第二节 遥感技术及其应用公开课参赛课教案

第三章 地理信息技术应用 第二节 遥感技术及其应用

第二节 遥感技术及其应用（教案）

【基本说明】

1、所属模块：必修3 2、年 级：

高二 3、出版单位：湖南教育出版社

4、所属章节：第三章第二节

5、学

时

数：1课时 【教学设计】

（一）、教学目标

1、知识和技能：

A．用自己的语言表述遥感的含义，了解遥感技术的发展历程。

B．知道遥感的技术系统和遥感类型。

C．用实例说明遥感在资源普查、环境灾害监测等领域的应用。

2、过程与方法：

A．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。

B．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。

3、情感态度价值观：

A．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。

B．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。

(二)、内容分析

1、教材分析

2、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。

3、教学难点

遥感影像的判读。

（三）、学情分析

（四）、教学方法

读图分析法、案例教学法、多媒体演示法、问题探究法、小组讨论法

【课堂导学】

引入新课：

“遥感技术可以打假”

曾有报道，北京中关村某高科技厂家在建设厂房时要求使用一种高科技合成（具有质轻、防晒等功能）材料作为房顶，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材料，由于外观看不出差异，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45

第三章 地理信息技术应用 第二节 遥感技术及其应用

厂方了解，厂方否认用了不同材质，经实习学生的进一步解释，厂家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的东西，却可以通过遥感图片判读出来呢？

探究点一、遥感技术概况

【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。

1、遥感的概念：

遥感（简称RS）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、遥感技术的基本原理

地球上的物体都在不停地发射、反射和吸收电磁波，并且不同物体的电磁波特征是不同的，人们根据电磁波的差异来辨析物体的不同，遥感技术就是在这个原理的基础上发展起来的。

〖活动1〗阅读教材P91 “地物反射波谱特征——地物判读的基本依据”，回答下列问题：

⑴什么是波谱特征？

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别标志。

⑵根据图3－33反射波谱曲线，如何识别泥浆、红砂岩、草地和松林? 从图中可以看出，泥浆在整个可见光和近红外波段范围的反射率都很低；红砂岩在可见光的大部分波长范围内具有较高的反射率，但它在近红外波段的反射率低于松林和草地；在近红外波段有较高反射率的是草地和松林。

⑶结合上述材料，简单描述利用遥感图像进行地物判读的原理。

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物。

3、现代遥感技术的特点：

以下文字材料反映了现代遥感技术的哪些特点？ 一张比例尺为1：35000的23cm×23cm的航空图片，可反映出60多平方千米的地理景观实况；一幅陆地卫星TM（专题制图仪）图像，其覆盖面积可达34255平方千米。

特点1：视域广阔，监测范围大，可覆盖整个地球。

陆地卫星Ⅴ、Ⅵ的运行周期为16天，即每16天可以对全球陆地表面成像一遍； NOAA气象卫星每天能接收两次覆盖全球的图像。

特点2：能够瞬时成像、实时传输、快速处理，迅速获取信息和实施动态监测。

4、遥感技术系统

⑴遥感技术系统的组成：

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等组成。

⑵遥感技术的工作流程：

物体反射或辐射电磁波传感器收集、传输信息地面系统接收并处理、分析信息用户应用 5、遥感类型

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第三章 地理信息技术应用 第二节 遥感技术及其应用

⑴遥感的分类：

分类标准

类型

根据遥感平台的高度 航天遥感、航空遥感、近地遥感 根据传感器的工作原理 主动式遥感、被动式遥感 根据电磁波的波普范围 紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多谱段遥感 分类标准 环境遥感、大气遥感、海洋遥感、…

⑵航天遥感、航空遥感、近地遥感的区别

类型

遥感平台

优点

缺点

航天遥感

航空遥感

近地遥感

探究点二、遥感影像的种类和判读方法

【探究】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

黑白影像

地物的影像特征

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。

探究点三、遥感技术的应用

（一）遥感与资源普查

应用领域

具体内容

备 注

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

蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或矿产资源

环形构造带，较容易借助遥感技术“发现”矿产

通过遥感图像解译或图像处理技术，提为农业、林业、城市绿化、环境

生物资源

取植被的分布、类型、结构、健康状况、保护等部门服务

产量等数据

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第三章 地理信息技术应用 第二节 遥感技术及其应用

〖活动2〗阅读教材P92 “遥感为植物健康状况把脉”，回答下列问题：

⑴在卫星图像上，怎样通过颜色差异判定植物的生长状况？

在特定的卫星图像上，健康的植被往往呈鲜红色，而长势比较弱的植被颜色比较浅，其反射波谱特征表现为某些波段的反射率的变化。

⑵根据植物健康状况在反射波谱中变化的原理，遥感还可以应用到哪些领域？

不同地物和地物的不同状况有不同的反射率，根据这个原理，可以利用遥感判断水体污染、大气污染、监测灾害等

（二）遥感与环境灾害监测

应用领域

具体内容

备 注

荒漠化、土壤盐渍化、海上冰山漂流、有利于人们了解环境变化，

环境监测

海洋生态、全球气候变化及其影响、植使环境得到保护和改善

被变化、水体污染、大气污染等

灾害监测

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

【基础巩固】

一、单项选择题（每小题5分，共50分）

1、遥感技术的工作原理是( C ) A.不同地物的海拔高度不同 B.不同地物的表面温度不同

C.不同地物的电磁波特性不同 D.不同地物的化学特征不同

2、遥感技术可为开发、保护海洋提供支持，下列内容适合运用遥感技术的是( C ) ①海上冰山漂流监测 ②海上石油污染监测 ③近海赤潮灾害监测 ④海岸港口工程规划 A.①② B.①②③ C.①②③④ D.②③

3、传感器的主要作用是( C ) A.只接收地面物体的反射波谱 B.只记录接收地面物体辐射波谱 C.接收地面物体反射或辐射的电波信息 D.对获得的信息进行处理分析

4、右图中，重度病害植物反射率明显区别于健康植物反射率的波段是( D ) ①

红外线 ② X 光 ③

可见光 ④

紫外线 A .①② B.②③ C .③④ D.①③

5、根据图中的原理，可用遥感技术直接( C ) 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.①② B.②③ C.③④ D.①③

6、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( D ) 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.①② B.②③ C.③④ D.①③

7、从某一时刻的遥感影像图中，不能获取的信息是(

) 48

第三章 地理信息技术应用 第二节 遥感技术及其应用

A．森林火灾面积

B．土地干旱程度

C．洪峰流量

D．植物病虫害程度

目前遥感技术已被广泛应用于资源普查、灾害和环境监测等领域。据此回答8～10题

8、不同地物在同一光谱波段上的反射率差异越大，越容易区分。下图反映了甲、乙两类植物在生长期内两个波段上的反射率。在遥感影像上区分这两类植物，应该选择生长期内哪一天的影像最合适(

)。

A．第30天 B．第75天 C．第100天 D．第130天

9、如果用遥感技术来监测火灾，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．预测森林火灾所造成的后果 D．及时探知火灾地点和范围

10、除了上述应用外，利用遥感技术还可以直接(

)。

A．分析旱灾损失 B．判断人口分布

C．监测滑坡灾害 D．确定环境污染类型

解析

第(1)题读图可知，甲、乙两类植物的反射率曲线，无论是在波段1，还是在波段2，反射率差异最大的日期均在第30天附近。第(3)题，遥感只能对存在的具体的事物进行探测，但不能分析、处理问题。

答案

(1)A

(2)D

(3)C 题号

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案

C C C D C D C A D C 二、综合题(共50分) 11、据下列材料，完成下列问题。

材料一

不同植物类型由于组织结构不同、季节不同、生态条件不同而具有不同的光谱特征、形态特征和环境特征，在遥感影像中可以表现出来。下图是“不同植被反射波谱

曲线比较图”。

材料二

根据高分辨率遥感影像绘制的山西省太原以南地区植被的垂直分布图。

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第三章 地理信息技术应用 第二节 遥感技术及其应用

(1)利用高分辨率遥感影像对植被分布的调查，主要是利用了不同植被的不同_______特征，并由此区分______________。

(2)不同地物在同一光谱波段上的反射率差异越大，越容易区分。绿光波段的可见光以及红外线反射率最高的植被分别是(

) ①桷树

②桦树

③松树

④草

A．①③

B．①④

C．②③

D．②④

(3)利用遥感技术进行农作物分布的调查具有哪些方面的突出优点？

(4)山西省太原以南地区自然植被的分布体现了自然带的____________规律。影响这一自然带分布规律形成的主要原因是_______________________________________________。

解析

不同植被具有不同的光谱特征，这是遥感影像判读的依据。依据材料一，绿光波

段桦树的反射率最高，达20%，红外线波段草的反射率最高，达90%。材料二为植被的

垂直分布图，反映了自然带的垂直分异规律。

答案

(1)光谱

植被类型

(2)D (3)①探测范围大，②实时传输，③快速处理，④迅速获取信息，⑤实施动态监测等。

(4)垂直分异

光、热(温度)和水分随地势高低的变化发生分异

根据材料，完成下列问题。

材料一

PM10是指大气中直径小于10微米的可吸入颗粒物，它是目前我国各城市大气环境的首要污染物，对城市大气质量起到决定性影响。

材料二

高空分辨率遥感影像分类和植被覆盖率数据。

高空分辨率遥感影像和植被覆盖率数据/% PM10浓度月平均值

－3(mg·m) 林地

草地

建筑用地

裸地

水体

S1

0.062 38.6 14.13 12.33 11.25 23.69 S2

0.057 47.7 11.81 9.33 5.43 25.73 S3

0.061 51.8 10.65 9.86 7.75 19.94 S4

0.074 31.7 24.83 16.95 12.37 14.15 材料三

S1点的PM10月平均浓度图。

其他

2.24 4.03 3.55 1.93

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第三章 地理信息技术应用 第二节 遥感技术及其应用

(1)S1、S2、S3、S4四个监测点中空气质量最好的是________点，说明该点空气最好的原因。

(2)分析其夏季浓度特点形成原因。

解析

第(1)题，读材料二可知，S2点空气质量最好，从植被、建筑用地、裸地等方面分析。第(2)题，从风力大小、降水量的多少、植被覆盖率等方面分析。

答案

(1)S2

植被覆盖率较高，生态环境好；建筑用地和裸地面积小。

(2)夏季降水丰富；盛行东南季风，风力较强，污染物易扩散；植被更茂盛，滞尘作用大。

7、读“卫星遥感直观示意图”

，并回答下列问题：

⑴填写遥感技术装备名称： A ； B ； C 。 ⑵.A装备的作用是 ；B装备的作用 。

⑶.卫星航天遥感技术几乎应用到地理学的所学的所有领域。请拟出与下列三个应用领域相关的课题名称。

应用领域

课题名称

例：防灾减灾

长江流域洪水动态分析

①国土资源勘察

②城市规划

③环境监测与保护

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