《地理信息技术在防灾减灾中的应用》
教学设计
教学目标
1.了解遥感技术、全球卫星导航系统及地理信息系统的工作原理，并掌握其特点和相互关系。
2.举例说明遥感技术、全球卫星导航系统及地理信息系统在防灾减灾中的具体作用。
3.通过舟曲泥石流的案例综合运用遥感技术、全球卫星导航系统及地理信息技术进行防灾减灾救灾的具体程序和方法。
4.了解我国自主研发的北斗卫星导航系统的特点，增强对我国技术发展的自豪感和自信心，强化国家认同。
重点难点
【教学重点】
1.通过探究有关自然灾害的预防及救援，了解地理信息技术的应用。
【教学难点】
1.遥感技术、全球卫星导航系统和地理信息系统在防灾减灾中的应用。
教学过程
【课程引入】
师：2008年5月12日汶川大地震发生后，重灾区陷入信息隔绝状态，国土资源部第一时间紧急启动航空遥感飞机，从6000米高空拍摄了地震灾区高精度遥感图像。
专家们对图像进行初步数据处理和解译，对灾区房屋倒塌情况，滑坡、泥石流规模及分布，存在隐患的滑坡体、公路及桥梁受损等灾害情况进行标注。
处理后的图像被传递到救灾一线，作为指挥人员制定抗震救灾方案的参考依据。
在防灾减灾中我们可以采用哪些地理信息技术？它们各自的特点是什么？带着这些问题让我们开始今天的学习。
（板书）第六章自然灾害第四节地理信息技术在防灾减灾中的应用
出示：遥感工作示意图
师：我们先来介绍第一种信息技术——遥感。
遥感的英文全称为“Remote Sensing”，意为“远距离感知”，是指利用装在航空器（如飞机、高空气球）或航天器（如人造卫星）的光学或电子设备，对地表物体进行远距离感知的地理信息技术。
（板书）遥感（RS）
出示：遥感技术视频、遥感工作流程图
师：观察两种不同的遥感方式和工作流程图，思考并回答：
1.为什么遥感图片能够展示较大空间范围的地表情况？
生：（可能的答案）距离远，拍摄角度广……
2.遥感技术需要借助飞机、卫星等运载工具，试分析运载工具的运行高度会对遥感结果产生哪些影响？请讨论完后完成表格。
生：（可能的答案）速度变慢、图像清晰度变低……
出示：表格信息
出示：舟曲卫星遥感图、台风卫星云图、山东烟台沿海填海造陆区遥感图像
师：结合大家看到的三幅遥感图像，请思考人工实地调查与利用遥感技术进行调查两种方式各自的特点是什么？请将比较的结果填写在表格中。
生：（可能的答案）人工调查比较费时费力，遥感调查能调查人类难以到达的地区……
出示：表格信息
师：与传统实地调查等信息获取手段相比，遥感技术具有探测范围大，获取信息速度快、周期短、信息量大，受地面条件限制少等优势，还能够实现实时动态监测。
出示：四个台风形成过程的卫星云图、向日葵8号拍摄的台风山竹视频影像、汶川地震后堰塞湖形成的遥感图像、98年洪水分布遥感图
师：观察自然灾害的遥感图像，思考并回答：
1.在三张遥感图像中，分别可以读出哪些信息？
生：（可能的答案）卫星云图上可以看出海洋、陆地、云团、台风位置和势力范围；堰塞湖图上可以看出随时间变化堰塞湖面积大小的变化情况；洪水图上可以读出洪水发生的地点、影响面积、农田淹没面积等……
2.遥感技术在自然灾害监测中主要应用于哪些自然灾害？
生：（可能的答案）干旱灾害、洪涝灾害、滑坡、泥石流、地震、森林火灾、农业病虫害……
3. 自然灾害发生前、发生时、发生后的阶段，遥感技术分别对防灾减灾的作用是什么？
生：（可能的答案）发生前实时监测，发生时了解灾情，发生后为救援和援建做准备……
出示：表格内容
师：接下来我们要认识的地理信息技术是全球卫星导航系统，它是以卫星为基础的无线
电导航定位系统。
（板书）全球卫星导航系统
出示：目前全球的卫星导航系统和GPS工作原理图
师：请大家认真观察图片，思考并回答：
1.全球卫星导航系统由哪些部分组成？
生：（可能的答案）空间部分、地面控制部分和用户部分三部分构成。
2.目前有哪些全球卫星导航系统？
生：（可能的答案）目前有4个全球卫星导航系统，分别是美国的全球定位系统、俄罗斯的格洛纳斯定位系统、欧洲的伽利略卫星导航系统和我国的北斗卫星导航系统。
3.全球卫星导航系统的特点有哪些？（获取信息的地域范围、速度、时间等方面）
生：（可能的答案）全球性、全天候、连续性、实时性
出示：GPS手持接收器界面信息图
师：读图，思考并回答：
1.接收器能够接收哪些方面的信息？
生：（可能的答案）经度、纬度、速度、海拔高度、时间……
2.基于提供的信息，全球卫星导航系统主要的功能是什么？
生：（可能的答案）定位、导航、对时……
出示：北斗导航系统介绍视频
师：观看《北斗卫星导航系统》介绍视频，思考：
1.与其他卫星导航系统相比，北斗系统的优势体现在哪些方面？
生：（可能的答案）精度更高、采用主动式与被动式结合，具有短文本播报功能……
2.北斗卫星导航系统在救灾过程中的作用是什么？
生：（可能的答案）主要的作用是实时定位和导航，提供准确的受灾地点，为救援队进入失去联系的灾区提供位置和导航信息……
出示：全球卫星导航系统在抗灾救灾中的作用
师：全球卫星导航系统在抗灾救灾中的作用：
灾害发生时：（1）灾情的实时监测、灾害发生地点的准确预报等方面。
（2）受灾人员及时发出求救信号。
（3）救灾人员赶赴受灾现场的导航和通信联络。
灾害发生后：（1）提高减灾效率和救灾物资空投的准确度。
（2）灾后的通信联络、减
灾过程中的灾情跟踪、监测等。
师：在地理信息技术中还有一个功能更加强大的地理信息系统，它是对地理数据进行输入、处理、存储、管理、查询、分析、输出等的计算机信息系统。
简称GIS。
（板书）地理信息系统
出示：图层叠加示意图
师：读图层叠加示意图，讨论并回答：
1.在图层叠加盒中的中国轮廓图上分别叠加中国地形图、中国年降水量分布图，分析我国泥石流灾害多发的地区在哪里？
生：（可能的答案）中西部山区，西南山区……
2.若想获知某一次泥石流灾害过后房屋建筑及交通线的损毁情况，需要哪些图层进行叠加分析？
生：（可能的答案）该区域公路线分布图、铁路线分布图、人口分布图、房屋建筑密度图……
3.与传统地图相比，地理信息系统的优点是什么？
生：（可能的答案）处理速度快，信息内容全……
师：与传统地图相比，地理信息系统的优点：以数值形式储存地理空间数据，比纸绘地图精确，便于保存；通过地理信息系统的空间数据查询、计算及数据更新，其速度远非手工绘图可比；它可以将不同来源、不同比例尺、不同投影的地图数据综合在一起进行各种分析。
出示：GIS三维模拟洪涝灾害和舟曲泥石流灾害GIS分析图
师：阅读教材，思考1.地理信息系统的主要功能有哪些？
生：（可能的答案）数据输入与处理、制图与产品输出、空间查询及分析、数据存储与管理。
2.在灾害发生时、发生后，地理信息系统如何发挥作用？
生：（可能的答案）灾害发生时对灾害进行监测和分析；计算损失情况；灾情评估；设计救灾路线等；灾后为重建工作提供依据。
出示：地理信息系统在防灾减灾中的应用
师：我们主要依据地理信息系统强大的信息管理、查询和分析功能，为减灾救灾提供决策依据。
师：阅读教材中“温州灾害监测预警信息系统”案例，思考并完成：
1.温州灾害监测预警信息系统建立的依据是地理信息系统的哪项功能？
生：（可能的答案）地理信息系统的叠加分析功能。
2.绘制该预警信息系统工作的具体流程示意图。
生：（可能的答案）利用雨量站、水位站和气象云图提供各种地理信息与地形、交通、遥感应相等不同的图层进行叠加分析，得出结论。
3.该系统对防灾减灾的作用是什么？
生：（可能的答案）实现对灾害的预报预警。
师：在了解地理信息系统强大的功能后，接下来大家进行上机实操，感受地理信息系统在防灾减灾方面的真实应用。
活动步骤：
请大家打开电脑上的arcgis软件，按照步骤进行操作：
1.阅读灾前与灾后的遥感图像，分析可以获取到的信息；
2.对比灾前和灾后的遥感图像，在灾后图中勾勒出泥石流灾害范围；
3.叠加灾区住宅分布图、人口密度图等，估算泥石流灾害影响范围；
4.按照受灾程度的不同，将交通线的损毁程度用不同颜色在图上进行标注；
5.设计并绘制救灾物资调配的最佳路径；
6.总结活动中使用的地理信息系统哪些功能。
生：小组展示成果并汇报
师：大家做的都非常好，通过刚才的上机实操，相信大家对于地理信息技术有了更深入的了解。
最后，我们来比较一下遥感技术、全球卫星导航系统和地理信息系统各自的特点和在防灾减灾中的应用，完成以下表格，并试着在板书的基础上绘出三者之前的关系。
出示：三种技术各自的特点和在防灾减灾中的应用。
（板书）完善板书
【课堂小结】
通过本节的学习，我们了解遥感技术、全球卫星导航系统和地理信息系统三种地理信息技术，并了解了这三种技术在防灾减灾中应用。
大家在动手操作舟曲泥石流案例的过程中，深刻认识到了地理信息技术在确定灾害影响范围与评估受灾情况方面是如何具体实施的。
三种技术都有自己明确的特点，但又相互补充，为防灾减灾工作的精准高效开展提供了丰富的支持。
希望大家在课下对三种技术进行更加深入的了解和研究，通过不断实践提高地理的综合思维能力和地理实践力。