地理信息技术应用——my

1、会计学1地理信息技术应用地理信息技术应用my地理信息系统及其应用地理信息系统及其应用一、地理信息系统一、地理信息系统二、地理信息系统应用二、地理信息系统应用(一一)地理信息系统的概念地理信息系统的概念(二二)地理信息系统的发展地理信息系统的发展(四四)地理信息系统的工作过程地理信息系统的工作过程(三三)地理信息系统的组成地理信息系统的组成地理数据：地理数据：地理数据是各种地理数据是各种地理特征和现象间地理特征和现象间关系的符号化表达。关系的符号化表达。从学科的角度，从学科的角度，GISGIS是在地理学、地图学是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发、测量学和计算机科学等学科基础上发

2、展起来的一门学科，具有独立的学科体展起来的一门学科，具有独立的学科体系；系； 从功能上，从功能上，GISGIS具有空间数据的获具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能输出和应用等功能地理信息系统与地图的区别地理信息系统与地图的区别(1)不仅有平面信息不仅有平面信息,还有三维立体的信息还有三维立体的信息(2)有很多的检索功能和大容量的信息库有很多的检索功能和大容量的信息库(3)随时进行信息的切换随时进行信息的切换缩放缩放补充测算等，获得更补充测算等，获得更新的信息新的信息(4)不仅有空间数据信息，还有景观照片和动态的影不仅有空间数据信息

3、，还有景观照片和动态的影像信息像信息(5)查询方式不同，地理信息系统通过计算机进行查查询方式不同，地理信息系统通过计算机进行查询和数据更新，而地图通过肉眼进行判读，获得地询和数据更新，而地图通过肉眼进行判读，获得地理信息。地理信息系统的信息更有针对性，速度也理信息。地理信息系统的信息更有针对性，速度也更快。更快。l特点：特点： 研究对象有地理分布特征。研究对象有地理分布特征。 强调空间分析的能力。强调空间分析的能力。 对图形操作，且图形和属性一体化管理。对图形操作，且图形和属性一体化管理。 是一项工程不但取决于技术体系，还取决于是一项工程不但取决于技术体系，还取决于工程组织体系。工程组织体系。

4、 （二）（二） 地理信息系统的发展地理信息系统的发展地理信息系统发展地理信息系统发展（二十世纪）（二十世纪）1、60年代：开拓期年代：开拓期2、70年代：巩固发展期年代：巩固发展期4、90年代：用户时代年代：用户时代3、80年代：大发展期年代：大发展期（三）（三） GIS的类型、结构与功能的类型、结构与功能地理信息系统按其内容分为三大类：地理信息系统按其内容分为三大类： 专题地理信息系统专题地理信息系统（Thematic GISThematic GIS）：是指以某一专业、）：是指以某一专业、任务或现象为主要内容的系统。为特定的专门的目的服务任务或现象为主要内容的系统。为特定的专门的目的服务，如

5、水资源管理信息系统、矿产资源信息系统、农作物估，如水资源管理信息系统、矿产资源信息系统、农作物估产信息系统、草场资源管理信息系统、水土流失信息系统产信息系统、草场资源管理信息系统、水土流失信息系统、环境管理信息系统等。、环境管理信息系统等。 区域地理信息系统区域地理信息系统（Regional GISRegional GIS）：主要以区域综合研）：主要以区域综合研究和全面信息服务为目标。如国家级、地区级、市级或县究和全面信息服务为目标。如国家级、地区级、市级或县级等。级等。 工具地理信息系统工具地理信息系统 ( (GISToolsGISTools）：它是一组具有图形图）：它是一组具有图形图像数字

6、化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等地理信息系统基本功能的软件包。地理信息系统基本功能的软件包。 1 1、GISGIS的类型的类型l1.1.计算机硬件系统计算机硬件系统l2.2.计算机软件系统计算机软件系统l3.3.空间数据空间数据l4.4.系统使用管理和维护人员系统使用管理和维护人员2 2、GISGIS的组成的组成组成组成功能功能包括的内容包括的内容硬件硬件用于数据和信息的采集、处理、加工用于数据和信息的采集、处理、加工、分析和输出、分析和输出软件软件提供储存分析、显示地理数据的功能提供储存分析、显示地理数据的功能包括数据输入与编辑、

7、数据包括数据输入与编辑、数据管理、数据操作以及数据显管理、数据操作以及数据显示和输出等示和输出等地理数据地理数据是是GIS建立的基础建立的基础包括基础数据和专题数据包括基础数据和专题数据人员人员GIS是一个动态的地理模型，仅有系是一个动态的地理模型，仅有系统的软硬件和数据，还不能构成完整统的软硬件和数据，还不能构成完整的地理信息系统，需要人员进行系统的地理信息系统，需要人员进行系统组织、管理、维护和数据更新、系统组织、管理、维护和数据更新、系统扩充完善以及应用程序并开采用空间扩充完善以及应用程序并开采用空间分析模型提取模型提取多种信息分析模型提取模型提取多种信息包括包括GIS系统开发的专业人系

8、统开发的专业人员和采用员和采用GIS完成工作的用完成工作的用户户应用模型应用模型应用模型是在对专业领域的具体对象应用模型是在对专业领域的具体对象过程进行大量研究的基础上总结出的过程进行大量研究的基础上总结出的规律表示，规律表示，GIS应用就是利用这些模应用就是利用这些模型对大量空间数据进行综合分析解决型对大量空间数据进行综合分析解决实际问题实际问题包括人口扩散模型、商业选包括人口扩散模型、商业选址模型、路径分析模型址模型、路径分析模型包括计算机主机包括计算机主机、数据输数据输入设备入设备、数据输出设备数据输出设备、数据传输设备、储存设备数据传输设备、储存设备（四）地理信息系统的工作过程（四）地

9、理信息系统的工作过程信息源信息源（地图、遥感图象、实验数据、（地图、遥感图象、实验数据、GPS数据）数据）数据处理数据处理（即建立空间模型和数据模型）（即建立空间模型和数据模型）数据库数据库（关于某一研究区域的若干图层的总和）（关于某一研究区域的若干图层的总和）数据分析数据分析（使各类数据之间的关系，以直观的形式表现出来，如图形、地图或表格）（使各类数据之间的关系，以直观的形式表现出来，如图形、地图或表格）表达表达（将系统分析的结果形成地图、图象、图表、数字等产品）（将系统分析的结果形成地图、图象、图表、数字等产品）采集采集储存储存分析分析输出输出信息源信息源数据处理数据处理数据库数据库空间分

10、析空间分析表达表达 信息源信息源:地图、遥感图象、野外考察、室内实验、社会经地图、遥感图象、野外考察、室内实验、社会经济统计获得。济统计获得。 数据处理：数据处理：建立空间模型和数据模型。空间模型是用点、建立空间模型和数据模型。空间模型是用点、线、面来表示地物的空间特征（如位置、形状）和属性特征线、面来表示地物的空间特征（如位置、形状）和属性特征（如种类、大小）。数据模型是通过一定的方式将所要表达（如种类、大小）。数据模型是通过一定的方式将所要表达的内容转变成数据，这是的内容转变成数据，这是GIS与地图最基本的差异。与地图最基本的差异。 数据库：数据库：地物空间特征和属性的各项数据的结合，构成

11、地物空间特征和属性的各项数据的结合，构成某一主题的图层，如地貌图层、土壤图层、土地利用图层等。某一主题的图层，如地貌图层、土壤图层、土地利用图层等。关于某一研究区域的若干图层就组成关于某一研究区域的若干图层就组成GIS数据库。数据库。 空间分析：空间分析：按一定规划对所研究的局部进行空间分析，也按一定规划对所研究的局部进行空间分析，也可对局部及其相邻的部分，以至整个区域进行综合分析。数可对局部及其相邻的部分，以至整个区域进行综合分析。数据库中各图层上有关的数据，都可供分析。据库中各图层上有关的数据，都可供分析。 表达：表达：将系统处理，分析的结果，形成可供研究、规划将系统处理，分析的结果，形成

12、可供研究、规划和决策人员使用的产品，主要形式有：地图、图象、统计图和决策人员使用的产品，主要形式有：地图、图象、统计图表、数字等。表、数字等。应用领域应用领域应用应用城市规划与管理城市规划与管理城市规划的设计、工程选城市规划的设计、工程选址、城市管理和辅助决策址、城市管理和辅助决策基础设施管理基础设施管理（道路交通、电力、电信、燃（道路交通、电力、电信、燃气、自来水、排污）气、自来水、排污）工程设计、应急抢修、日工程设计、应急抢修、日常维护常维护土地利用管理土地利用管理（土地使用性质变化，地块轮（土地使用性质变化，地块轮廓变化、土地权属关系变更）廓变化、土地权属关系变更）土地利用状况的监控和管

13、土地利用状况的监控和管理理生态环境管理生态环境管理城市生态规划、环境评价城市生态规划、环境评价、环境与区域可持续发展、环境与区域可持续发展的决策分析、环保设施管的决策分析、环保设施管理理二、地理信息系统应用二、地理信息系统应用GISGIS应用范畴应用范畴地理绘图地理绘图绘图机构绘图机构地质测绘地质测绘地方政府地方政府人口局人口局税务部门税务部门旅游服务业旅游服务业公用事业公司公用事业公司企业企业教育教育交通运输部门交通运输部门应用领域应用领域应用应用道路交通管理道路交通管理道路的通行状况道路的通行状况,定位事故地点定位事故地点,提提供交通疏散供交通疏散道路设计道路设计最佳路径分析、最小造价分析

14、最佳路径分析、最小造价分析道路建设道路建设工程进度、工程质量工程进度、工程质量道路管理道路管理路况信息、道路养护路况信息、道路养护地理信息系统在道路交通中的应用地理信息系统在道路交通中的应用浦东新区从业人员密度图 人口GIS2000年彩红外航空遥感调查的旧区2002年已改造旧区的绿地遥感特征31国家统计局人口统计系统国家统计局人口统计系统该系统是利用国家统计局关于全国第五次人口普查的结果，在GIS平台系统的基础上进行的二次开发。实时作出统计分析、动态制作统计图表，通过该系统用户可以在客户端实现对某年,某省的总人口、人口密度、出生率、死亡率、自然增长率等指标的查询，方便快捷而直观。32北京数字绿

15、化带信息系统北京数字绿化带信息系统该系统是北京市十五计划重点工程之一。该系统解决了大数据量卫星图像在网上传输，分级管理，矢量栅格叠加等关键技术问题。属国际领先，国内首创。33 环保空间信息共享与服务示范系统环保空间信息共享与服务示范系统该系统是国家环保局以江苏省环保信息为数据所做的一个示范系统，它又包括了十二个子系统。该系统采用了栅格式与矢量格式，用户通过客户端不但能进行一般的地理信息查询，还可进行统计、专题图制作、缓冲区分析、图形的分级放大与缩小等功能。环保空间信息共享与服务示范系统环保空间信息共享与服务示范系统遥感遥感(RS)技术及其应用技术及其应用一、遥感技术一、遥感技术三、遥感与环境灾

16、害监测三、遥感与环境灾害监测二、遥感与资源普查二、遥感与资源普查（一）遥感的概念与发展（一）遥感的概念与发展（二）遥感技术系统与遥感类型（二）遥感技术系统与遥感类型246810120.20.4 0.6 0.8 1.01.52.03.0辐射能力辐射能力J/(cm.min.um)波长波长（um）紫外线紫外线可见光可见光红外线红外线0.760.4 不同的物体对电磁波不同的物体对电磁波发射发射、反射反射和和吸收吸收的特征不同的特征不同（一）遥感的概念（一）遥感的概念 与发展与发展可见光可见光红外光红外光返回返回地物地物类型类型吸收和反射电磁波的特征吸收和反射电磁波的特征彩色航空片彩色航空片黑白近红外黑

17、白近红外遥感片遥感片彩色近红彩色近红外遥感片外遥感片红外遥红外遥感片感片水体水体对蓝绿光难以吸收对蓝绿光难以吸收对近红外波段吸收能力很强对近红外波段吸收能力很强水体中杂质对吸收能力会造水体中杂质对吸收能力会造成影响成影响呈蓝绿色的呈蓝绿色的封闭区域封闭区域有时会有白有时会有白点和黑色的点和黑色的污染物污染物呈深色以深呈深色以深灰和黑色为灰和黑色为主主污水颜色会污水颜色会相对较浅相对较浅呈深色以呈深色以黑色和蓝黑色和蓝灰色为主灰色为主污水多呈污水多呈青色甚至青色甚至黄色黄色早晨为早晨为浅色浅色夜晚为夜晚为深色深色植被植被对可见光吸收强烈对可见光吸收强烈，反射绿，反射绿光光对近红外反射强烈对近红外

18、反射强烈不同植物的反射能力与叶绿不同植物的反射能力与叶绿素含量有关素含量有关不同季节植物因叶绿素含量不同季节植物因叶绿素含量的变化使反射能力也发生变的变化使反射能力也发生变化化多为多为绿色绿色成成片分布片分布颜色随季节颜色随季节变化很大变化很大色调多为色调多为浅色，多浅色，多呈黄色甚呈黄色甚至红色至红色植物越鲜植物越鲜嫩则颜色嫩则颜色越深如粉越深如粉红色红色颜色较颜色较深深城市城市居民居民区区由于城市居民区多为混泥土由于城市居民区多为混泥土结构，而混泥土吸收能力极结构，而混泥土吸收能力极差，反射能力强差，反射能力强混泥土比热容量很小，白天混泥土比热容量很小，白天和晚上的温度差异很大和晚上的温度

19、差异很大灰白色甚至灰白色甚至白色白色颜色很浅颜色很浅白色和灰色白色和灰色白色白色浅灰色浅灰色深色深色色调较浅，色调较浅，多为灰白多为灰白色色植物越鲜植物越鲜嫩则颜色嫩则颜色越浅越浅2.遥感技术的主要环节遥感技术的主要环节 遥感平台遥感平台传感器传感器传输传输与接受与接受数字数字 图像处理设图像处理设备备3.遥感的特点遥感的特点: 探测的范围探测的范围广广、获得资料的速度快获得资料的速度快、周周期短期短，受地面条件限制少受地面条件限制少、成本低、效益大等成本低、效益大等 1.遥感遥感(RS)”千里眼千里眼” 遥感：人们利用一定的技术装备，在航空器或遥感：人们利用一定的技术装备，在航空器或航天器上

20、航天器上 ，在不与探测目标接触情况下，在不与探测目标接触情况下,记录目记录目标物对电磁波的标物对电磁波的辐射、反射、散射辐射、反射、散射等信息。并通等信息。并通过分析，揭示目标物的特征、性质及其变化的综过分析，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。合探测技术。遥感平台遥感平台传感器传感器传输传输分析与应用分析与应用物体辐射和反射电磁波物体辐射和反射电磁波收集收集接受与处理接受与处理标准标准类型类型运载工具运载工具电磁波的波电磁波的波谱范围谱范围应用领域或应用领域或专题专题环境遥感、大气遥感、资源遥感、环境遥感、大气遥感、资源遥感、海洋遥感、地质遥感海洋遥感、地质遥感农业遥感、农业遥感、

21、林业遥感林业遥感传感器的工传感器的工作特点作特点（二）遥感技术系统与遥感类型（二）遥感技术系统与遥感类型A航天遥感、航空遥感、近地遥感航天遥感、航空遥感、近地遥感紫外遥感、可见光遥感、红外遥感紫外遥感、可见光遥感、红外遥感 微波遥感、多谱段遥感微波遥感、多谱段遥感主动式、被动式主动式、被动式分类分类特征特征传感器传感器工作工作方式方式被动式传被动式传感器感器被动地探测目标物被动地探测目标物所反射或辐射的电所反射或辐射的电磁波磁波摄影机照相机、红摄影机照相机、红外扫描仪、多波段外扫描仪、多波段扫描仪扫描仪主动式传主动式传感器感器本身发射电磁波然本身发射电磁波然后接受回波后接受回波雷达雷达记录记录

22、方式方式成像传感成像传感器器以影像表示探测信以影像表示探测信息息摄影机、扫描仪、摄影机、扫描仪、成像雷达成像雷达非成像传非成像传感器感器以数字或图形输出以数字或图形输出探测信息探测信息光谱仪、红外辐射光谱仪、红外辐射计、雷达高度计算计、雷达高度计算摄影机主要用于可见光范围，扫描仪的工作波段较宽，雷摄影机主要用于可见光范围，扫描仪的工作波段较宽，雷达用于微波波段达用于微波波段（二）遥感技术系统与遥感类型（二）遥感技术系统与遥感类型B类型类型概念概念优点优点航天航天遥感遥感利用位于利用位于大气层外大气层外的卫的卫星、航天飞机、宇宙飞星、航天飞机、宇宙飞船、航天空间站等携带船、航天空间站等携带遥感仪

23、器的遥感遥感仪器的遥感覆盖范围大，不受领空限覆盖范围大，不受领空限制，可进行重复不定期观制，可进行重复不定期观测测航空航空遥感遥感利用大气层内利用大气层内飞机飞机携带携带遥感仪器的遥感。包括遥感仪器的遥感。包括60010000米的低、中米的低、中空遥感和空遥感和10000-25000米的高空超高空遥感米的高空超高空遥感机动性强，可以根据研究机动性强，可以根据研究主题选择适当的传感器、主题选择适当的传感器、适当的飞行高度和飞行区适当的飞行高度和飞行区域域近地近地遥感遥感距地面高度在几十米以距地面高度在几十米以内的遥感内的遥感用于城市遥感、海面污染用于城市遥感、海面污染监测、森林火灾监测等中监测、

24、森林火灾监测等中、高分辨率的遥感活动、高分辨率的遥感活动（二）遥感技术系统与遥感类型（二）遥感技术系统与遥感类型CD遥感片类型遥感片类型成像电磁波波段成像电磁波波段地物特征地物特征彩色航空遥感彩色航空遥感片片利用利用可见光可见光波段波段 遥感片上地物与天然色遥感片上地物与天然色实物十分接近实物十分接近近红近红外遥外遥感片感片黑白遥黑白遥感片感片利用利用可见光可见光和和近红外波段近红外波段对近红外光吸收能力越对近红外光吸收能力越强，色彩越深强，色彩越深彩色遥彩色遥感片感片相片的合成为人工合成相片的合成为人工合成，与天然实物色彩不同，与天然实物色彩不同，对近红外光吸收能力，对近红外光吸收能力越强、

25、色彩越深越强、色彩越深热红外遥感片热红外遥感片利用物体发射的利用物体发射的热能量扫描成图热能量扫描成图一般与物体温度有关，一般与物体温度有关，物体温度越高则颜色越物体温度越高则颜色越浅，反之越深浅，反之越深侧视雷达遥感侧视雷达遥感片片利用物体反射的利用物体反射的雷达波扫描成图雷达波扫描成图一般与物体反射的雷达一般与物体反射的雷达波能力有关，回波能力波能力有关，回波能力越强颜色越浅越强颜色越浅遥感的应用领域遥感的应用领域 遥感的应用领域遥感的应用领域二、遥感与资源普查二、遥感与资源普查A应用领域应用领域具体内容具体内容备注备注矿产资源矿产资源 蕴藏矿产的地方有许蕴藏矿产的地方有许多是多是地质断裂

26、地质断裂或环行或环行构造带，较容易借助构造带，较容易借助遥感技术遥感技术发现矿产发现矿产人们只需要分析人们只需要分析遥感图像就可以遥感图像就可以划定蕴藏矿产的划定蕴藏矿产的大致区域大致区域生物资源生物资源为农业、林业、为农业、林业、城市绿化、环境城市绿化、环境保护等部门服务保护等部门服务通过通过遥感图象解译遥感图象解译或图象处理技术或图象处理技术，提取植被的分布、提取植被的分布、类型、结构、健康类型、结构、健康状况、产量等数据状况、产量等数据B应用领域应用领域具体内容具体内容备注备注环境监测环境监测有利于人们了解有利于人们了解环境变化，使环环境变化，使环境得到保护和改境得到保护和改善善灾害监测

27、灾害监测旱情、水灾、滑坡、旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾病虫害、森林火灾有利于防灾减灾有利于防灾减灾荒漠化、土壤盐渍化、荒漠化、土壤盐渍化、海洋生态、植被变化、海洋生态、植被变化、水体变化污染、大气水体变化污染、大气污染、海上冰山、全污染、海上冰山、全球气候变化球气候变化C部门部门应用应用主要原理主要原理林业林业清查森林资源、监测清查森林资源、监测火灾和病虫害火灾和病虫害着火树木、病害着火树木、病害树木与正常树木树木与正常树木反射光谱不同反射光谱不同农业农业识别农作物、估算产识别农作物、估算产量、灾情预报量、灾情预报植物生长情况不植物生长情况不同，其反射

28、波谱同，其反射波谱特征不同特征不同思考思考:重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波段是重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波段是地物的不同状况地物的不同状况,有不同的反射率有不同的反射率,根据这一原理根据这一原理,可以利可以利用遥感的工作领域有用遥感的工作领域有:判断水体污染判断水体污染,分析城市大气污染分析城市大气污染,监测灾害监测灾害,粮食作物的产量等粮食作物的产量等. 在特定的卫星图上在特定的卫星图上,健康的植被往往呈鲜红色健康的植被往往呈鲜红色,长势弱的长势弱的植被颜色较浅，由此可以判断植被生长的状况。植被颜色较浅，由此可以判断植被生长的状况。实验原理实验原理举例举例利用高真空、强

29、利用高真空、强辐射、失重等地辐射、失重等地面实验难以模拟面实验难以模拟的物理条件，可的物理条件，可以在以在 卫星上进卫星上进行各种科学实验行各种科学实验农作物空间育种农作物空间育种 微生物菌种实验微生物菌种实验从卫星搭载的变从卫星搭载的变异种子中，选育异种子中，选育优良品种优良品种菌种在轨道飞行菌种在轨道飞行时比地面生长快时比地面生长快，样品返回可用，样品返回可用于生产抗菌素，于生产抗菌素，生物酶等医药产生物酶等医药产品品D遥感卫星的科学实验功能遥感卫星的科学实验功能返回返回 利用遥感技术可以及时探知森林火灾发生的地点利用遥感技术可以及时探知森林火灾发生的地点和范围和范围,可分析大火蔓延的方向

30、可分析大火蔓延的方向,为灭火总指挥制定灭为灭火总指挥制定灭火计划提供科学依据火计划提供科学依据.电磁波的热红外波段电磁波的热红外波段(更亮的浅色调更亮的浅色调)葛洲坝与三峡工地遥感图片葛洲坝与三峡工地遥感图片 61植被监测植被监测 农作物、农作物、森林等植森林等植被的叶片被的叶片对太阳光对太阳光的红光有的红光有强烈的吸强烈的吸收作用，收作用，对红外光对红外光有强烈的有强烈的反射作用反射作用 62洪涝监测洪涝监测从气象卫星多通道彩色从气象卫星多通道彩色合成产品就可以清晰看合成产品就可以清晰看到地表水体、植被、山到地表水体、植被、山体、海洋等地物，所以，体、海洋等地物，所以，利用发生水灾前后监测利

31、用发生水灾前后监测到的同一区域的水体，到的同一区域的水体，尤其是植被变化（因为，尤其是植被变化（因为，受灾后被淹区域地表光受灾后被淹区域地表光谱反射率发生明显变谱反射率发生明显变化），通过图象合成和化），通过图象合成和模式计算，可以获得受模式计算，可以获得受灾区域分布及面积灾区域分布及面积火灾监测火灾监测 19871987年利用气象卫年利用气象卫星监测到的大兴安星监测到的大兴安岭火灾发生时的情岭火灾发生时的情况况 当温度升高时，辐当温度升高时，辐射峰值波长移向短射峰值波长移向短波方向波方向 。当地表处于常温时，辐射锋值在传感器的4、5通道的波长范围，而当地面出现火点等高温目标时，其峰值就移向通

32、道3，使通道3的辐射率增大数百倍，利用这一原理，通过连续不断地观测，就可以及时发现火点 64沙尘暴监测沙尘暴监测 目前，利用目前，利用可见光和红可见光和红外多光谱卫外多光谱卫星通道信息星通道信息判别沙尘暴判别沙尘暴仍是较好的仍是较好的方法之一方法之一 扬沙区扬沙区65水污染水污染监测监测水污染主要是由于工业和生活废水排入城市周围的水体中，使水质发生变化，从而引起水的温度、密度、色度、透明度等物理性质的变化，以及化学组成和生物组成的改变，而导致水体发射波谱能量的变化，污水排放入江后的扩散特征，在遥感图像上极易识别,这些变化可以通过遥感手段监测到。应用遥感数据调查水体的污染时，主要通过假彩色合假彩

33、色合成图像成图像中水体的颜色、色调以及相关位置进行解译 常见的遥感系统常见的遥感系统 NOAA Landsat Spot EO-1 Terra/Modis Ikonos QuickBird风云系列风云系列Landsat TMLandsat TMLandsat TMSpot IKONOS卫星图像 IKONOS 图像EO-1FY-2EFY-2E拍摄印度洋两个气旋拍摄印度洋两个气旋应用实例：应用实例：遥感影像下的汶川地震一、全球定位系统一、全球定位系统二、全球定位系统与定位导航二、全球定位系统与定位导航（1）全球定位系统的组成）全球定位系统的组成（2）全球定位系统的的基本原理）全球定位系统的的基本原

34、理现有的全球卫星导航系统现有的全球卫星导航系统北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与星定位与通信系统通信系统（BDSBDS），是继美），是继美全球定位全球定位系统系统（GPSGPS）和俄）和俄GLONASSGLONASS之后第三个成熟的之后第三个成熟的卫星导航系统卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用。系统由空间端、地面端和用户端组成，可在全球范围内全天候、全天时户端组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初、授时服务，并具短报文通信能力，已经

35、初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度优于度优于20m20m，授时精度优于，授时精度优于100ns100ns。20122012年年1212月月2727日，北斗系统空间信号接口控制文件正日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版正式公布，北斗导航业务正式对亚太地式版正式公布，北斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。区提供无源定位、导航、授时服务。一、全球定位系统一、全球定位系统(GPS)1.1.概念：概念：具有在海、陆、空进行全方位、实时三维具有在海、陆、空进行全方位、实时三维导航与定位功能的新一代卫星导航与定位系统。导航与定位功能的新一代卫

36、星导航与定位系统。通俗地说：通俗地说：利用卫星，利用卫星，在全球范围在全球范围内适时进行内适时进行导航、定位导航、定位的系统的系统 全球定位系统是美国从本世纪全球定位系统是美国从本世纪70年代开始研制，历时年代开始研制，历时20年，年，耗资耗资200亿美元，于亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。目前的全球覆盖率为98%。 在美国在美国,GPS全球卫星定位技术与全球卫星定位技术与“阿波罗阿波罗”飞船登月飞船登月,航天飞机升空航天飞机升空,共

37、同位列为共同位列为20世纪世纪“三大三大航天工程航天工程” 它能够实时测量它能够实时测量“四度四度”：经度、纬度、高度、速度。：经度、纬度、高度、速度。 2.2.组成：组成：包括三大部分包括三大部分 空间部分、地面控制部分、用户设备部分空间部分、地面控制部分、用户设备部分GPS组成组成系统结构系统结构空间位置空间位置组成和分布组成和分布全全球球定定位位系系统统空间空间由由21颗工作卫星和颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，颗在轨备用卫星组成，24颗卫星均匀分布在颗卫星均匀分布在6个轨道平面内个轨道平面内地面地面由分布在全球的由分布在全球的5个地面站组成（个地面站组成（5个监控站、个监控站、1个主

38、控站和个主控站和3个注入站个注入站）用户用户导航接收机、测地型接收机、授时接收机导航接收机、测地型接收机、授时接收机实时计算出三维实时计算出三维坐标坐标速度速度以及以及时间时间GPS卫卫星星座星星座地面监地面监控系统控系统GPS信信号接收机号接收机空间部分各轨道平面相对于赤道平面的倾角为各轨道平面相对于赤道平面的倾角为55，轨道平面间距，轨道平面间距60。在每一轨道平面内，各卫星升交角距差在每一轨道平面内，各卫星升交角距差90 为了减少误差，一般要求为了减少误差，一般要求4颗卫星，颗卫星，用于定位的用于定位的4颗卫星称为定位星座。颗卫星称为定位星座。地面监控部分主控站主控站位于美国科罗拉多的斯

39、平士（位于美国科罗拉多的斯平士（Colorado Springs）的联合空间执行）的联合空间执行中心（中心（CSOC），三个），三个注入注入站分别设在大西洋、印度洋和太平洋的三个美站分别设在大西洋、印度洋和太平洋的三个美国军事基地上，即大西洋的阿松森（国军事基地上，即大西洋的阿松森（Ascension）岛、印度洋的狄哥）岛、印度洋的狄哥伽西伽西亚亚(Diego Garcia)和太平洋的卡瓦加兰和太平洋的卡瓦加兰(Kwajalein),五个监测站设在五个监测站设在主控站主控站和和三个注入站三个注入站以及以及夏威夷岛夏威夷岛。卫星上各种设备是否正常工作卫星上各种设备是否正常工作,是否一直是否一直沿

40、预定轨道运行沿预定轨道运行,要由地面设备监控要由地面设备监控主控站收集各监控站提供的主控站收集各监控站提供的GPS卫星观测数据、卫星卫星观测数据、卫星工作状态数据、各监测站和注入站自身的工作状态数工作状态数据、各监测站和注入站自身的工作状态数据。根据这些数据，完成各项工作：据。根据这些数据，完成各项工作：(1)如及时编算每颗卫星的导航电文并传送给注入站如及时编算每颗卫星的导航电文并传送给注入站；(2)控制和协调监测站间、注入站间的工作控制和协调监测站间、注入站间的工作，检验注，检验注入卫星的导航电文是否正确以及卫星是否将导航电文入卫星的导航电文是否正确以及卫星是否将导航电文发给了发给了gps用

41、户系统用户系统(3)诊断卫星工作状态诊断卫星工作状态，改变偏离轨道的卫星位置及，改变偏离轨道的卫星位置及姿态，调整备用卫星取代失效卫星。姿态，调整备用卫星取代失效卫星。 注入站注入站:在每颗卫星运行到上空时在每颗卫星运行到上空时,将导航数据及主控站的指令将导航数据及主控站的指令注入到卫星注入到卫星.用户设备类型类型应用应用用于用于运动载体运动载体的导航，分为车的导航，分为车载型、航海型、航空型和星载载型、航海型、航空型和星载型型能够实时给出载体的能够实时给出载体的位置位置和和速度速度，价格便宜，应用，价格便宜，应用广泛广泛测地接收机测地接收机定位精度高，仪器结构复定位精度高，仪器结构复杂，价格

42、较贵杂，价格较贵授时接收机授时接收机用于天文台及无线电通讯用于天文台及无线电通讯利用利用GPS卫星提供的高精卫星提供的高精度时间进行授时度时间进行授时用于精密大地测量用于精密大地测量 导航接收机导航接收机应用领域应用领域性能性能优点优点功能功能手持型手持型GPS接受机多为接受机多为导航使用导航使用液晶显示，导液晶显示，导航画面清晰，航画面清晰，配有背景灯，配有背景灯，方便夜间操作方便夜间操作，功能齐全，功能齐全不需要地面不需要地面设备，只要设备，只要收到卫星信收到卫星信号，就能快号，就能快速定位，不速定位，不受天气、行受天气、行政区域的限政区域的限制制能够计算当地的国能够计算当地的国际标准时间

43、，处于际标准时间，处于运动状态还能指出运动状态还能指出正北方，并将经过正北方，并将经过的地点、路线记录的地点、路线记录下来，方便返回时下来，方便返回时用；计算两点的距用；计算两点的距离，实现坐标系之离，实现坐标系之间的相互转换；计间的相互转换；计算日出、日落时间算日出、日落时间手持型手持型GPS接收机接收机3 3、特点和特点和用途用途 全能性、全球性、全天候、连续性、实时性全能性、全球性、全天候、连续性、实时性 提供精密的三维坐标，三项速度和时间信息提供精密的三维坐标，三项速度和时间信息GPS特点 (1)全球全球,全天候工作全天候工作 (2)实时性实时性,能提供连续、实时的三能提供连续、实时的

44、三 维位置、速度和精密时间，不受维位置、速度和精密时间，不受 天气的影响。天气的影响。（3）高精度）高精度（4）自动测量）自动测量它能够实时测量它能够实时测量“四度四度”：经度、纬度、高度、速：经度、纬度、高度、速度度GPS功能1、定位、定位:2、导航、导航:我现在在哪里？我要去哪里？如何去？我要去哪里？如何去？3、跟踪、跟踪:跟踪跟踪-监视人或物体的运动。监视人或物体的运动。4、绘图、绘图:用于绘制世界地图。用于绘制世界地图。5、定时、定时:提供精确的时间。提供精确的时间。二、GPS与定位导航GPS应用军事军事:导弹的飞行、飞机的导航、精确打击的实现导弹的飞行、飞机的导航、精确打击的实现测绘

45、：大地测量，地球地理学的研究，地区性测绘：大地测量，地球地理学的研究，地区性测量的控制网的联测，海洋测量，精密工程测测量的控制网的联测，海洋测量，精密工程测量，工程变形监测和低级测量等。量，工程变形监测和低级测量等。交通：关键是交通：关键是导航导航救援：关键是救援：关键是定位定位农业：什么是精准农业耕作？其优势在哪里？农业：什么是精准农业耕作？其优势在哪里？娱乐旅游娱乐旅游GPS应用应用领域领域主要功能主要功能在林业管在林业管理方面的理方面的应用应用GPS技术在确定林区面积，估算木材量技术在确定林区面积，估算木材量，计算可采伐木材面积，确定原始森林、，计算可采伐木材面积，确定原始森林、道路位置

46、，对森林火灾周边测量，寻找水道路位置，对森林火灾周边测量，寻找水源和测定地区边界方面可以发挥独特的重源和测定地区边界方面可以发挥独特的重要作用要作用在合理施在合理施肥，精确肥，精确农业管理农业管理方面的应方面的应用用依据农田土壤养分含量分布图，设置有依据农田土壤养分含量分布图，设置有GPS接收机的接收机的“受受控应用控应用”的喷施器，在的喷施器，在GPS的控制下，依据土壤养分含量的控制下，依据土壤养分含量分布图，能够精确地给田地各点施肥。分布图，能够精确地给田地各点施肥。(1)可以监测作物产量可以监测作物产量(计算机计算机产量监视器产量监视器GPS接收机接收机)(2)帮助合理施肥帮助合理施肥(

47、3)应用于土壤养分的分布调查应用于土壤养分的分布调查(GPS接收机把接收机把样品的位置样品的位置)在精确定时在精确定时方面的应用方面的应用每颗每颗GPS卫星上都有精密的原子钟，所卫星上都有精密的原子钟，所以以GPS接受器可以接收到精确的时间信接受器可以接收到精确的时间信息息信息接收信息接收信息发射信息发射应用领域应用领域通过车载通过车载GPS可以在屏幕上可以在屏幕上及时查看车辆及时查看车辆所在的经纬度所在的经纬度、运行轨迹、运行轨迹、速度、行进方速度、行进方向向车载电台把定车载电台把定位信息发给监位信息发给监控中心，在电控中心，在电子地图上显示子地图上显示出来，可对车出来，可对车辆进行调度指辆

48、进行调度指挥挥城市公共汽车城市公共汽车调度管理，旅调度管理，旅游区车辆报警游区车辆报警与调度，海关与调度，海关、公安、海防、公安、海防等部门对车辆等部门对车辆的调度与监控的调度与监控1、车载、车载GPS的功用的功用使装有使装有GPS的出租车配备合理，能最大程度的满足乘客的的出租车配备合理，能最大程度的满足乘客的要求，从而减少了空载率，降低能源消耗，节省运行成本，要求，从而减少了空载率，降低能源消耗，节省运行成本，并使行车、乘车安全系数大大提高等功能。并使行车、乘车安全系数大大提高等功能。应用类型应用类型应用领域应用领域应用作用应用作用向用户提供船舶的向用户提供船舶的位置位置、航速航速、航向航向

49、、时间信、时间信息、海图、海迹显示息、海图、海迹显示避免船只冲撞，确保避免船只冲撞，确保航行安全现在很难想航行安全现在很难想象那艘船舶不装备象那艘船舶不装备GPS导航系统和设备导航系统和设备把自己的位置和航向发把自己的位置和航向发送到航海管理中心送到航海管理中心便于中心的跟踪、搜便于中心的跟踪、搜寻和救援寻和救援3、航、航空应用空应用空域航路、着陆、机场空域航路、着陆、机场监视和管理监视和管理实现空域划分、空中实现空域划分、空中交通流量管理、飞行交通流量管理、飞行路径管理路径管理2、航、航海应用海应用4GPS系统的应用范例系统的应用范例 (1) 当奔驰的车辆行驶在车流熙攘的高速公路上时，司机启

50、动当奔驰的车辆行驶在车流熙攘的高速公路上时，司机启动自动驾驶系统，就可悠然自得地读书看报。车辆能自动与前车自动驾驶系统，就可悠然自得地读书看报。车辆能自动与前车保持距离，自动刹车或超车，自动驾驶系统能够精确到厘米。保持距离，自动刹车或超车，自动驾驶系统能够精确到厘米。在不打搅车内乘客读书看报的情况下，它能自动选择一条能避在不打搅车内乘客读书看报的情况下，它能自动选择一条能避免堵塞的道路前进。到达目的地后它会自动报告：免堵塞的道路前进。到达目的地后它会自动报告：“您已到您已到达。达。”这些听起来犹如神话，其实它都依赖于来自太空的信号。这些听起来犹如神话，其实它都依赖于来自太空的信号。这种高度精确

51、的太空信号就是由比这种高度精确的太空信号就是由比GPS更先进的欧洲更先进的欧洲“伽利略伽利略”卫星导航系统提供的。卫星导航系统提供的。(2)汽车安装上汽车安装上GPS接收机，不仅能利用电子地图知道自己的方接收机，不仅能利用电子地图知道自己的方位和其他街区的车辆行驶状况，从而绕开堵车地区，选择最便位和其他街区的车辆行驶状况，从而绕开堵车地区，选择最便利的路线行驶，还能在遇到劫匪报警时向警方提供自己精确的利的路线行驶，还能在遇到劫匪报警时向警方提供自己精确的所在位置，使警方尽快赶所在位置，使警方尽快赶+到据介绍：日本到据介绍：日本90的机动车都的机动车都安装有安装有GPS接收机接收机 。(3)GP

52、S电子站牌现身上海街头电子站牌现身上海街头:下一辆车离本站还有下一辆车离本站还有1.2千米千米,约约3分钟内到达分钟内到达.上海的许多上海的许多 出租出租车上装备了车上装备了GPS系统系统.公司可以根据公司可以根据GPS对出租车定位对出租车定位,并提供无并提供无线电联系以及电子地图线电联系以及电子地图一、数字地球的含义一、数字地球的含义三、数字地球的应用三、数字地球的应用二、数字地球二、数字地球的技术基础的技术基础四、数字中国与数字城市四、数字中国与数字城市数字地球数字地球按照戈尔提出的时间表按照戈尔提出的时间表,“数字地球数字地球”的基本实现预计在的基本实现预计在2020年年,而而“数字地球

53、数字地球”的初步实现设定在的初步实现设定在2005年左右年左右. 提出提出特点特点 技术技术 基础基础应用应用1998年年1月月31日日,美国副美国副总统阿尔总统阿尔戈尔在加利福戈尔在加利福尼亚科学中心的讲演中尼亚科学中心的讲演中正式提出了正式提出了“数字地球数字地球”(Digital Earth)的概的概念念.他说他说:“我相信我们需我相信我们需要一个要一个数字地球数字地球即一种可以嵌即一种可以嵌入海量入海量地理数地理数据据对我们星对我们星球所做的多分球所做的多分辩率辩率三维的三维的地球描述，即地球描述，即“虚拟地球虚拟地球”遥感技遥感技术、术、地地理信息理信息系统、系统、网络技网络技术、术

54、、虚虚拟现实拟现实技术技术可持续可持续发展、发展、农业、农业、灾害、灾害、资源、资源、教育等教育等方面方面一、数字地球的含义一、数字地球的含义严格地讲严格地讲： 以计算机技术、多媒体技术和大规模以计算机技术、多媒体技术和大规模储存技术为基础，以宽带网络为纽带，运用海量储存技术为基础，以宽带网络为纽带，运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它来作为工具支持和多种类的三维描述，并利用它来作为工具支持和改善人类的活动和生活质量。和改善人类的活动和生活质量。通俗地讲通俗地讲： 用数字的方法将地球、地球上的活动及用数字的方法

55、将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化装入电脑中，实现在网络上整个地球环境的时空变化装入电脑中，实现在网络上的流通，并使之最大限度地为人类生存、可持续发展的流通，并使之最大限度地为人类生存、可持续发展和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。数字地球是信息化的地球数字地球是信息化的地球地球的虚拟对照体地球的虚拟对照体信息高速公路和高速网络技术信息高速公路和高速网络技术高分辨率卫星遥感技术高分辨率卫星遥感技术空间信息技术与空间数据基础设施空间信息技术与空间数据基础设施 大容量数据存储技术大容量数据存储技术可视化和虚拟现实技术可视化和虚拟现实技术高性能计算能力高

56、性能计算能力二、数字地球二、数字地球的技术基础的技术基础“信息高速公路信息高速公路”的含义的含义“国家信息基础设施国家信息基础设施”（美国（美国-1993年）年） “信息高速公路信息高速公路”是一个集是一个集电话电话、电视电视、电脑电脑等功能于一体，能够综合处理等功能于一体，能够综合处理图图、文文、声声、像像等各种信息的一个全社会的等各种信息的一个全社会的立体化立体化通信网。通信网。国际互联网国际互联网（Internet），又叫因特网），又叫因特网 是信息高速公路的具体体现。是信息高速公路的具体体现。意为一个大容量、高速度的信息传递网络。它的正意为一个大容量、高速度的信息传递网络。它的正式名称

57、是式名称是“国家信息基础结构国家信息基础结构”，简称，简称NII1.计算科学技术计算科学技术: 随着高速计算机的使用随着高速计算机的使用,才能模拟那些不容才能模拟那些不容易易 观察到的现象观察到的现象,并能更好地理解已经观察到的数据并能更好地理解已经观察到的数据.2.大规模存储技术大规模存储技术: 数字化地球将要求存储数字化地球将要求存储1015字节的信息字节的信息.3.高分辨率卫星图象技术高分辨率卫星图象技术: 卫星图象分辨率达卫星图象分辨率达1米的商业卫星米的商业卫星系已于系已于1999年投入运营年投入运营.4.宽带网络技术宽带网络技术: 当前当前,电讯营运者已经在试验每秒电讯营运者已经在

58、试验每秒10亿信息亿信息单位的网络单位的网络, 1015信息单位的网络技术是因特网下一代的技术信息单位的网络技术是因特网下一代的技术目标之一目标之一.5.互操作性互操作性: 因特网和万维网之所以能够取得成功因特网和万维网之所以能够取得成功,关键在于关键在于达成统一的协议达成统一的协议.这样这样,有关的地理信息就能被共享有关的地理信息就能被共享.6.元数据元数据: 元数据是指元数据是指“关于数据的数据关于数据的数据”以了解信息的名以了解信息的名称称 位置位置作者或信息来源作者或信息来源数据数据数据形式数据形式分辨率等有分辨率等有助于建立其他的地理坐标信息系统助于建立其他的地理坐标信息系统. 三、

59、数字中国与数字城市三、数字中国与数字城市 （一）概况：（一）概况： “数字地球数字地球”不仅仅在于超越空间和时间的不仅仅在于超越空间和时间的界限界限,更在于它能帮助人类缓解环境危机、预防自然灾害、打更在于它能帮助人类缓解环境危机、预防自然灾害、打击犯罪和持续发展击犯罪和持续发展.中国政府和学术界在中国政府和学术界在“数字地球数字地球”的基础的基础上提出上提出“数字中国数字中国”的构想的构想. 在数字城市的建设中在数字城市的建设中,“数字北京数字北京”是一个由基础层是一个由基础层应用应用层和决策层组成的完整体系层和决策层组成的完整体系.在在“基础层基础层”,北京市要加快首都北京市要加快首都公用信

60、息平台的建设公用信息平台的建设;在在“应用层应用层”,要加快建设环境与生态、要加快建设环境与生态、资源管网、城市建设规划、交通管理、社区服务、电子政务、资源管网、城市建设规划、交通管理、社区服务、电子政务、电子商务、远程教育、远程医疗等核心子系统电子商务、远程教育、远程医疗等核心子系统. 虽然虽然,我国我国“数字城市数字城市”建设的软件硬件及整体解决方案与建设的软件硬件及整体解决方案与国际相比还有距离国际相比还有距离,像北京、上海、广州等像北京、上海、广州等“数字城市数字城市”榜样榜样的推广还有待探索的推广还有待探索;但像南海市、东莞市石龙镇这样信息化发但像南海市、东莞市石龙镇这样信息化发达的