高考地理总复习知识点导学(附答案)：第36讲 地理信息技术及其应用

高考总复习地理信息技术

考点解读

考点提示

遥感（RS）在资源普查、环境和灾害监测中的应用。

全球定位系统（GPS）在定位导航中的应用。

地理信息系统（GIS）在城市管理中的功能。

数字地球的含义。

复习建议

理解遥感（RS）的概念、组成与分类，了解遥感在资源普查、环境和灾害监测重点的应用了解全球定位系统（GPS）的组成、功能、特点，举例说明GPS在定位导航中的应用

了解地理信息系统（GIS）的概念、程序、理解GIS在城市管理中的功能。

了解数字地球的含义和作用

知识清单

一、遥感

1．概念：是人们在________（如飞机、高空气球）或________（如人造卫星）上利用一定的________装备，对地表物体进行________的感知，简称________。

2．主要环节：目标物→________→遥感地面系统→成果。

3．特点：______高，质量高，_______高，且节省人力、财力。

4．应用：包括________调查、环境监测、________防御监测等领域。

二、全球定位系统

1．概念：利用_______，在全球范围内实时进行______、定位的系统，简称_______。 2．组成

空间部分——________；地面控制部分——________；用户设备部分——________。

3．特点：能为各类用户提供精密的________、速度和_______，并具有全能性（陆地、海洋、航空和航天）、________、全天候、_______和实时性的特点。

4．应用：包括区域地理环境研究、GPS ________导航等。

三、地理信息系统

1．概念：专门处理地理________的计算机系统，简称________。

2．工作流程：信息源→________→数据库→________→表达。

3．应用：可提供反映区域状况的各种________，可以对环境和自然灾害进行________监测及________预测，可应用于_______管理。

四、地理信息技术与数字地球

1.数字地球

（1）概念：把整个地球信息进行______后，由计算机网络来管理的技术系统。

（2）作用：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_____、_______的显示，为生产、研究活动提供实验条件和实验基地。

（3）支撑技术：是遥感技术、_______、地理信息系统、虚拟技术、______等各种技术的综合利用。

2.地理信息技术与数字地球

（1）遥感用于获取地理_____

（2）全球定位系统主要用于地理信息的______

（3）地球信息系统主要用来对地理信息数据进行管理、______、更新、______和应用评价。

参考答案：

一、1.航空器航天器技术远距离 RS 2.传感器 3.精度效率 4.资源自然灾害

二、1.卫星导航 GPS 2.GPS卫星星座地面监控系统 GPS信号接收机 3.三维坐标时间全球性连续性 4.定位

三、1. 空间数据 GIS 2.数据处理空间分析 3.空间信息动态评估城市

四、1.数字化立体的动态全球定位系统网络技术 2.信息数据空间定位查询空间分析

考点聚焦

遥感（ Remote Sensing， RS）

遥感的概念

遥感就是人们在航空器（如飞机、高空气球）或航天器（如人造卫星）上利用一定的技术装置，对地表物体进行远距离的感知。根据遥感平台高度的不同，遥感可以分为近地面遥感、航空遥感和航天遥感。

遥感的关键装置是传感器。通过搭载在航空器或航天器上的传感器对远距离地球表面各种物体辐射或反射的电磁波信息进行探测，并经信息的传输、处理和判读分析，对地球的资

源与环境进行探测和监测的综合性技术。其工作过程如下所示：

遥感的功能

遥感是人眼的延伸，它的功能主要表现在以下三方面。

①遥感能够精确地观测到距离更遥远、范围更广阔的现象。例如，我国的气象卫星可以获得整个地球的影像；航测飞机可以拍摄黄土高原的影像；资源卫星可以获得边远地区的资源信息等。

②遥感能够更及时、更持久地监测事物的发展变化。例如，卫星可以对台风、沙尘暴的发生、发展和消亡进行动态监测等。

③遥感能够观察到可见光之外人眼看不见的光线。这些看不见的光线包括紫外线、红外线、微波等，它们往往包含了物体重要的信息。

遥感技术的应用

应用领域具体内容备注

资源普查矿产资源、水资源、土地资源、生物资源（森林草场资源、野生动物资源）等提供资源状况及其及时更新、对农作物进行估产

灾害监测旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫

害、森林火灾、沙尘暴、台风灾害等

有助于防灾减灾

环境监测荒漠化、土壤盐渍化、环境污染、海洋生态、

全球气候变化及其影响、植被变化、海上冰山

漂流等

为决策部门提供依据

【典型例题】

例题1 （2015年?江苏高考卷）下图为某冰川所在区域遥感影像，下图为根据1973 、2009年遥感影像提取的该冰川分布图层（局部），图中每个方格面积表示900平方米。读图回答1～2题。

1．上左图中甲点所处的地形是（）

A．山谷 B．山脊 C．冲积扇 D．盆地

2．上右图所示区域冰川面积变化的情况是（）

A．减少了1800平方米 B．增加了1800平方米

C．增加了2700平方米 D．减少了2700平方米

解析：本题组以某地两年的遥感影像和数据资料为切入点，简单考查学生对地理信息技术的掌握情况。第一小题考查遥感影像的判读，图片判断关键是地表起伏对光线的吸收和反射特征差异，根据成像原理，地势较低山谷光线较暗，地势较高的山脊处光线明亮，图中甲点光线较暗应为山谷，故答案为A。第二小题具体考查有关地理信息技术的计算。该题计算只要比较两个年份“1”和“2”的变化数量，在乘以每个方格代表的面积即可，根据图中数据冰川区域“2”2009年比1973年共减少了3个方格，每个方格面积表示900平方米，所以减少的总面积为2700平方米，故答案为D。

答案：1. A 2. D

例题 2 不同物体和物体的不同状态具有不同的电磁波特性，卫星传感器探测地表物体对电磁波的反射和物体自身发射的电磁波，然后按照一定的规律把电磁辐射转换为图像、经过处理，提取物体信息，完成远距离识别物体和物体的状态，这就是遥感工作的基本原理，例如，森林发生火灾时，着火树木的温度比没有着火树木的温度高，在电磁波的热红外波段会辐射出比未着火树木更多的能量，卫星拍摄到的影像上，着火的森林比没有着火的森林显示更亮的浅色调。据此原理，森林管理部门就建立森林火灾实时监测预报系统，全天候对森林遥感信息进行监控，如出现火情，就能对火灾面积、蔓延情况进行动态地分析，以作出相应的防灾措施。遥感系统同样对水体的不同状态有分辨功能。根据以上文字材料，请你设计用遥感技术对我国太湖水质状况监测的方案，并提出治理的措施。

解析：目前，遥感技术已被广泛应用于国民经济的各个领域，对于推动经济建设、环境改善和国防建设起到了重要作用，也是高考密切关注的一个领域。本题考核学生对遥感的基本知识的掌握情况及其应用能力。

答案：方案：①获得太湖水质状况的遥感影像资料（或建立太湖水质遥感监测预报系统）②对水质出现的异常情况进行分析，提出预报（或根据遥感信息对水质状况监测分析，提出防治措施）治理措施：①防止工业三废（或农田废水/污染河水/其他废弃物）直接排入湖中②保护太湖周边生态环境；对已污染水体进行（人工或生化方法）治理

全球定位系统（GPS）

全球定位系统的概念：

利用卫星，在全球范围内适时进行导航、定位的系统。获得地面某点的经纬度和高程。GPS是卫星导航定位系统的一种。

注：当前全球有四大卫星定位系统：美国的全球卫星导航定位系统GPS、俄罗斯的“格罗纳斯”系统、欧洲的“伽利略”系统、中国的北斗卫星系统。

GPS全球定位系统简介

是美国国防部于1973年11月授权开始研制的海陆空三军共用的美国第二代卫星导航系统，耗资近200亿美元，1994年建成。是美国继阿波罗登月飞船和航天飞机之后的第三大工程。它通过接收美国发射的２４颗卫星中任意３颗以上卫星所发射的导航信号，可以在任何地点、任何时候准确地测量到目标瞬时的位置，确切地说是目标的经纬度、高度、速度等位置信息。

全球定位系统的系统组成：空间部分、地面监控系统、用户设备部分。

全球定位系统的特点：

具有全能性（陆、海、空和航天）、

全球性、

全天候、

高精度、

自动测量、

连续性、

实时性的特点

全球定位系统的应用：

【典型例题】

GPS是泛指利用卫星技术实时提供全球地理坐标的系统。读“GPS定位仪演示模式图”，回答问题。

（1）演示模式图中的黑圈表示定位仪可以接收到信息的卫星分布。黑色柱状表示接收卫星信号强弱，信息最强的一颗卫星编号是________。

（2）与演示模式图中的经纬度相近的城市是（）

A．成都 B．广州 C．杭州 D．西安

（3）如果将GPS定位仪的经纬度表示方法设置为度分秒格式，则该点的位置将显示为N31°13′35″、E121°25′35″。与图中的经纬度表示方法相比，同一地点的经纬度的度分秒格式精度要________（高或低）些。

（4）下列领域中可以应用GPS进行监测的是（）

A．上海粮食产量的预测 B．苏州河径流量变化监测

C．我国土地利用状况变化监测 D．上海出租车实时调度监测

解析：本题主要考查GPS定位仪的判读，解题关键是会看图，学会从题干中提取有效信息。（1）读图中的信号强弱显示栏可以清楚看出。（2）考查中国主要城市的经纬度位置。（3）可通过简单计算分析出，度分秒格式的秒是需要对原来数据进行四舍五入，故精度要低些。（4）要求掌握GPS的定位导航功能。

答案：（1）03 （2）C （3）低（4）D

地理信息系统的应用

概念:指专门处理地理空间数据的计算机系统。是地图的延伸。

系统构成：

系统硬件（计算机、数字化仪、扫描仪、绘图仪等）

系统软件 (各种应用程序如Mapinfo ArcGIS 国产的Supermap)

其他如应用人员、应用模型、各种数据等

GIS功能及解决的问题

功能：数据采集（输入）与编辑、地理数据库管理、空间分析、表达（如制图）

可解决四大类问题：

GIS的应用

地理信息系统在城市管理中的应用

地理信息系统在灾害监测中的应用

应用地理信息系统，并借助于遥感技术，可有效地监测和预报洪涝灾害、森林火灾等。

地理信息系统在经济活动中的应用

地理信息系统已广泛应用于各种经济活动中。通过对各种相关信息的收集、管理与分析，将有助于作出正确的判断和决策。特别是地理信息技术（GIs）与遥感技术（RS）和全球定位技术（GPS）及与网络技术相结合，可为现代经济活动提供全新的数据地图决策信息。例如，地理信息系统在商业活动中的应用（图3-6）

。

地理信息系统在城市基础设施管理方面的应用

应用地理信息系统可对电力、电信、交通道路、自来水及排污管道等城市基础设施实行有效管理，并大大提高交通事故、地下管线爆裂等突发事件的应急处理效率。

“3S”技术各自的特点与区别

3S技术

比较项目

遥感（RS）全球定位系统（GPs）地理信息系统（GIs）

特点提高研究工作的精度和

质量，节省人力、财力、

提高效率全能性、全球性、全

天候、连续性和实时

性

计算机系统支持；空间

分析；多要素、综合、

动态预测

应用资源普查、环境和灾害监

测等军事、测量、交通、

救援、农业、娱乐等

城市管理中的应用等

作用较短时间内获得全面资提供精确的三维坐对地理空间数据进行输

料，以便及时安排防灾、

救灾

标、速度和时间入、管理、分析和表达

别称人的视力的延伸地图的延伸

3S技术与精细农业

精细农业是将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通讯和网络技术，自动化技术等高科技与地理学、农业生态学、植物生理学、土壤学等基础学科有机结合的一种信息化现代农业。

精细农业利用RS作宏观控制，GPS精确定位地面位点到米级，GIS将地面信息（地形地貌、作物种类和长势、土壤质地和养分水分状况等）进行储存、处理和输出，再与地面的信息转换、实时控制、地面导航等系统相配合，按区内要素的空间变量数据精确设定最佳耕作、施肥、播种、灌溉、喷药等多种农事操作。传统农业是以亩，甚至百亩为单位的地块作为统一操作单元的，而同一地块单元内的地形、土壤、作物生长状况差异很大，3S技术则可将操作单元缩小到平方米，使传统的粗放生产变为精细农作，可以显著提高水、肥、农药的利用效率，以最经济的投入获得最佳产出及减少对环境的污染。精细农业技术不仅适用于种植业，也适用于畜牧业、园艺和林业。

【典型例题】

当今，“3S”（RS、GPS、GIS）技术在生产、生活和科研中的作用越来越突出。运用有关“3S”知识回答下列问题。

（1）GIS具有强大的查询功能，根据图1显示的查询半径，图中以北京为查询中心的地图比例尺为________。根据图中显示的经纬度可知，地图中代表呼和浩特、济南、太原、天津的字母分别是________、________、________、________。

（2）城市道路建设速度越来越快，地图测绘部门为了及时更新城市道路变化信息，需要利用________技术。图2所示的交通监控与救援管理系统，根据交通事故发生地点，利用________技术，快速设计出警车、救护车赶往出事地的最佳行车路线，而交通事故发生地与

警车、救护车的精确位置是利用________技术获取的。为了能对运动中的汽车精确定位，至少需要接收________颗卫星的信息。

（3）图3中①②③④⑤⑥箭头指向线分别表示3S技术的不同应用功能，其中表示“提供影像信息功能”的是⑤和______，表示“提供空间定位信息功能”的是⑥和______，表示“反馈影像信息处理结果”的是______。

解析：本题通过“3S”技术对人类影响为切入点，以三幅图为信息载体考查“3S'’技术的应用和相互联系。第（1）题，A恰好位于查询范围边缘，所以A到北京的实际距离是500千米。且A与北京的图上距离是1厘米，根据比例尺公式可得出答案。第（2）题，获取信息利用RS，对信息进行分析、处理需利用GIS，确定精确位置需用GPS，确定静止物体的位置用三颗卫星即可，而确定运动中的物体的位置至少需用四颗卫星。第（3）题，RS提供影像信息，GPS提供空间定位信息，GIS反馈RS提供的影像信息。

答案：（1）1∶50 000 000 A D B C

（2）RS GIS GPS 四（3）①④②

数字地球

概念：数字化的地球——把整个地球数字化后，由计算机网络来管理的技术系统。

核心思想

用数字化的手段整体性解决与空间位置有关的问题，为复杂的生产和研究活动提供实验条件和试验基地，最大限度地利用信息资源。

系统构成：

基础：全球网络、分布式存储、高速网络技术、大容量数据存储技术。

信息源：遥感(高分辨卫星图像)

其他：

空间信息技术与空间数据基础设施——GPS、GIS；可视化和虚拟现实技术---最大特征；高性能计算机。

功能与应用：

①功能——比GIS更高，再现、模拟、预测等

②应用：数字化空间实验室、决策、生活。

数字地球、电子地图及三种地理信息技术的比较

1．数字地球

（1）“数字地球”的含义

“数字地球”，通俗地讲就是建立一个“虚拟地球”，用数字化的方法，将地球上的所有信息转化为数字信息，并装入计算机中，实现在网络上的流通。

“数字地球”是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现与再认识，是遥感技术、全球定位系统、地理信息系统、虚拟技术、网络技术等各种技术的综合利用。

（2）“数字地球”的主要特点

①空间性、数字性和整体性的统一。这是“数字地球”与其他信息系统相区别的根本标志。

②可以迅速充实互联网。

③开放式的数据平台。

④可以提供多种形式的服务。

⑤其服务对象覆盖整个社会层面。

（3）“数字地球”需要很多学科，如信息高速公路、高分辨率卫星影像、空间信息技术、大容量数据处理与存储技术、可视化与虚拟现实技术，并与RS、GIS、GPS技术相融合。

2．电子地图

（1）电子地图与传统纸质地图的区别

电子地图建立在地理信息系统（GIS）基础上，通过计算机呈现出一套完整的地理信息。它与传统纸质地图的本质区别在于它是一种数字化地图，展示某一地区能够用地图表示的多种信息。

（2）电子地图的主要优点

①工艺先进、低成本、高效益；②数字化存储、信息量大，便于携带；③保存时间长，不易损坏；④精确度高；⑤便于修改与更新；⑥使用方便。

（3）电子地图的应用领域

电子地图信息量大，检索方便，展示方式灵活多样，而且可以附加多种智能化服务功能。电子地图还可以与互联网和全球定位系统相结合，极大地拓展了应用领域。如下表所示：

理

政府管理与

决策

政府部门利用电子地图，可掌握所辖区域的各种信息，有助于实现管

理与决策的科学化，提高政府办公效率和管理水平；还能显示地理信

息、规划成果、地籍数据以及其他图文数据等

【典型例题】

例题1（2014年·福建高考卷）下图示意新一代信息技术支撑下的智慧城市。读图回答1～2题。

1．地理信息系统为智慧城市建设提供（）

A．分析、管理空间信息 B．跟踪动态定位信息

C．整合、集成网络信息 D．获取实时通讯信息

2．智慧城市建设对城市发展最重要的作用是（）

A．调整地域结构 B．加速人口集聚 C．扩大空间规模 D．提升服务功能

解析：第1题，本题考查地理信息技术的应用。地理信息系统（GIS）在城市管理中的功能（用于城市的信息管理与服务、交通道路管理、环境管理以及城市规划、防灾减灾等）。所以地理信息系统为智慧城市建设提供分析、管理空间信息。所以本题选A。

第2题，本题考查地理图表的判读能力。根据图示智慧城市包括智慧交通、智慧政务、智慧社区等，城市管理借助于地理信息技术，可以使城市发展合理化，城市最主要的功能为服务功能，所以智慧城市的发展对城市发展最重要的是提升服务功能。所以本题选D。

答案：1. A 2. D

例题 2 地图反映了人们认识世界的程度，地图的变化记录了人们认识世界的过程随着地理信息技术的发展，出现了新的地图形式——数字地图。据图回答，与纸质地图相比，概括数字地图功能方面的特点。

解析：本题主要考查数字地球的特点。数字地球是一个以地球坐标为依据的、具有高分辨率的海量数据和多维显示的地球信息的技术系统。该系统信息丰富多样，以图像、图形、图表、文本报告等多种形式提供局部或全球范围的数据、信息、知识方面的服务，提供信息准确及时，修改、检索、传输信息方便快捷，并可以对系统中的数据作进一步的分析操作，最后输出人们关注的专题信息。与纸质地图相比，具有数据更新快、信息查询和空间分析功能强、交互功能强的特点。

答案：增加了交互功能；信息查询和空间分析功能强，数据更新快，信息共享好。