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测绘学概论读书笔记一绪论测绘学有着悠久的历史。古代的测绘技术起源于水利和农业。古埃及尼罗河每年洪水泛滥，淹没了土地界线，水退以后需要重新划界，从而开始了测量工作。公元前2世纪,中国司马迁在史记夏本纪中叙述了禹受命治理洪水的情况：“左准绳,右规矩,载四时，以开九州、通九道、陂九泽、度九山”。说明在公元前很久，中国人为了治水，已经会使用简单的测量工具了。在随着历史的前进与人类的发展，人类活动与测绘信息变得紧密相关，密不可分时间，空间，属性是地理空间信息的三大要素，是人们在生活和一切活动中都会涉及的问题。在21世纪人类面临着四大挑战性问题：1.人口增加，需要有相应的良好深存条件；2.环境污染，需要时时生态环境监测，调查，评估和治理。3.资源耗矢，需要完整可靠的资源探测，合理开发和科学利用；4.灾害频发，需要及时准确的灾害预报，应急指挥，抢险救灾和灾后重建；面对这一系列问题，都需要测绘学来提供技术上的支持与帮助。如此重要的一门学科，对它的认识与发展，无疑也是漫长的。从1880年德国科学家F.R. Helmert 把测定和描述地球表面的学科定义为“测地学”，到测绘学的现代概念：“研究地球和其他实体的与时空分布有关的信息的采集，量测，处理，显示，管理和利用的科学技术。”的发展过程中，测绘学的发展可以分为三个阶段既：传统测绘，数字化测绘，信息化测绘。传统测绘。利用模拟的方法测定和推算地面以及其外层空间点的几何位置，确定地球形状和地球重力场，获取地球表面自然形态和人工设施的几何分布以及与其属性有关的信息，编制全球或局部的地区的各种比例尺的普通地图和专题地图，为国民经济发展和国防建设以及地学研究服务。数字化测绘。将来源于与星载，空载和船载的传感器以及地面各种测量仪器所获取的地理空间数据，通过信息技术和数字化方法，利用计算机硬件和软件对这些地理空间数据进行测量，处理，分析，管理，显示和利用。其显著特征是：测绘仪器电子化与自动化，数据处理，计算机化，测绘生产与产品形式数字化，测绘成果分发网络化。信息化测绘。在完全网络运行环境下，利用数字化测绘技术为经济社会实时有效地提供地理空间信息综合服务的一种新的测绘方式和功能形态。其显著特征是:：地理空间信息的快速获取和实时更新；地理空间信息的智能化处理和一体化管理；地理空间信息的规模化生产和网络化信息分发；实现地理空间信息资源的融合，为社会经济提供多尺度，多时相，多形式的综合服务。在进入信息化测绘的阶段后，测绘学科的应用范围和服务对象从控制到测图的任务扩大到与地理空间信息有关的各个领域。特别是在建设“数字化中国”中构建用于集成各类自然，社会，经济，人文，环境等方面信息的统一的地理信息空间载体，既国家地理空间框架。为了更好的完成时代赋予测绘学的新的任务与内涵，测绘学也产生了大量的新的技术与学科列如新的技术有：全球导航卫星系统（GNSS）；卫星重力探测技术；航天遥感技术（RS）；数字地图制图技术；地理信息系统技术（GIS）；虚拟现实模型技术；新的学科有：卫星导航定位；航空航天测绘；地理信息工程等。向这些新的技术与学科，都包含，高精度，便捷，可视可触，直观立体，信息化，可模拟等优点，是的测绘学更好的为人类服务。二大地测量学大地测量学是测绘的基础，也是国家地理信息的基础框架。我国的大地测量是随着中华人民共和国的诞生而起步的，经过近六十年来大地测量工作者的努力，我国大地测量为国民经济建设，国防建设提供了服务，为科学研究提供了大量精准的数据。大地测量学的任务就是获取和研究地球几何空间和地球重力场的静态动态信息。例如:确定地球大小，形状，旋转及其变化；确定地球上点的位置，高程以及它们的变化；提供地球上点的重力及其变化；为地理信息系统和测绘制图提供基础的框架；为经济和国防提供时空基准。大地测量学的学科体系分为：1.应用大地测量学；2.椭球面大地测量学；3.物理大地测量学；4.空间大地测量学。大地测量学的手段分为经典大地测量技术与空间大地测量技术。经典大地测量技术包含：1.经纬仪角度测量；2.水准仪高程测量；3.激光测距仪距离测量；4.重力仪重力测量。空间大地测量技术包含：1.甚长基线干涉测量；2.卫星激光测距；3.全球导航卫星系统；4.卫星测高；5.卫星重力测量。经典大地测量包含平面控制测量与高程控制测量。平面控制测量利用的是点位的传递与控制，运用几何知识前方交会法由已知两点算出第三点的位置，既把两个已知点的位置传递到第三个点处。在实际运用中主要是，在全国建立已知点，逐级（分为IIV等控制网类型），布满全国，被称为大地控制网。为了满足各种不同的地理情况以及仪器需要大地控制网主要分为：测角三角网；边角导线网；测边网。其主要使用的仪器有：经纬仪，测距仪等。在平面控制测量中，有一个非常之重要的点大地原点，亦称大地基准点，即国家水平控制网中推算大地坐标的起标点。位于咸阳市泾阳县永乐镇石际寺村境内。它的建立代表着我国测绘事业独立自主。在经济建设和科学技术研究方面发挥着举足轻重的作用。高程控制测量利用两点之间的位置高差建立垂直方向控制网的控制测量工作，在各国同样建立有高程控制网称为水准网与三角高程网，其主要仪器有水准仪和水准标尺。在高程控制测量中同样有一个举足轻重的点-水准原点亦是国家高程基准位于青岛的观象山，它的出现使得我国测绘技术得到了较大的发展，。比如全世界最高峰珠穆朗玛峰的海拔高度便是从位于青岛的这一国家水准原点测量计算出来的。椭球面大地测量学主要研究的方向有：地球形状；椭球面上几何元素之间的数学关系；椭球面上计算点的大地坐标，边长和方位角；椭球面上几何元素变换到平面上的投影；建立大地坐标系的理论与方法。人类对地球的认识就是椭球面大地测量学技术的发展的启蒙，从公元前六世纪毕达哥拉斯提出地圆说到公元前四世纪亚里士多德验证地圆说，到后来的十八世纪证实扁球说。到后期为了更好地研究一个椭球面，大地测量投影出现了其任务是用一定的数学公式把一个椭球投影到柱面上并展开，具体到实际在我国国家基本地形图法定为高斯-克吕各投影就是使用这种方法。物理大地测量与重力大地测量的主要任务是：建立国家重力基准网；确定区域的和地球重力场；确定区域的和地球的大地水准面。就我们已知的知识可以知道，重力场最后的形成是一个较为复杂的数学过程，必须要有观测数据，要用实践的数据来做依据，而其观测的方法有两个分别是相对重力测量和绝对重力测量。相对重力测量主要是通过测量两点之间的重力差来达到观测的目的，但是由于技术的限制在国内通过相对重力测量很难达到一个较高的精确度。绝对重力测量利用了自由落体原理，它主要被应用在建立高精度绝对重力网,监测重力场的非潮汐变化,并在海平面变化 、地震 、火山 、构造运动及有关的环境变化 、地质灾害的研究等科学领域。但是在全球海洋范围内要进行观测必须要依据大地水准面，对大地水准面的严密定义是：与不随时间变化的平均海面密合的重力等位面。大地水准面是我国国家高程基础。为了更好的的完成对地球重力的观测，我们开始使用空间技术进行大地测量，其中包括：全球导航卫星系统；卫星激光测距；甚长基线干涉测量；卫星测高；卫星重力测量；与此同时现代大地测量的特点也发生了相应的变化，其工作对象由静态转为动态；其工作范围由陆地推向海洋；其信息的获取由地面发展到空间；其数据处理由后处理发展到实时处理；其工作距离也由十千米量级发展到十的三次方千米量级；由单一的学科发展到与其他学科集成。在世界范围内，大地测量学都取得了长足的发展，我国也在大地测量学的发展中，完成了平面基准的现代化，它包含：采用地心三维坐标系；构建国家GNSS，CORS网；构建中国导航卫星系统。由于空间技术的定位及影像等的大多数成果，在客观上都是以地心坐标系为参照原点，因此采用地心三维坐标系对我国的测绘，航天等诸多高科技领域有着非凡的意义，我国也与2008年7月1日，采用地心三维坐标系CGCS2000。构建国家GNSS，CORS网是为了构建面向全国，为各行各业服务的，资源共享的卫星导航信息网。而在今后的几年中建设北斗二代导航系统，就是为了建立我国的拥有自主产权的导航卫星系统，它将是连续，全天候，被动式的三维地心坐标系统。届时其讯号范围会由中国及其周边地区扩大到全球范围。3 摄影测量学当前由于随着网络及信息时代的发展人类对地理空间信息越来越熟悉，加之地球上一切物体都与地理空间信息紧密相关。所以人类需要直观的获取地理空间信息由此诞生了摄影测量。摄影测量就是通过影像来获取空间地理信息的学科，通俗而言：摄影测量通过摄影，进行测量。一般来看普通摄影测量学，也使用前方交会原理，将测绘学使用的经纬仪换为照相机，拍摄两张照片，然后再影像上量测同名点，求取位置点坐标。由计算机视觉看摄影测量，就事使计算机具有通过二维图像认知三位环境的能力既使计算机具有人的视觉的能力。摄影测量学的基础就是两眼中的影像会有差异。归纳起来摄影测量学的最基本的流程就是，数据获取，数据处理，构建三维实体模型。所以从科学的角度来说摄影测量就是一门由二维影像来构建三维空间的这样的一门学科，其作用就是通过影像来对物体进行间接测量。我们根据影像获取的位置把摄影测量分为：航天摄影测量；航空摄影测量；地面摄影测量。它的任务就是测绘各种比例尺的地形图。摄影测量学经历了三个发展阶段：模拟摄影测量；解析摄影测量；数字摄影测量。摄影测量学所使用的仪器也由完全依赖于精密的光学仪器，发展到精密的光学仪器加计算机混合使用，到现在的计算机完全替代原来的光机仪器。摄影测量学中建立影像与被摄物体的关系尤为重要。四地图制图学地图制图学是测绘中的一个重要学科，可以说地图就是测绘的结晶。地图具有三个特性：可量测性由特殊的数学法则产生可以量测距离，面基甚至是空间分析；由于使用地图语言（地图符号，地图色彩，地图注记）所产生的直观性，地图语言与实地被表现对象具有对应和解释关系，地图符号更有利于运用地图来表示各类地理现象；由于实施制图综合产生的一览性，随着地图比例尺的缩小，地图的面积减小不可能表示出地图上所有的物体，因此必须去掉其中的一部分，只保留较为重要的一部分，简化原来复杂的图形轮廓，减少分类分级，简化复杂的质量标志，通过制图综合，读者在阅读任何一种比例尺的地图时，都可以在一览之下获得制图区域的总体特征和最重要的地理信息。地图的内容分为：数学要数（坐标网，控制点，比例尺，定向）；地理要素（自然地理要素，社会经济要素）；辅助要素（用以帮助读图，用图及补充地图的其他要素）。为了跟好的为社会服务地图也可以更据不同的需求分为不同的类型：按内容可分为普通地图和专题地图；按比例尺可分为大比例尺地图，中比例尺地图和小比列尺地图；按表达方式可分为模拟地图，数字地图和电子地图；按制图区域分可按自然区和行政区细分；按使用方式可分为桌面用途，挂图，袖珍地图和电子地图；按地图维数可分为2维，2.5维，三维以及四维地图。众所周知制作地图是一件艰辛而又漫长的过程其中需要运用大量的数学基础其中利用到的有坐标系，地图投影，地图定向，地图比例尺。其中坐标系在大地测量学中所提到不再做详细介绍。地图投影就是将地球椭球面上的点投影到平面上的方法，地图投影的种类繁多，通常是根据投影性质和构成方法来分类的。但是由于地图投影所涉及的长度变形，方向变形，面积变形等问题使得地图投影中成千上万种方法里可实用的并不多。其按变形性质来分有等角投影，等面积投影，任意投影。按构成方法分类有方位投影，圆锥投影，圆柱投影。在地图上确定图形要素的地理方向叫地图定向除在小于1：10万的各种比例尺地形图上绘出三北方向（真北方向，坐标方向，磁北方向）外，其余地图均只标注真北方向。地图的比例尺有数字式，文字式与图解式。但在地图上通常采用几种形式配合表示比例尺的概念，常见的是数字式与图解式的配合使用。为了使地图变得清晰明了，地图语言功不可没。地图符号主要有点状符号（具有单点定位特性的符号，其本身不依比列尺），线状符号（指代在某个方向上延伸的线如道路符号，铁路符号），面状符号（指代一个空间的范围如绿地，湖泊）以及体积符号（表示具有体积特征的物体如等高线表地势）。与地图符号相伴使用的就是地图的色彩，主要要与人的思维一致如用绿色表草地，蓝色表水域。它的主要作用是强化分类。运用色彩可以表示质量特征如淡水用蓝色，咸水用紫色。也可以表示数量特征，如依据重要度将颜色由浓到暗进行变化。我们也可以在地图上看到各类注记，有地名注记，说明注记。注记的字体用于区分不同实物的类别，如宋体，黑体，等线体。字色主要起强化分类的作用。字体的大小，一定程度上反映了对象的的重要性和数量等级。字隔隐含了所注对象的分布特征。趋势随着现代科学技术的发展，地图制图学也进入了新的发展阶段，其主要特点和趋势为：地图制图学作为区域性学科，其重点已由普通地图制图转移到专题地图制图，并向综合制图、实用制图和系统制图的方向发展；地图制图学作为技术性学科，正在向机助制图方向发展，有可能逐步代替延续几千年的手工编图的作业方法；随着地图制图学同各学科间的相互渗透，产生了一些新的概念和理论。例如，以地图图形显示、传递、转换、存储、处理和利用空间信息为内容的地图信息论和地图传输论；研究经过地图图形模式化建立地图数学模型和数字模型的地图模式论；研究用图者对地图图形和色彩的感受过程和效果的地图感受论；研究和建立地图语言的地图符号学。四工程测量学工程测量学，是研究各种工程在规划设计，施工建设和运营管理阶段所进行的各种测量，工程建设和资源开发各个阶段所进行的地形及有关信息的采集与处理的一门学科。它的主要任务是：工程测量中的地图测绘；工程控制网布设计及优化设计；建筑物施工放样；工程的变形监测分析和预报；工程测量的通用和专用仪器；误差理论与测量数据的处理。由于工程测绘在一个工程中参与的时间非常长，按建设阶段工程测量的工作可划分为：工程建设规划设计阶段的测量工作；工程建设施工阶段的测量工作；工程建设运营管理阶段的测量工作。工程测量可服务的对象也是多种多样的，按服务对象工程测量可分为：城市建设测量；矿山建设测量；建筑工程的测量；水利工程测量；军事工程测量；海洋工程测量等诸多方面。工程测量学所利用的技术手段也是多种多样的，分别有常规地面测量技术；全球卫星导航技术；影像技术；水下地形测量技术；特种量测技术；信息管理技术；作为基础工程测量在每一个工程的规划阶段都要建立控制网，工程测绘中的控制网技术也必不可少，控制网在工程测量中包括四种：测图控制网；施工控制网；变形监控网以及安装测量控制网。工程测量的仪器可分通用仪器和专用仪器。通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。电脑型全站仪配合丰富的软件，向全能型和智能化方向发展。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术，可实现测量的全自动化，被称作测量机器人。测量机器人可自动寻找并精确照准目标，在1 s内完成一目标点的观测，像机器人一样对成百上千个目标作持续和重复观测，可广泛用于变形监测和 施工 测量。GPS接收机已逐渐成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起，称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的3维极坐标测量技术完美结合，可实现无控制网的各种工程测量。专用仪器是工程测量学仪器发展最活跃的，主要应用在精密工程测量领域。其中，包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测量系统。主要特点是：高精度、自动化、遥测和持续观测。展望21世纪，工程测量学在以下方面将得到显著发展：测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展，其应用范围将进一步扩大，影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强；工程测量将从土木工程测量、3维工业测量扩展到人体科学测量，如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理；GPS、GIS技术将紧密结合工程项目，在勘测、设计、 施工 管理一体化方面发挥重大作用。工程测量学的上述发展将直接对改善人们的生活环境，提高人们的生活质量起重要作用。五海洋测绘海洋在地球上所占的面积达到了71%，我国也是一个海洋大国，海岸线长达1.8万公里，作为如此大的一个区域范围内海洋也应该作为我们所研究的一个重要对象。海洋是生命的摇篮，现在海洋内不仅蕴含着大量的资源而且是现代社会的一个重要交通要道。因此海洋测绘意义非凡。凡涉及到一切海洋经济，军事或科研活动均需要海洋测绘为其提供不同种类的的海洋地理信息要素，数据和基础图像，所以说海洋测绘是一切海洋活动的基础。海洋测绘是海洋测量和海图绘制的总称，其任务是对海洋及其临近陆地和江河湖泊进行测量和调查，获取海洋基础地理信息，编制各种海图和航海资料，为航海，国防建设，海洋开发和海洋研究服务。海洋测绘相对于其他测绘而言有自己独特的特点：海洋测绘与陆地测绘中的理论方法具有密切的联系，但又有其独特的一面；现代海洋测绘技术是建立在海洋物理知识基础上的多学科综合；海洋测量环境相对陆地复杂，测量手段也较为独特；现代海洋测绘已发展为潜载，船载，机载和星载测绘技术于一体的，多学科交叉的综合性研究领域。海洋测绘的主要内容包括海洋测量，各种海图的编绘以及海洋信息的综合管理和利用。未来海洋测绘发展展望：基于计算机技术、信息获取及处理技术、电子技术、自动控制技术等，海洋测绘学科已经发生了深刻的变化。服务对象向全方位、多层次转化。信息获取载体由船到飞机、卫星、水下机器人等，由单一系统向集成系统发展。信息获取源由单一的声学到光学、电磁波、雷达等。信息服务形式由三维静态向四维动态发展。走向交叉与合作。六全球卫星导航技术导航可以说是生物的一个本能，在生物中有许多都有导航定位的功能，例如：蝙蝠利用超声波和蚂蚁利用空气中太阳的散射。生物界中对导航的定义为动物对距离和方位的感知和对目的地的判断与感知。我们在科学意义上，定位就是测量和表达信息，事件或目标在什么时候什么相关的空间位置的理论方法的技术。导航是指运动目标的实时的动态定位，即三维位置，速度和方向以最佳的姿态到达某一目标。我国是发现与研究导航的最早国家，中国古代就有指南车的记载，以及在我国宋朝时发明的司南与我国古代的浑天仪。在现代卫星导航定位系统的工作原理，有绝对定位与相对定位方式，绝对定位是指直接确定信息，事件和目标相对与参考坐标系统的坐标位置测量。相对定位是指确定信息，事件和目标相对于坐标系统内另一已知或相关信息，事件和目标的位置关系导航技术也是与时俱进多种多样的，其中有无线电导航，通过测量无线电信号到来方向或信号强弱来确定方位，例如双曲线导航，利用动态目标与已知参考坐标系的导航定位台站之间的距离或时间差来确定方位。还有利用地球自转的惯性导航，它是一种不依赖外部信息，也不向外部辐射能量的自主式导航，其优势是工作环境多种多样，能连续的提供全部导航参数，具有良好的短期精度和短期稳定性。为了更好的的服务航海，航空与航天等领域，现代的导航技术驱与组合导航，这样一来可提高导航的精度和可靠性。现代的组合导航方式，主要有：卫星定位与地图匹配导航系统；惯性导航测距组合导航系统；惯性导航与罗兰以及惯性导航与全球定位系统组合导航系统。现代导航的发展主要方式是把各具特点的不同类型的导航系统匹配组合，发挥各自特点，扬长避短，来提高导航能力，精度，可靠性，和自动化程度。卫星导航定位系统是时下随着航空航天和发展而产生的新型导航定位技术，它是利用飞行的卫星不断向地面广播发送某种频率，并加载某些特殊定位信息的无线电信号，来实现定位，导航和测时的导航定位系统。其定位原理是三角定位法。其中被运用最广泛的就是GPS系统，GPS系统的开发背景 20世纪70年代，随着美苏军备竞赛的升级。美国国防部不惜斥资120亿美元研制军用定位系统。GPS系统由空间部分、地面测控部分和用户设备三部分组成，现在世界上共有四套全球导航定位系统，他们分别是美国的GPS，俄罗斯的GLONASS系统，欧盟的Galileo系统以及我国的北斗导航系统。我国的北斗导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，致力于向全球用户提供高质量的定位、导航、授时服务，并能向有更高要求的授权用户提供进一步服务，军用与民用目的兼具的一套系统。北斗卫星导航系统空间段计划由35颗卫星组成，包括5颗静止轨道卫星、27颗中地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星。系统的地面段由主控站、注入站、监测站组成。且具备其他导航系统不具备的发送短报文功能，精度更高。在战时使我国不会受制于美国，葱末种意义上来说北斗的研发在我国有不可替代的位置。七遥感科学与技术遥感科学与技术是在测绘科学、空间科学、电子科学、地球科学、计算机科学以及其学科交叉渗透、相互融合的基础上发展起来的一门新兴边缘学科。它利用非接触传感器来获取有关目标的时空信息，不仅着眼于解决传统目标的几何定位，更为重要的是对利用外层空间传感器获取的影像和非影像信息进行语义和非语义解译，提取客观世界中各种目标对象的几何与物理特征信息。其主要研究对象有微波遥感，水文气象，环境遥感。遥感是以航空摄影技术为基础，在20世纪60年代初发展起来的一门新兴技术5。开始为航空遥感，自1972年美国发射了第一颗陆地卫星后，这就标志着航天遥感时代的开始。经过几十年的迅速发展，成为一门实用的，先进的空间探测技术。遥感是一门对地观测综合性技术，它的实现既需要一整套的技术装备，又需要多种学科的参与和配合，因此实施遥感是一项复杂的系统工程。根据遥感的定义，遥感系统主要由以下四大部分组成：1、信息源 信息源是遥感需要对其进行探测的目标物。任何目标物都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性，当目标物与电磁波发生相互作用时会形成目标物的电磁波特性，这就为遥感探测提供了获取信息的依据。2、信息获取 信息获取是指运用遥感技术装备接受、记录目标物电磁波特性的探测过程。信息获取所采用的遥感技术装备主要包括遥感平台和传感器。其中遥感平台是用来搭载传感器的运载工具，常用的有气球、飞机和人造卫星等; 传感器是用来探测目标物电磁波特性的仪器设备，常用的有照相机、扫描仪和成像雷达等。3、信息处理 信息处理是指运用光学仪器和计算机设备对所获取的遥感信息7进行校正、分析和解译处理的技术过程。信息处理的作用是通过对遥感信息的校正、分析和解译处理，掌握或清除遥感原始信息的误差，梳理、归纳出被探测目标物的影像特征，然后依据特征从遥感信息中识别并提取所需的有用信息。4、信息应用 信息应用是指专业人员按不同的目的将遥感信息应用于各业务领域的使用过程。信息应用的基本方法是将遥感信息作为地理信息系统的数据源，供人们对其进行查询、统计和分析利用。遥感的应用领域十分广泛，最主要的应用有: 军事、地质矿产勘探、自然资源调查、地图测绘、环境监测以及城市建设和管理等。遥感作为一门对地观测综合性技术，它的出现和发展既是人们认识和探索自然界的客观需要，更有其它技术手段与之无法比拟的特点。当前遥感形成了一个从地面到空中，乃至空间，从信息数据收集、处理到判读分析和应用，对全球进行探测和监测的多层次、多视角、多领域的观测体系，成为获取地球资源与环境信息的重要手段。现代遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领域。在未来的十年中，预计遥感技术将步入一个能快速，及时提供多种对地观测数据的新阶段。遥感图像的空间分辨率，光谱分辨率和时间分辨率都会有极大的提高。其应用领域随着空间技术发展，尤其是地理信息系统和全球定位系统技术的发展及相互渗透，将会越来越广泛。八地理信息系统当今社会，人们非常依赖计算机以及计算机处理过的信息。在计算机时代，信息系统部分或全部由计算机系统支持，因此，计算机硬件、软件、数据和用户是信息系统的四大要素。其中，计算机硬件包括各类计算机处理及终端设备；软件是支持数据信息的采集、存贮加工、再现和回答用户问题的计算机程序系统；数据则是系统分析与处理的对象，构成系统的应用基础；用户是信息系统所服务的对象，所以地理信息系统的出现可以说是顺应时代的需求与社会的发展。地理信息系统工程是应用系统原理和方法，针对特定的实际应用目的和要求，统筹设计、优化、建设、评价、维护实用GIS系统的全部过程和步骤的统称。GIS工程具有一定的广泛性；GIS工程又具有相对的针对性；GIS工程涵盖范围很广。广泛性。它是系统原理和方法在GIS工程建设领域内的具体应用。它的基本原理是系统工程，即从系统的观点出发，立足于整体，统筹全局，又将系统分析和系统综合有机地结合起来，采用定量的或定性与定量相结合的方法，提供GIS工程的建设模式。同时，GIS工程在很大程度上是计算机软件系统，它在软件设计和实现上要遵循软件工程的原理，研究软件开发的方法和软件开发工具，争取以较少的代价获取用户满意的软件产品，支持GIS工程。相对的针对性。GIS工程总是面向具体的应用而存在，它伴随着用户的背景、要求、能力、用途等诸多因素而发生变化。这一方法说明GIS具有很强的功用性，另一方面则要求从系统的高度抽象出符合一般GIS工程设计和建设的思路和模式，用以指导各种GIS工程建设。涵盖范围很广它贯穿工程设计、优化、建设、评价、维护更新等全过程，并综合考虑人的因素、物的因素，使其整体统筹考虑的范畴，做到物尽其用，人尽其能，以最小的代价收取最高的收益GIS工程涉及因素众多，概括起来可以分为硬件、软件、数据及人。硬件是构成GIS系统的物理基础；软件形成GIS系统的驱动模型；数据是GIS系统的血液；人则是活跃在GIS工程中的另一个十分重要的因素，人既是系统的提出者，又是系统的设计者、建设者，同时还是系统的使用者、维护者。如果人的作用发挥得好，可以增强系统的功能，增加系统的效益，为系统增值，反之会削弱系统应有的潜能。如果说硬件、软件、数据表现