3S技术的综合应用

遥感概论多媒体教学之八,“3S”技术及其应用2003年12月30日,讲座主要内容,一.3S技术概述二.3S技术应用,一.3S技术概述,一、3S技术概述,1.3S技术概念2.3S技术分述地理信息系统技术(GIS)地球定位系统技术(GPS)遥感技术(RS),（一）3S技术概念,3S技术概念地理信息系统技术(GIS)、地球定位系统技术(GPS)、遥感技术(RS)的统称.因为三技术英文名称中最后一个单词均含有“S”，故称为3S.,1.概念：在计算机软硬件支持下，对空间数据进行采集、管理、操作、分析、应用，为地理研究和决策提供服务技术系统。技术系统：地理空间数据库+专题属性数据库地理信息系统与传统地图比较分析,（二）3S技术分述-GIS技术,2.地理信息系统特点（与传统地图比较）a）系统数据存储量大b）数据检索、修改、更新、应用、分析方便c）可视化效果更好：动态显示、三维分析,（二）3S技术分述-GIS技术,3.组成要件：计算机软、硬件、数据、管理人员GIS主要软件：国内：中国地质大学MAPGIS北京大学：FounderMirageGIS（方正智绘数字制图系统）国外：美国ARC/INFO,ARCVIEW,MAPINFO,（二）3S技术分述-GIS技术,3.组成要件：计算机软、硬件、数据、管理人员GIS硬件：图形工作站个人计算机GIS数据：遥感（RS）、全球定位系统（GPS）、地图数据、统计数据、实测数据,（二）3S技术分述-GIS技术,4.系统构建的基本过程a)数据的收集与处理数据的标准化、规范化、坐标系统转换等b)数据的录入文字、统计数据、地图、图象等,（二）3S技术分述-GIS技术,c)数据的管理与维护数据库的管理与更新d)数据的应用数据的查询、检索、分析对比、预测预报、辅助决策、专家系统e)数据的输出,（二）3S技术分述-GIS技术,5.系统构建-空间数据库建立（地图制图）（在相关软件如：ARC/INFO、ARCVIEW等支持下完成这一过程），具体包括：1）地图数字化2）地图坐标及投影的转换3）地图的编辑、处理4）地图输出,（二）3S技术分述-GIS技术,1)地图数字化a）地图数字化概念删格数字化、矢量数字化删格数据：以删格象元作为基本单位，通过亮度值来逐一表示目标对象矢量数据：利用（x，y）坐标表示点、线、面的分布点：（x，y）线：（x1，y1；x2，y2；xn，yn）面：（x1，y1；x2，y2；xn，yn；x1，y1）,（二）3S技术分述-GIS技术,1)地图数字化a）地图数字化概念删格数据（图象数据）矢量数据（地图数据）,（二）3S技术分述-GIS技术,删格数据特点图象的分辩率象元概念,（二）3S技术分述-GIS技术,1,2,3,扫描图象的象元概念,3,矢量数据特点,（二）3S技术分述-GIS技术,1)地图数字化b）地图数字化方式扫描数字化：删格数据（图象数据）矢量数字化：矢量数据地图编辑建立在矢量数字化的基础上，主要方法：外设数字化，屏幕数字化,（二）3S技术分述-GIS技术,c）地图数字化步骤1）基础图件的选取2）专题要素的分层与分幅（考虑有利于专题图的组织、有利于图型的显示速度等）3）地图预处理（减小变形、透边处理、线划要素分级、选取控制点等）4）地图数字化,（二）3S技术分述-GIS技术,2.地图投影与坐标变换a）地图投影与坐标系投影目的：解决球面与平面间转换的矛盾投影坐标系：平面坐标与地理坐标、设备坐标与真实坐标主要投影：圆锥投影、方位投影、圆柱投影、高斯投影,（二）3S技术分述-GIS技术,b）坐标转换（包括投影转换）与最小二乘法坐标转换建立在最小二乘法的基础上，给定一定的参数后，由GIS软件自动实现,（二）3S技术分述-GIS技术,2)地图投影与坐标变换c）坐标转换的意义实现了地图的数学法则设备坐标与实际坐标的转换确保数据采集的精度实现多幅地图及不同比例尺图图间的匹配,（二）3S技术分述-GIS技术,3)地图数据的编辑地图中的点、线、面的处理、地图总体的设计、整饰,（二）3S技术分述-GIS技术,5.系统构建-属性数据库建立过程（在相关软件Dbase、Foxpro等支持下完成这一过程），具体包括：1）根据专题需要组织数据表及数据库字段项2）输入数据，建立数据库属性表3）表格的编辑与处理,（二）3S技术分述-GIS技术,5.系统构建-空间数据与属性数据的连接,通过关键字段进行图表连接，将空间数据库和属性数据库整合为一个有机整体,（二）3S技术分述-GIS技术,GIS主要应用1）数据的采集功能：键盘采集、地图数字化、实测数据输入、GPS数据采集等。2）数据的管理功能实现空间数据与属性数据的双向检索、查询3）空间分析与属性分析功能4）地理信息的可视化(地图制图)功能,（二）3S技术分述-GIS技术,GIS技术对地图制图的影响,GIS技术堪称为地图制图技术的延伸，使得制图的信息载负能力、应用、分析能力大大地增强。,（二）3S技术分述-GIS技术,GIS技术制图意义（数字制图）1）交互性2）无极缩放3）无缝地图4）动态载负量的调整5）多维化6）信息共享7）便于建模型分析等,（二）3S技术分述-GIS技术,GPS技术是以人造卫星为基础的无线电导航系统,为航天、航海、海洋、陆地等用户提供高精度、实时、全天候导航、定位、定时服务系统。,GPS星座1）美国：由24颗卫星组成，地面任一点任一时刻至少可同时接受到3颗卫星发射信号（P265）；2）中国：北斗导航卫星系统,（二）3S技术分述-GPS技术,GPS信号的接收,数据：地理坐标、高程值、接收信号时间接收机类型：静态定位类型：确定固定点位置动态定位类型：测定目标运动轨迹,（二）3S技术分述-GPS技术,制图意义,1）全球性动态参数测量及国家大地控制网测量2）野外调研过程中点位的确定3）专题制图中的应用例如：新增道路线的补测,（二）3S技术分述-GPS技术,（二）3S技术分述-RS技术,1.遥感技术（略）特点：空间特性、时相特性、光谱特性性2.意义：提供数据源：专题信息、高程信息,（二）3S技术分述-3S技术关系,GIS与RS、GPS的关系1）GIS与RS关系RS是GIS的基本数据源、GIS是RS数据信息处理的技术平台2）GIS、RS与GPS关系GPS为GIS、RS提供准确空间定位3）3S（GIS与RS、GPS）一体化是时代发展的要求信息时代特征：空间距离在缩小、信息周期更短,专题制图数字地图的制作-2维、3维、动态地图等,二、3S技术应用举例,汽辆导航与监控包括管理操作与监视操作两方面：地图、数据分析（如网络分析）、车辆定位RS：以遥感图象为基础制作电子地图、更新城市道路矢量图等；GPS：车辆定位、导航功能；GIS：道路信息查询以及其他相关信息管理、更新、辅助决策等,二、3S技术应用举例