3S技术与集成-考试复习资料.docx

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1、3S技术：是遥感技术（Remotesensing,RS）、地理信息系统（GeOgraPhyinformatiOnSyStems,GlS）和全球定位系统（GlObalpositioningsystems,GPS）的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。GIS（地理信息系统）：是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。GlS是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理（简而言之

2、，是对地球上存在的现象和发生的事务进行成图和分析）。GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。RS:Remotesensing,遥感是指非接触的，远距离的探测技术。一般指运用传感器/遥感器对物体的电磁波的辐射、嬴通性的探测，并依据其特性对物体的性质、特征和状态进行分析的理论、方法和应用的科学技术。GPS：是英文GlObalPositioningSystem（全球定位系统）的简称。利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导

3、航系统，能为全球用户供应低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息。系统由空间星座、地面限制和用户接收机三部分组成。数字地球：个以地球坐标为依据的、具有多辨别率的海量数据和多维显示的地球虚拟系统。数字地球看成是“对地球的三维多辨别率表示、它能够放入大量的地理数据”。戈尔的数字地球学是关于整个地球、全方位的GIS与虚拟现实技术、网络技术相结合的产物。大数据：或称巨量资料,指的是所涉及的资料量规模巨大到无法通过目前主流软件工具，在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助企业经营决策更主动目的的资讯。大数据的4V特点：Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多样

4、）、Value（价值）。云计算:（cloudcomputing）是基于互联网的相关服务的增加、运用和交付模式，通常涉及通过互联网来供应动态易扩展且常常是虚拟化的资源。云计算是通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将与互联网更相像。这使得企业能够将资源切换到须要的应用上，依据需求访问计算机和存储系统。它意味着计算实力也可以作为一种商品进行流通，取用便利，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。才线曲_就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括民生、环保、公共平安、城市服务、工商业活动在内的各种需

5、求做出智能响应。其实质是利用先进的信息技术，实现城市才智式管理和运行，进而为城市中的人创建更美妙的生活，促进城市的和谐、可持续成长。RS的最新发展1、应用卫星的发展：遥感的多平台、多传感器和多角度；2、传感器辨别率的发展：空间、时间、波谱；3、分析处理技术的发展：对地定位和智能化分析；4、应用卫星的发展：信息获得向三维动态方向发展，定性描述向定量表达过渡，应用方向转向环境探讨。GlS的最新发展1、空间数据库趋向“三库”一体化：面对对象的数据模型及图形矢量库、影像栅格库和DEM格网库;2、空间数据表达趋向多尺度；3、数据挖掘技术可发觉更多学问；4、互联网推动互操作及地学信息服务业；5、将形成较完

6、整的理论框架体系。3S技术的集成模式目前，3S技术集成主要还是采纳两两集成的模式，即通过3S技术与功能的两两组合，共同作用，形成有机的一体化系统，已快速精确的获得具有定位功能的对地观测信息，实现对系统信息的实时更新和对地表现象与过程的综合分析。其主要技术思路如图。两两集成和整体集成（手机）3S技术的集成的关键技术1、多源、多时相、多尺度信息的获得技术：遥感技术、GPS技术、空三摄影测量技术、定位定向系统技术、激光断面扫描测高技术；2、多源、多时相、多尺度信息的集成技术：GIS技术、多尺度地理信息的自动综合技术、多源多时相多尺度地学信息的统一坐标系技术、多时空数据一体化管理技术、多源异构数据的格

7、式转换技术；3、空间信息的动态管理与综合分析技术：GIS数据的自动更新技术、数据仓库技术、数据挖掘技术、模型库管理系统技术、模型库与应用系统的无缝集成技术；4、3S技术集成的数据通信与交换技术：数据单向实时传送技术、数据双向实时传送技术、数据交换技术；5、3S技术集成的虚拟现实与可视化技术：虚拟现实技术、地理空间信息的可视化技术。3S技术集成的理论依据3S技术集成的核心是对地理信息的认知，即通过对地球圈层间信息传输过程与物理机制的探讨，揭示地球几何形态和空间分布及改变规律。因此，地理信息理论和地理信息认知理论足3S技术集成的基础理论。4D产品DEM（数字高程模型）、DOM（数字正射影像）、DR

8、G（数字栅格地图）、D1.G（数字线划地图）；4D产品的生产成本较低、数据组合敏捷，影像、栅格图形和矢量图形之间能够相互补充。地物的反射波谱特征1、植被：可见光0.45Um（色素）、近红外0.7-1.1（叶片内部细胞结构）、短波红外1.41.92.7（含水量）；2、土壤：土壤之地和有机质含量。另氧化铁含量；3、水体：水体本身光学性质和水的状态；4、岩石：无统一。传感器的主要类型：司见光近红外遥感、远红外遥感、微波遥感。遥感图像辨别率1、空间辨别率：指像元所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬间视场或地面物体能辨别的最小像元。2、波谱辨别率：包含两方面信息，一是指传感器所用的波段数目、波段波长及其

9、波段宽度，二是指辐射辨别率（传感器接受波谱信号时，能辨别的最小辐射差）。3、时间辨别率：对同一地点进行遥感采样的时间间隔。数据融合是对来自不同遥感数据源的高空间辨别率影像数据与多光谱数据，依据肯定的融合模型，进行数据合成，获得比单个遥感数据源更精确的数据，从而增加影像质量，保持多光谱特性，提高空间辨别率，达到信息优势互补、有利于图像解译和分类应用的目的。融合层次分为像素级融合、特征级融合、决策级融合。地理空间：般指地球表层生命活跃、人地关系最为亲密的区域。它上至大气电离层，下至地幔莫霍面，包括岩石圈、水圈、生物圈和大气圈，之间又相互交叉，能量、信息交换极为活跃，是一个困难的开放式巨系统。以地球

10、椭球面为界，地理空间又分为内地理空间和外地理空间。地理信息工是有关地理空间对象的性质、特征和运动状态的表征以及一切与之相关有用的学问。建立地理信息系统的目的就是在表达、存贮、管理地理信息的基础上，通过地理信息的综合分析、模拟、再现等，为地理探讨和空间规划管理等的应用供应决策支持。地理数据：足相关地理现象、地理特征及关系的符号化记载，是地理信息的载体和形式。地理信息基本特征：除具备客观性、适用性、可传输性和共享性等基本信息特征，开具有：1、空间位置及分布特征；2、多媒体特征；3、时变性；4、多尺度特性：空间多尺度、语义多尺度、时间多尺度；5、多维结构特性。空间对象：是地理空间的组成单元,是对地理

11、现象和地理事物简化、抽象的结果。空间对象的描述主要包括空间特征、属性特征和时态特征。空间关系有：方位关系、度量关系、拓补关系。空间数据库设计过程：需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计。GIS数据的管理方案：1、文件与关系数据库的混合管理；2、全关系型空间数据库管理；3、对象关系型空间数据库管理；4、面对对象的空间数据库管理。空间分析：是基于空间数据的分析技术,它以地学原理为依托，通过相关算法，从空间数据中提取新的空间学问，为地理探讨和地理决策服务。空间分析的基本功能：1、叠置分析：它通过将同一地区两组或两组以上的图层要素叠置，产生新的多边形，并对其范围内的属性进行分析。2、缓冲区分析：它依据

12、分析对象的点、线、面实体自动建立他们四周肯定距离的带状区，用于识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为分析决策供应依据。3、网络分析：是通过分析、模拟网络的状态以及资源在网络上的流淌和安排状况，对网络结构及其资源的优化配置问题进行探讨。4、空间统计分析：主要用于空间目标的分类与综合评价。 空间变量的筛选； 空间目标分类：分类方法有聚类分析和判别分析两类； 综合分析评价：一般经过四步1、评价因子的选择与简化2、多因子重要性指标（权重）的确定3、因子内各类别对评价目标的隶属度确定4、选用某种方法进行多因子综合。地理信息可视化：是现有计算机可视化技术的详细应用,是以地理环境为依托，以地

13、理信息系统为工具，采纳二维三维等表现形式，把实测或计算获得的大量抽象的空间数据转换为人的视觉可以干脆感受的图形图像，从而通过视觉效果，探讨地理信息所反映的规律与学问。二维空间数据的可视化一地图方法涉及内容：检索数据、预处理（投影变换、数据压缩、几何数据的光滑）、符号化、地图显示。三维仿禀地图1.是基于三维仿真和计算机三维真实感图形技术而产生的三维地图，具有仿真的形态、光照和纹理等，也可进行各种三维量测和分析。三维仿真地图的生成步骤：1、地面模型的三角形剖分；2、依据视点位置和视察方向对地面进行图形变换；3、图形消隐；4、用光照模型计算可见面的亮度和色调；5、三角面片的明暗处理；6、纹理映射。虚

14、拟现实：之称灵境技术,是指通过三维立体显示器、数据手套、三位鼠标、数据衣、立体声耳机等使人能完全沉醉在计算机生成的一种特别三维图形环境中的技术，人可以操作限制三维图形环境，实现特别目的。!实技术在人机关系的31特征：沉醉感ImmerSion:能给人们以真实世界的感觉全方位地沉醉在这个虚幻的世界中。交互性Interaction:不同于CAD系统所产生的模型可以对运用者的输入作出反应。想象性Imagination:用户和VR系统并行操作,发挥用户的创建性想象力。GPS卫星的基本功能：1、接受和存储由地面监控站发来的导航信息，接受并执行监控站的限制指令;2、进行部分必要的数据处理工作；3、通过星载枷

15、钟和钠钟供应精密的时间标准；4、向用户发送定位信息；5、在地面监控站指令下，通过推动器调整卫星姿态和启用备用卫星。GPS系统的特点：1、定位精度高；2、观测时间短；3、测站间无需通视;4、可供应三维坐标;5、操作简便；6、全天候作业；7、功能多应用广。GPS坐标系统：由于GPS是全球性的定位导航系统，其坐标系统也必需是全球性的，目前，GPS测量中所运用的协议地球坐标系统称为WGS-84世界大地坐标系。WGS-84世界大地坐标系：原点是地球质心,z轴指向BIH1984.0定义的协议地球级方向，X轴指向BIH1984.0的零子午面和协议地球极赤道的焦点，y轴与X轴、Z轴成右手坐标系。伪距测量定位原篷伪距观测量是通过测量卫星信号从放射时刻到接收机接受时刻的时延乘以光速得到的距离管测量。3S集成的目的、本质：目的：是对现实世界或现实世界的自然现象通过计算机进行数字刻画、模拟和分析；本质：是对地理空间对象的地学特征进行空间描述与表达，包括从现实世界到比特世界以及从比特世界到计算机世界的两个转换过程，这两个过程是通过对空间对象的定位、地学信息的空间获得以及空间分析等功能的综合集成来实现的。惯性导航系统：是利用惯性敏感元件测量航行体相对惯性空间的线运动和角运动参数，在给定的运动初始条件下，由计算机推算出航行体的姿态、方位、速度和位置参数，从而