第四 從人地關系看資與環境
單元活動 遙感技術及其應用
一、教材分析
《遙感技術及其應用》是魯教版必修一第四單元單元活動的內容，主要內容包括：遙感的概念、遙感的基本原理、遙感影像的初步判讀等內容。
二、教學目標
知識要求：了解遙感技術的特點，工作原理流程及其應用領域。
技能要求：能夠運用遙感影像中的直接和間接解譯標志對遙感影像進行簡單的解譯。
情感要求：關注現代化的科學技術在地理科學中的應用，思考和理解地理信息技術的應用對協調人地關系的重要影響，培養學生的熱愛地理的興趣。
三、教學重點難點
重點：遙感工作原理
難點：遙感影像的判讀
四、學情分析
本節內容是高一學生所學內容，尚未分科的平行班內不少是學理的好手，所以并不擔心學生物理知識的不足。對于氣氛不太活躍的班級一定要讓學生活動起，投入到角色中去，才能很好的理解遙感的原理。
五、教學方法
1．問題探究教學法：設置若干問題讓學生分組討論，并合作得出答案。
2．學案導學：見后面的學案。
3．新授教學基本環節：預習檢查→情境導入→合作探究→總結檢測→布置預習
六、前準備
1．學生的學習準備：預習“遙感技術及其應用”，初步掌握遙感的基本概念、基本原理及其應用領域和應用前景。
2．教師的教學準備：多媒體制作，前預習學案，內探究學案，后延伸拓展學案，并把學生科學分成若干小組。
七、時安排：1時
八、教學過程
（一）預習檢查、總結疑惑
檢查學生預習的落實情況，并了解和歸納學生的疑惑，使堂教學更有效率和更具有針對性。
（二）情景導入、展示目標
前面幾節我們學習了人地關系的一些相關知識，知道了人類的生存與發展離不開資與環境。隨著科技的發展和時代的進步，人類改造自然的能力增強了，可是也帶了許多問題，如水質惡化、大氣污染、旱澇頻發、洪水泛濫、氣候變暖……人類的生存與發展面臨著嚴峻的考驗，我們只有合理的利用自然，把一些尖端的科技運用到對自然有利的方面，這樣才能夠使得人類能夠可持續發展。遙感等現代技術的發展就應運而生了，它的生命力體現在其應用的范圍之廣上。人們可以借助于遙感技術獲取到大范圍、即時的地面影像資料，為生產生活和科學研究服務。今天我們就學習單元活動——遙感技術及其應用。
先展現兩幅衛星遙感圖片，是關于峽工程的，第一幅是峽大壩在整個長江流域的位置，第二幅是峽大壩的局部的、小范圍的影像圖。把同學們帶入到每個人都熟悉的環境中，有一個初步的認識，知道有遙感技術這么一回事。
（三）合作探究、精講點撥
（一）什么是遙感技術
探究一：遙感系統是如何工作的？
（1）是不是所有的物體都吸收、發射和反射電磁波？
教師：電磁波的定義：物體所固有的發射和反射在空間傳播交變的電磁場的物理量。只要是本身溫度大于絕對零度的物體，都可以發射電磁輻射，而世界上并不存在溫度等于或低于絕對零度的物體。所以所有的物體都發射電磁波，也能吸收和反射電磁波。
（2）遙感是如何把不同地物分開的？
多媒體展示：
第一幅圖
第二幅圖
第三幅圖
教師：遙感是通過不同地物和同一地物的不同狀態輻射和反射電磁波特征不同區分地物的。例如：用0.06μm遙感植被和裸地，通過兩者反射率的不同就可以把兩地物區別開；但是同樣是草地，初春、盛夏、深秋和嚴冬時，或者同一時間的遭受蟲災的和沒有遭受蟲災的草地，對同一波段的遙感信號反射率也不同，這樣我們就可以把不同狀態的草地區別開。
（3）請在下面示意圖中把遙感的工作環節添在其中。
答案：
（4）下面的四組資料分別說明的是遙感的哪些特點？
資料一：遙感用航攝飛機飛行高度為10km左右，陸地衛星的衛星軌道高度達910km左右，一張陸地衛星圖像，其覆蓋面積可達3萬多km2。這種展示宏觀景象的圖像，對地球資和環境分析極為重要。
資料二：由于衛星圍繞地球運轉，從而能及時獲取所經地區的各種自然現象的最新資料，以便更新原有資料，或根據新舊資料變化進行動態監測，這是人工實地測量和航空攝影測量無法比擬的。例如，陸地衛星4、5，每16天可覆蓋地球一遍，NOAA氣象衛星每天能收到兩次圖像。eteosat每30分鐘獲得同一地區的圖像。
資料三：在地球上有很多地方，自然條極為惡劣，人類難以到達，如沙漠、沼澤、高峻嶺等。采用遙感技術，特別是航天遙感可方便及時地獲取各種寶貴資料。
資料四：根據不同的任務，遙感技術可選用不同波段和遙感儀器獲取信息。例如可采用可見光探測物體，也可采用紫外線，紅外線和微波探測物體。利用不同波段對物體不同的穿透性，還可獲取地物內部信息。例如，地面深層、水的下層，冰層下的水體，沙漠下面的地物特性等，微波波段還可以全天候的工作。
教師：資料一：探測范圍大；資料二：獲取資料快；資料三：受地面限制少；資料四：獲取信息量大。
（二）遙感技術的應用
探究二：遙感有哪些作用？
（1）結合遙感原理，想一想遙感是如何對資進行普查的？（例如：農作物估產）
教師：利用不同農作物對電磁波的反射率不同可以把農作物的類型區別開，利用農作物不同生長狀態對電磁波反射率不同可以對農作物產量進行評估。例如下圖：
（2）結合新聞或你了解的信息，想一想遙感在防災減災中有哪些應用？（例如：1987年的東北大興安嶺森林大火，1998年長江流域的特大洪水，2010年我國南方和東北的洪澇災害以及俄羅斯的森林大火等）
教師：引導學生閱讀以下新聞了解。
【資料閱讀】
2010年6月13日以，我國南方再次出現強降雨過程，部分省份發生較嚴重的暴雨洪澇災害。為了做好救災決策技術支撐，根據國家救災應急響應啟動情況，作為國際減災憲（Charter）中國授權用戶，國家減災中心（民政部衛星減災應用中心）制定災害監測工作方案，并緊急啟動國際減災憲（Charter）機制，向該機制成員國提出災害監測遙感數據需求。國際減災憲（Charter）機制啟動后，各成員國積極響應，緊急制定觀測計劃，并提供災區歷史存檔數據。下一步，國家減災中心將利用獲取的遙感衛星數據對南方受災地區房屋倒損、基礎設施損毀、滑坡泥石流等災害損失情況進行評估，為救災工作提供決策支持。
——自民政部網站的新聞信息
（3）遙感還有哪些應用領域？
教師：遙感不僅僅在資普查和災害監測中大顯身手，還在環境監測、工程建設及規劃和軍事偵察等領域大有用途。
（三）學看遙感影像
探究三：遙感影像的判讀
（1）遙感影像判讀有哪些手段？
教師：直接解譯和間接解譯
（2）如何運用直接解譯標志判斷地物
教師：直接解譯標志是地物本身的有關屬性在圖像上的直接反映。如地物的形狀、大小、色調、陰影等。
（3）在遙感影像上為什么不同地物色調、色彩等特征不同？
教師：因為不同地物反射和發射電磁波是不同的，那么反映在遙感影像上也就出現了色調、色彩不同的現象。就好像我們肉眼看黑板，黑板對光的反射率低，我們看到的是黑色，粉筆寫的字對光的反射率高，我們看到的是白色。
（4）在圖4-4-3中，遙感影像上地物的顏色為什么和我們肉眼看到的不同？
教師：因為圖中的遙感影像是假彩色遙感影像。遙感影像的分類如下，
多媒體展示：
地物的影像特征
黑白影像建筑物為灰白色，草地和森林顏色較深
真彩色影像與地物的顏色特征一致
假彩色影像草、樹、莊稼為紅色，水為灰色或藍色，城市為灰藍色
（5）借助間接解譯標志是如何讓區分地物的？
教師：間接解譯標志是指與地物的屬性有內在聯系,通過相關分析能夠推斷其性質的影像特征。例如：同樣是線狀地物，如果較平直，很可能就是道路，如果較彎曲或者不規則，可能就是河流。另外河流下游寬上游窄，道路在一定距離內寬度是固定的，這也可以作為間接解譯的標志。其實間接解譯標志還很多，各小組可以討論，看大家還能想到那些。
（四）反思總結，當堂檢測
教師組織學生反思總結本節的主要內容，并進行當堂檢測。
（五）發導學案、布置預習
本節就學到這里，下請同學們注意復習本內容，以備節檢測。
九、板書設計
一、什么是遙感技術
1.地理信息技術
2.遙感基本原理
3.遙感工作環節
4.遙感的特點
二、遙感技術的應用
三、學看遙感影像
1.直接解譯
2.間接解譯
十、教學反思
由于大部分中學的針對地理信息技術的教學條有限，所以遙感部分對于大部分學生說雖能記憶，卻不能理解，結果就是導致做題一做就錯。建議教師盡量利用多媒體教學，并多找一些實際存在的案例講給學生，盡量讓學生深入了解遙感的原理、特點及其應用領域。
十一、學案設計(見下頁)
第四 從人地關系看資與環境
單元活動 遙感技術及其應用
前預習學案
一、預習目標
預習“遙感技術及其應用”，初步掌握遙感的基本概念、基本原理及其應用領域和應用前景。
二、預習內容
（一）什么是遙感技術
1.地理信息技術的核心技術包括： 、 、 。
2．遙感的概念：“遙感”顧名思義，就是遙遠地感知，是利用一定的技術裝備在 或
上對地物進行感知。
3.遙感的原理：地球上的物體在不停地 、 和 電磁波，并且不同物體的電磁波 不同。
4.遙感的環節：包括信息的獲取、 、接收與處理、 幾個環節。
5.遙感的特點：探測 大，獲取資料快、受 條限制少，獲取信息量大。
（二）遙感技術的應用
1.應用領域： 、環境監測、 、工程建設規劃、軍事偵察、 、 等。
2.發展趨勢：趨于實用化、 和 。
（三）學看遙感影像
1.在遙感影像上，不同地物有不同的 特征，這些 特征是判讀識別各種地物的依據，這些都稱為 標志，又稱 標志。它分為 標志和
標志。
2.直接解譯標志指能夠直接反應和表現 的遙感影像的各種特征。解譯者利用直接解譯標志可以直接識別遙感影像上的 。
3.間接解譯標志指能夠間接反應和表現 的遙感影像的各種特征，借助它可以推斷其他的相關地物。
4.由于不同地區 的差異、 的差異，以及 的季節差異，因此不同地區、不同波段、不同季節的影像解譯標志是不同的，應具體情況具體分析。
三、提出疑惑
同學們，通過你的自主學習，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中
疑惑點疑惑內容
內探究學案
一、學習目標
學習目標：
1．了解遙感技術的特點
2．掌握遙感的工作原理流程及其應用領域。
3.會初步分析判斷遙感影像
學習重難點：
重點：遙感原理
難點：遙感影像的判讀
二、學習過程
（一）什么是遙感技術
探究一：遙感系統是如何工作的？
（1）是不是所有的物體都吸收、發射和反射電磁波？
（2）遙感是如何把不同地物分開的？
（3）請在下面示意圖中把遙感的工作環節添在其中。
（4）下面的四組資料分別說明的是遙感的哪些特點？
資料一：遙感用航攝飛機飛行高度為10km左右，陸地衛星的衛星軌道高度達910km左右，一張陸地衛星圖像，其覆蓋面積可達3萬多km2。這種展示宏觀景象的圖像，對地球資和環境分析極為重要。
資料二：由于衛星圍繞地球運轉，從而能及時獲取所經地區的各種自然現象的最新資料，以便更新原有資料，或根據新舊資料變化進行動態監測，這是人工實地測量和航空攝影測量無法比擬的。例如，陸地衛星4、5，每16天可覆蓋地球一遍，NOAA氣象衛星每天能收到兩次圖像。eteosat每30分鐘獲得同一地區的圖像。
資料三：在地球上有很多地方，自然條極為惡劣，人類難以到達，如沙漠、沼澤、高峻嶺等。采用遙感技術，特別是航天遙感可方便及時地獲取各種寶貴資料。
資料四：根據不同的任務，遙感技術可選用不同波段和遙感儀器獲取信息。例如可采用可見光探測物體，也可采用紫外線，紅外線和微波探測物體。利用不同波段對物體不同的穿透性，還可獲取地物內部信息。例如，地面深層、水的下層，冰層下的水體，沙漠下面的地物特性等，微波波段還可以全天候的工作。
（二）遙感技術的應用
探究二：遙感有哪些作用？
（1）結合遙感原理，想一想遙感是如何對資進行普查的？（例如：農作物估產）
（2）結合新聞或你了解的信息，想一想遙感在防災減災中有哪些應用？（例如：1987年的東北大興安嶺森林大火，1998年長江流域的特大洪水，2010年我國南方和東北的洪澇災害以及俄羅斯的森林大火等）
（3）遙感還有哪些應用領域？
（三）學看遙感影像
探究三：遙感影像的判讀
（1）遙感影像判讀有哪些手段？
（2）如何運用直接解譯標志判斷地物
（3）在遙感影像上為什么不同地物色調、色彩等特征不同？
（4）在圖4-4-3中，遙感影像上地物的顏色為什么和我們肉眼看到的不同？
（5）借助間接解譯標志是如何讓區分地物的？
（四）當堂檢測
1．遙感的關鍵裝置是
A、航空器 B、傳感器 C、膠片質量 D、磁帶質量
2.在假彩色衛星影像上，水為
A、灰色和藍色 B、灰白色 C、淺藍色 D、紅色
3．為獲取所需的不同信息，完成不同的目的和任務，遙感技術可用
A、不同的傳感器 B、不同的運載工具
C、不同的波段和不同的遙感儀器 D、不同的電磁波
4.遙感的特點不包括
A.探測范圍大B.獲取資料快
C.受地面條限制少D.對地物的分辨率低
5.遙感技術應用的領域包括
①資普查②災害監測③環境監測④工程建設及規劃
A.①② B.③④ C.①②③ D.①②③④
6.對農作物進行估產屬于遙感應用的哪一領域
A.資普查B.災害監測C.環境監測D.工程建設及規劃
7.遙感影像能夠被判讀的基礎是
A、不同地物反射的電磁波不同 B、不同地物的顏色不同
C、不同地物的體積不同 D、不同地物的位置不同
8.有關遙感應用的敘述不正確的是
A、探測的范圍大，能動態反映事物的變化
B、用途廣，可廣泛有于農業、林業、地質、海洋、水、氣象、測繪、環境保護、防災救災和軍事等許多領域
C、獲得資料的速度快、周期短
D、它需要運用24顆人造衛星才能快速、準確完成各項任務
后練習與提高
一、選擇題
1、遙感探測范圍由大到小依次是
A、飛機、陸地衛星、宇宙飛船 B、宇宙飛船、陸地衛星、飛機
C、陸地衛星、飛機、宇宙飛船 D、陸地衛星、宇宙飛船、飛機
2、遙感的優點有
①用途廣 ②手段多，獲得的信息量大 ③不受地面條限制 ④成本低，效益大
A、①② B、①②③ C、①②④ D、①②③④
3、在黑白遙感圖片中，湖、河等水域的顏色是
A．白色 B．黑色 C．淺灰色 D、灰白色
4、在假彩色衛星影像上城市呈現
A.深藍色 B. 藍灰色 C.淺藍色 D.紅色
5、陸地衛星遙感18天可以覆蓋地球一遍，如果兩顆衛星同時運行，則覆蓋地球一遍需
A、18天 B、6天 C、9天 D、12天
遙感技術可以根據不同的目的和任務，選用不同的波段和不同的遙感儀器，取得所需的信息。除地表外，遙感能探測一定深度的海底和冰層。微波遙感還具有全天候工作的能力。閱讀上面材料，回答6～7題。
6、以上材料說明遙感技術
A、探測范圍大 B、用途廣
C、受地面條限制少 D、手段多，獲得的信息量大
7、為獲取所需的不同信息，完成不同的目的和任務，遙感技術可用
A、不同的傳感器 B、不同的運載工具
C、不同的波段和不同的遙感技術 D、不同的電磁波
8、遙感的特點是
①探測范圍大②獲取資料快③不受地面條限制④獲取信息量大
A.①② B.③④ C.①②④ D.①②③④
二、綜合題
9、下圖反映了雪地、沙漠、濕地、小麥的反射光譜曲線，讀圖并回答下列問題.
（1）可見光的波段范圍為 微米。
（2）從圖中可以看出，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，這是照片上判讀各種地物的基礎。例如，利用0.4～0.5微米波段的照片，可以把 與其他地物分開，利用0.5～0.6徽米波段的照片可以把沙漠與小麥、濕地區分開；利用0.7～0.9微米波D的照片可以把 和 區分開。
參考答案
當堂檢測
1、B 2、A 3、C 4、D 5、D 6、A 7、A 8、D
后練習與提高
一、選擇題
1、B 2、C 3、B 4、B 5、C 6、D 7、C
8、C【解析】遙感信息受地面限制小，而不是不受地面限制。
二、綜合題
9、（1）0.4～0.76（2）雪地 小麥 濕地
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