《自然災害的監(jiān)測與預防》教案

1、遙感導論課程論文論文題目：自然災害的監(jiān)測與預防教案 學院：地理科學學院專業(yè)：地理科學班級：2012級師范三班2014年1月5日自然災害的監(jiān)測與預防教案第一節(jié) 自然災害的監(jiān)測與預防教案 一、 教學課題第三章第一節(jié) 自然災害的監(jiān)測與防御第一課時 （人教版選修5）隨著技術進步，自然災害的發(fā)生、發(fā)展過程可以逐步為人們所監(jiān)測?；谶b感和GIS監(jiān)測、分析技術的特點，理解災前、災中和災后監(jiān)測的重要性和應用前景，在教學中應用互聯(lián)網(wǎng)搜索，使學生更為直觀的了解其在自然災害監(jiān)測防御中的作用。二、教學目標知識與技能1.了解自然災害監(jiān)測系統(tǒng)的構成以及世界和我國的發(fā)展情況。2.能夠說出RS、GIS的技術特點及在自然災害監(jiān)

2、測中的作用3.了解自然災害的防御措施，認識防災與減災的重要性。過程與方法1.通過案列分析，讓學生學習并掌握遙感和地理信息系統(tǒng)在災前、災中和災 后監(jiān)測的重要性和應用前景。2.讀災害遙感圖并感受遙感對防災減災的巨大作用。3.嘗試收集我國自然災害的資料，說明我國已采取防災減災的措施及成就。情感態(tài)度價值觀1.客觀面對自然災害，運用現(xiàn)代科學技術積極減災防災，增強減災防災的信心。2.領悟災害的危害，學會保護大自然。三、教學重難點重點：自然災害監(jiān)測系統(tǒng)的構成，RS、GIS在自然災害監(jiān)測中的作用及兩者的區(qū)別，自然災害的防御措施。難點：衛(wèi)星遙感影像的初步判讀；地理信息系統(tǒng)在防災減災中的作用；RS與GIS在對自然

3、災害進行監(jiān)測、預報與評估方面的應用。四、教學方法 1、講授點撥法；2、案例分析法3，讀圖分析法4、自主學習法；5、討論交流法；6、多媒體輔助法。五、教學用具 多媒體投影儀及掛圖、圖片、自然災害的資料等。教學準備1課前要求學生收集RS與GIS在自然災害監(jiān)測中的作用的相關圖片與資料。2利用收集到的資料制作成多媒體課件課時安排2課時六、教學過程第一課時（一）、引入案例，趣味導入（5分鐘）【導入新課】引用發(fā)生過的自然災害的案例，展示圖片，引入新課【展示圖片】【閱讀資料】汶川地震主要發(fā)生在山區(qū)。其中龍門山斷裂帶經(jīng)歷了長期的地質(zhì)演化，具有十分復雜的地質(zhì)結構和極為破碎的巖石和懸崖峭壁，使得地震現(xiàn)場到處是滾石

4、和崩塌，這是龍門山斷裂帶所經(jīng)過的特殊地區(qū)的震災特點。汶川地震使重災區(qū)的場地災害及其次生災害極為嚴重。由地震引發(fā)的數(shù)以萬計的山崩、滑坡、塌方和泥石流等嚴重場地災害，毀壞了交通、通信等生命線工程。在汶川地震重災區(qū)，由滑坡等場地災害堵塞河流形成的眾多堰塞湖，對河流下游群眾帶來極大威脅。例如北川縣城附近有4處較大的山體滑坡堵塞湔江，其中唐家山滑坡堵塞湔江，形成堰塞湖，湖水淹沒了漩平羌族鄉(xiāng)，情況十分嚴重。震后第2天，利用8m空間分辨率多光譜衛(wèi)星圖像監(jiān)測到唐家山堰塞湖后，以最快的速度向有關部門報告。這是災區(qū)最早報告唐家山堰塞湖的地震災情監(jiān)測報告。報告得到國務院領導的批示，并及時轉水利部門。此后，對唐家山堰

5、塞湖，采用了多種遙感手段進行了10多次的動態(tài)監(jiān)測(圖6，圖7)，為救災指揮部門解決唐家山堰塞湖的問題，提供了極重要的救災防災減災的決策依據(jù)?！菊故緢D片】【閱讀材料】1998年8月6日，長江荊江河段沙市站水位超過1954年荊江分洪44.67米的水位，荊江大堤告急！江漢平原告急！武漢三鎮(zhèn)告急！在這嚴峻的形勢面前，有關部門按規(guī)定啟動荊江分洪程序，正式向中央報告，并于下午6點實施人畜大轉移。24小時內(nèi)，荊江分洪區(qū)共轉移群眾33.2萬人。8月7日晚，中共中央召開政治局常委（擴大）會議，就荊江抗洪做出了一系列決議，其中的一項是：根據(jù)荊江抗洪的嚴峻形勢，要迅速做好荊江分洪區(qū)的群眾轉移工作，無論是否分洪，都要

6、確保人民生命安全，并授權國家防汛抗旱總指揮部總指揮審時度勢地決斷。為此，國家防汛抗旱總指揮部一方面采取緊急措施，加大四川、重慶、湖南等省市的蓄水分流力度；另一方面利用同步衛(wèi)星對長江未來氣候、水情實施跟蹤監(jiān)測，并對同步衛(wèi)星發(fā)回的數(shù)據(jù)及時傳遞、分析、整理，作出判斷?！締l(fā)提問】汶川地震唐家山堰塞湖在第一時間是怎么發(fā)現(xiàn)的？長江中游國家防汛抗旱總指揮部決定嚴防死守、確保大堤安全，不開閘泄洪的依據(jù)是什么？（要求學生從材料中找關鍵句子，結合圖片內(nèi)容思考，得出自己的看法）【教師總結】汶川地震唐家山的堰塞湖是利用8m空間分辨率多光譜衛(wèi)星圖像監(jiān)測到唐家山堰塞湖后，以最快的速度向有關部門報告。為救災指揮部門解決唐

7、家山堰塞湖的問題，提供了極重要的救災防災減災的決策依據(jù)。長江中游決策依據(jù)是利用衛(wèi)星遙感與地理信息系統(tǒng)等現(xiàn)代科學技術手段對長江特大洪水進行跟蹤監(jiān)測。監(jiān)測內(nèi)容包括以縣為單位的受淹面積、受淹耕地和流域水情等的動態(tài)變化，結合衛(wèi)星云圖等氣象資料在24小時之內(nèi)完成其評估工作。（二）、自主閱讀，掌握概念（8分鐘）【轉折過渡】從這兒我們可以知道對自然災害進行準確、實時監(jiān)測對于減災抗災有非常重要的作用，那么什么是自然災害監(jiān)測系統(tǒng)，自然災害監(jiān)測系統(tǒng)由哪些部分構成的呢?【板書】一、 自然災害監(jiān)測系統(tǒng)【學生閱讀教材并總結】一、自然災害監(jiān)測系統(tǒng)1、概念：自然災害監(jiān)測系統(tǒng)是由國家、區(qū)域及地方等各級組織，通過不同平臺對自然

8、災害進行監(jiān)測和分析的網(wǎng)絡系統(tǒng)。2、作用：災前預警、災中跟蹤、災后評估以及提出減災決策方案?！菊故緢D片】 課文P62圖3.1 自然災害監(jiān)測系統(tǒng)【啟發(fā)提問】 從三維坐標示意圖我們知道自然災害監(jiān)測系統(tǒng)有三個核心內(nèi)容，即誰來測、怎么測、測什么。先分組，然后請三個組的同學找到三個核心內(nèi)容所對應的三維坐標內(nèi)容并派代表起來回答。【學生回答】 （略）【教師總結】(1)“各級組織”維度解釋了“誰來測”的問題，從范圍的級別來說有世界級、國家級的、地方一級的，小至縣、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)等各級監(jiān)測機構。（2）“監(jiān)測手段”維度解釋了怎么測的問題，從不同平臺（地球外的各種衛(wèi)星，大氣層中的飛機，地面上的雷達、船只、觀測站等）監(jiān)視（這一

9、環(huán)節(jié)屬于遙感），再將數(shù)據(jù)通過各種接受站傳送至專門機構進行匯總、分析并提出預測預報（這一環(huán)節(jié)屬于地理信息系統(tǒng)）。（3）自然災害維度解釋了“測什么”的問題，如洪水災情、植被蓋度及病蟲害的嚴重程度等。自然災害監(jiān)測系統(tǒng)主要起到災前預警、災中跟蹤、災后評估以及提出減災決策方案等作用。【學生活動】自主閱讀世界和我國災害監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展狀況3.世界和我國災害監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展狀況近年來，世界各國逐步建立和完善了災害監(jiān)測系統(tǒng)，特別是地震、海洋、氣象、水文等監(jiān)測部門每天將各種信息實時傳輸?shù)胶蠓教幚碇行模⒘吮O(jiān)測、分析和預報系統(tǒng)，形成了遍布世界各地、相互交織的災害監(jiān)測和預警網(wǎng)絡。我國已經(jīng)運用現(xiàn)代科學技術建立起各種自然

10、災害監(jiān)測系統(tǒng)，例如由2600個氣象臺組成的氣象監(jiān)測網(wǎng)，由900多個綜合和單項臺站組成的地震監(jiān)測網(wǎng)，由3 500多個水文站、1 300個水位站組成的水文監(jiān)測網(wǎng)等。氣象、水文等監(jiān)測網(wǎng)對迅速預測1991年、1998年的洪澇災情發(fā)揮了顯著的作用。學生閱讀課文P63 第二自然段，教材“閱讀”部分，了解我國海洋監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)。【過渡】 從世界和我國災害監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展情況看，現(xiàn)代科學技術的運用對于自然災害的監(jiān)測具有越來越重要的意義?！景鍟慷?、遙感技術（RS）在自然災害監(jiān)測中的作用（6分鐘）【復習舊課】 引導學生回顧必修學過的遙感的概念。1.概念：是人們在航空器、或航天器上利用一定的技術設備，對地表事物進行遠距

11、離的感知?！窘處煍U展】主要工作環(huán)節(jié)和功能：【展示動畫】展示遙感衛(wèi)星接收不同地物反射的信息圖片【學生活動】請同學們帶著以下幾個問題來分析課本64頁圖3.2，圖3.3的兩個案例。1、 簡述遙感技術的特點有哪些？2、 遙感技術空間尺度和時間尺度特點是什么？3、 遙感技術在現(xiàn)實中的應用舉例有哪些？ （三）、案例分析，解決問題（7分鐘）【展示圖片】 課文P64 圖3.2 1990年發(fā)生在太平洋上的第15號臺風的衛(wèi)星影像【學生活動】同學們仔細觀察并對這著幾幅圖，你們發(fā)現(xiàn)了什么？（找同學起來回答）【案例分析】從氣象衛(wèi)星云圖資料我們能夠及時發(fā)現(xiàn)臺風中心的位置、估計臺風的強度、移動方向和速度，以及強風暴雨出現(xiàn)的

12、地區(qū)。中央氣象臺準確發(fā)布的沙塵暴預報也是借助氣象衛(wèi)星遙感技術完成的?！菊故緢D片】1998年長江洪水九江段決堤遙感影像圖【提問】讓學生觀察決堤前后有什么變化？【教師分析】從俯瞰的角度清晰對比了1998年九江段決堤前（左）后（后）的景象。兩張大圖的上方河道是長江，左下方的深色水體是鄱陽湖，長江和鄱陽湖之間是九江段堤壩，兩張小圖是九江段的堤壩放大圖。決堤前圖上的長江和鄱陽湖是分開的，而決堤后可以看到它們連在一起了。【板書】 2.遙感技術的特點4、遙感技術的應用案例【教師總結】2.遙感技術的特點：遙感技術具有觀測范圍廣、信息獲取量大、獲取速度快、實時性好和動態(tài)性強等特點。優(yōu)勢：從空間尺度看，遙感具有全

13、球觀測能力，可從多波段、多時相和全天候角度獲得全球自然災害的觀測數(shù)據(jù)；從時間尺度看，在遙感平臺上能夠?qū)Φ厍蜻M行同步觀測，可獲得地球表層及其瞬間變化的災害信息?！具^渡】遙感技術有那么多優(yōu)勢，那么同學們發(fā)揮想象找出遙感技術的應用范圍有哪些？【板書】3、應用范圍3、應用范圍：廣泛應用于政治、經(jīng)濟、軍事、生活等各個方面，重點用于水災、火災及臺風災害等監(jiān)測。【過渡】我們學習了遙感技術在自然災害監(jiān)測中的作用，那么同學們討論并每人舉一個你所了解的遙感技術應用的例子。【學生活動】舉例并講解。（四）擴展案例，加深印象（6分鐘）4、遙感技術的應用案例案例1:遙感對洪澇災害的監(jiān)測案例2 ：2008年1、2月農(nóng)作物受

14、災面積監(jiān)測案例3：遙感對滑坡的監(jiān)測：北川白果樹滑坡群，該滑坡群位于北川縣城上游約5km處，解譯發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域滑坡現(xiàn)象嚴重，且組合形成滑坡群，植被遭到嚴重破壞。案例4：遙感對城市化的監(jiān)測【教師小結】凡是應用地圖或需要處理空間數(shù)據(jù)的領域，遙感技術都可用。目前，該技術廣泛應用于資源清查、災害監(jiān)測、（環(huán)境管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃）等。遙感技術在自然災害監(jiān)測中的作用：遙感具有宏觀性、客觀性、綜合性、動態(tài)性、數(shù)字化特性，可用于多種災害的監(jiān)測。【提問】 結合案例，分析遙感技術能夠準確的預測這些災害發(fā)生的位置嗎？能測出災害的面積嗎？如果不能，那還要利用什么技術呢？【學生討論回答】 （略）【自主閱讀】讓同學們自己閱讀課本內(nèi)

15、容找出概念?！景鍟咳⒌乩硇畔⑾到y(tǒng)(GIS)在自然災害監(jiān)測中的作用（10分鐘）1.概念：地理信息系統(tǒng)主要是對各種檢測系統(tǒng)提供的信息進行綜合處理和空間數(shù)據(jù)分析，具有空間定位、定性、定量分析的功能。地理信息系統(tǒng)在收集信息、統(tǒng)計分析、結果評價和預報等方面都起著很重要的作用。2.工作原理：信息輸入 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)庫管理空間分析 可視化表達【案例分析】學生閱讀“課文P66 案例1”并結合課本65頁的結構圖思考GIS在自然災害監(jiān)測評估中的作用分組討論起來回答?！緦W生回答】略【板書】3.地理信息系統(tǒng)(GIS)在自然災害監(jiān)測中的作用【教師分析】從案例以及示意圖中我們可以知道GIS在自然災害監(jiān)測評估中的作用有：

16、對自然災害進行預報預警、動態(tài)監(jiān)測、災害發(fā)生成因與規(guī)律分析、動態(tài)模擬、災害損失調(diào)查、災情評估等，為制定減災預案和指導災后重建提供依據(jù)?！咎釂枴縍S在信息獲取反面的優(yōu)勢與GIS在空間分析方面的優(yōu)勢相結合起來能為自然災害做出什么貢獻呢？ 【學生回答】略遙感技術在信息獲取方面的優(yōu)勢與地理信息系統(tǒng)在空間分析方面的優(yōu)勢結合，可以實現(xiàn)：在災害發(fā)生前：能事先圈定危險區(qū)，并對危險程度作出評價，指導防災活動；在災害發(fā)生過程中：能對災情實況監(jiān)測，指導抗災活動；在成災后：能對災害損失作出快速評價，指導救災活動，從而對減災作出貢獻。它們之間的區(qū)別和聯(lián)系又是什么呢？RS是前臺（搜集、獲取原材料-海量信息），GIS是后臺（

17、對原材料進行加工處理并得出結論，指導防災減災工作），二者相互聯(lián)系，共同構成了防災減災中兩個不可缺少的環(huán)節(jié)。(五）課堂小結（3分鐘）1.自然災害監(jiān)測系統(tǒng)的構成，以及監(jiān)測系統(tǒng)在災前、災中、災后的不同作用。2.世界及我國災害監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展狀況。3遙感技術在災害中的作用。4.地理信息系統(tǒng)在災害中的作用。第二課時 （一）復習導入，溫故而知新（3分鐘）【復習】復習上一節(jié)課的內(nèi)容，加強記憶。【過渡】我們上節(jié)課學習了自然災害的監(jiān)測系統(tǒng)、遙感技術和地理信息系統(tǒng)技術在自然災害中的作用，為了同學們能夠更加清楚的理解它們的作用及他們相結合起來的應用，我們再舉幾個遙感和地理信息系統(tǒng)相結合利用的例子。（二）利用案例，深化

18、內(nèi)容，復習并加深印象（8分鐘）4、遙感與地理信息系統(tǒng)相結合的應用（應用1） 災前 災后【學生活動】請同學們找出災前中河流的流向，找到交通線路和村莊，然后對災后的狀況進行描述、評估。【角色扮演活動】如果你是一名救援人員應先趕往哪里？為什么？【學生回答】略答案：縣城地區(qū)，因為那里人口最密集，減少人員傷亡是抗爭救災的首要任務。應用2【活動設計】你對RS和GIS在災害監(jiān)測中的運用了解多少？請點擊有關網(wǎng)站，下載一些資料，互相交流。 設計步驟：1先熟悉RS和GIS是哪些英文單詞的縮寫，它們對應的中文含意又是什么。 2有一臺能聯(lián)網(wǎng)的電腦。 3通過幾個優(yōu)秀的搜索引擎（如http：/wwwbaiducom或ht

19、tp：/wwwgooglecom等），輸入相關詞匯（如遙感技術、地理信息系統(tǒng)、防災減災、自然災害等關鍵詞）進行搜索，多試一些關鍵詞，會有不同的搜索結果。 4將查到的有關信息保存或打印出來，在班上互相交流。（三）探究問題，歸納差異（19分鐘）【板書】 三、自然災害防御【提問】 什么叫自然災害的防御？請同學們閱讀課文思考?！緦W生答問】（略）【教師講解】一、概念自然災害的防御是在自然災害發(fā)生之前采取工程性或非工程性防御措施，以防止或延遲災害的發(fā)生，減輕災害發(fā)生時造成的危害和損失?！緦W生活動】閱讀課文，思考什么是非工程性防御措施？【學生回答】略【教師小結】1、非工程性防御措施（1）、概念：非工程性防御

20、措施就是通過國際組織和各國國家的減災規(guī)劃和防災法律、各級行政部門的減災管理以及公眾減災教育等途徑，控制和減少自然災害造成的損失?！景咐治觥?請同學們閱讀“P67 案例2 美國的防洪措施”，分析哪些是非工程性防御措施？哪些是工程性防御措施？目的是什么？【學生回答】（略）【教師講解】 除了第三條，均屬于非工程性防御措施，目的就是“防患于未然”，以防止或延遲災害的發(fā)生，減輕災害發(fā)生時造成的危害和損失?！緦W生活動】學生閱讀課文相關內(nèi)容，交流國際社會以及我國在非工程性防御措施方面所作的努力，并談談自己的看法?！窘處熤v解】（2）國際減輕自然災害十年（3）我國非工程性防御措施的發(fā)展及成就列舉我國制定的有關

21、法律法規(guī)（選取其中一條作適當說明，要求每位同學上網(wǎng)查詢，至少熟悉一條，課外在班上交流）：中華人民共和國防汛法、中華人民共和國森林防火條例、中華人民共和國氣象法、中華人民共和國防沙治沙法、中華人民共和國水法、中華人民共和國防震減災法、森林病蟲害防治條例、草原防火條例、中華人民共和國減災規(guī)劃（19982010年）我國還利用多種媒體通過多種方式，分別針對社會民眾、軍隊、武警政府官員進行防災減災的知識教育和技能培訓，有效地增強全民全社會防災減災意識和能力。我們作為高中學生要積極參與到全民全社會的減災防災活動中去?！咎釂査伎肌?我們了解了非工程性防御措施，那么什么是工程性防御措施？【學生活動】我們來看一下工程性防御措施與非工程措施有什么不同呢?請同學們閱讀P69課文及其相關地圖與圖片，思考工程性防御措施從哪三個方面改變自然災害系統(tǒng)的，并說明工程性防御措施與非工程性防御措施的區(qū)別與聯(lián)系?！菊故緢D片】建設格柵壩預防地質(zhì)災害中國主要減災工程分布圖【教師講解】2、工程性防御措施（1）、概念：工程性防御措施是通過修建防災工程，從三方面改變自然災害系統(tǒng)，最終達到減災目的。（2）工程性措施的三種方式：一是改變地表環(huán)境，防止或減輕自然災害的強度。二是可以阻隔或控制災害人口、財