GIS考试培训.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,3S,基础知识与整合应用,主讲：罗志军 副教授,江西农业大学国土学院,全国,GIS,应用水平考试,培训之三,第,1,部,分 遥感基础知识,第,2,部分,G,PS,基础知识,第,3,部分,3,S,结合及应用,提 纲,1,、,RS,的概念与发展,2,、,RS,的基本原理、分类和特点（掌握）,3,、,RS,常用传感器、常用数据和软件,4,、数字影像处理的主要功能,5,、,RS,的优势和应用,第,1,部,分 遥感基础知识,1,、,RS,的概念与发展,第,1,部,分 遥感基础知识,遥感,：从远处探测、感知物体或事物的技术。,即不直接接触物体本身，从远处通过各种传感器探测和接收来自目标物体的信息，经过信息的传输及其处理分析，来识别物体的属性及其分布等特征的综合技术。,遥感技术系统,：是一个从地面到空中直至空间；从信息收集、存储、传输处理到分析判读、应用的完整技术系统。,卫星,传感器,信息接收、处理,用户制图,实况调查,分析判断,物体,1,、,RS,的概念与发展,第,1,部,分 遥感基础知识,遥感技术是,20世纪60,年代发展起来的一门综合性探测技术。,无记录的,地面遥感阶段,（16081838年）：,望远镜远距离观测目标（不能形成图像）。,有记录的,地面遥感阶段,（18391857年）：,摄影技术的发明与望远镜结合发展成为远距离摄影,空中摄影,（,航空,）,遥感阶段,（18581956年）：,气球，飞鸽，风筝；1903年飞机问世，,1909,年后航空照片用于地形图和地形测量，航空遥感向实用化迈进。,航天遥感阶段,（1957）：,1957，苏联第一颗人造地球卫星发射成功。,2,、,RS,的基本原理、分类和特点,第,1,部,分 遥感基础知识,原理：,地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反射信息和能量（电磁波），,不同地物的电磁波特性是不同的,。一般地，地物反射率随波长变化有规律可循，从而为遥感影像的判读提供依据。,分类：,按遥感平台,的高度分为：,地面遥感、航空遥感、航天遥感,（航宇遥感）。,按,光谱波段,分,紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感,。,按,应用对象,分,资源遥感,与,环境遥感,。,按,空间尺度,分,全球遥感、区域遥感和城市遥感,。,2,、,RS,的基本原理、分类和特点,第,1,部,分 遥感基础知识,特点：,多源性。即多层次、多波段信息特征。,宏观性。覆盖范围大，视野广，具有一定概况性。,周期性。具有时相特点，可满足动态监测和预报分析需要。,综合性。遥感信息是各种地理要素在影像上的综合反映，反映该像元对应一定范围内地物的综合特征。,可量化。不同地物电磁波能量差异以灰度值差来表示。,3,、,RS,常用传感器、常用数据和软件,第,1,部,分 遥感基础知识,常用的传感器：,航空摄影机、全景摄影机、多光谱摄影机、多光谱扫描仪,(MSS),、专题制图仪（,TM,）、反束光导摄像管（,RBV,）、,HRV,扫描仪、合成孔径侧视雷达（,SLAR,）。,常用的遥感数据,：,美国陆地卫星（,Landsat,）,TM,和,MSS,遥感数据，法国,SPOT,卫星遥感数据，加拿大,Radarsat,雷达遥感数据。随着,RS,发展，高分辨率遥感卫星,Quickbird,和,IKONOS,遥感数据也开始商业化。,主要的遥感应用软件,：,ERDAS,、,ENVI,、,PCI,和,ERMapper,。,4,、数字影像处理的主要功能,第,1,部,分 遥感基础知识,数字图像处理的概念：,利用计算机对遥感图像及其资料进行的各种技术处理。,数字图像处理的功能。,数字图像处理包括各种可以对图像进行处理的操作，这些操作包括图像校正、图像压缩、图像存储、图像增强、处理、量化、空间滤波以及图像模式识别等，还有其他更加丰富的内容。,4,、数字影像处理的主要功能,第,1,部,分 遥感基础知识,遥感图像解译的方法有：,目视解译法；,计算机解译法。,遥感图像的计算机解译方法包括监督分类法和非监督分类法。,5,、,RS,的优势和应用,第,1,部,分 遥感基础知识,RS,的优势,（与常规技术相比）,：,多源性、宏观性、周期性、综合性、可量化。,RS,的应用：,在资源调查与管理中的应用；,在农业、林业方面的应用；,在地质矿产方面的应用；,在水文、水资源方面的应用；,在环境监测及自然灾害监测预报方面的应用；,1,、,GPS,的概念与发展,2,、,GPS,的作用及特点（掌握）,3,、,GPS,误差校正,第,2,部,分,GPS,基础知识,1,、,GPS,的概念与发展,（,1,）,GPS,的概念,全球定位系统,GPS,（,Global Position System,）或,NAVSTAR GPS,是利用多颗导航卫星的无线电信号，对地球表面某地点进行,定位，报时,或对地表移动物体进行,导航,的技术系统。,美国,GPS,系统由,3,部分组成：,空间部分,（,GPS,卫星星座）；,地面控制部分,（地面监控系统）：包括主控站、监测站与注入站；,用户部分,（,GPS,信号接收机）。,全球定位系统,GPS,（美国）、,全球轨道导航卫星系统,GLONASS,（俄罗斯）、北斗卫星导航定位系统,CNSS,（中国）、,Galileo,系统（欧盟）。,第,2,部,分,GPS,基础知识,GPS,系统的组成,空间部分：,提供星历和时间信息,发射伪距和载波信号,提供其它辅助信息,地面控制部分：,中心控制系统,实现时间同步,跟踪卫星进行定轨,用户部分：,接收并测卫星信号,记录处理数据,提供导航定位信息,24,颗卫星,(21+3),6,个轨道平面,55,轨道倾角,2,万,km,轨道高度,12,小时,(,恒星时,),轨道周期,5,个多小时出现在地平线以上,GPS,卫星星座,目前轨道上实际运行的卫星个数已经超过了,32,颗,GPS,信号接收机,DSNP,LEICA,GARMIN,奇遇,TRIMBLE,天宝,ASHTECH,JAVAD,GPS,信号接收机,GPS,信号接收机,1,、,GPS,的概念与发展,（,2,）卫星导航定位系统的发展,美国,GPS,发展史,俄罗斯格洛纳斯,GLONASS,发展史,欧盟伽利略,Galileo,发展史,中国北斗系统,CNSS,发展史,GPS,发展史,方案论证阶段,为满足军事和民用对连续实时和三维导航的迫切要求，,1973,年美国国防部开始组织陆海空三军，共同研究建立新一代卫星导航系统的计划，即,GPS,。,1978,年,2,月,22,日，第,1,颗,GPS,试验卫星发射成功。,从,1978,年到,1979,年，共发射了,4,颗试验卫星。研制了地面接收机及建立地面跟踪网。,铯原子钟,计算机,2,块,7m,2,的太阳能翼板,无线电收发两用机,导航荷载（接收发射数据）,姿态控制和太阳能板指向系统,GPS,发展史,全面研制和试验阶段,从,1979,年到,1987,年，又陆续发射了,7,颗试验卫星，研制了各种用途接收机。实验表明，,GPS,定位精度远远超过设计标准。,GPS,的发展简史,实用组网阶段,1989,年,2,月,14,日，第,1,颗,GPS,工作卫星,发射成功。,1991,年，在海湾战争中，,GPS,首次大规模用于实战。,1993,年底实用的,GPS,网即（,21+3,）,GPS,星座已经建成，今后将根据计划更换失效的卫星。,1995,年,7,月,17,日，,GPS,达到,FOC,完全运行能力（,Full Operational Capability,）。,SPS,与,PPS,SPS,标准定位服务，使用,C/A,码，民用,PPS,精密定位服务，可使用,P,码，军用,SA,政策,（已于,2000,年,5,月,1,日取消）,Selective Availability,选择可用性：人为降低普通用户的测量精度。,方法,技术：轨道加绕（长周期，慢变化）,技术：星钟加绕（高频抖动，短周期，快变化）,AS,政策,Anti-Spoofing,反电子欺骗,P,码加密,，,P+W-Y,美国政府的,GPS,政策,俄罗斯,GLONASS,发展史,类似,GPS,，,是俄罗斯以空间为基础的无线电导航系统；,采用了军民合用、不加密的开放政策；,其前身,CICADA,与子午系统同期，于,1965,年设计，有,12,颗卫星；,20,世纪,70,年代中期开始启动,GLONASS,计划；,1982,年,10,月,12,日发射第一颗,GLONASS,卫星；,1996,年,1,月,18,日，完成,24,颗卫星的布局，卫星具备完全工作能力；,由于经济原因，现在天空上的,GLONASS,卫星仅为,8,颗。,GLONASS,GPS/GLONASS,系统参数比较,GPS,GLONASS,卫星星座,21+3,21+3,轨道平面,6,个轨道面,3,个轨道面,轨道倾角,55,。,64.8,。,轨道高度,20,200km,19,123km,运行周期,11,小时,58,分钟,11,小时,15,分钟,星历数据,轨道开普勒根数,地心直角坐标,卫星寻址,CDMA,（码分多址）,不同的卫星采用不同的,PRN,码加以区分,FDMA,（频分多址）,（,L1,）,1602+k,?/16,MHz,（,L2,）,1246+k,?/16MHz,载波频率,L1,：,1575.42MHz,L2,：,1227.6MHz,1602.5625MHz1615.5MHz,1246.4375MHz1256.5MHz,基准坐标系,WGS-84,PZ-90,测距码,伪随机噪声码,伪随机噪声码,码元数,1023 bit,511 bit,码周期,1 ms,1 ms,码频率,1.023 MHz,0.511 MHz,时间基准,GPS,时统，与,UTC,保持一定,的差值，无跳秒,GLONASS,时统，经常调整与,UTC,保持一致，有跳秒,导航电文,37500 bits,，持续,750,秒,7500 bits,，持续,150,秒,欧盟,Galileo,发展史,背景：,GLONASS,在轨卫星缺失，,GPS,独霸市场，而且,GLONASS,、,GPS,均由军方控制。,欧盟：要建立国际民间控制的或欧盟自己的民用导航系统,特点：共享的独立于,GPS,的无增强条件下的适于海陆空的系统。参股共建，收费。,发展阶段（规划）：,（,1,）,2000,年前，可行性评估或定义；（,2,）,20012005,，开发和检测；（,3,）,20062007,，部署；（,4,）,2008,，商业运行,Galileo,计划概况,伽利略计划的资金预计为,32,亿到,36,亿欧元,系统由,30,颗高轨道卫星组成，分布在轨道高度为,2.4,万千米、倾角为,56,度的,3,个轨道面上。,基础设施包括天基和地基两部分。,卫星将为用户提供精确的时间和误差不超过一米的全球精确定位服务，与美国,GPS,和俄罗斯的,GLONASS,争夺市场。,欧盟为何重视伽利略计划,首先，打破美国在这方面的垄断地位，为欧盟赢得可观的,市场份额,。,权威部门预计：伽利略计划将为欧盟创造,15,万个高技术含量的就业岗位；每年经济收益有,100,亿欧元之多；仅出售航空和航海终端设备一项就可在,2008,年至,2020,年将获得,150,亿欧元收入。,第二，欧盟开发此项目可为欧盟现在极力提倡的欧洲共同,安全防御,政策服务。,第三，欧盟认为，没有,科技上的领先,地位，欧盟在将来许多事务中就没有主导权。,Galileo,计划的历程与困境,历程：,阿基米德,-GEO-HEO-MEO-LEOGalileo,主要面临的困难（导致发展缓慢）：,投资巨大：“伽利略系统”高达,36,亿欧元的造价；,美国政府的极力反对：美国的干扰在一定程度上推迟了“伽利略”计划的通过。,各国的态度,:,美国：美国说“伽利略”是个很坏的计划,法国：对美国的垄断感到不满,德国、荷兰、英国：经济,中国北斗系统,CNSS,发展史,北斗卫星导航系统是是,中国,自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与,通信系统,（,CNSS,）。,目的,：快速定位、实时导航，简短通讯，精密授时；,发展历程,（分三步走）：,2000,2003,年，建成由,3,颗卫星组成的北斗试验系统；建设北斗导航系统，于,2012,年前形成我国及周边地区的覆盖能力；于,2020,年左右，形成全球覆盖能力。,定位工作主要在中心站完成，属于主动式导航定位系统；,二维导航和定位，高程结果需要由其他途径获得；,主要的优势在于军用：通讯、集团用户的调度和派遣。,北斗系统定位的特点,地面中心站,用户,S,1,S,2,D,S1,D,S2,D,1,D,2,CNSS,系统与,GPS,系统比较,覆盖范围：,CNSS,系统是覆盖中国本土的区域导航系统。,GPS,是覆盖全球的全天候导航系统，能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到,6-9,颗卫星（最多,11,颗）。,数量和轨道：,CNSS,是在地球赤道平面上设置,2,颗地球同步卫星。,GPS,是在,6,个轨道平面上设置,24,颗卫星。,GPS,导航卫星轨道为准同步轨道。,定位原理,：,CNSS是主动式双向测距二维导航。地面中心控制系统解算，供用户三维定位数据。GPS是被动式伪码单向测距三维导航。由用户设备独立解算自己三维定位数据。CNSS失去了无线电隐蔽性；体积、重量、价格和功耗处于不利。,定位精度：,北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度目前约20ns。,用户容量：,北斗导航系统由于是主动双向测距的询问,应答系统，北斗导航系统的用户设备容量是有限的。GPS,是单向测距系统，容量是无限的,。,第,2,部,分,GPS,基础知识,1,、,GPS,的概念与发展,（,3,）,GPS,定位原理,从理论上讲，知道,3,颗卫星至观测站（放置,GPS,接收机）之间的几何距离，并利用,GPS,接收机收到的这,3,颗卫星导航电文推算出卫星的瞬时坐标，就可以计算出观测站的位置。,但是一般,GPS,接收机安装的并非精密原子钟，接收到的时间存在误差，因此需要利用第,4,颗卫星进行时间上纠正，以保证时间上同步。这样，确定一个目标所处的三维位置，就需要同时接收,4,颗卫星的信号，测出,4,个伪距，建立四个方程来求解,4,个未知数,X,、,Y,、,Z,、,t,。,GPS,卫星,GPS,单机实时定位原理,基准站,（坐标已知）,GPS,卫星,待定站,（坐标未知）,差分定位精度,伪距：,5m,相位：米级,到毫米级,差,分,GPS,（,DGPS,）,定位原理,（,1,）,GPS,的作用,GPS,目的与优势,：（,1,）全球通用；（,2,）,24,小时可以定位，测速和授时；（,3,）用户设备成本低廉；（,4,）确保美国军事安全，服务于全球战略；（,5,）导航精度可达,10-20m,；（,6,）取代现存各种导航系统,。,GPS,作用（掌握）：,空间定位系统具有,实时、连续地,提供地球表面任意地点上,经纬度与高程，,提高三维速度与精确时间的能力。,精确的定位能力。,导航定位、测量制图,准确定时及测速能力。,精确定时,第,2,部,分,GPS,基础知识,2,、,GPS,的作用及特点（掌握）,（,2,）,GPS,的特点（掌握）,全球性连续覆盖，全天候工作,；,定位精度高；,观测时间短；,测站间无需通视,可提供三维坐标；,操作简便；,功能多，用途广。,第,2,部,分,GPS,基础知识,2,、,GPS,的作用及特点（掌握）,GPS,在军事中的应用,GPS,在交通运输业中的应用,GPS,在测量中的应用,GPS,在其他领域中的应,用,（,3,）,GPS,应用（了解）,2,、,GPS,的作用及特点（掌握）,GPS,在军事中的应用,GPS,导航的舰载飞弹,配备,GPS,的士兵,美国海军核潜艇,GPS,在交通运输业中的应用,航运、航空搜索,陆路交通（车辆导航、监控）,船舶远洋导航和进港引水,GPS,在交通运输业中的应用,GPS,在测量中的应用,建立和维持全球性的参考框架,板块运动和监测,GPS,在测量中的应用,建立各级国家平面控制网,GPS,在测量中的应用,布设城市控制网、工程测量控制网，进行各种工程测量,GPS,在测量中的应用,布设城市控制网、工程测量控制网，进行各种工程测量,隔河岩大坝外观变形,GPS,自动化监测系统,GPS,在测量中的应用,在航空摄影测量、地籍测量、海洋测量中的应用,GPS,在测量中的应用,GPS,在其他领域中的应用,精细农业,遥感,卫星定轨,资源勘探,个人旅游及野外探险,电力、广播、电视、通讯等网络的时间同步、时间传递,.,3,、,GPS,误差校正,第,2,部,分,GPS,基础知识,（,1,）,GPS,误差来源,与卫星有关的误差,：卫星轨道误差、卫星钟差、相对论效应；,与传播途径有关的误差,：电离层延迟、对流层延迟、多路径效应；,与接收设备有关的误差,：接收机钟差、接收机内部噪声、天线相位中心误差、天线安置误差。,其它误差,：地球固体潮，地球海潮，美国,SA,政策。,偶然误差,内容,（如信号的多路径效应）,卫星信号发生部分的随机噪声,接收机信号接收处理部分的随机噪声,其它外部某些具有随机特征的影响,特点,随机,量级小,毫米级,3,、,GPS,误差校正,（,2,）,GPS,误差的性质,系统误差（偏差,-Bias,）,内容,主要包括星历误差、卫星钟差、接收机误差以及大气折射的误差等。,是,GPS,测量的主要误差源，具有一定的规律可循，可采取一定的措施加以消除。,特点,具有某种系统性特征,量级大,最大可达数百米,3,、,GPS,误差校正,（,2,）,GPS,误差的性质,模型改正法,原理：,利用模型计算出误差影响的大小，直接对观测值进行修正。,适用情况,：对误差的特性、机制及产生原因有较深刻了解，能建立理论或经验公式,所针对的误差源,：相对论效应、电离层延迟、对流层延迟、卫星钟差,限制：,有些误差难以模型化,3,、,GPS,误差校正,（,3,）,GPS,误差的校正方法：消除或消弱,求差法,原理：通过观测值间一定方式的相互求差，消去或消弱求差观测值中所包含的相同或相似的误差影响,适用情况：误差具有较强的空间、时间或其它类型的相关性。,所针对的误差源：电离层延迟、对流层延迟、卫星轨道误差等。,限制：空间相关性将随着测站间距离的增加而减弱。,3,、,GPS,误差校正,（,3,）,GPS,误差的校正方法：消除或消弱,参数法,原理：采用参数估计的方法，将系统性偏差求定出来；,适用情况：几乎适用于任何的情况；,限制：不能同时将所有影响均作为参数来估计。,3,、,GPS,误差校正,（,3,）,GPS,误差的校正方法：消除或消弱,回避法,原理：选择合适的观测地点，避开易产生误差的环境；采用特殊的观测方法；采用特殊的硬件设备，消除或减弱误差的影响。,适用情况：对误差产生的条件及原因有所了解；具有特殊的设备。,所针对的误差源：电磁波干扰、多路径效应。,限制：无法完全避免误差的影响，具有一定的盲目性。,3,、,GPS,误差校正,（,3,）,GPS,误差的校正方法：消除或消弱,1,、,RS,、,GIS,与,GPS,结合概述（掌握）,2,、,RS,、,GIS,与,GPS,结合应用,第,3,部分,3,S,结合及应用,遥感（,Remote Sensing）、,地理信息系统（,Geographic Information System）,与全球定位系统（,Global Position System）,的英文名称中最后一个单词均含有“,S,”，,习惯上将这三种技术合称为,“3,S,”技术,。,早在,20,世纪,70,年代，集成技术也逐步得到应用。但用现代系统科学与信息技术的观点来解释集成思想，并把,这种思想用于,3S,集成,，形成一个较完整的系统集成理论、技术与方法体系，则是空间信息领域的专家学者,近年来,一直在致力探索的事情。,空间信息集成系统的核心在于系统集成,，实现各单元信息系统的异构同化和同构整体化。,第,3,部分,3,S,结合及应用,GIS,是在计算机硬软件支持下，运用地理信息科学和系统工程理论，科学管理和综合分析各种地理数据，,提供管理、模拟、决策、规划、预测和预报,等任务所需要的各种地理信息的,技术系统,。,从计算机实现技术看，,GIS,是一个用于对地理数据进行,采集、管理、查询、计算、分析与可视表现,的计算机技术系统。,GIS,主要由四部分组成：即计算机硬件、计算机软件、空间数据以及用户。,GIS,的作用,就是,采集、管理、查询、计算、分析与显示地理数据。,第,3,部分,3,S,结合及应用,（,1,）,GIS,在,3S,技术中的作用,1,、,RS,、,GIS,与,GPS,结合概述,IS,空间数据和属性数据的联合体,G,（,2,）,RS,在,3S,技术中的作用,第,3,部分,3,S,结合及应用,1,、,RS,、,GIS,与,GPS,结合概述,遥感技术能动态地、周期性地获取地表信息，广泛应用于各个领域。遥感数据在,3S,技术中的作用主要表现以下（这使,RS,与,GIS,结合,成为可能）：,GIS,数据库的数据源,遥感数字图像可以作为,GIS,数据库中一种重要的数据，从遥感图像中可以获取不同专题数据，更新,GIS,数据库中的地学专题图。,利用,RS,影像获取地面高程，更新,GIS,中高程数据。,GPS,在,3S,技术中的作用,精确的定位能力。,准确定时及测速能力。,GPS,与,RS,、,GIS,结合成为可能,GPS,为,RS,、,GIS,提供精确的定位信息。,GIS,可以存储和三维显示,GPS,信息。,第,3,部分,3,S,结合及应用,（,3,）,GPS,在,3S,技术中的作用,1,、,RS,、,GIS,与,GPS,结合概述,3S,的结合应用，取长补短,，三者之间的相互作用形成了“,一个大脑，两只眼睛,”的框架，即,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,提供的浩如烟海的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。,GIS,、,RS,和,GPS,三者集成利用，构成为整体的、,实时的和动态,的对地观测、分析和应用的运行系统，,提高了,GIS,的应用效率,。,在应用中，较为常见的是,3S,两两之间的集成，如,GIS/RS,集成，,GIS/GPS,集成或者,RS/GPS,集成。,第,3,部分,3,S,结合及应用,（,4,）,3S,集成技术综述,1,、,RS,、,GIS,与,GPS,结合概述,3,S,技术在车辆导航与车辆监控系统中的综合应用,3,S,技术在海洋渔业资源开发中的综合应用,3,S,技术在精细农业发展中的综合应用,3,S,技术在土地研究中的综合应用,3,S,技术在全球变化研究领域中的综合应用,3,S,技术在其他领域中的综合应用,第,3,部分,3,S,结合及应用,2,、,RS,、,GIS,与,GPS,结合应用,一、3,S,技术在车辆导航与车辆监控系统中的综合应用,1.,技术系统,车辆导航与监控系统是一项融,GPS,、,GIS,、遥感技术与通讯技术为一体的复杂系统，它通过对车辆（移动目标）的,导航、动态跟踪、监控、检查与服务,等机制，来完成对车辆的,综合管理与控制,。目前，这类系统已经在国内外不少城市试用，它倍受,公安、银行,、,保安,、,出租车,管理等部门的青睐。,第,3,部分,3,S,结合及应用,车辆导航与车辆监控系统主要由,硬件、通讯环境、,GPS,导航仪和地理信息系统,等组成（如图,8.2,）。,其作用与功能如下：,系统硬件,包括监控中心计算机阵列和移动车台。,在,3S,技术支持下，,监控中心计算机阵列,连网后形成车辆信息监测与控制系统，管理人员可以对监控车辆进行动态编组,管理、导航与调度,。,移动车辆,由数十、数百或上千辆入网车辆组成，车辆配备,GPS,导航仪（包括,GPS,接收机）、车载,GPS,、数据收发信机和话音收发信机等。,通讯环境,包括无线集群通讯网和监控中心局域网。车载信息通过无线集群,通讯网,，自动,实时发送,信息至监控中心。监控中心可以动态跟踪、调度与监控各入网车辆。,第,3,部分,3,S,结合及应用,2.GPS,在车辆导航与监控系统中的应用,GPS,导航仪在移动车辆上主要具有对行驶中的车辆,进行定位,和,提供导航功能的功能,。,3.GIS,在车辆导航与监控系统中的综合应用,车辆安装,GIS,后，司机可以进行以下查询：,道路,上任一点相关,信息,（沿街单位名称、周围旅馆、饭店信息等）；,城市每条公路信息（长度、路况、路边单位分布及电话号码等）；,最优路径计算,，给出动态目标起点到终点之间的最优路径；,可,计算,出电子化地图上任意两点间的,距离,。,第,3,部分,3,S,结合及应用,3.GIS,在车辆导航与监控系统中的综合应用,在控制中心，,GIS,可以完成以下功能：,支持扫描仪和数字化仪输入，可以对数字地图中公路信息进行增加、删除、移动等修改。,支持电子地图的无级缩放、分层显示和管理；,挂接多种数据库，支持对动态目标信息、道路信息、地理信息及服务设施信息等各种信息的查询。,第,3,部分,3,S,结合及应用,4.,遥感在车辆导航与监控系统中的综合应用,利用高分辨率遥感影像图作为,电子地图,。,电子地图的信息来源主要有三个渠道：对城市街道和建筑物进行,实地测绘,（详细、准确但测绘成本高）；,利用地图进行数字化,（现势性差）；,利用最新获取的高分辨率遥感影像图,，在遥感影像上添加上注记和专题符号，就可以快速,制成电子地图,（现势性强，成本相对较低）。比较起来，,利用高分辨遥感影像图作为电子地图,，优点较多。,利用高分辨率遥感影像图,更新,城市矢量道路图。,第,3,部分,3,S,结合及应用,5.3S,在车辆导航与监控系统中的综合应用,RS,以数字图像方式提供了城市范围内道路与相关因子动态变化信息，它可以在,GIS,中作为电子数字地图使用，也可以利用遥感图像来及时更新道路数据库。,GPS,提供了车辆目前所处的,精确位置等信息,，位置信息可以在,GIS,支持下，在显示器上以“点”状符号表现出来，同时位置信息可以通过无线集群通讯网接入控制中心局域网。,管理操作台与监视操作台上安装有,GIS,系统，,GIS,可以实现各种车辆信息的,管理、显示和分析,，为管理人员和司机提供辅助决策。,第,3,部分,3,S,结合及应用,二、3,S,技术在海洋渔业资源开发中的综合应用,由于,鱼群对海洋生态环境有极大的依赖性,，水温、水色、洋流、风场、盐度等海洋环境参数及其变化控制着鱼类的生存、繁殖、洄游、,分布,以及中心渔场,位置,、渔期早晚和捕获量，这就为,3S,技术在开发海洋渔业资源方面的应用提供了,可能性,。,1.,遥感在海洋渔业资源开发中的应用,海洋学家发现鱼饵料场往往分布在,冷热水交,界面上。因此，利用,海面温度图,可以推断渔场的分布。于是,利用遥感数据,进行处理分析，,绘制海洋表面温度分布图,，使遥感技术成了发现渔场的有力工具。,第,3,部分,3,S,结合及应用,2.GIS,在海洋渔业资源开发中的应用,GIS,支持海洋数字地图的,显示与管理,。,GIS,提供,查询功能,，方便渔民查询不同海区的水温、叶绿素浓度及分布、海水深度、盐度等信息。,GIS,提供的,分析与决策支持,功能对开发海洋渔业资源具有指导意义。,3.GPS,在海洋渔业资源开发中的应用,利用,GPS,接收机可,确定,捕鱼船,随时,所在的,位置,。,利用,GPS,提供的,导航,功能，渔民可以选取到达目标点的最近航线、最佳海况航线，及时抓住渔汛。,第,3,部分,3,S,结合及应用,4.3S,技术在海洋渔业资源开发中的综合应用,RS,与,GIS,的综合应用,海洋,遥感,可,获得,大面积、准实时的综合渔场,环境参数,，在,GIS,支持下，结合渔场预测模型和专家知识库，推测海洋鱼群的繁殖、洄游、分布及中心渔场位置，对海洋渔场进行,预测、预报,。,GPS,与,GIS,结合,GIS,可以将海洋数字地图表现在显示器上，在数字地图上可以看到,岛屿、暗礁、洋流,、主要鱼群的洄游路线和渔场的,分布,范围，,GPS,则提供了当前船只的,实时状态,。,第,3,部分,3,S,结合及应用,5.3S,技术在海洋渔业资源开发综合应用中存在的几个问题,海洋专题图的投影变换与统一比例尺；,海洋专题图与卫星遥感图像的匹配问题；,需建立海洋卫星遥感渔场环境综合参数反演模型。这些模型是渔场短期预报和渔汛鱼情中长期预报的关键技术之一。需要建立的反应模型包括：水温水色模型、海面风场与海流信息模型。,业务化运行问题。,第,3,部分,3,S,结合及应用,三、3,S,技术在精细农业发展中的综合应用,1.,精细农业与,3S,技术的关系,精细农业也被称为因地制宜农业、处方农业，它可以在,3S,技术支持下，进行抽样调查，获取作物生长的各种影响因素,信息,（如土壤结构、含水量、地形、病虫害等）。在信息时代，精细农业代表着农业发展的一个方向。,目前国外关于精细农业的研究，主要内容仍然集中在,3S,技术利用上。可以说精细农业的发展,起步不久,，,3S,技术在精细农业示范应用中预示了良好的发展,前景,。在,3S,技术,支持下的精细农业,具有技术性强、定量化、定位化等特点,。,第,3,部分,3,S,结合及应用,2.,3,S,技术在精细农业中的综合应用,RS,技术,可以客观、准确、及时地提供作物,生态环境和作物生长,的各种信息。它是精细农业获得田间数据的重要来源。,GPS,被用于农田测量、,定位信息,采集和与智能化农业机械配套的,DGPS,产品。,GIS,被用于农田土地,数据管理,，能,采集、编辑、统计,分析不同类型的,数据，,并能够方便的绘制各种,农业专题地图,。目前,GIS,在精细农业中的应用包括以下方面：,绘制作物产量分布图、农业专题地图分析,。,第,3,部分,3,S,结合及应用,2.,3,S,技术在精细农业中的综合应用,3S,综合：,GPS,的优势是,精确定位,，,GIS,的优势是,管理与分析,，,RS,的优势是,快速提,供各种作物生长与农业生态环境在地表的分布,信息,，它们可以做到,优势互补,，促进精细农业的发展。,GPS,和,GIS,结合提供了科学种田,需要的定位和定量,进行,田间操作和田间管理,的技术手段。,遥感和,GIS,结合提供了多种数据源，这为建立,农田基础数据库,奠定了基础。,第,3,部分,3,S,结合及应用,农田监管和保护,3.,3,S,技术在精细农业应用中面临的问题与解决的途径,深入农业遥感图像解译机理研究；,提高农田作业定位精度；,加强农田基础数据库自动更新研究；,重视新型农田机械与,3S,技术的集成。,第,3,部分,3,S,结合及应用,四、3,S,技术在土地研究中的综合应用,3S,技术为土地科学提供了全新的研究手段，导致了土地科学研究范围、内容和方法的巨大变化。,1.RS,技术在土地领域中的应用,常规的土地资源调查方法，获取数据的周期长而且精度差，数据和图件难以及时更新，而应用,RS,可以快速,获得土地利用和土地覆盖的动态,变化信息,。,在二调中，遥感技术作为核心技术和主要调查方法发挥了极其重要的作用。,第,3,部分,3,S,结合及应用,利用,RS,影像融合技术进行土地利用调查,利用不同时期,RS,影像发现土地利用变化,2.GIS,在土地领域的应用,GIS,最早由土地部门发展起来的。尽管在,不同土地部门,中应用的地理信息系统名称不同，但它们实质上都是与具体部门相结合的地理信息系统软件。,应用在土地领域的地理信息系统,主要包括：土地管理信息系统、土地利用动态监测系统、地籍管理信息系统。,在二调中，,GIS,技术用于,土地调查数据库的建设，以及土地调查数据处理与管理（包括格式转换坐标转换、数据分析,质量检核、面积统计、显示输出）,。,第,3,部分,3,S,结合及应用,利用,MO,控件开发的土地变更动态监测系统,吉奥之星,3.GPS,在土地领域的应用,GPS,由于定位的高精度和应用的灵活性，目前已经成为土地调查中进行空间定位的主要手段。如，对于,权属划拨,引起的,用地类型改变,的情况，可以使用,GPS,接收机在野外获取变化区域的,定位数据,，在此基础上对土地资源数据库进行,更新,。,此外，在土地利用动态监测，,GPS,可以作为遥感技术的,辅助定位,手段。,第,3,部分,3,S,结合及应用,五、3,S,技术在全球变化研究领域中的综合应用,全球变化是指气候和地表及地表以上,各种因子间的相互作用造成,的环境变化，它涉及到岩石圈、大气圈、水圈和生 物圈。全球变化受到自然过程和人类活动的共同影响，目前已出现,全球变暖、臭氧层破坏、土地荒漠化、森林锐减、酸雨,等几个比较重大的环境问题。,第,3,部分,3,S,结合及应用,全球变化与对地观测研究的技术支撑是,RS,技术、,GIS,技术、,GPS,技术与高速数字通讯网络。,3S,的具体应用如下：,RS,技术是全球变化动态监测的重要手段,。利用,RS,获取全球变化信息，时间周期很短。,利用,GIS,技术进行全球变化数据的管理、检索与查询。另外，预测全球变化对某一区域的演变趋势，对各种可能出现的结果进行模拟。,利用,GPS,定位技术监测气候变暖导致的海平面上升。另外，利用高精度,GPS,测量地球表层的板块运动。,第,3,部分,3,S,结合及应用,利用,TRMM/PR,（热带降水观测计划）卫星数据制作的,全球土壤湿度图,红色：裸地；,绿,色：森,林,分布；蓝色：,水,和土壤,湿度。,Feb 1998,Aug 1998,海洋表面温度异常：,EI Nino,的观测,97/11/23,97/11/29,海洋表面温度异常图示例,六、3,S,技术在其他领域中的综合应用,1.,环境动态监测与环境保护,利用,RS,技术获,取环境信息,，通过,GIS,快速处理和分析，能够及时发现,环境的变化,，便于采取措施控制环境污染，达到保护环境的目的。,2.,防灾、减灾、救灾,利用,GPS,技术得到精确的,定位信息,；利用,RS,技术快速获取自然,灾害信息,（如位置）；而,GIS,可以对自然灾害信息进行查询和统计,分析,。,3S,集成技术将为灾害预测预报、制定防灾救灾预案、,灾期应急行动指挥,、,灾后损失评估,和治灾工程规划提供现代化的科学手段。,3.,城市规划与城市管理,第,3,部分,3,S,结合及应用,Flood in Poyang Lake Area(By,Radarsat,August 25,1998),谢谢大家！,