3S集成技術(shù)與數(shù)字地球教學(xué)63P

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1、3S集成技術(shù)與數(shù)字地球?qū)W習(xí)目標(biāo)·掌握3S的基本概念·了解GIS與RS集成的形式和應(yīng)用·了解GIS與GPS集成的應(yīng)用·了解3S集成技術(shù)·掌握數(shù)字地球的基本概念·了解數(shù)字地球的核心技術(shù)及其應(yīng)用·掌握國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施與國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施基本概念·了解我國(guó)國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)內(nèi)容一、3S集成技術(shù)二、數(shù)字地球簡(jiǎn)介三、國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施與國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施第十三章3S集成技術(shù)與數(shù)字地球第一節(jié)3S集成技術(shù)雖然GIS在理論和應(yīng)用技術(shù)上已經(jīng)有了很大發(fā)展，但單純的GIS并不能滿足目前社會(huì)對(duì)信息快速、準(zhǔn)確更新的要求。RS目前

2、已經(jīng)成為GIS最重要的數(shù)據(jù)源，在大面積資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮了重要的作用。遙感技術(shù)在空間分辨率光譜分辨率和時(shí)間分辨率上都在飛速發(fā)展和提高，擔(dān)負(fù)著越來(lái)越重要的作用。GPS是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無(wú)線電測(cè)時(shí)定位和導(dǎo)航系統(tǒng)，可為航空、航天、陸地、海洋等方面的用戶提供不同精度的在線或離線的空間定位數(shù)據(jù)。國(guó)際上“3S”的研究和應(yīng)用開(kāi)始向集成化（或一體化）方向發(fā)展。在3S集成應(yīng)用中，GPS主要用于實(shí)時(shí)、快速的提供目標(biāo)的空間位置；RS用于實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的提供目標(biāo)及其環(huán)境的語(yǔ)義或非語(yǔ)義信息，發(fā)現(xiàn)地球表面上的各種變化，及時(shí)的對(duì)GI

3、S進(jìn)行數(shù)據(jù)更新；GIS則是對(duì)多種來(lái)源的時(shí)空數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理、集成管理和動(dòng)態(tài)存取，作為新的集成系統(tǒng)平臺(tái)，并為智能化數(shù)據(jù)采集提供地學(xué)知識(shí)。第一節(jié)3S集成技術(shù)3S技術(shù)相結(jié)合的土地利用管理信息系統(tǒng)第一節(jié)3S集成技術(shù)一、GIS與遙感的集成軟件的實(shí)現(xiàn)GIS與遙感的集成，可以有以下三個(gè)不同的層次：①分離的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)文件轉(zhuǎn)換工具在不同系統(tǒng)之間傳輸文件；②兩個(gè)軟件模塊具有一致的用戶界面和同步的顯示；③集成的最高目的是實(shí)現(xiàn)單一的、提供了圖像處理功能的GIS軟件系統(tǒng)。第一節(jié)3S集成技術(shù)GIS作為圖像處理工具①幾何糾正和輻射糾正在

4、遙感圖像的實(shí)際應(yīng)用中，需要首先將其轉(zhuǎn)換到某個(gè)地理坐標(biāo)系下，即進(jìn)行幾何糾正。幾何糾正的方法是利用采集地面控制點(diǎn)建立多項(xiàng)式擬合公式，它們可以從GIS的矢量數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取出來(lái)，然后確定每個(gè)點(diǎn)在圖像上對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，并建立糾正公式。在糾正完成后，可以將矢量點(diǎn)疊加在圖像上，以判斷糾正的效果。為了完成上述功能，需要系統(tǒng)能夠綜合處理柵格和矢量數(shù)據(jù)。第一節(jié)3S集成技術(shù)第一節(jié)3S集成技術(shù)校正前校正后GIS作為圖像處理工具②圖像分類對(duì)于遙感圖像分類，與GIS集成最明顯的好處是訓(xùn)練區(qū)的選擇，通過(guò)矢量／柵格的綜合查詢，可以計(jì)算多邊形區(qū)域的

5、圖像統(tǒng)計(jì)特征，評(píng)判分類效果，進(jìn)而改善分類方法。此外，在圖像分類中，可以將矢量數(shù)據(jù)柵格化，并作為“遙感影像”參與分類，可以提高分類精度，例如，考慮到植被的垂直分帶特性，在進(jìn)行山區(qū)的植被分類時(shí)，可以結(jié)合DEM，將其作為一個(gè)分類變量。第一節(jié)3S集成技術(shù)第一節(jié)3S集成技術(shù)水（河流、湖泊等）植被居民點(diǎn)1、GIS作為圖像處理工具③感興趣區(qū)域的選取在一些遙感圖像處理中，常常需要只對(duì)某一區(qū)域進(jìn)行運(yùn)算，以提取某些特征，這需要柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)之間的相交運(yùn)算。第一節(jié)3S集成技術(shù)城市熱島研究2.遙感數(shù)據(jù)作為GIS的信息來(lái)源數(shù)據(jù)是G

6、IS中最為重要的成分，而遙感提供了廉價(jià)的、準(zhǔn)確的、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，目前如何從遙感數(shù)據(jù)中自動(dòng)獲取地理信息依然是一個(gè)重要的研究課題，包括：①線以及其他地物要素的提取②DEM數(shù)據(jù)的生成③土地利用變化以及地圖更新第一節(jié)3S集成技術(shù)第一節(jié)3S集成技術(shù)使用遙感圖像作為柵格圖像時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題：由于各種因素的影響，使得從遙感數(shù)據(jù)中提取的信息不是絕對(duì)準(zhǔn)確的，在通常的土地利用分類中，90％的分類精度就是相當(dāng)可觀的結(jié)果，因而需要野外實(shí)際的考察驗(yàn)證——在這個(gè)過(guò)程中可以使用GPS進(jìn)行定位。此外，還要考慮尺度問(wèn)題，即遙感影像空間分辨率和GI

7、S數(shù)據(jù)比例尺的對(duì)應(yīng)關(guān)系。第一節(jié)3S集成技術(shù)第一節(jié)3S集成技術(shù)衛(wèi)星1衛(wèi)星2衛(wèi)星3衛(wèi)星4單差分方式相對(duì)動(dòng)態(tài)GPS定位示意圖基準(zhǔn)站航攝儀二、GIS與全球定位系統(tǒng)的集成作為實(shí)時(shí)提供空間定位數(shù)據(jù)的技術(shù)，GPS可以與地理信息系統(tǒng)進(jìn)行集成，以實(shí)現(xiàn)不同的具體應(yīng)用目標(biāo)。第一節(jié)3S集成技術(shù)1．定位主要在諸如旅游、探險(xiǎn)等需要室外動(dòng)態(tài)定位信息的活動(dòng)中使用。如果不與GIS集成，利用GPS接收機(jī)和紙質(zhì)地形圖，也可以實(shí)現(xiàn)空間定位；但是通過(guò)將GPS接收機(jī)連接在安裝GIS軟件和該地區(qū)空間數(shù)據(jù)的便攜式計(jì)算機(jī)上，可以方便地顯示GPS接收機(jī)所在位置

8、并實(shí)時(shí)顯示其運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)而可以利用GIS提供的空間檢索功能，得到定位點(diǎn)周?chē)男畔?，從而?shí)現(xiàn)決策支持第一節(jié)3S集成技術(shù)第一節(jié)3S集成技術(shù)GPS衛(wèi)星定位演示2．測(cè)量主要應(yīng)用于土地管理、城市規(guī)劃等領(lǐng)域，利用GPS和GIS的集成，可以測(cè)量區(qū)域的面積或者路徑的長(zhǎng)度。該過(guò)程類似于利用數(shù)字化儀進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，需要跟蹤多邊形邊界或路徑，采集抽樣后的頂點(diǎn)坐標(biāo)，并將坐標(biāo)數(shù)據(jù)通過(guò)GIS記錄，然后計(jì)算相關(guān)的面積或長(zhǎng)度數(shù)據(jù)。在