目标定位
1．记忆地理信息技术的概念；理解地理信息技术在区域地理环境研究中所起的作用。2.记忆遥感的概念和工作过程；结合实例，理解遥感在区域地理环境研究中的巨大作用。3.记忆全球定位系统的概念和组成；了解它在区域地理环境研究和交通等方面的用途。4.运用有关资料，了解地理信息系统(GIS)在城市管理中的功能。5.理解数字地球的概念，并弄清“3S”之间的关系及其与数字地球的关系。
核心点一 “3S”技术对比
“3S”技术是指遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)，在现代社会中应用越来越广泛。
遥感技术(RS) 地理信息系统
(GIS) 全球定位系统
(GPS)
概念 利用一定的技术装备，在航空器(如飞机)或航天器(如卫星)上，对地表物体进行远距离感知 是对数据进行输入、管理、分析、表达的系统 利用卫星，在全球范围内适时进行导航、定位的系统
技术程
序(或
组成部
分) 物体辐射和反射电磁波信息收集信息传输信息处理分析专业图件、统计数字 信息源数据处理数据库空间分析表达 空间部分—GPS卫星星座
地面控制部分—地面监控系统
用户设备部分—GPS信号接收机
特点 探测范围大，获得资料的速度快、周期短，限制少，适应性强，应用广 计算机系统支持；空间分析、多要素、综合、动态预测 全能性、全球性、全天候、连续性、实时性
用途 资源勘探、动态监测、规划决策 城市信息管理与服务、城市规划、城市道路交通管理、城市抗震防灾、城市环境管理、流行病防治 为用户提供精密的三维坐标、速度和时间，应用于军事、测量、交通、救援、农业等领域
思维拓展 遥感图片的判读方法
①色调、灰阶：是电磁波辐射能量差异在像片上的反映。色调在彩色像片上是最直观、最明显的解译标志，由于不同地物与电磁波辐射相互作用的机理不尽相同，反射、散射、吸收、透射和发射的特性也不同，在彩色像片上反映为色调的差异；根据地物在像片上的颜色差别，反过来认识地物的属性。灰阶是黑白像片的主要解译标志，根据像片边框上附的灰阶表和像片上的具体影像进行对比，从而确定该影像的灰阶。例如，在卫星影像上，水文要素(如湖泊、河流等)为深蓝色或者蓝黑色，人工建筑(如城市、村庄、道路等)呈现灰白色或者浅蓝色，植被呈现红色。
②形状：地物的形状与其在像片上的形状之间是一种透视关系，因此，根据影像的形状可以判定像片上与之相似的有关地物。例如，湖泊等自然地物的边界多为圆滑的；人工建筑、工程的边界往往棱角分明；森林、湖泊、城市为面状或斑状；道路、河流多是线状；村庄为不规则的点状或星状；道路的宽度往往不发生变化，而河流的宽度则弯曲多变等。
③大小：地物在像片上的大小取决于像片的比例尺，根据地物大小能在许多形状相似的影像中区分出地物的属性。如飞机场和足球场在图像上形状相似，但根据大小可将其区分开。
④阴影：分本影和落影。本影是物体未被阳光直接照射到的阴暗部分，如阴坡。本影可造成立体感；落影是太阳光斜射时，地物投射在地面上的影子。落影的形状可用来判别地物的性质，也可量算地物的高度与面积。如圆形的水塔、树冠、烟囱等在图像上都呈圆点状，根据落影形状特征就可加以区别。
⑤结构：是群体物体有规律的组合反映影像的特征。例如，在卫星影像上，与湖泊相连的线状地物多为河流、沟渠；与村庄相连的线状地物则多为道路；对于难以分辨的小池塘和小村庄，则要进行分析，即与道路连接的是村庄，与河流连接的则是池塘。
⑥相关标志：是建立在自然界各种事物互相联系、互相制约的基础上，例如，卫星像片上可利用地貌特征推断岩性，利用植被推断土壤类型、温度带、气候类型、地下水状况等。
核心点二 “3S”技术与数字地球的关系
思维拓展 (1)图解地理信息系统在商业活动中的应用
(1) 图解地理信息系统与城市管理
(2) 图解地理信息技术在医疗救护方面的应用
类型1 遥感及应用
下图反映了雪地、沙漠、湿地、小麦的反射光谱曲线。读图回答问题。
(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，同一地物在不同的波段其反射率也不同，这是在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 与其他地物区分开；利用0.5～0.6微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微米波段的照片可以把 与 区分开。
答案 (1)0.4～0.76 (2)雪地 小麦 湿地
解析 雪地的反射光谱在0.4～0.5微米有一个强反射峰值，因此利用该波段图片就可以把雪与其他地物区分开。湿地的反射率均很低，而小麦在0.7～0.9微米形成一个强反射峰值，因此利用此波段照片可以把小麦与湿地区分开。
【变式练习1】 读“遥感直观示意图”，回答(1)～(2)题。
(1)关于遥感技术装备名称的判断，正确的是(双选)( )
A．①为卫星 ②为红外扫描仪 B．②为传感器 ③为发射塔
C．①为卫星 ②为传真机 D．②为红外扫描仪 ③为地面接收站
(2)遥感技术可应用的领域有(双选)( )
A．人口普查 B．森林普查
C．农作物病虫害监测 D．交通定位导航
答案 (1)AD (2)BC
解析 第(1)题，遥感技术装备主要是由航天器或航空器、传感器、遥感地面系统三部分组成。从图中表达的意思看，①为航天器，②为传感器，③为地面系统。第(2)题，遥感技术应用领域广泛，在区域地理环境研究中，广泛应用于资源调查、环境监测、自然灾害防御监测等领域。在四个选项中，人口普查是详细的人对人的具体的统计工作，不能通过遥感完成，交通定位导航运用的是GPS技术。
类型2 全球定位系统及应用
格林尼治时间2005年12月28日5时19分，由俄罗斯“联盟—FG”火箭运载的“伽利略”计划首颗实验卫星“GIOVE—A”从哈萨克斯坦的拜科努尔航天中心发射升空。欧洲向“卫星定位技术独立”迈出重要一步。随着越来越多国家参与到“伽利略”计划中，世界将从美国主导卫星定位系统走向竞争合作共存的新局面。GPS系统由24颗卫星组成，这些卫星均匀地分布在6个相对于赤道夹角为55度的近圆形轨道。这种布局可以保证在全球的任何一点、任何时刻均能收到4颗以上的卫星信息。根据以上材料和下图，回答(1)～(2)题。
(1)下列不属于卫星定位技术应用范畴的是( )
A．野外考察时用以空间定位
B．为行驶的汽车提供精密的速度、时间信息
C．为飞行中的民航客机提供三维坐标
D．为无线移动手机用户提供实时的通信服务
(2)GPS卫星轨道夹角为( )
A．120° B．30° C．45° D．60°
答案 (1)D (2)D
解析 GPS的作用主要是用来全球定位，所以第(1)题答案应选D项。(2)24颗卫星平均分布在6个轨道平面上，所以每两个轨道夹角应该是360°/6，D项正确。
【变式练习2】 2008年2月7日上午，在西北某军用机场，三架轰炸机相继呼啸升空，向内蒙古黄河上空飞去。战机按预定方案先后5次进入冰凌堆积区实施轰炸，24枚炸弹全部命中目标。黄河炸凌今年首次试航试投任务圆满完成。在黄河凌情监测中可能用到的是________技术，在飞机轰炸目标时，可能用到________技术来完成空间定位。
A．RS GIS B．RS GPS C．GPS RS D．GIS RS
答案 B
解析 RS技术主要应用于资源普查、环境和灾害监测，GPS技术主要应用于定位导航中。
类型3 地理信息系统的应用
“GIS”的英文全名是Geographical Information System，也叫地理信息系统。具有地图处理、数据库和空间分析这三大功能。GIS不仅可以像传统地图一样，解决与“地点”“状况”有关的查询，而且能进行趋势分析，复杂的“模式分析”和用“虚拟模拟”进行预测性分析。据此回答(1)～(2)题。
(1)如果将GIS用来监测森林火灾，可以( )
A．分析、判断引起火灾的原因
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．及时知道火灾的地点、范围，分析火势蔓延方向，制定灭火方案
(2)有的渔民已利用GIS技术来寻找鱼群，如果普遍引用这一技术( )
A．可以使渔获量持续增长
B．可能导致过度捕捞，使渔业资源枯竭
C．会增加渔业的生产成本
D．会促进渔业生产，加大对渔业资源的开发利用，提高渔民的生活水平
答案 (1)D (2)B
解析 第(1)题，地理信息系统可以对自然灾害进行动态监测及评估预测。第(2)题，C、D选项存在明显错误，A项中的“持续增长”不正确，因为鱼类生产的可再生是有条件的，否则会导致渔业资源枯竭。
【变式练习3】 下列关于地理信息系统在区域研究中的作用的叙述，不正确的是( )
A．地理信息系统可提供反映区域状况的各种空间信息
B．通过对有关信息进行分析、加工，建立能反映区域内各种因素相互关系，揭示区域结构、特征和发展规律的模型
C．可以对区域内自然资源和条件、区位和交通条件、人口和劳动力条件，以及经济和社会条件进行更精确的分析、评价
D．地理信息系统可以不借助其他技术手段，就可以对环境和自然灾害进行动态监测及评估预测
答案 D
解析 地理信息系统必须在利用遥感、全球定位系统等提供的地理信息的基础上，才可以对环境和自然灾害进行动态监测及评估预测。
类型4 数字地球
对数字地球的理解，不正确的是( )
A．数字地球是指数字化的地球，即把整个地球信息进行数字化后，由计算机网络来管理的技术系统
B．数字地球只能整合空间地理信息，不能整合时间上的地理信息
C．数字地球可以对地理信息进行立体的、动态的显示
D．数字地球能为复杂的生产、研究活动提供实验条件和试验基地
答案 B
解析 数字地球是将不同空间、时间的自然、人文的大量信息，按地理坐标，从区域到全球进行整合，并进行立体的、动态的显示，能为复杂的生产、研究活动提供实验条件和试验基地。
【变式练习4】 构建数字地球的基础是( )
A．遥感 B．全球定位系统
C．地理信息系统 D．地理信息技术
答案 D
解析 数字地球是指数字化的地球，即把整个地球信息进行数字化后，由计算机网络来管理的技术系统。所以说，构建数字化地球的基础是地理信息技术。
1．在沙漠中迷路时，可用哪种方式获知自己所处的具体位置信息( )
A．指南针 B．GPS设备 C．遥感图像 D．地形图
答案 B
解析 GPS为全球定位系统，利用GPS设备，可迅速确定自己所处的位置。
GIS与一般信息系统的差别是，GIS所采集的信息是按地理空间分布特征来反映地理实体结构及其动态变化规律的。
下面第一幅图为我国山东某区域的地理信息空间数据图，每个小方格表示实际长宽各10米，图中r表示河流，s表示林木，h表示住房，f表示耕地；下面第二幅图数据表示相应区域内各方格的平均海拔高度(单位：米)。回答2～5题。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
s s s s s r s
s s s s s r s
f f s s s r
f f f f r
f f f f h r
f f f f r r
f f r
f f r
r s s
r s
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
84 84 81 86 80 79 77 75 77 81
86 85 82 86 82 77 77 75 77 79
76 76 77 78 78 78 77 75 77 78
76 76 76 76 76 76 75 77 78 80
76 76 76 76 76 75 74 77 78 80
76 76 76 76 74 74 76 77 81 83
76 76 75 74 75 76 76 81 82 82
76 76 74 75 76 76 77 82 84 83
75 75 74 75 76 76 77 81 84 85
75 75 74 75 76 76 77 82 85 85
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2．该地的森林覆盖率为( )
A．18% B．11% C．30% D．无法知道
答案 A
3．该地河流的流向是( )
A．由西南向东北 B．由北向南 C．由东北向西南 D．由南向北
答案 C
4．为配合区域荒山绿化，该地区准备栽培一批果树。比较适合的果树是( )
A．柑橘 B．苹果 C．芒果 D．草莓
答案 B
5．从地形上看，图中住房面临的主要问题是( )
A．泥石流灾害 B．干旱灾害 C．地震灾害 D．洪水灾害
答案 D
6．读“遥感技术工作原理示意图”，回答下列问题。
(1)从A图中可以看出，此遥感技术所用的运载工具是 ，这种运输工具采用的是 的方式对地面物体进行感知和识别，这种方式的遥感技术，对地面物体的分辨率是较
(高或低)的。
(2)对A图中，航空摄影采用 的方式对地面物体进行感知，其目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在B图中，传感器接受到的是 ，它的产生是由于 ，在这个遥感过程
中，传感器之所以能够对地面物体进行分辨，其原因是
________________________________________________________________________。
答案 (1)飞机 成像 高
(2)多次成像 增加监测的范围和信息量
(3)地物反射或辐射的电磁波 有太阳辐射 由于地面物体的种类、性质、环境条件的不
同，其反射或辐射的电磁波也各不相同
解析 按传感器的运输工具不同把遥感分为航空遥感和航天遥感；按传感器记录方式的
不同，把遥感技术分为图像方式和非图像方式等。
基础过关
由于长期以来，人多地少，人地矛盾尖锐，导致我国生态环境问题突出。据此回答1～2题。
1．在不同地区生态环境问题有差异，下列地区与主要生态环境问题搭配，不正确的一组是( )
A.“三北”地区→荒漠化 B.南方丘陵地区→水土流失
C.河流下游与近海→水污染 D.京津唐工业区→重酸雨区
答案 D
解析 在不同的地区因为自然环境和人类活动的差异，分别出现了不同的环境问题。“三北”地区为干旱半干旱区，植被一旦被破坏极易产生土地荒漠化；南方丘陵地区，坡度大，降水多且集中，所面临的生态问题是水土流失；河流下游和沿海往往是人口稠密、工农业发达的地区，水污染现象司空见惯；京津唐工业区位于北方，空气中的浮尘显碱性，不会成为我国的重酸雨区。
2．要对云贵高原石漠化土地蔓延进行宏观监控，宜选用的地理信息技术是( )
A．地理信息系统(GIS) B．全球定位系统(GPS)
C．卫星遥感定期拍摄 D．人工科学考察
答案 C
解析 云贵高原的石漠化是一个动态发展的过程，对其变化的研究，最好是借助于地理信息技术中的遥感。
全球定位系统(GPS)是利用卫星在全球范围内实时进行导航、定位的系统。据此完成3～5题。
3．上图中的甲、乙两区域是两颗卫星在某一时刻分别所覆盖的区域，其服务范围大小是( )
A．甲等于乙 B．甲大于乙 C．甲小于乙 D．无法确定
答案 C
解析 由经纬网的性质可知，甲的范围小于乙。
4．下面关于甲、乙两区域卫星图像的解析，正确的是( )
A．甲区域位于乙区域的西北方向
B．甲区域为温暖广阔的浅海，渔业和石油资源丰富
C．乙区域分布有世界最大的热带雨林区，但破坏较为严重
D．甲、乙两区域均为热带草原，牧场广阔，牛羊成群
答案 C
解析 由经纬网定位可知，乙区域应在南美洲的亚马孙地区。
5．GPS与地图最基本的差异是( )
A．空间模型 B．数据模型 C．阅读速度 D．空间分析能力
答案 B
解析 GPS是一种数据模型，它易与GIS和GDP相混淆。
6．下列关于全球定位系统的叙述，不正确的是( )
A．GPS是利用卫星进行导航、定位的系统
B．GPS包括两大部分，即空间部分和地面控制部分
C．GPS卫星星座由24颗卫星组成
D．野外旅行，只要拥有GPS信号接收机，就可随时知道自己所处的经纬度
答案 B
解析 全球定位系统包括三大部分，即空间星座、地面控制系统和用户系统。
7．阅读下列材料，回答问题。
这是某公司的一项信息化服务演示。在一个漆黑的夜晚，一位独居的老太太突发心脏病，在倒地的一刹那，她手臂上的手表式GPS发出红色急救信号。医护人员从“医疗急救GIS”中的地图上迅速找到了她的住址，立即调度装有车载定位系统的救护车按照电子地图上的路径提示，在最短的时间内抵达老人的房间，为她量血压、测心跳、输氧气……
(1)“数字地球”有什么特点？
(2)材料中的案例应用了哪些“数字地球”的技术？
答案 (1)数字地球的特点有：①具有空间性、数字性和整体性，三者的融合统一是与其他系统相区别的根本标志；②可迅速充实和联网；③是一种开放式的数据平台；④提供信息服务是最主要的任务；⑤服务对象覆盖整个社会层面。
(2)GPS(全球定位系统)、GIS(地理信息系统)和车载电子系统、电子地图等数字地球技术。
能力提升
判读卫星遥感图像时常使用对比分析法，具体说就是对不同时间、不同地面物体的卫星图像进行对比和分析。如图，虚实两线分别代表玉米和大豆两种农作物在不同时间对两种不同电磁波的反射强度(图中符号分别代表播种30、75、100、140天后两种农作物反射的电磁波强度)。读图完成8～10题。
8．区分两种农作物播种面积的最佳遥感图像应拍自播种( )
A．30天后 B．75天后 C．100天后 D．140天后
答案 A
解析 主要是借助图中图例反映的事物选择，重在对“区分”两字的把握。
9．该卫星图像可能拍自( )
A．江汉平原 B．松嫩平原 C．洞庭湖平原 D．太湖平原
答案 B
解析 该区域的粮食作物主要是玉米和大豆，可推知为东北地区的松嫩平原。
10．限制该地农业发展的主要自然因素是( )
A．地势较高，热量不足 B．纬度较高，热量不足
C．地处内陆，水源不足 D．地处沿海，旱涝频繁
答案 B
解析 东北地区纬度较高，热量不足，作物只能一年一熟。
GIS即地理信息系统，在国民经济各部门得到了广泛的应用。GIS数据库由若干图层组成。据此完成11～12题。
11．下列课题中，主要应用GIS进行研究的有( )
①近50年来，某省粮食总产量与人均产量变化趋势分析
②近20年来，某市市区人口分布变化特征与城市建设相关性分析
③某市郊区土地利用状况与农业结构变化特征分析
④某市市区主要道路交通流量状况分析及公交线路、站点分布的方案设计
A．①② B．①③④ C．②③④ D．①④
答案 C
解析 图层有土壤、地形、居民点、土地利用及水系，没有粮食总产量的数据，无法分析粮食总产量与人均产量变化趋势，但可分析市区(居民点)人口、土地利用、城市道路等。
12．如图数据库最可能是用来进行( )
A．农业布局规划 B．工业布局规划 C．商场选址规划 D．学校选址规划
答案 A
解析 土壤、地形、土地利用、水系与农业关系密切。
13．下图是根据遥感照片测算的1986～1996年黄河三角洲陆地面积增减的变化情况。读图回答下列问题。
(1)黄河三角洲陆地面积的增减反映了 。
(2)说明该期间黄河三角洲陆地面积的增减变化特点。
(3)简要分析产生这一地理现象的原因。
答案 (1)黄河所携带的泥沙沉积与海水对海岸的冲刷之间的关系(泥沙沉积与冲刷)
(2)1990年前以沉积为主，三角洲陆地面积增大；1990年以
后，以冲刷为主，三角洲陆地面积缩小。
(3)上、中游干、支流修建水库、水坝对泥沙的拦截；上、中游用水量增大，或1990年以后降水偏少，使黄河入海水量减小，携沙量下降；上、中游水土保持工作初见成效。
解析 本题以根据遥感照片测算的1986～1996年期间黄河三角洲陆地面积增减的变化情况为背景资料，展示了遥感技术在国土资源调查中的应用。由图可知，黄河三角洲河流泥沙沉积与海水侵蚀是其发展中矛盾的两个方面，在图中给出了三种数据资料：不同时间段的年增加面积、年减少面积和年净增(减)面积；从年净增(减)面积可以看出1990年前后是一个增减的转折点，1990年1月前增长是主要的表现，1990年1月后是减少为主，但1995年3月至1996年10月又出现了增长；综合来看，黄河三角洲经历了1990年以前的以增长为主阶段，1990～1995年的减小阶段和1995年之后的增加阶段。上述现象产生的原因还是要落实到河流泥沙沉积与海水侵蚀两个方面，这里要具体说明的是什么原因影响了河流泥沙沉积与海水侵蚀。
