王斯达
长沙市稻田中学 湖南 长沙 410007
摘要：随着遥感技术在中学教育中逐渐普及，更多的大面积宏观观测与动态直观性视角类试题已不再需要借助草图与思维重构来抽象解析，遥感技术以其观测范围大、精度高、更新速度快及受自然影响小等优点可以更好的为高考题解析而应用，如近年来的高考地理题基本上以“大视野”、“小切口”、“深挖掘”为导向，逐步体现地理核心素养中的区域认知及综合思维能力，运用遥感技术解析以某一特定地理区域类试题时更能体现其宏观观测、微观解译与分析的特点。
关键词：遥感技术；高考题；黄河小北干流
中图分类号：TP312.2 文献标识码：A
引言
随着新课标与新教材的出台，高中地理教学逐步围绕着以提升地理核心素养的目标迈进，检验核心素养是否落到实处的方法之一即是高考，近几年的高考地理试题逐渐形成了“大视野”、“小切口”、“深挖掘”等特点，即以某一微观区域为切入点，通过分析该区域的某些地理特征，延展到形成该独特特征的原因及未来变化的走向，考察同学在综合思维方面的应用能力，而老师在讲解这些高考地理题型时往往以草图描绘及引导建立抽象思维导图为主，不仅无法直观还原该区域的地理特征，也无法在区域认知与试题解析之间建立有效的思维纽带，更对学生的综合思维能力有较高的要求。如何让遥感技术来为解析高考题而服务呢？以下则以2019年全国地理高考Ⅰ卷9—11题为例，结合遥感技术的宏观观测、图像解译、动态分析等功能进行解析。
1、研究方法和理论
遥感技术目前在高中地理（湘教2019版）中出现的频率很高，如流水地貌——黄河三角洲的形成、水循环——洞庭湖水域监测、海洋与人类——迪拜人工岛都显示了遥感技术在大范围监测当中的突出作用，这也预示着改版后的新教材逐渐在引进、融合新技术。目前遥感图片的获取方法有多种，如果对精度没有特别的要求（10米以上），基本上百度、高德、天地图就已经达到教学的用途。在获取了遥感影像图之后，可以根据教学的需要，对遥感影像图进行解译，在此可以使用地物特征识别法、对比分析法、立地综合分析法、信息复合法等方式针对不同的教学需要，而使遥感技术达到辅助教学的目的。
2、应用案例
2.1 遥感大面积观测
本文以2019年年全国地理高考Ⅰ卷9—11题为例，首先题目给出了一段文字说明：“黄河小北干流是指黄河禹门口至潼关河段，全长132.5千米，该河段左岸有汾河、涑水河，右岸有渭河等支流汇入，河道摆动频繁，冲淤变化剧烈，为典型的堆积性游荡河道”。从题干分析就可得出这是一道有关河流偏转的题目，并且受到多条支流的汇集，加之黄河历来泥沙较多，淤积与冲击共同造成了河流呈“游荡”状。同时题目配备了简图（见图1左），传统的地理教学讲解自然会将草图绘制加以标注，反复向学生灌输游荡的方向，但利用遥感技术来讲解却能从全面的、宏观的角度来诠释，首先从遥感影像的获取可以得出整个黄河大“几”字型的弯曲全貌，截取其中小北干流段加以标注，这样在同学的脑海中就形成深刻的区域微观与宏观的转换，认识到黄河小北干流处于黄河大“几”字型的右侧末端，河流流向自然是从北向南，并且在南部转弯处与发源于甘肃的渭河交汇，渭河在此汇入黄河，至此整个黄河流域弯曲段尽被大范围监测的遥感图像呈现出来，直观性超过了草绘图。
图1 黄河小北干流遥感影像对比图
2.2 遥感动态监测
为了展现黄河小北干流的“游荡”性特点，在此选用了1986年——2020年度八幅比较有代表性特征年份的遥感影像图（见图2），连贯制作成“动态图”，即基本显示出以下特征：以每4年为一节点，32年间所产生的八幅遥观影像图显示的河道形状均有较大出入，则说明小北干流的“游荡”形态剧烈，同时细心观察河道摆动可以发现新的边滩不断产生，河漫滩周围不断呈现“凹岸与凸岸”的侵蚀、堆积变化，河道中央也有浅滩冒出，河曲在淤积时由于原来的冲刷作用使得旧河槽一旦被淤平又立即开拓出新河槽，如此反复，便导致河道摆动，一旦了解到河道摆动的原因就不难解析高考题第9题所提问“黄河小北干流为堆积性游荡河道是因为该河段河流含沙量大、流量季节变化大”，答案选D。
图2 小北干流1986年～2020年遥感影像对比图
2.3 遥感立体观测
动态遥感影像图呈现出的河道沿河谷宽度呈两头宽、中间窄的“藕状”地貌形态，这也对应了高考题第10题所问到的黄河小北干流中段摆动范围较小的影响因素，但要解析出该题的影响因素就不得不制作具有高程意义的DEM图像（数字高程模型），从小北干流的三维立体模型可以直观看出中段地势较高，且河道两侧下切垂直性明显，从上游禹门口至下游潼关，模拟鸟瞰飞行视角，从上游至下游，中间会经过较窄的“藕关节”处（见图3），该处剖面地势陡峻，河水流经该段时河面不开阔，与下游河面形成鲜明对比。由此可判断中段从地势上看应为山地或高原，两岸岩性应该质地坚硬，不易被侵蚀，摆动小；而下游则为平原及滩地，易被侵蚀，摆动大，答案选C。
图3 黄河小北干流中段河道DEM数字高程模型
2.4 遥感与全球定位系统的结合
往往遥感技术适用于从上往下的俯瞰，而针对于河流的水位又是如何监测的呢？在此就需要用到遥感（RS）与全球定位系统（GPS）的综合运用。水位的涨幅通过对获取的数据进行预处理和地表信息提取，在此基础上获得河道断面纵断面比降、横断面面积和水面宽度，并结合地面水位监测和水下地形测绘，运用曼宁公式，从而得到断面径流量的变化幅度：
其中，v是速度；k是转换常数，国际单位制中值为1；n是糙率，是综合反映管渠壁面粗糙情况对水流影响的一个系数。Rh是水力半径，是流体截面积与湿周长的比值，湿周长指流体与明渠断面接触的周长，不包括与空气接触的周长部分；S指明渠的坡度。
计算出河流的径流量变化就可以结合GPS技术进行高程采样，运用样点的高程差值换算出水位的涨幅变化。河流泥沙的淤积量也可以通过河流径流量来判断，往往河流流量大，流速就越快，侵蚀和搬运作业也就越强，河流含沙量较大。如高考题第11题所问，如果渭河的洪峰到来会对黄河小北干流产生哪些影响，首先从位置上来判断渭河与黄河小北干流在潼关处汇合，渭河洪峰的到来恰巧对小北干流起到了顶托的作用，致使支流之水阻截了干流，势必引发河道淤塞、水位上涨，同时本来携带大量泥沙的干流突然遭遇河道淤塞而致使流速减缓，泥沙便因为流速下降而失去搬运力，迅速下沉，导致河床淤积增强，答案选C。
3、结束语
目前遥感技术已逐渐广泛的出现在地理新教材的附图及地理图册当中，甚至在一些考试试题当中也对遥感图像进行了综合分析，随着其影像获取技术越来越先进，其信息处理方法和模型也越来越科学，传统的地理教学也日益与信息技术相融合，遥感技术更是呈高速之势向我们走来，展望未来，遥感技术逐步褪去神秘的面纱，为地理教学而普及，这将是对构建中学地理学科核心素养，提升地理实践力及区域认知的极大肯定。
遥感技术的应用使原本复杂、抽象的高考试题更加直观、更加动态，对于帮助同学们构建高考综合思维观有着质的飞跃。随着高考试题不断借助遥感技术进行解析，更多类型的地理试题也将与遥感有机的结合起来。总而言之，遥感技术与中学地理教学的整合非常适用，随着新时代的进一步发展，同学们的思维模式也开始悄然转变，如何运用新技术提升课堂效率已成为教师们探索信息化课堂的新目标。
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作者简介：王斯达（1982—），男，湖南长沙人，长沙市稻田中学，地理教师，西南林业大学地图学与地理信息系统专业，硕士研究生，现从事中学地理信息系统方向研究。