的双脚又由于许多因素限制，许多地方不能涉足”。而遥感突破了这些限制，它真正成为了人的“千里眼和顺风耳”。

【板书】第二节 遥感技术的应用

一、遥感

【介绍】遥感是20世纪60年代发展起来的一门对地观测综合性技术。俗语云“站得高才能看得远”。遥感区别于传统探测手段的突出特点是不直接接触而是从遥远的高空感知地物，遥感记录的是地面物体反射或辐射的电磁波信号。自20世纪80年代以来，遥感技术得到了长足的发展，遥感技术的应用也日趋广泛。随着遥感技术的不断进步和遥感技术应用的不断深入，未来的遥感技术将在我国国民经济建设中发挥越来越重要的作用。

【板书】1．概念：远离目标，通过非直接接触而判定和测量物体的技术。

【思考】怎样感知？

【点拨】测量电磁波特征：不同的地物反射与吸收电磁波存在巨大差异。遥感不仅可以通过

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可见光进行感知，同时也可以通过红外线、微波等，例如：法国的spot5卫星可以从七个波段获取信息。

【思考】为什么要分波段？

【点拨】因为不同波段不同地物的反射率与吸收率等有很大差异。

【板书】2、分类

【讲解】按遥感平台高度（运载工具）分：地面遥感（以高塔、车、船为遥感平台）、航空遥感（以飞机、气球、飞艇等为遥感平台）、航天遥感（以卫星、飞船、空间站等为遥感平台）。

按电磁波段分：可见光遥感、红处线遥感、微波遥感

按传感器的工作形式：被动式（接收来自地物的电磁波）、主动式（发射讯号，接收目标物反射这种辐射波的强度，如侧视雷达）

【讲解】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。

【过渡】遥感的工作过程：从传感器接收信息到遥感信息应用的全过程。

【板书】3、工作流程

【读图思考】遥感的流程图。

通过本图可了解遥感的工作流程。遥感技术的主要环节包括目标物、传感器、遥感地面系统和成果。各环节的功能：目标物反射或辐射电磁波；传感器收集传输信息；遥感地面系统处理、分析信息；成果即专业图件或统计数字。

【投影】平台：某一套硬件或软件的设计基础。通过它，人们可以开发新的硬件、软件或开展工作。装载传感器的平台，就是遥感平台，它是从遥远的天空探测地面物体的装置。遥感平台主要有航天和航空两种。航天的有宇宙飞船、卫星、火箭，航空的有飞机、气球。此外，地面还有遥感车等。

传感器：接收、记录目标物电磁波信息特征的仪器。

遥感技术装备比较复杂，包括遥感平台（有地面平台、航空平台、航天平台等）、传感器、信息传输和处理装备等。其中的关键装置是传感器，传感器是直接获得地面目标物信息的光学或电子学仪器，用以接受、测量、记录地面目标物反射或辐射电磁波的强度和特性。

【探究】遥感影像什么是遥感影像？怎样判读遥感影像？

【归纳】遥感影像由成千上万的像元组成，遥感影像可以通过对地表摄影或扫描获得。摄影影像是摄相机对地面物体摄影，直接在感光材料上记录地物的光像；扫描影像是地面信息通过探测器先变为电信号并记录在磁带上，然后回放磁带，在感光片上曝光而成。其基本特征：

（1）像元：遥感影像上能详线区分的最小单元

2（2）分辨率：一个像元所代表的实际尺寸。1米分辨率就是一个像元表示地面1m的范围，即在遥感影像上能够分辨出1米大小的地物。0.1米分辨率就是在遥感影像上能够分辨出0.1米大小的地物。

例：spot 5卫星的分辨率达全彩色波段可达2.5米，其它波段为5米。中巴资源卫星二号分辨率为20米。美国快鸟卫星为1米。

像元越小，分辨率就越高，影像显示地表信息细节的能力就越强。

像元（分辨率数值）越小，遥感影像清晰度（分辨率）越高。

（3）光谱特征（判读）：

分类

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。

彩色真彩色影像

与地物的颜色特征一致。 影像

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。

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第二课时

【思考】遥感有什么显著特点？

【归纳】

（1）探测范围大：我国只要600多张左右的陆地卫星图像就可以全部覆盖。

（2）获取资料的速度快、周期短：实地测绘几年、十几年甚至几十年重复一次。航空摄影测量数年才能重复测量一次。陆地卫星每16天可以覆盖地球一遍。

（3）受地面条件限制少：对于自然条件恶劣、地面工作难以开展的地区，如高山、冰川、沙漠、沼泽等，或因国界限制不易到达的地区，用遥感，特别是航天遥感方法，则比较容易获取资料。

（4）手段多，获取的信息量大：选用不同的波段和不同的遥感仪器，取得所需的信息。

（5）用途广：遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、地理、海洋、水文、气象、测绘、环境保护和军事侦察等许多领域，具有明显的社会、经济和生态效益。

【板书】四、遥感在资源普查中的作用

【投影】常规的地质勘查工作都从点、线观测着手，待汇集了大量的资料后才能描述一个地区的地质特征，进而进行分析研究。利用遥感资料就可以首先从分析研究地区的遥感资料入手，然后有重点地选择若干点进行野外观测与验证。这样，不仅大大减少了野外工作量，节省人力、物力，还加快了速度，提高了精度。这对区域地质填图是特别适宜的。可见，过去资源调查要进行实地考察和填图，工作量大，更新慢。遥感技术对资源的调查方便、快捷、全面、系统，更新快。所以利用遥感技术进行资源调查更具有优势。

【案例解读】二十世纪七十年代，美国利用陆地卫星图象进行世界小麦估产获得成功，精度达90%以上。到现在，借助遥感技术估测农作物产量的技术已很成熟。其基本方法是：农作物分层（把不同的农作物，按生长期分成不同的层，并从各层抽出一定面积的样方以训练计算机进行分类）；用计算机自动分类，辅以人工目视判读法，直接从遥感信息中分出不同的作物类型；长势监测（用GPS、GIS技术跟踪监测作物不同生长期及不同作物的生长情况）；面积估算（根据各层作物的测量数据，按照分层抽样模型汇总出整个地区的农作物种植面积）；单产与总产预测（通过抽样调查和卫星图象估测样方产量来推算整个范围的单产、总产）。

【板书】五、遥感在环境和灾害监测中的应用

【投影】遥感技术监测水污染的原理

污染水体的反射光谱特征：对水体的遥感监测是以污染水与洁净水的反射光谱性能对比研究为基础的。总的看来，清洁水体反射率比较低，水体对光有较强的吸收性能，而较强的分子散射性仅存在于光谱区较短的波段上。故在一般遥感影像上，水体表现为深色调，在红外波段上尤其明显。水中悬浮物微粒会对入射进水里的光发生散射和反射，增大了水体的反射率。悬浮物含量增加，水体反射率也变大。水体里浮游植物大量繁殖是水体富营养化的显著标志。由于浮游植物体内含的叶绿素对可见光和近红外光波段具有特殊的“陡坡效应”，使得那些浮游植物含量大的水体,兼有水体和植物的反射光谱特征。随着浮游植物含量的增高，其光谱曲线与绿色植物的反射光谱越近似。石油污染是一种常见的水体污染现象。水体里污油浓度越高，散射光就越强。城市大量排放的工业废水和生活污水中带有许多有机物，它们在分解时耗去大量溶解氧，造成水体发黑发臭。在遥感影像上，这些水体的反射率都很低，呈现为深黑色条带状。

【案例解读】研究人员通过3张不同时段苏州河的彩色红外遥感影像和热红外遥感影像，分析了苏州河水体污染的状况和历史原因。研究表明：在20世纪70年代苏州河水体环境良好，到80年代由于沿河居住人口的急剧增加和工业的过度发展而影响了苏州河的水质。90年代，

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由于人们环保意识的提高以及沿河工厂码头的迁移，苏州河的治理已经取得了明显的成效。这些分析结果可以为城市环境监测等部门提供决策依据。在现有的基础上，要进一步加强对苏州河的综合整治。虽然对苏州河的治理目前已实现了阶段性的目标：苏州河水由黑逐步变清，臭味逐步消失。鱼类在河中出现了，水生生物已经增加到20多种。而且现在行走在苏州河两岸，感觉干净多了。但还未从根本上解决所有问题。因此，仍需要管理部门加大力度、持之以恒，使苏州河的全部整治目标实现。

【归纳】

矿产开采监测和资源调查

土地资源调查

资源普查

陆地水资源调查

海洋资源调查

植被资源调查

水污染监测

森林病虫害监测

森林火灾与煤矿火点监测

环境与灾害监测

大气监测与天气预报（包括台风监测预报）

旱涝灾害监测

海洋赤潮灾害监测

【板书设计】

第二节 遥感技术

一、遥感技术

1．遥感的概念

2．遥感的发展

3．遥感技术系统与遥感类型

二、遥感与资源普查

1．矿产资源普查

2．生物资源普查

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三、遥感与环境监测

1．洪涝灾害监测

2．环境污染监测

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