项目7GIS技术综合应用

地理信息系统项目7GIS技术的综合应用

地理信息系统已经在社会的方方面面得到了充分的应用，对于大多数的人而言，最常见的是手机的GPS导航。在专业应用方面，我国开展的第二次国土资源大调查就是在GPS（全球卫星定位系统）、RS（遥感）和GIS技术的支持下进行的。本单元主要介绍地理信息系统与遥感及地理信息系统及全球定位系统的结合应用。【项目概述】项目7地理信息系统技术的综合应用1．能熟练表述GIS与RS的特点和优势；

2．能列举出两个GIS与RS技术的结合应用案例；

3．能熟练表述GIS与GPS的特点和优势；

4．能列举出两个GIS与GPS技术的结合应用案例；【教学目标】项目7地理信息系统技术的综合应用任务13S集成技术的基本概念任务2地理信息系统与遥感的结合应用任务3全球卫星定位技术项目7地理信息系统技术的综合应用【任务描述】

“3S”是指全球卫星定位系统（GPS）、遥感（RS）和地理信息系统（GIS）。近几年来，国际上“3S”的研究和应用向集成化方向发展。这种集成应用包括：GPS

主要被用于实时、快速地提供目标的空间位置；RS

用于实时地或准实时地提供目标及其环境的语义或非语义信息，发现地球表面上的各种变化；GIS

则对多源时空数据进行综合处理、集成管理、动态存取，形成新的集成系统的基础平台。通过本任务学习，掌握3S集成技术的基本概念。任务13S集成技术的基本概念

GPS是空间实体快速、精密定位的现代化工具；GIS是空间信息集成、分析、处理的有力武器；RS是空间信息覆盖面最大最迅速的采集手段，三者的结合简称3S集成。13S集成的基本模式任务13S集成技术的基本概念13S集成的基本模式任务13S集成技术的基本概念GPS定位与导航系统，是以点方式采集空间数据（x，y，z，t）航空航天遥感是以面方式采集图像、导出各种地物目标的空间位置与属性GIS是对以上数据的存贮、管理和应用，通过现代通讯方式将它们集成在一起，可以实现空间数据和信息的实时采集，更新与互操作三者可以根据需要形成各种集成方式3S相互作用：“一个大脑，两只眼睛”的框架RS和GPS向GIS提供或更新区域信息以及空间定位，GIS进行相应的空间分析，以从RS和GPS提供的海量数据中提取有用信息，并进行综合集成，使之成为决策的科学依据。13S集成的基本模式任务13S集成技术的基本概念（1）看法一23S集成的几个问题任务13S集成技术的基本概念

对于“3S”集成的关键技术有不同的论述。有的专家认为“3S”集成需要解决的关键问题是：系统的实时空间定位；系统的一体化数据管理；语义和非语义信息的自动提取理论方法；基于GIS的航空，航天遥感影像的全数字化智能系统及对GIS数据库快速更新的方法；可视化技术理论与方法；系统中数据通讯与交换；系统设计的方法及CASE（ComputerAidedSoftwareEngineering）工具的研究；系统中基于客户机/服务器的分布式网络集成环境。（2）看法二23S集成的几个问题任务13S集成技术的基本概念

有的专家认为“3S”集成需要解决的关键问题是：

学科的组织

信息流的描述

集成系统的开发原型和规范以及计算机辅助集成系统设计及仿真的研究

系统的同步控制

多平台异质数据的采集、压缩、编码、存储及数据结构的研究

多平台的互验、互校

误差模型、数据质量

地理信息系统支持下的异质数据的多元多维动态复合分析【任务实施】利用网络资源搜索工具搜索2条关于“3S”集成技术的科技文章，并结合课程教学进行阅读学习。任务13S集成技术的基本概念【任务描述】

遥感技术(RemoteSensing，简称RS)的基础，是通过观测电磁波，从而判读和分析地表的目标以及现象，其中利用了地物的电磁波特性，即“一切物体，由于其种类及环境条件不同，因而具有反射或辐射不同波长电磁波的特性”。因而，遥感也可以说是一种利用物体反射或辐射电磁波的固有特性，通过观测电磁波，识别物体以及物体存在环境条件的技术。GIS与RS两者操作对象都是空间实体，相互联系支持、补充关系，两者的结合，是技术上的必须。任务2GIS与RS的结合应用

在遥感技术中，接收从目标反射或辐射电磁波的装置叫做遥感器（RemoteSensor），而搭载这些遥感器的移动体叫做遥感平台（Platform），包括飞机、人造卫星等，甚至地面观测车也属于遥感平台。

通常称用机载平台的为航空遥感（AerialRemoteSensing），而用星载平台的称为航天遥感。

遥感图像数据的处理，主要包括纠正（包括辐射纠正和几何纠正）、增强、变换、滤波、分类等功能，其目的主要是为了提取各种专题信息。1遥感技术基本原理任务2GIS与RS的结合应用RS可为GIS的数据更新提供稳定、可靠、丰富的数据源；GIS可以为RS影像提供区域背景信息，提高其解译精度。遥感手段能够迅速、准确、综合性地大范围地采集环境和资料数据，同时，遥感数据具有多光谱和的动态多时相特点，它为GIS数据更新提供了全方位的手段和动态数据源。

2地理信息系统与遥感的结合方法任务2GIS与RS的结合应用

GIS有助于提高遥感数据自动分类的精度，为遥感应用分析提供一个良好的环境，从而大大提高遥感信息识别的精度和效率。2地理信息系统与遥感的结合方法任务2GIS与RS的结合应用(1)

GIS与遥感结合的途径2地理信息系统与遥感的结合方法任务2GIS与RS的结合应用(2)

GIS与遥感结合的的领域2地理信息系统与遥感的结合方法任务2GIS与RS的结合应用遥感图像纠正：在地理信息系统支持下，根据坡向和遥感影像之间的相互关系，采用数字相关技术自动选取控制点，进行遥感影像的几何纠正；建立数字高程模型：采用视差模型可由遥感立体像对直接生成数字高程模型，免去了地形等高线数字化的繁重工作，同时也避免了地面高程插值造成的误差；复合显示：遥感与地理信息系统叠加复合显示，可以帮助用户快速而准确地选择训练样区或直接进行分类结果的屏幕编辑；(2)

GIS与遥感结合的的领域(续1）2地理信息系统与遥感的结合方法任务2GIS与RS的结合应用专题信息提取：在地理信息系统支持下，由遥感影像自动提取专题信息，更新地理信息系统数据库；遥感影像地理信息系统操作：调用地理信息系统图像操作功能处理遥感影像，包括数字变换、统计量算等；遥感与地理信息系统集成技术系统：融遥感处理与地理信息系统功能为一体的集成系统。(1)在城市环境规划中的应用3应用案例任务2GIS与RS的结合应用(2)在灾害中的应用3应用案例任务2GIS与RS的结合应用GIS方法和多时相的遥感数据，可以有效地用于森林火灾的预测预报、洪水灾情监测和淹没损失估算，确定泄洪区内人员撤退、财产转移和救灾物资供应的最佳路线，为救灾抢险和防洪决策提供及时准确的信息。任务2GIS与RS的结合应用【任务实施】

利用网络网络资源搜索工具在网络上搜索2个关于GIS和RS结合的应用案例，并结合课程教学进行阅读学习。GPS是全球定位系统（GlobalPositioningSystem）的简称，是随着现代科学技术的迅速发展而建立起来的新一代精密卫星导航定位系统。通过本任务的学习，了解全球卫星定位技术。任务3全球卫星定位系统【任务描述】GPS定位技术是利用高空中的GPS卫星，向地面发射L坡段的载频无线电测距信号，由地面上用户接收机实时地连续接收，并计算出接收机天线所在的位置。因此，GPS定位系统是由以下三个部分组成：

GPS卫星星座（空间部分）

地面监控系统（地面控制部分）

GPS信号接收机（用户设备部分）任务3全球卫星定位系统1GPS定位系统的原理与方法1.1GPS定位系统的组成

这三部份有各自独立的功能和作用，对于整个全球定位系统来说，它们都是不可缺少的。任务3全球卫星定位系统1GPS定位系统的原理与方法1.1GPS定位系统的组成GPS定位技术与传统定位技术相比具有如下特点：①功能多、用途广；②定位精度高；③实时定位；④观测时间短；⑤观测站之间无需通视；⑥操作简便；⑦可提供全球统一的三维地心坐标；⑧全球、全天候作业。

任务3全球卫星定位系统1GPS定位系统的原理与方法1.1GPS定位系统的组成（1）静态测量模式

采用两台（或两台以上）接收设备，分别安置在一条或数条基线的两个端点同步观测4颗以上卫星，每时段长45分钟至2小时或更多。

（2）实时动态定位测量模式（RTK）

在基准站上安置一台基准站GPS接收机，对所有可见GPS卫星进行连续地观测，并将其观测数据，通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站。任务3全球卫星定位系统1GPS定位系统的原理与方法1.2GPS定位的方法（1）单台移动式在用户设备上直接配备GIS工具软件，把接收机天线接收的定位数字信号直接馈入GIS系统，由GIS系统对接收机定位信息进行处理并与其数字地图匹配，这样即可全世界实时显示接收机天线位置。（2）集中监控式

当定位精度要求高，移动区域广，需要集中显示流动目标的运行状况时，便需要采取本方式。任务3全球卫星定位系统2地理信息系统与GPS的结合方法1.2GPS定位的方法（2）集中监控式（组成）控制中心(主站)，由大屏幕计算机、无线电台、通讯适配器、电源和天线系统组成，并配备GIS。

基站（中继站），由电台、通讯适配器、电源和天线系统组成。

移动站，由电台、天线、通讯适配器和GPS接收机组成。任务3全球卫星定位系统2地理信息系统与GPS的结合方法1.2GPS定位的方法

利用遥感技术（RS）快速发现土地利用变化信息或变化图斑；在全球卫星定位技术（GPS）引导下快速、准确地获取变化图斑的空间坐标，并实地采集属性信息；利用地理信息系统技术（GIS）建立土地管理数据库，制作土地利用现状图和各种数据图表统计与分析。任务3全球卫星定位系统33S集成技术在土地利用调查中应用3.1技术实现路线任务3全球卫星定位系统33S集成技术在土地利用