师：本节课我们一起来学习地理信息技术在防灾减灾当中的应用。及时获得灾害相关信息，能在灾前预防、灾中和灾后救援中起到很好的辅助作用。那么如何获取灾害信息呢？有多种方法，本节课主要探讨借助地理信息技术获取信息。地理信息技术主要包括遥感（简称RS）、全球卫星导航系统（简称GNSS）和地理信息系统（简称GIS），这三个组成部分都带有“s”，所以地理信息技术通常简称为3S技术。

　　首先看遥感技术，它是利用装在航空器或航天器上的光学或电子装备，对地表物体进行远距离感知的地理信息技术。顾名思义，就是远距离感知，好比从高空对地表事物拍照。这个装置可能在航空器或航天器上，如果在卫星上，拍出的图片称为卫片。

　　遥感的原理是不同地表物体辐射或反射电磁波的能力存在差异，正是这种差异使我们能区分物体。物体反射和辐射的电磁波被高空卫星或飞机上搭载的装备接收，卫星再传输到地面信息接收和处理中心，中心对信息解译分析，生成我们能看懂的影像图片，其中著名的就是卫星云图，天气预报常提到。在卫星云图中，白色区域表示云，因为云与无云区域对电磁波反射能力不同，所以能利用遥感技术区分。

　　由于遥感从高空远距离感知地表事物，与传统实地调查等信息获取手段相比，具有探测距离大、范围大，获得信息速度快、周期短、信息量大，受地面条件限制少等优点，能实时动态监测地表物体信息。比如，我们通过中国气象局网站的24小时遥感影像，能看到台风位置的实时动态监测情况。另外，从遥感影像中，蓝色表示正常水体，红色表示淹没范围，可看到水灾实时情况。结合这些例子，利用遥感技术能实时监测洪涝、台风等灾害形成过程，进行准确预报和预警。再如汶川地震时期的遥感影像，能快速识别地震等突发性自然灾害的影响范围，为灾情统计和灾害救援提供有力支持。

　　接下来看全球卫星导航系统（GNSS），它利用卫星在全球范围内进行实时定位和导航。要注意，现实中手机定位很多是利用基站实现，并非卫星。全球有四个全球性卫星导航系统，分别是美国的全球定位系统（GPS），要特别注意，以后提到GPS特指美国的；俄罗斯的格洛纳斯；欧盟的伽利略卫星导航系统；以及我国的北斗卫星导航系统，我国第一颗卫星于2000年发射，今年（2020年）6月23日，酒泉卫星发射中心发射第55颗北斗卫星，实现北斗卫星星座全面部署，7月31日，习主席宣布北斗全球卫星导航系统正式开通，大家可扫描图中二维码呼叫北斗，看看能获得哪些信息。

　　全球卫星导航系统主要由卫星星座、地面监控系统和信号接收系统三部分构成。信号接收系统很关键，没有它，即便有卫星星座和地面控制系统，也无法正常使用卫星导航系统。其原理是导航卫星不断发射电磁波信号，以光速传播，用户用导航设备接收信号，一收一发产生时间差，乘以电磁波传播速度，就能算出接收设备与卫星距离。例如，接收一颗卫星信号，能以距离为半径做一个球，所在地点就在球面上；接收两颗卫星信号，对应两个球，相交形成一个圆；接收三颗卫星信号，圆与另一个球相交得到两个交点，结合地球实际情况排除一个交点，这就是工作原理。

　　从原理中可知，时间差影响全球卫星导航系统精度，时间差控制越好，精度越高。理论上三颗卫星就能在地表定位，全球卫星导航系统能给用户提供精密时间、精密三维坐标（经度、纬度、海拔）和速度。因为导航卫星不断发射信号，所以在海洋、陆地、航空、航天领域都能使用，具备全球性、全天候、连续性和实时性，这是所有全球卫星导航系统都具备的基本功能。我国北斗卫星导航系统还具备短信报文功能，即能用北斗专业设备发短信。

　　正因全球卫星导航系统具备这些功能，所以信号接收设备能精准定位，帮助用户在遭遇自然灾害或面临灾害风险时发出求救信号，及时报告位置和受灾情况（通过短信报文系统实现），有效缩短救援搜寻时间。此外，GNSS还能监测大坝变形数据，比如溪洛渡水电站，在地表埋设150多个监测点，利用GNSS系统不间断提供毫米精度的大坝变形数据，及时发现安全隐患。大坝受水影响，水位变化可能导致大坝位移，位移过大有垮塌风险，所以要测定变形数据，控制水位，为防洪抗旱提供保障。另外，在断层附近两侧埋放大量信号接收设备，精确测定断层两侧位移情况，为地震预报提供依据。

　　最后看地理信息系统（GIS），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。其功能包括数据输入与处理、存储与管理、空间查询与分析、制图与产品输出。数据在计算机系统中以图层形式存储，比如底层可能是地面或经纬坐标，其他图层分别表示居民区、地形、河流、土壤等。有了这些图层数据，就能进行GIS最关键的功能——空间分析，比如叠加分析。