3.1自然灾害的监测与防御

《自然灾害的监测与防御》讲义一、引言自然灾害是人类面临的重大挑战之一，它给人类的生命、财产和社会发展带来了巨大的威胁。

为了减少自然灾害造成的损失，我们需要加强对自然灾害的监测和防御工作。

本讲义将介绍自然灾害监测与防御的重要性、主要方法和技术，以及相关的应对策略。

二、自然灾害的类型和特点（一）气象灾害气象灾害包括暴雨、洪涝、干旱、台风、寒潮等。

这些灾害通常具有发生频率高、影响范围广、突发性强等特点。

（二）地质灾害地质灾害主要有地震、滑坡、泥石流、地面塌陷等。

地质灾害往往具有破坏性大、成灾速度快、预测难度高等特点。

（三）海洋灾害海洋灾害包含风暴潮、海啸、海冰等。

海洋灾害的特点是影响区域广泛，对沿海地区的威胁较大。

（四）生物灾害生物灾害例如蝗灾、病虫害等，其特点是传播速度快，容易造成大面积的农作物受损。

三、自然灾害监测的重要性（一）提前预警及时准确的监测能够提前发现自然灾害的迹象，为发布预警信息争取宝贵的时间，让人们有足够的时间采取防范措施，减少生命和财产损失。

（二）科学决策为政府和相关部门提供科学依据，以便制定合理的应急救援和灾后重建方案。

（三）风险评估有助于评估灾害可能造成的损失和影响，为制定长期的防灾减灾规划提供数据支持。

四、自然灾害监测的方法和技术（一）气象监测1、气象卫星通过卫星遥感技术，获取大范围的气象数据，包括云层分布、温度、湿度等。

2、地面气象站在各地设立的气象观测点，实时监测当地的气象要素，如气温、气压、风速、风向等。

（二）地质监测1、地震监测利用地震仪监测地震波，确定地震的发生时间、地点和震级。

2、滑坡和泥石流监测采用位移监测仪器、雨量监测设备等，对潜在的滑坡和泥石流区域进行监测。

（三）海洋监测1、海洋浮标安装在海面上的监测设备，能够测量海浪、海温、海流等海洋参数。

2、海洋卫星从太空对海洋进行观测，获取海洋表面温度、海冰分布等信息。

（四）生物监测1、病虫害监测通过设置监测点，观察病虫害的发生发展情况，利用无人机等技术进行大面积监测。

第一节自然灾害的监测与防御【学习目标】1、掌握自然灾害监测系统的含义,说明世界和我国灾害监测系统发展概况。

2、了解遥感的特点及在监测自然灾害过程中的作用。

3、了解GIS的特点及在监测自然灾害过程中的作用。

4、了解自然灾害防御的内涵及我国非工程性防御的发展状况。

【重点、难点】掌握自然灾害监测系统的含义,说明世界和我国灾害监测系统发展概况。

〖知识点1〗防灾与减灾【课堂导学】1、减轻自然灾害是认识自然灾害形成规律的首要目的2、防灾减灾工程的组成：借助现代观测技术在内的现代化手段，对自然灾害进行动态监测和综合评价，采取防御措施，灾前准备；灾中应急；灾后恢复，自救和互救等。

3、我国“减灾战略”、“国际减灾战略”：我国“减灾战略”是“以防为主，防、抗、救结合”；联合国从二十一世纪初开始实施了“国际减灾战略”的行动计划。

〖知识点2〗自然灾害监测系统【课堂导学】1、自然灾害监测系统：（1）概念：（2）主要作用：（3）自然灾害监测系统的三个核心内容及监测系统在灾前、灾中、灾后的不同作用：谁来测、怎么测、测什么，以及监测系统在灾前、灾中、灾后的不同作用。

（4）自然灾害监测系统图：三维坐标示意图直观地再现自然灾害监测系统的概念。

“各级组织”维度解释了“谁来测”的问题，从范围的级别来说有世界级的、国家级的、地方一级的，小至县、乡、镇等各级监测机构；“监测手段”维度解释“怎么测”的问题，从不同平台（地球外的各种卫星、大气层中的飞机、地面上的雷达、船只、观测站等）监视（这一环节属于遥感），再将数据通过各种接收站传送至专门机构进行汇总、分析并提出预测预报（这一环节属于地理信息系统）；“自然灾害”维度解释了“测什么”的问题，如对洪水灾情的监测，植被盖度及病虫害的严重程度的监测等。

2、世界和我国灾情监测系统的发展情况［跟踪练习］1、人类对自然灾害进行监测的防御，主要依靠（）A、先进的科学手段B、各级政府行政机构C、宣传和教育D、增加林草植被2、自然灾害监测系统不包括（）A、各级组织B、监测手段C、自然灾害D、社会经济〖知识点3〗遥感技术有自然灾害监测中的作用【课堂导学】1、遥感（RS）的概念：2、遥感技术的特点：（1）基本特点：遥感（RS）技术具有观测范围广、信息获取量大、获取速度快、实时性好和动态性强等特点。

3.1 自然灾害的监测与防御【教学目标】1．从自然灾害监测系统的构成和建立，体会随着技术进步，自然灾害的发生、发展过程可以逐步为人们所监测。

2．基于遥感和GIS监测、分析技术的特点，理解灾前、灾中和灾后监测的重要性.3．树立客观面对灾害的基本观点，说明灾害防御的可能性和减灾效果。

【教学重、难点】重点：让学生了解，虽然自然灾害的发生是不可避免、不可抗拒的，但充满智慧的人类通过各种先进的科技手段（如RS、GIS、工程和非工程防御等）对灾害进行监测和防御，是可以起到防灾、减灾作用的。

难点：地理信息系统在防灾减灾中的作用【基本知识】（一）自然灾害监测系统1．概念：自然灾害监测系统是由国家、区域及地方等各级组织，通过不同平台对自然灾害进行监测和分析的网络系统。

2．作用：灾前预警、灾中跟踪、灾后评估以及提出减灾决策方案3．世界和我国灾害监测系统的发展情况①已经形成了遍布世界各地、相互交织的灾害监测和预警网络。

②我国已经运用现代科学技术建立起各种自然灾害监测系统（二）遥感技术在自然灾害监测中的作用1．遥感（RS）技术的特点：观测范围广、信息获取量大、获取速度快、实时性好和动态性强等。

从空间尺度看，遥感具有全球观测能力，可从多波段、多时相和全天候角度获得全球自然灾害的观测数据；从时间尺度看，在遥感平台上能够对地球进行同步观测，可获得地球表层及其瞬间变化的灾害信息。

2．应用范围：广泛应用于政治、经济、军事、生活等各个方面，重点用于水灾、火灾及台风灾害等监测。

（三）地理信息系统在自然灾害监测中的作用1．信息集成与分析：主要是对各种监测系统提供的信息进行综合处理和空间数据分析，具有空间定位、定性和定量分析的功能。

2．灾害评估与预报：对自然灾害进行预报预警、动态监测、灾害发生成因与规律分析、灾害损失调查、灾情评估等，还可以为制定减灾预案和指导灾后重建工作提供依据。

3．RS与GIS结合为减灾救灾提供可靠、高效的服务RS是数据获取手段（搜集、获取原材料——海量信息），GIS是数据分析手段（对原材料进行加工处理并得出结论，指导防灾减灾工作），这两个工具有机结合，可实施动态的获取信息、处理信息的强大功能，从而为减灾救灾提供可靠、高效的服务。

第一节自然灾害的监测与防御一、自然灾害的监测系统1、主要作用：灾前预警、灾中跟踪、灾后评估及提出减灾决策方案等2、自然灾害监测系统的概况3、我国的自然灾害监测系统：已经建立起各种自然灾害监测系统二、遥感技术（RS）在自然灾害监测中的作用1、遥感技术的特点：观测范围广、信息获取量大、获取速度快、实时性好、动态性强2、遥感技术在自然灾害监测中的重要性：⑴空间看——遥感具有全球观测能力，可从多波段、多时相和全天候角度获得全球自然灾害的观测数据。

时间上看——在遥感平台上能够对地球进行同步观测，可获得地球表层及瞬间变化的灾害信息。

在灾害研究中，遥感是其它方法和技术无可替代的⑵可迅速发现人眼难以察觉的突发性灾害，如森林火灾、赤潮等⑶在交通不便、人迹罕至的地区可展现“千里眼”的优越性⑷在灾害发展过程中和消除后，灾害发生的规模、速度及是否复发都可用遥感进行监测。

三、地理信息系统(GIS)在自然灾害监测中的作用1、地理信息系统(GIS)主要是对各种监测系统提供的信息进行综合处理和空间数据分析，具有空间定位、定性和定量分析的功能2、可以对自然灾害进行预报预警、动态监测、灾害发生成因与规律分析、灾害损失调查、灾情评估等3、为制定减灾预案和指导灾后重建工作提供依据4、与RS结合：可以实现在灾害发生前，能事先圈定危险区，并对危险程度做出平价，指导防灾活动；在灾害发生过程中，能对灾情实况监测，指导抗灾活动；在成灾后，能对灾害损失做出快速评价，指导救灾活动，从而对减灾作出贡献。

遥感技术（RS）——前台（搜集、获取原材料：海量信息）地理信息系统(GIS) —后台（对原材料进行加工处理并得出结论，指导防灾减灾工作）四、自然灾害的防御1、非工程措施——通过国际组织和各个国家的减灾规划和防灾法律、各级行政部门的减灾管理及公众减灾教育等途径，控制和减少自然灾害的损失。

2、工程措施——通过建设防灾工程，改变自然灾害系统，最终达到减灾目的⑴改变地表环境，防止或减轻自然灾害的强度。

《自然灾害的监测与防御》讲义一、引言自然灾害是人类生存和发展过程中面临的重大挑战，它给人们的生命财产安全和社会经济发展带来了巨大的威胁。

为了减少自然灾害造成的损失，加强对自然灾害的监测和防御至关重要。

二、自然灾害的类型与特点（一）气象灾害气象灾害包括暴雨、洪涝、干旱、台风、寒潮等。

暴雨和洪涝往往会导致河水泛滥、城市内涝，破坏基础设施和农田；干旱则会造成农作物减产甚至绝收，影响水资源供应；台风具有强大的破坏力，能摧毁房屋、折断树木、引发风暴潮；寒潮则会带来剧烈的降温，对农业和交通产生不利影响。

（二）地质灾害常见的地质灾害有地震、滑坡、泥石流等。

地震是地壳运动的结果，可能造成房屋倒塌、人员伤亡；滑坡和泥石流通常发生在山区，在强降雨等因素的诱发下，山体岩土体顺坡下滑或携带大量泥沙石块快速流动。

（三）海洋灾害海洋灾害包括风暴潮、海啸、赤潮等。

风暴潮和海啸会冲击沿海地区，造成巨大的破坏；赤潮则会影响海洋生态平衡，危害渔业资源。

（四）生物灾害例如蝗灾、森林火灾等。

蝗灾会大面积破坏农作物，森林火灾不仅会烧毁森林资源，还可能危及周边居民的生命财产安全。

这些自然灾害具有突发性、不可预测性、破坏性强等特点，给监测和防御工作带来了很大的困难。

三、自然灾害的监测手段（一）卫星遥感技术通过卫星获取地球表面的图像和数据，能够大范围、实时地监测自然灾害的发生和发展。

例如，在监测洪涝灾害时，可以通过卫星图像观察到水域面积的变化；在监测森林火灾时，能够迅速发现火源和火灾蔓延的范围。

（二）气象雷达用于监测气象变化，能够探测到云层中的降水情况、风向风速等信息，为暴雨、台风等气象灾害的预警提供重要依据。

（三）地震监测仪可以记录地震波的传播，帮助确定地震的震中、震级和发震时间，为地震预警和应急救援争取宝贵的时间。

（四）水文监测站分布在江河湖泊等水域，实时监测水位、流量、水质等参数，为防洪抗旱提供数据支持。

（五）地质监测设备如位移监测仪、应力监测仪等，用于监测山体、边坡等地质体的变形和应力变化，提前发现滑坡、泥石流等地质灾害的隐患。

第一节自然灾害的监测与防御一、学习目标1.知识与技能（1）了解自然灾害监测系统的构成以及世界和我国的发展情况。

（2）认识RS、GIS在自然灾害监测中的作用。

（3）了解人类利用高科技趋利避害的远景。

2.过程与方法（1）收集资料，通过对比RS和GIS，说明它们在自然灾害监测中作用的差异。

（2）通过案例分析，说明自然灾害的预防措施以及我国防灾、减灾的主要成就。

3.情感态度与价值观客观面对自然灾害，运用现代科学技术积极防灾减灾，增强防灾减灾的信心。

二、学习重点1.遥感技术和地理信息技术在自然灾害预测、监测和评估中的作用。

2.自然灾害的防御措施。

三、学习难点1.世界和我国的自然灾害监测系统。

2.遥感技术和地理信息技术在灾害监测、防御中的作用。

四、学法指导读图分析法、讨论法等五、学习过程（一）自然灾害监测系统1．概念：2．作用3．世界和我国灾害监测系统的发展情况①已经形成了遍布世界各地、相互交织的灾害监测和预警网络。

②我国已经运用现代科学技术建立起各种自然灾害监测系统,如_______监测网、________监测网、________监测网。

（二）遥感技术在自然灾害监测中的作用1．遥感（RS）技术的特点：（1）技术上：（2）空间上：（3）时间上：2．应用举例：（1）提供__________,还能观测沙尘、台风、暴雨等灾害性天气的__________。

（2）迅速发现一些初发时人眼难以察觉的________灾害，如森林火灾、赤潮等。

（3）监测灾害发展过程中和消除后，灾害发生的_____ 、______ 以及是否______。

（三）地理信息系统在自然灾害监测中的作用1.主要作用：对各种灾害监测系统提供的信息进行_______和空间_________。

2.功能：_______、_______、_______分析。

3．RS与GIS结合为减灾救灾提供可靠、高效的服务RS是数据获取手段（搜集、获取原材料——海量信息），GIS是数据分析手段（对原材料进行加工处理并得出结论，指导防灾减灾工作），这两个工具有机结合，可实现灾前，能圈定_____，评价______，指导_______；灾中，能监测灾情_______，指导抗灾活动；灾后，能快速评价________，指导救灾活动。

《自然灾害的监测与防御》讲义一、引言自然灾害是人类面临的重大挑战之一，它们具有不可预测性、破坏性和广泛性等特点。

无论是地震、洪水、台风、泥石流还是干旱等，都可能给人们的生命财产和社会发展带来巨大的损失。

因此，加强自然灾害的监测与防御工作至关重要，这不仅能够减少灾害造成的损失，还能为救援和恢复工作提供有力的支持。

二、自然灾害的分类与特点（一）地震地震是由于地壳运动引起的地面震动。

其特点是突然发生、破坏力强，可能导致建筑物倒塌、山体滑坡等次生灾害。

（二）洪水洪水通常由暴雨、河流决堤或海啸等引起。

具有范围广、来势猛、淹没面积大的特点。

（三）台风台风是一种强烈的气旋风暴，带来狂风、暴雨和风暴潮。

具有风力强、移动速度快、影响范围大的特点。

（四）泥石流泥石流是山区常见的灾害，由暴雨或冰雪融化引发。

具有爆发突然、流速快、物质容量大的特点。

（五）干旱干旱是长时间的降水稀少导致的气象灾害。

特点是持续时间长、影响范围广，对农业生产和水资源造成严重影响。

三、自然灾害监测的方法和技术（一）卫星遥感技术通过卫星获取地球表面的图像和数据，能够大范围、实时地监测自然灾害的发生和发展。

例如，监测洪水的淹没范围、地震导致的地表变形等。

（二）气象监测利用气象卫星、雷达、地面气象站等设备，对天气变化进行监测和预报，提前预警台风、暴雨等灾害性天气。

（三）地质监测通过安装地震监测仪、位移监测仪等设备，对地壳运动和地质结构变化进行监测，为地震和泥石流等灾害的预测提供数据支持。

（四）水文监测在河流、湖泊等水域设置水位计、流速仪等监测设备，实时掌握水位和水流变化，预防洪水灾害。

（五）物联网技术利用传感器、智能设备等组成物联网，实现对灾害现场的实时监测和数据传输，提高监测的精度和效率。

四、自然灾害防御的策略和措施（一）工程防御1、建设抗震建筑在地震多发地区，按照抗震标准设计和建造建筑物，提高其抗震能力。

2、修筑堤坝和防洪墙在河流沿岸修筑堤坝和防洪墙，防止洪水泛滥。

自然灾害的监测与防御教学目标：从组织机构、自然灾害和监测手段三方面理解并记忆自然灾害监测系统的概念及其主要作用；了解世界各国灾害监测系统和我国灾害监测系统的发展状况；记忆遥感和地理信息系统监测、分析技术的特点。

理解灾前、灾中、灾后监测的重要性和应用前景；了解并记忆自然灾害防御的概念及内涵，分清工程性防御和非工程性防御的差别。

教学重点：自然灾害监测系统的概念及主要作用；遥感与地理信息系统在自然灾害监测中的作用；自然灾害防御的概念及两种措施。

教学难点：地理信息技术在自然灾害监测中的应用；工程性防御和非工程性防御的差别。

教学过程：导入：我们了解了各种自然灾害在我国的分布及特征，目的就是在我们的日常生活中尽量防止自然灾害的发生或减少自然灾害对我们造成的危害，我们具体看一下第三章的内容。

一、自然灾害监测系统1、概念及作用由学生回答该问题，然后老师分析一下该概念，分析出检测机构、监测手段、检测内容，其中监测手段靠的是不同平台，讲一下不同平台的分类。

2、世界和我国自然灾害监测系统发展状况遥感技术在自然灾害监测中的作用首先强调遥感是获得信息的手段，与传统获得信息的手段相比，有如下特点;1、基本特点2、时空特点3、作用二、地理信息系统在自然灾害监测中的作用1、地理信息系统的功能2、地理信息系统在自然灾害监测中的作用3、遥感与地理信息系统的优势结合对灾害监测的作用灾前、灾中、灾后的分别作用三、自然灾害和防御1、概念由学生回答，老师分析一下该概念，总结出其前提、手段、目的2、非工程性措施学生了解什么是非工程性措施，各国的非工程性措施3、工程性措施三个方面。

《自然灾害的监测与防御》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标学生能够了解常见自然灾害的类型、特点和危害。

掌握自然灾害监测的主要方法和技术手段。

学会运用相关知识制定简单的自然灾害防御措施。

2、过程与方法目标通过案例分析和小组讨论，培养学生分析问题和解决问题的能力。

提高学生收集、整理和分析地理信息的能力。

3、情感态度与价值观目标增强学生对自然灾害的防范意识和社会责任感。

培养学生尊重自然、保护环境的意识。

二、教学重难点1、教学重点常见自然灾害的监测方法。

自然灾害的防御措施。

2、教学难点如何运用地理信息技术进行自然灾害的监测。

制定因地制宜的自然灾害防御方案。

三、教学方法1、讲授法讲解自然灾害的基本概念、类型和危害，以及监测与防御的相关知识。

2、案例分析法通过实际发生的自然灾害案例，引导学生分析监测和防御的方法与效果。

3、小组讨论法组织学生分组讨论，共同制定防御自然灾害的方案，培养合作能力和创新思维。

4、多媒体教学法运用图片、视频等多媒体资源，直观展示自然灾害的现象和监测防御手段。

四、教学过程1、导入新课通过播放一段关于自然灾害（如地震、洪水、台风等）造成巨大破坏的视频，引起学生对自然灾害的关注和重视，从而引出本节课的主题——自然灾害的监测与防御。

2、知识讲解介绍常见自然灾害的类型，如气象灾害（暴雨、台风、寒潮等）、地质灾害（地震、滑坡、泥石流等）、水文灾害（洪水、内涝等）和生物灾害（蝗灾、病虫害等），分析它们的特点和危害。

讲解自然灾害监测的方法，包括地面监测（气象站、水文站等）、航空监测（飞机观测）、卫星监测（遥感技术）等，让学生了解不同监测手段的优势和局限性。

重点阐述地理信息技术在自然灾害监测中的应用，如遥感（RS）能够快速获取大面积的地表信息，全球定位系统（GPS）可以精确确定受灾地点的位置，地理信息系统（GIS）能够对监测数据进行管理、分析和预测。

3、案例分析以某一具体的自然灾害事件（如汶川地震、长江洪水等）为例，分析在该灾害中所采用的监测手段和防御措施，以及取得的效果和存在的问题。