項(xiàng)目7GIS技術(shù)綜合應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)項(xiàng)目7GIS技術(shù)的綜合應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)已經(jīng)在社會(huì)的方方面面得到了充分的應(yīng)用，對(duì)于大多數(shù)的人而言，最常見的是手機(jī)的GPS導(dǎo)航。在專業(yè)應(yīng)用方面，我國(guó)開展的第二次國(guó)土資源大調(diào)查就是在GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）、RS（遙感）和GIS技術(shù)的支持下進(jìn)行的。本單元主要介紹地理信息系統(tǒng)與遙感及地理信息系統(tǒng)及全球定位系統(tǒng)的結(jié)合應(yīng)用?！卷?xiàng)目概述】項(xiàng)目7地理信息系統(tǒng)技術(shù)的綜合應(yīng)用1．能熟練表述GIS與RS的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)；

2．能列舉出兩個(gè)GIS與RS技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用案例；

3．能熟練表述GIS與GPS的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)；

4．能列舉出兩個(gè)GIS與GPS技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用案例；【教學(xué)目標(biāo)】項(xiàng)目7地理信息系統(tǒng)技術(shù)的綜合應(yīng)用任務(wù)13S集成技術(shù)的基本概念任務(wù)2地理信息系統(tǒng)與遙感的結(jié)合應(yīng)用任務(wù)3全球衛(wèi)星定位技術(shù)項(xiàng)目7地理信息系統(tǒng)技術(shù)的綜合應(yīng)用【任務(wù)描述】

“3S”是指全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、遙感（RS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）。近幾年來，國(guó)際上“3S”的研究和應(yīng)用向集成化方向發(fā)展。這種集成應(yīng)用包括：GPS

主要被用于實(shí)時(shí)、快速地提供目標(biāo)的空間位置；RS

用于實(shí)時(shí)地或準(zhǔn)實(shí)時(shí)地提供目標(biāo)及其環(huán)境的語義或非語義信息，發(fā)現(xiàn)地球表面上的各種變化；GIS

則對(duì)多源時(shí)空數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理、集成管理、動(dòng)態(tài)存取，形成新的集成系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)。通過本任務(wù)學(xué)習(xí)，掌握3S集成技術(shù)的基本概念。任務(wù)13S集成技術(shù)的基本概念

GPS是空間實(shí)體快速、精密定位的現(xiàn)代化工具；GIS是空間信息集成、分析、處理的有力武器；RS是空間信息覆蓋面最大最迅速的采集手段，三者的結(jié)合簡(jiǎn)稱3S集成。13S集成的基本模式任務(wù)13S集成技術(shù)的基本概念13S集成的基本模式任務(wù)13S集成技術(shù)的基本概念GPS定位與導(dǎo)航系統(tǒng)，是以點(diǎn)方式采集空間數(shù)據(jù)（x，y，z，t）航空航天遙感是以面方式采集圖像、導(dǎo)出各種地物目標(biāo)的空間位置與屬性GIS是對(duì)以上數(shù)據(jù)的存貯、管理和應(yīng)用，通過現(xiàn)代通訊方式將它們集成在一起，可以實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和信息的實(shí)時(shí)采集，更新與互操作三者可以根據(jù)需要形成各種集成方式3S相互作用：“一個(gè)大腦，兩只眼睛”的框架RS和GPS向GIS提供或更新區(qū)域信息以及空間定位，GIS進(jìn)行相應(yīng)的空間分析，以從RS和GPS提供的海量數(shù)據(jù)中提取有用信息，并進(jìn)行綜合集成，使之成為決策的科學(xué)依據(jù)。13S集成的基本模式任務(wù)13S集成技術(shù)的基本概念（1）看法一23S集成的幾個(gè)問題任務(wù)13S集成技術(shù)的基本概念

對(duì)于“3S”集成的關(guān)鍵技術(shù)有不同的論述。有的專家認(rèn)為“3S”集成需要解決的關(guān)鍵問題是：系統(tǒng)的實(shí)時(shí)空間定位；系統(tǒng)的一體化數(shù)據(jù)管理；語義和非語義信息的自動(dòng)提取理論方法；基于GIS的航空，航天遙感影像的全數(shù)字化智能系統(tǒng)及對(duì)GIS數(shù)據(jù)庫快速更新的方法；可視化技術(shù)理論與方法；系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通訊與交換；系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法及CASE（ComputerAidedSoftwareEngineering）工具的研究；系統(tǒng)中基于客戶機(jī)/服務(wù)器的分布式網(wǎng)絡(luò)集成環(huán)境。（2）看法二23S集成的幾個(gè)問題任務(wù)13S集成技術(shù)的基本概念

有的專家認(rèn)為“3S”集成需要解決的關(guān)鍵問題是：

學(xué)科的組織

信息流的描述

集成系統(tǒng)的開發(fā)原型和規(guī)范以及計(jì)算機(jī)輔助集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真的研究

系統(tǒng)的同步控制

多平臺(tái)異質(zhì)數(shù)據(jù)的采集、壓縮、編碼、存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究

多平臺(tái)的互驗(yàn)、互校

誤差模型、數(shù)據(jù)質(zhì)量

地理信息系統(tǒng)支持下的異質(zhì)數(shù)據(jù)的多元多維動(dòng)態(tài)復(fù)合分析【任務(wù)實(shí)施】利用網(wǎng)絡(luò)資源搜索工具搜索2條關(guān)于“3S”集成技術(shù)的科技文章，并結(jié)合課程教學(xué)進(jìn)行閱讀學(xué)習(xí)。任務(wù)13S集成技術(shù)的基本概念【任務(wù)描述】

遙感技術(shù)(RemoteSensing，簡(jiǎn)稱RS)的基礎(chǔ)，是通過觀測(cè)電磁波，從而判讀和分析地表的目標(biāo)以及現(xiàn)象，其中利用了地物的電磁波特性，即“一切物體，由于其種類及環(huán)境條件不同，因而具有反射或輻射不同波長(zhǎng)電磁波的特性”。因而，遙感也可以說是一種利用物體反射或輻射電磁波的固有特性，通過觀測(cè)電磁波，識(shí)別物體以及物體存在環(huán)境條件的技術(shù)。GIS與RS兩者操作對(duì)象都是空間實(shí)體，相互聯(lián)系支持、補(bǔ)充關(guān)系，兩者的結(jié)合，是技術(shù)上的必須。任務(wù)2GIS與RS的結(jié)合應(yīng)用

在遙感技術(shù)中，接收從目標(biāo)反射或輻射電磁波的裝置叫做遙感器（RemoteSensor），而搭載這些遙感器的移動(dòng)體叫做遙感平臺(tái)（Platform），包括飛機(jī)、人造衛(wèi)星等，甚至地面觀測(cè)車也屬于遙感平臺(tái)。

通常稱用機(jī)載平臺(tái)的為航空遙感（AerialRemoteSensing），而用星載平臺(tái)的稱為航天遙感。

遙感圖像數(shù)據(jù)的處理，主要包括糾正（包括輻射糾正和幾何糾正）、增強(qiáng)、變換、濾波、分類等功能，其目的主要是為了提取各種專題信息。1遙感技術(shù)基本原理任務(wù)2GIS與RS的結(jié)合應(yīng)用RS可為GIS的數(shù)據(jù)更新提供穩(wěn)定、可靠、豐富的數(shù)據(jù)源；GIS可以為RS影像提供區(qū)域背景信息，提高其解譯精度。遙感手段能夠迅速、準(zhǔn)確、綜合性地大范圍地采集環(huán)境和資料數(shù)據(jù)，同時(shí)，遙感數(shù)據(jù)具有多光譜和的動(dòng)態(tài)多時(shí)相特點(diǎn)，它為GIS數(shù)據(jù)更新提供了全方位的手段和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源。

2地理信息系統(tǒng)與遙感的結(jié)合方法任務(wù)2GIS與RS的結(jié)合應(yīng)用

GIS有助于提高遙感數(shù)據(jù)自動(dòng)分類的精度，為遙感應(yīng)用分析提供一個(gè)良好的環(huán)境，從而大大提高遙感信息識(shí)別的精度和效率。2地理信息系統(tǒng)與遙感的結(jié)合方法任務(wù)2GIS與RS的結(jié)合應(yīng)用(1)

GIS與遙感結(jié)合的途徑2地理信息系統(tǒng)與遙感的結(jié)合方法任務(wù)2GIS與RS的結(jié)合應(yīng)用(2)

GIS與遙感結(jié)合的的領(lǐng)域2地理信息系統(tǒng)與遙感的結(jié)合方法任務(wù)2GIS與RS的結(jié)合應(yīng)用遙感圖像糾正：在地理信息系統(tǒng)支持下，根據(jù)坡向和遙感影像之間的相互關(guān)系，采用數(shù)字相關(guān)技術(shù)自動(dòng)選取控制點(diǎn)，進(jìn)行遙感影像的幾何糾正；建立數(shù)字高程模型：采用視差模型可由遙感立體像對(duì)直接生成數(shù)字高程模型，免去了地形等高線數(shù)字化的繁重工作，同時(shí)也避免了地面高程插值造成的誤差；復(fù)合顯示：遙感與地理信息系統(tǒng)疊加復(fù)合顯示，可以幫助用戶快速而準(zhǔn)確地選擇訓(xùn)練樣區(qū)或直接進(jìn)行分類結(jié)果的屏幕編輯；(2)

GIS與遙感結(jié)合的的領(lǐng)域(續(xù)1）2地理信息系統(tǒng)與遙感的結(jié)合方法任務(wù)2GIS與RS的結(jié)合應(yīng)用專題信息提?。涸诘乩硇畔⑾到y(tǒng)支持下，由遙感影像自動(dòng)提取專題信息，更新地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；遙感影像地理信息系統(tǒng)操作：調(diào)用地理信息系統(tǒng)圖像操作功能處理遙感影像，包括數(shù)字變換、統(tǒng)計(jì)量算等；遙感與地理信息系統(tǒng)集成技術(shù)系統(tǒng)：融遙感處理與地理信息系統(tǒng)功能為一體的集成系統(tǒng)。(1)在城市環(huán)境規(guī)劃中的應(yīng)用3應(yīng)用案例任務(wù)2GIS與RS的結(jié)合應(yīng)用(2)在災(zāi)害中的應(yīng)用3應(yīng)用案例任務(wù)2GIS與RS的結(jié)合應(yīng)用GIS方法和多時(shí)相的遙感數(shù)據(jù)，可以有效地用于森林火災(zāi)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、洪水災(zāi)情監(jiān)測(cè)和淹沒損失估算，確定泄洪區(qū)內(nèi)人員撤退、財(cái)產(chǎn)轉(zhuǎn)移和救災(zāi)物資供應(yīng)的最佳路線，為救災(zāi)搶險(xiǎn)和防洪決策提供及時(shí)準(zhǔn)確的信息。任務(wù)2GIS與RS的結(jié)合應(yīng)用【任務(wù)實(shí)施】

利用網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)資源搜索工具在網(wǎng)絡(luò)上搜索2個(gè)關(guān)于GIS和RS結(jié)合的應(yīng)用案例，并結(jié)合課程教學(xué)進(jìn)行閱讀學(xué)習(xí)。GPS是全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem）的簡(jiǎn)稱，是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展而建立起來的新一代精密衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。通過本任務(wù)的學(xué)習(xí)，了解全球衛(wèi)星定位技術(shù)。任務(wù)3全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)【任務(wù)描述】GPS定位技術(shù)是利用高空中的GPS衛(wèi)星，向地面發(fā)射L坡段的載頻無線電測(cè)距信號(hào)，由地面上用戶接收機(jī)實(shí)時(shí)地連續(xù)接收，并計(jì)算出接收機(jī)天線所在的位置。因此，GPS定位系統(tǒng)是由以下三個(gè)部分組成：

GPS衛(wèi)星星座（空間部分）

地面監(jiān)控系統(tǒng)（地面控制部分）

GPS信號(hào)接收機(jī)（用戶設(shè)備部分）任務(wù)3全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)1GPS定位系統(tǒng)的原理與方法1.1GPS定位系統(tǒng)的組成

這三部份有各自獨(dú)立的功能和作用，對(duì)于整個(gè)全球定位系統(tǒng)來說，它們都是不可缺少的。任務(wù)3全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)1GPS定位系統(tǒng)的原理與方法1.1GPS定位系統(tǒng)的組成GPS定位技術(shù)與傳統(tǒng)定位技術(shù)相比具有如下特點(diǎn)：①功能多、用途廣；②定位精度高；③實(shí)時(shí)定位；④觀測(cè)時(shí)間短；⑤觀測(cè)站之間無需通視；⑥操作簡(jiǎn)便；⑦可提供全球統(tǒng)一的三維地心坐標(biāo)；⑧全球、全天候作業(yè)。

任務(wù)3全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)1GPS定位系統(tǒng)的原理與方法1.1GPS定位系統(tǒng)的組成（1）靜態(tài)測(cè)量模式

采用兩臺(tái)（或兩臺(tái)以上）接收設(shè)備，分別安置在一條或數(shù)條基線的兩個(gè)端點(diǎn)同步觀測(cè)4顆以上衛(wèi)星，每時(shí)段長(zhǎng)45分鐘至2小時(shí)或更多。

（2）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位測(cè)量模式（RTK）

在基準(zhǔn)站上安置一臺(tái)基準(zhǔn)站GPS接收機(jī)，對(duì)所有可見GPS衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)地觀測(cè)，并將其觀測(cè)數(shù)據(jù)，通過無線電傳輸設(shè)備，實(shí)時(shí)地發(fā)送給用戶觀測(cè)站。任務(wù)3全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)1GPS定位系統(tǒng)的原理與方法1.2GPS定位的方法（1）單臺(tái)移動(dòng)式在用戶設(shè)備上直接配備GIS工具軟件，把接收機(jī)天線接收的定位數(shù)字信號(hào)直接饋入GIS系統(tǒng)，由GIS系統(tǒng)對(duì)接收機(jī)定位信息進(jìn)行處理并與其數(shù)字地圖匹配，這樣即可全世界實(shí)時(shí)顯示接收機(jī)天線位置。（2）集中監(jiān)控式

當(dāng)定位精度要求高，移動(dòng)區(qū)域廣，需要集中顯示流動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)行狀況時(shí)，便需要采取本方式。任務(wù)3全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)2地理信息系統(tǒng)與GPS的結(jié)合方法1.2GPS定位的方法（2）集中監(jiān)控式（組成）控制中心(主站)，由大屏幕計(jì)算機(jī)、無線電臺(tái)、通訊適配器、電源和天線系統(tǒng)組成，并配備GIS。

基站（中繼站），由電臺(tái)、通訊適配器、電源和天線系統(tǒng)組成。

移動(dòng)站，由電臺(tái)、天線、通訊適配器和GPS接收機(jī)組成。任務(wù)3全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)2地理信息系統(tǒng)與GPS的結(jié)合方法1.2GPS定位的方法

利用遙感技術(shù)（RS）快速發(fā)現(xiàn)土地利用變化信息或變化圖斑；在全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS）引導(dǎo)下快速、準(zhǔn)確地獲取變化圖斑的空間坐標(biāo)，并實(shí)地采集屬性信息；利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）建立土地管理數(shù)據(jù)庫，制作土地利用現(xiàn)狀圖和各種數(shù)據(jù)圖表統(tǒng)計(jì)與分析。任務(wù)3全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)33S集成技術(shù)在土地利用調(diào)查中應(yīng)用3.1技術(shù)實(shí)現(xiàn)路線任務(wù)3全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)33S集成技術(shù)在土地利用