地理信息系統(tǒng)知識點

什么是地理信息系統(tǒng)篇一：地理信息系統(tǒng)的基本概念

成都創(chuàng)新互聯(lián)專注于石柱土家族網(wǎng)站建設(shè)服務(wù)及定制，我們擁有豐富的企業(yè)做網(wǎng)站經(jīng)驗。 熱誠為您提供石柱土家族營銷型網(wǎng)站建設(shè)，石柱土家族網(wǎng)站制作、石柱土家族網(wǎng)頁設(shè)計、石柱土家族網(wǎng)站官網(wǎng)定制、小程序制作服務(wù)，打造石柱土家族網(wǎng)絡(luò)公司原創(chuàng)品牌,更為您提供石柱土家族網(wǎng)站排名全網(wǎng)營銷落地服務(wù)。

（一）數(shù)據(jù)與信息

數(shù)據(jù)是一種未經(jīng)加工的原始資料，是通過數(shù)字化或記錄下來可以被鑒別的符號。數(shù)字、文字、符號、圖像都是數(shù)據(jù)。

信息（Information）是用文字、數(shù)字、符號、語言、圖像等介質(zhì)來表示事件、事物、現(xiàn)象等的內(nèi)容、數(shù)量或特征，從而向人們（或系統(tǒng)）提供關(guān)于現(xiàn)實世界新的事實和知識，作為生產(chǎn)、建設(shè)、經(jīng)營、管理、分析和決策的依據(jù)。信息具有客觀性、適用性、可傳輸性和共享性等特征。信息來源于數(shù)據(jù)（Data）。

數(shù)據(jù)是客觀對象的表示，而信息則是數(shù)據(jù)內(nèi)涵的意義，是數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋。例如，從實地或社會調(diào)查數(shù)據(jù)中可獲取到各種專門信息；從測量數(shù)據(jù)中可以抽取出地面目標(biāo)或物體的形狀、大小和位置等信息；從遙感圖像數(shù)據(jù)中可以提取出各種地物的圖形大小和專題信息。

（二）地理信息

地理信息是指表征地理圈或地理環(huán)境固有要素或物質(zhì)的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、聯(lián)系和規(guī)律的數(shù)字、文字、圖象和圖形的總和。地理信息是有關(guān)地理實體的性質(zhì)、特征和運動狀態(tài)的表征和一切有用的知識，它是對表達地理特征與地理現(xiàn)象之間關(guān)系的地理數(shù)據(jù)的解釋。而地理數(shù)據(jù)則是各種地理特征和現(xiàn)象間關(guān)系的符號化表示，包括空間位置、屬性特征（簡稱屬性）及時域特征三部分。空間位置數(shù)據(jù)描述地物所在位置。這種位置既可以根據(jù)大地參照系定義，如大地經(jīng)緯度坐標(biāo)，也可以定義為地物間的相對位置關(guān)系，如空間上的相鄰、包含等；屬性數(shù)據(jù)有時又稱非空間數(shù)據(jù)，是屬于一定地物、描述其特征的定性或定量指標(biāo)。時域特征是指地理數(shù)據(jù)采集或地理現(xiàn)象發(fā)生的時刻/時段。時間數(shù)據(jù)對環(huán)境模擬分析非常重要，正受到地理信息系統(tǒng)學(xué)界越來越多的重視。空間位置、屬性及時間是地理空間分析的三大基本要素。

地理信息除了具有信息的一般特性，還具有以下獨特特性：

（1）空間分布性。地理信息具有空間定位的特點，先定位后定性，并在區(qū)域上表現(xiàn)出分布式特點，其屬性表現(xiàn)為多層次，因此地理數(shù)據(jù)庫的分布或更新也應(yīng)是分布式。

（2）數(shù)據(jù)量大。地理信息既有空間特征，又有屬性特征，另外地理信息還隨著時間的變化而變化，具有時間特征，因此其數(shù)據(jù)量很大。尤其是隨著全球?qū)Φ赜^測計劃不斷發(fā)展，我們每天都可以獲得上萬億兆的關(guān)于地球資源、環(huán)境特征的數(shù)據(jù)。這必然對數(shù)據(jù)處理與分析帶來很大壓力。

（3）信息載體的多樣性。地理信息的第一載體是地理實體的物質(zhì)和能量本身，除此之外，還有描述地理實體的文字、數(shù)字、地圖和影像等符號信息載體以及紙質(zhì)、磁帶、光盤等物理介質(zhì)載體。對于地圖來說，它不僅是信息的載體，也是信息的傳播媒介。

（三）地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem，GIS）有時又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)處理、管理的對象是多種地理空間實體數(shù)據(jù)及其關(guān)系，包括空間定位數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等，用于分析和處理在一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種現(xiàn)象和過程，解決復(fù)雜的規(guī)劃、決策和管理問題。

通過上述的分析和定義可提出GIS的如下基本概念：

1、GIS的物理外殼是計算機化的技術(shù)系統(tǒng)，它又由若干個相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)構(gòu)成，如數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和分析子系統(tǒng)、圖像處理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)產(chǎn)品輸出子系統(tǒng)等，這些子系統(tǒng)的優(yōu)劣、結(jié)構(gòu)直接影響著GIS的硬件平臺、功能、效率、數(shù)據(jù)處

理的方式和產(chǎn)品輸出的類型。

2、GIS的操作對象是空間數(shù)據(jù)，即點、線、面、體這類有三維要素的地理實體。空間數(shù)據(jù)的最根本特點是每一個數(shù)據(jù)都按統(tǒng)一的地理坐標(biāo)進行編碼，實現(xiàn)對其定位、定性和定量的描述、這是GIS區(qū)別于其它類型信息系統(tǒng)的根本標(biāo)志，也是其技術(shù)難點之所在。

3、GIS的技術(shù)優(yōu)勢在于它的數(shù)據(jù)綜合、模擬與分析評價能力，可以得到常規(guī)方法或普通信息系統(tǒng)難以得到的重要信息，實現(xiàn)地理空間過程演化的模擬和預(yù)測。

4、GIS與測繪學(xué)和地理學(xué)有著密切的關(guān)系。大地測量、工程測量、礦山測量、地籍測量、航空攝影測量和遙感技術(shù)為GIS中的空間實體提供各種不同比例尺和精度的定位數(shù)；電子速測儀、GPS全球定位技術(shù)、解析或數(shù)字攝影測量工作站、遙感圖像處理系統(tǒng)等現(xiàn)代測繪技術(shù)的使用，可直接、快速和自動地獲取空間目標(biāo)的數(shù)字信息產(chǎn)品，為GIS提供豐富和更為實時的信息源，并促使GIS向更高層次發(fā)展。地理學(xué)是GIS的理論依托。有的學(xué)者斷言，“地理信息系統(tǒng)和信息地理學(xué)是地理科學(xué)第二次革命的主要工具和手段。如果說GIS的興起和發(fā)展是地理科學(xué)信息革命的一把鑰匙，那么，信息地理學(xué)的興起和發(fā)展將是打開地理科學(xué)信息革命的一扇大門，必將為地理科學(xué)的發(fā)展和提高開辟一個嶄新的天地”。GIS被譽為地學(xué)的第三代語言——用數(shù)字形式來描述空間實體。

GIS按研究的范圍大小可分為全球性的、區(qū)域性的和局部性的；按研究內(nèi)容的不同可分為綜合性的與專題性的。同級的各種專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)集中起來，可以構(gòu)成相應(yīng)地域同級的區(qū)域綜合系統(tǒng)。在規(guī)劃、建立應(yīng)用系統(tǒng)時應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃這兩種系統(tǒng)的發(fā)展，以減小重復(fù)很費，提高數(shù)據(jù)共享程度和實用性。

什么是地理信息系統(tǒng)篇二：地理信息系統(tǒng)名詞解釋大全(整理版本)

地理信息系統(tǒng)GeographicInformationSystemGIS作為信息技術(shù)的一種，是在計算機硬、軟件的支持下，以地理空間數(shù)據(jù)庫（GeospatialDatabase）為基礎(chǔ)，以具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)為處理對象，運用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，采集、存儲、顯示、處理、分析、輸出地理信息的計算機系統(tǒng)，為規(guī)劃、管理和決策提供信息來源和技術(shù)支持。簡單地說，GIS就是研究如何利用計算機技術(shù)來管理和應(yīng)用地球表面的空間信息，它是由計算機硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)和人員組成的有機體，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計算機技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)屬于空間型信息系統(tǒng)。

地理信息是指表征地理圈或地理環(huán)境固有要素或物質(zhì)的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、聯(lián)系和規(guī)律等的數(shù)字、文字、圖像和圖形等的總稱；它屬于空間信息，具有空間定位特征、多維結(jié)構(gòu)特征和動態(tài)變化特征。

地理信息科學(xué)與地理信息系統(tǒng)相比，它更加側(cè)重于將地理信息視作為一門科學(xué)，而不僅僅是一個技術(shù)實現(xiàn)，主要研究在應(yīng)用計算機技術(shù)對地理信息進行處理、存儲、提取以及管理和分析過程中提出的一系列基本問題。地理信息科學(xué)在對于地理信息技術(shù)研究的同時，還指出了支撐地理信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)理論研究的重要性。

地理數(shù)據(jù)是以地球表面空間位置為參照，描述自然、社會和人文景觀的數(shù)據(jù)，主要包括數(shù)字、文字、圖形、圖像和表格等。

地理信息流即地理信息從現(xiàn)實世界到概念世界，再到數(shù)字世界（GIS），最后到應(yīng)用領(lǐng)域。

數(shù)據(jù)是通過數(shù)字化或記錄下來可以被鑒別的符號，是客觀對象的表示，是信息的表達，只有當(dāng)數(shù)據(jù)對實體行為產(chǎn)生影響時才成為信息。

信息系統(tǒng)是具有數(shù)據(jù)采集、管理、分析和表達數(shù)據(jù)能力的系統(tǒng)，它能夠為單一的或有組織的決策過程提供有用的信息。包括計算機硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶四大要素。

四叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是將空間區(qū)域按照四個象限進行遞歸分割（2n×2n，且n≥1），直到子象限的數(shù)值單調(diào)為止。凡數(shù)值（特征碼或類型值）呈單調(diào)的單元，不論單元大小，均作為最后的存儲單元。這樣，對同一種空間要素，其區(qū)域網(wǎng)格的大小，隨該要素分布特征而不同。

不規(guī)則三角網(wǎng)模型簡稱TIN，它根據(jù)區(qū)域有限個點集將區(qū)域劃分為相連的三角面網(wǎng)絡(luò)，區(qū)域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內(nèi)。如果點不在頂點上，該點的高程值通常通過線性插值的方法得到（在邊上用邊的兩個頂點的高程，在三角形內(nèi)則用三個頂點的高程）。

拓撲關(guān)系拓撲關(guān)系是指網(wǎng)結(jié)構(gòu)元素結(jié)點、弧段、面域之間的空間關(guān)系，主要表現(xiàn)為拓撲鄰接、拓撲關(guān)聯(lián)、拓撲包含。根據(jù)拓撲關(guān)系，不需要利用坐標(biāo)或距離，可以確定一種地理實體相對于另一種地理實體的位置關(guān)系，拓撲數(shù)據(jù)也有利于空間要素的查詢。

拓撲結(jié)構(gòu)為在點、線和多邊形之間建立關(guān)聯(lián)，以及徹底解決鄰域和島狀信息處理問題而必須建立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)應(yīng)包括以下內(nèi)容：唯一標(biāo)識，多邊形標(biāo)識，外包多邊形指針，鄰接多邊形指針，邊界鏈接，范圍（最大和最小x、y坐標(biāo)值）。

游程編碼是逐行將相鄰?fù)档木W(wǎng)格合并，并記錄合并后網(wǎng)格的值及合并網(wǎng)格的長度，其目的是壓縮柵格數(shù)據(jù)量，消除數(shù)據(jù)間的冗余。

空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指適合于計算機系統(tǒng)存儲、管理和處理的地學(xué)圖形的邏輯結(jié)構(gòu)，是地理實體的空間排列方式和相互關(guān)系的抽象描述。

矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是利用歐幾里得幾何學(xué)中的點、線、面及其組合體來表示地理實體空間分布的一種數(shù)據(jù)組織方式。這種數(shù)據(jù)組織方式能最好地逼近地理實體的空間分布特征，數(shù)據(jù)精度高，數(shù)據(jù)存儲的冗余度低，便于進行地理實體的網(wǎng)絡(luò)分析，但對于多層空間數(shù)據(jù)的疊合分析比較困難。

柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基于柵格模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡稱為柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，指將空間分割成有規(guī)則的網(wǎng)格，在各個網(wǎng)格上給出相應(yīng)的屬性值來表示地理實體的一種數(shù)據(jù)組織形式。

空間索引是指依據(jù)空間對象的位置和形狀或空間對象之間的某種空間關(guān)系按一定的順序排列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中包含空間對象的概要信息。作為一種輔助性的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，空間索引介于空間操作算法和空間對象之間，它通過篩選作用，大量與特定空間操作無關(guān)的空間對象被排除，從而提高空間操作的速度和效率。

空間數(shù)據(jù)編碼是指將數(shù)據(jù)分類的結(jié)果，用一種易于被計算機和人識別的符號系統(tǒng)表示出來的過程。編碼的目的是用來提供空間數(shù)據(jù)的地理分類和特征描述，同時為了便于地理要素的輸入、存儲、管理，以及系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換和共享的需要。

Delaunay三角網(wǎng)即由狄洛尼三角形組成的三角網(wǎng)，它是在地形擬合方面表現(xiàn)最出色的三角網(wǎng)，因此常被用于TIN的生成。狄洛尼三角形有三個最鄰近的點連接而成，這三個相鄰點對應(yīng)的Voronoi多邊形有一個公共的頂點，此頂點同時也是狄洛尼三角形外接圓的圓心。

Voronoi多邊形即泰森多邊形，它采用了一種極端的邊界內(nèi)插方法，只用最近的單個點進行區(qū)域插值。泰森多邊形按數(shù)據(jù)點位置將區(qū)域分割成子區(qū)域，每個子區(qū)域包含一個數(shù)據(jù)點，各子區(qū)域到其內(nèi)數(shù)據(jù)點的距離小于任何到其它數(shù)據(jù)點的距離，并用其內(nèi)數(shù)據(jù)點進行賦值。

柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼有鍵碼、游程長度編碼、塊碼和四叉樹編碼等。其目的，就是用盡可能少的數(shù)據(jù)量記錄盡可能多的信息，其類型又有信息無損編碼和信息有損編碼之分。

邊界代數(shù)算法邊界代數(shù)多邊形填充算法是一種基于積分思想的矢量格式向柵格格式轉(zhuǎn)換算法，它適合于記錄拓撲關(guān)系的多邊形矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為柵格結(jié)構(gòu)。它不是逐點判斷與邊界的關(guān)系完成轉(zhuǎn)換，而是根據(jù)邊界的拓撲信息，通過簡單的加減代數(shù)運算將邊界位置信息動態(tài)地賦給各柵格點，實現(xiàn)了矢量格式到柵格格式的高速轉(zhuǎn)換，而不需要考慮邊界與搜索軌跡之間的關(guān)系，因此算法簡單、可靠性好，各邊界弧段只被搜索一次，避免了重復(fù)計算。

DIME文件美國人口普查局在1980年的人口普查中提出了雙重獨立地圖編碼文件。它含有調(diào)查獲得的地理統(tǒng)計數(shù)據(jù)代碼及大城市地區(qū)的界線的坐標(biāo)值，提供了關(guān)于城市街道，住址范圍以及與人口普查局的列表統(tǒng)計數(shù)據(jù)相關(guān)的地理統(tǒng)計代碼的綱要圖。在1990年的人口普查中，TIGER取代了DIME文件。

空間數(shù)據(jù)內(nèi)插即通過已知點或分區(qū)的數(shù)據(jù)，推求任意點或分區(qū)數(shù)據(jù)的方法。空間數(shù)據(jù)壓縮即從所取得的數(shù)據(jù)集合S中抽出一個子集A，這個自己作為一個新的信息源，在規(guī)定的精度范圍內(nèi)最好地逼近原集合，而又取得盡可能大的壓縮比。

坐標(biāo)變換實質(zhì)是建立兩個平面點之間的一一對應(yīng)關(guān)系，包括幾何糾正和投影轉(zhuǎn)換，他們是空間數(shù)據(jù)處理的基本內(nèi)容之一。

仿射變換是GIS數(shù)據(jù)處理中使用最多的一種幾何糾正方法。它的主要特性為：同時考慮到因地突變形而引起的實際比例尺在x和y方向上的變形，因此糾正后的坐標(biāo)數(shù)據(jù)在不同方向上的長度比將發(fā)生變化。

數(shù)據(jù)精度是考察數(shù)據(jù)質(zhì)量的一個方面，即對現(xiàn)象描述的詳細程度。精度低的數(shù)據(jù)并不一定準確度也低。

空間數(shù)據(jù)引擎是一種空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，即在常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之上添加一層空間數(shù)據(jù)庫引擎，以獲得常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)功能之外的空間數(shù)據(jù)存儲和管理的能力。代表性的是ESRI的SDE。

空間數(shù)據(jù)引擎在用戶和異種空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)之間提供了一個開放的接口，它是一種處于應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之間的中間件技術(shù)。使用不同廠商GIS的客戶可以通過空間數(shù)據(jù)引擎將自身的數(shù)據(jù)提交給大型關(guān)系型DBMS，由DBMS統(tǒng)一管理；同樣，客戶也可以通過空間數(shù)據(jù)引擎從關(guān)系型DBMS中獲取其他類型GIS的數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)化成客戶可以使用的方式。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是操作和管理數(shù)據(jù)庫的軟件系統(tǒng)，提供可被多個應(yīng)用程序和用戶調(diào)用的軟件系統(tǒng)，支持可被多個應(yīng)用程序和用戶調(diào)用的數(shù)據(jù)庫的建立、更新、查詢和維護功能。

空間數(shù)據(jù)庫是地理信息系統(tǒng)在計算機物理存儲介質(zhì)上存儲的`與應(yīng)用相關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的總和，一般是以一系列特定結(jié)構(gòu)的文件的形式組織在存儲介質(zhì)之上的。

空間數(shù)據(jù)模型是關(guān)于現(xiàn)實世界中空間實體及其相互間聯(lián)系的概念，為描述空間數(shù)據(jù)組織和設(shè)計空間數(shù)據(jù)庫模式提供了基本的方法。一般而言，GIS空間數(shù)據(jù)模型由概念數(shù)據(jù)模型、邏輯數(shù)據(jù)模型和物理數(shù)據(jù)模型三個有機聯(lián)系的層次所組成。

分布式數(shù)據(jù)庫是一組數(shù)據(jù)的集合，這些數(shù)據(jù)在物理上分布于計算機網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)點上，而邏輯上屬于同一個系統(tǒng)。它具有分布性，同時在邏輯上互相關(guān)聯(lián)。

對象－關(guān)系管理模式/型是指在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中擴展，通過定義一系列操作空間對象（如點、線、面）的API函數(shù)，來直接存儲和管理非結(jié)構(gòu)化的空間數(shù)據(jù)的空間數(shù)據(jù)庫管理模式。

緩沖區(qū)分析是根據(jù)分析對象的點、線、面實體，自動建立他們周圍一定距離的帶狀區(qū)，用以識別這些實體或主體對鄰近對象的輻射范圍或影響度，以便為某項分析或決策提供依據(jù)。

疊合分析是指在統(tǒng)一空間參照系統(tǒng)條件下，每次將同一地區(qū)兩個地理對象的圖層進行疊合，以產(chǎn)生空間區(qū)域的多重屬性特征，或建立地理對象之間的空間對應(yīng)關(guān)系。

空間分析是基于空間數(shù)據(jù)的分析技術(shù)，它以地學(xué)原理為依托，通過分析算法，從空間數(shù)據(jù)中獲取有關(guān)地理對象的空間位置、空間分布、空間形態(tài)、空間形成、空間演變等信息。

網(wǎng)絡(luò)分析是運籌學(xué)模型中的一個基本模型，即對地理網(wǎng)絡(luò)和城市基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)進行地理分析和模型化。它的根本目的是研究、籌劃一項網(wǎng)絡(luò)工程如何安排，并使其運行效果最好。

透視圖從數(shù)字高程模型繪制透視立體圖是DEM的一個極其重要的應(yīng)用。透視立體圖能更好地反映地形的立體形態(tài)，非常直觀。與采用等高線表示地形形態(tài)

相比有其自身獨特的優(yōu)點，更接近人們的直觀視覺。調(diào)整視點、視角等各個參數(shù)值，就可從不同方位、不同距離繪制形態(tài)各不相同的透視圖制作動畫。

網(wǎng)絡(luò)是一個由點、線的二元關(guān)系構(gòu)成的系統(tǒng)，通常用來描述某種資源或物質(zhì)在空間上的運動。

變量篩選分析是通過尋找一組相互獨立的變量，使相互關(guān)聯(lián)的復(fù)雜的多變量數(shù)據(jù)得到簡化的空間統(tǒng)計分析方法。常用的有主成分分析法、主因子分析法、關(guān)鍵變量分析法等。

變量聚類分析是將一組數(shù)據(jù)點或變量，按照其在性質(zhì)上親疏遠近的程度進行分類的空間統(tǒng)計分析方法。兩個數(shù)據(jù)點在m為空間的相似性可以用這些點在變量空間的距離來度量。

數(shù)字地面模型簡稱DTM，是定義于二維區(qū)域上的一個有限項的向量序列，它以離散分布的平面點來模擬連續(xù)分布的地形。

數(shù)字高程模型當(dāng)數(shù)字地面模型的地面屬性為海拔高程時，則該模型即為數(shù)字高程模型。簡稱DEM。

GIS應(yīng)用模型是根據(jù)具體的應(yīng)用目標(biāo)和問題，借助于GIS自身的技術(shù)優(yōu)勢，使觀念世界中形成的概念模型，具體化為信息世界中可操作的機理和過程。

OGC即OpenGIS協(xié)會(OpenGISConsortium)其目的是使用戶可以開放地操縱異質(zhì)的地理數(shù)據(jù)，促進采用新的技術(shù)和商業(yè)方式來提高地理信息處理的互操作性(Interoperablity)，OGC會員主要包括GIS相關(guān)的計算機硬件和軟件制造商，數(shù)據(jù)生產(chǎn)商以及一些高等院校，政府部門等，其技術(shù)委員會負責(zé)具體標(biāo)準的制定工作。

開放式地理信息系統(tǒng)（OpenGIS）OpenGIS(OpenGeodataInteroperationSpecification,OGIS-開放的地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范)由美國OGC（開放地理信息系統(tǒng)協(xié)會）提出。其目標(biāo)是，制定一個規(guī)范，使得應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)者可以在單一的環(huán)境和單一的工作流中，使用分布于網(wǎng)上的任何地理數(shù)據(jù)和地理處理。它致力于消除地理信息應(yīng)用之間以及地理應(yīng)用與其它信息技術(shù)應(yīng)用之間的藩籬，建立一個無“邊界”的、分布的、基于構(gòu)件的地理數(shù)據(jù)互操作環(huán)境，與傳統(tǒng)的地理信息處理技術(shù)相比，基于該規(guī)范的GIS軟件將具有很好的可擴展性、可升級性、可移植性、開放性、互操作性和易用性。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是地理實體的數(shù)據(jù)組織形式及其相互關(guān)系的抽象描述。

空間數(shù)據(jù)質(zhì)量是對空間數(shù)據(jù)在表達空間位置、空間關(guān)系、專題特征以及時間等要素時，所能達到的準確性、一致性、完整性以及它們之間統(tǒng)一性的度量，一般描述為空間數(shù)據(jù)的可靠性和精度，用誤差來表示。

數(shù)字地球是把浩瀚復(fù)雜的地球數(shù)據(jù)加以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，變成一個地球信息模型計劃。是一種可以嵌入海量地理數(shù)據(jù)、多種分辨率、三維的地球表達，是對真實地球及其相關(guān)現(xiàn)象的統(tǒng)一性的數(shù)字化重現(xiàn)和認識。其核心思想有兩點：一是用數(shù)字化手段統(tǒng)一處理地球問題；二是最大限度地利用信息資源。

虛擬現(xiàn)實也稱虛擬環(huán)境或人工現(xiàn)實，是一種由計算機生成的高級人機交互系統(tǒng)，即構(gòu)成一個以視覺感受為主，也包括聽覺、觸覺、嗅覺的可感知環(huán)境，演練者通過專門的設(shè)備可在這個環(huán)境中實現(xiàn)觀察、觸摸、操作、檢測等試驗，有身臨其境之感。

地圖投影是建立平面上的點（用平面直角坐標(biāo)或極坐標(biāo)表示）和地球表面上的點（用緯度和精度表示）之間的函數(shù)關(guān)系。

投影轉(zhuǎn)換是從一種地圖投影變換為另一種地圖投影。其實質(zhì)是建立兩平面場之間及鄰域雙向連續(xù)點的一一對應(yīng)的關(guān)系。

虛擬地理環(huán)境簡稱VGE，是基于地學(xué)分析模型、地學(xué)工程等的虛擬現(xiàn)實，它是地學(xué)工作者根據(jù)觀測實驗、理論假設(shè)等建立起來的表達和描述地理系統(tǒng)的空間分布以及過程現(xiàn)象的虛擬信息地理世界，一個關(guān)于地理系統(tǒng)的虛擬實驗室，它允許地學(xué)工作者按照個人的知識、假設(shè)和意愿去設(shè)計修改地學(xué)空間關(guān)系模型、地學(xué)分析模型、地學(xué)工程模型等，并直接觀測交互后的結(jié)果，通過多次的循環(huán)反饋，最后獲取地學(xué)規(guī)律。

高斯-克呂格投影Gauss-KruegerProjection①是一種橫軸等角切橢圓柱投影。它是將一橢圓柱橫切于地球橢球體上，該橢圓柱面與橢球體表面的切線為一經(jīng)線，投影中將其稱為中央經(jīng)線，然后根據(jù)一定的約束條件即投影條件，將中央經(jīng)線兩側(cè)規(guī)定范圍內(nèi)的點投影到橢圓柱面上從而得到點的高斯投影。

②一種等角橫切橢圓柱投影。其投影帶中央子午線投影成直線且長度不變，赤道投影也為直線，并與中央子午線正交。

UTM投影全球橫軸墨卡托投影的簡稱。是美國編制世界各地軍用地圖和地球資源衛(wèi)星象片所采用的橫軸墨卡托投影的一種變型投影。它規(guī)定中央經(jīng)線長度比為0.9996。

電子地圖當(dāng)紙地圖經(jīng)過計算機圖形圖像系統(tǒng)光——電轉(zhuǎn)換量化為點陣數(shù)字圖像，經(jīng)圖像處理和曲線矢量化，或者直接進行手扶跟蹤數(shù)字化后，生成可以為地理信息系統(tǒng)顯示、修改、標(biāo)注、漫游、計算、管理和打印的矢量地圖數(shù)據(jù)文件，這種與紙地圖相對應(yīng)的計算機數(shù)據(jù)文件稱為矢量化電子地圖。

元數(shù)據(jù)[空間]是指描述空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，它描述空間數(shù)據(jù)集的內(nèi)容、質(zhì)量、表示方式、空間參考、管理方式以及數(shù)據(jù)集的其他特征，是空間數(shù)據(jù)交換的基礎(chǔ)，也是空間數(shù)據(jù)標(biāo)準化與規(guī)范化的保證，在一定程度上為空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量提供了保障。

Web地理信息系統(tǒng)（WebGIS）是Web技術(shù)和GIS技術(shù)相結(jié)合，即利用Web技術(shù)來擴展和完善地理信息系統(tǒng)的一項新技術(shù)。從WWW的任一個節(jié)點，Internet用戶可以瀏覽WebGIS站點中的空間數(shù)據(jù)、制作專題圖、進行各種空間檢索和空間分析。

GIS互操作互操作是指在異構(gòu)環(huán)境下的兩個或多個實體，盡管它們實現(xiàn)的語言、執(zhí)行的環(huán)境和基于的模型不同，但仍然可以相互通信和協(xié)作，以完成某一特定任務(wù)。這些實體包括應(yīng)用程序、對象、系統(tǒng)運行環(huán)境等。空間數(shù)據(jù)的互操作針對異構(gòu)的數(shù)據(jù)庫和平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的互操作，與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換相比，它是“動態(tài)”的數(shù)據(jù)共享，獨立于平臺，具有高度的抽象性，是空間數(shù)據(jù)共享的發(fā)展方向。

組件式GIS是采用了面向?qū)ο蠹夹g(shù)和組件式軟件的GIS系統(tǒng)（包括基礎(chǔ)平臺和應(yīng)用系統(tǒng)）。其基本思想是把GIS的各大功能模塊劃分為幾個組件，每個組件完成不同的功能。各個GIS組件之間，以及GIS組件與其它非GIS組件之間，都可以方便地通過可視化的軟件開發(fā)工具集成起來，形成最終的GIS基礎(chǔ)平臺以及應(yīng)用系統(tǒng)。

客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)即C/S結(jié)構(gòu)，是一種分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在該體系中，客戶端通常是同最終用戶交互的應(yīng)用軟件系統(tǒng)，而服務(wù)器由一組協(xié)作的過程構(gòu)成，為客戶端提供服務(wù)。客戶機和服務(wù)器通常運行相同的微內(nèi)核，一個客戶機/服務(wù)器機制可以有多個客戶端，或者多個服務(wù)器，或者兼而有之。客戶機/服務(wù)器模式基于簡單的請求/應(yīng)答協(xié)議，即客戶端向服務(wù)器提出信息處理的請求，服務(wù)器端接收到請求并將請求解譯后，根據(jù)請求的內(nèi)容執(zhí)行相應(yīng)操作，并將操作結(jié)果傳

遙感與GIS 集成技術(shù)

隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，遙感數(shù)據(jù)源的空間分辨率、光譜分辨率、時間分辨率都有了長足的進步。新型、海量的遙感數(shù)據(jù)使人們能夠獲得大量更加真實、準確的信息，與傳統(tǒng)的地圖數(shù)據(jù)采集過程相比，成本大幅度降低，數(shù)據(jù)更新周期顯著縮短。遙感數(shù)據(jù)已逐漸成為GIS 的主要信息源和實時更新數(shù)據(jù)的重要保證。RS 與 GIS、GPS 的集成，使得人們能夠?qū)崟r地采集數(shù)據(jù)、處理信息、更新數(shù)據(jù)以及分析數(shù)據(jù)。它們之間的集成，不僅實現(xiàn)了互補，而且產(chǎn)生了強大的邊緣效應(yīng)，將極大地增強以 GIS 為核心的綜合體系的功能。

遙感與 GIS 的緊密結(jié)合是未來發(fā)展的必然要求。但目前遙感圖像處理軟件和 GIS 軟件，或者立足于遙感影像的處理，略帶一些最基本的矢量數(shù)據(jù)瀏覽和編輯功能; 或者立足于矢量數(shù)據(jù)的編輯、空間分析和查詢統(tǒng)計，附帶一些影像數(shù)據(jù)的瀏覽和簡單的拉伸功能;即使是 RS/GIS 集成功能較好的商業(yè)性軟件 ERDAS，也只能進行簡單的矢量編輯，遠遠不能滿足實際工作的需要。從應(yīng)用型系統(tǒng)開發(fā)來看，國內(nèi)能很好地集成遙感影像的處理、信息提取功能和 GIS 的數(shù)據(jù)編輯、疊加分析、綜合查詢統(tǒng)計等功能于一體的案例尚不多見。

生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測子系統(tǒng)比較好地集成了遙感圖像的各種處理功能以及矢量數(shù)據(jù)的分析功能，形成了一個完備的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、分析系統(tǒng)。從對遙感影像的校正、鑲嵌、裁切、拉伸、融合等操作，到植被、沙質(zhì)荒漠化、土壤鹽漬化和土地利用等生態(tài)環(huán)境專題的信息自動提取，以及遙感信息提取所必需的遙感知識庫查詢和管理，再到基于柵格數(shù)據(jù)的圖像對圖像和分類圖對分類圖動態(tài)監(jiān)測，構(gòu)成了完整的基于遙感影像處理的柵格數(shù)據(jù)處理平臺。從矢量專題數(shù)據(jù)的后期修編，到多期專題數(shù)據(jù)的動態(tài)分析，到支持不同區(qū)域不同屬性的查詢統(tǒng)計，構(gòu)成了比較完備的基于矢量數(shù)據(jù)的處理平臺。遙感監(jiān)測子系統(tǒng)很好地實現(xiàn)了兩個平臺的有機集成，遙感信息自動提取的結(jié)果可以直接輸入到數(shù)據(jù)管理中，而數(shù)據(jù)管理模塊中調(diào)入的柵格數(shù)據(jù)也可以應(yīng)用于遙感影像的處理中。

RS、GIS和GPS集成——3S技術(shù)系統(tǒng)

當(dāng)前，以地理信息系統(tǒng)為核心的三S技術(shù)（遙感技術(shù)RS、地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS）與多媒體（MM）技術(shù)有機結(jié)合一體化，以其強大的空間信息（數(shù)據(jù)）采集、處理、分析綜合和表達與管理能力，為各行業(yè)實際應(yīng)用部門提供了各種有用的決策信息，大大提高應(yīng)用部門的生產(chǎn)力及其管理水平，已成為直接為國土資源勘查、生態(tài)環(huán)境和自然災(zāi)害調(diào)查、評價、監(jiān)測與防治等工作及社會生產(chǎn)與管理部門服務(wù)的一種實用技術(shù)方法。

20.2.1 地理信息系統(tǒng)（GIS）

20.2.1.1 地理信息系統(tǒng)的概念及其作用

地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，簡稱GIS）集計算機科學(xué)、地理學(xué)、測繪、環(huán)境科學(xué)、空間科學(xué)、地質(zhì)學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)等為一體的多學(xué)科結(jié)合的新興邊緣學(xué)科。它以空間數(shù)據(jù)為研究對象，以計算機為工具，通過人的參與進行一系列空間操作和分析，為地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、災(zāi)害監(jiān)測與評價、工程設(shè)計乃至企業(yè)經(jīng)營等工作提供規(guī)劃管理的決策科學(xué)信息。

地理信息系統(tǒng)已被廣泛用于國土資源勘查和環(huán)境監(jiān)測與評價等方面，特別在遙感制圖、礦產(chǎn)資源定量預(yù)測、工程布置的點位優(yōu)選、勘探靶區(qū)優(yōu)選等等方面，已有相當(dāng)?shù)某晒嵗c經(jīng)驗。目前，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)作為一種主要的信息產(chǎn)業(yè)，取得了顯著的社會與經(jīng)濟效益。實際上，地理信息系統(tǒng)所研究的對象及覆蓋面遠遠超出了地理學(xué)的范疇。

地理信息系統(tǒng)是管理空間數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)。空間數(shù)據(jù)是指不同來源的用遙感和非遙感手段所獲取的數(shù)據(jù)，它有多種數(shù)據(jù)類型，包括地圖、遙感影像、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等，其共同特點是都有確定的空間位置——地理坐標(biāo)參照系統(tǒng)。其工作過程主要是通過空間實體的空間位置與空間關(guān)系來進行的，當(dāng)然也可以通過它們的屬性來進行。它對空間數(shù)據(jù)除管理、檢索、查詢外，還必須進行各種運算和分析。其輸出除表格、文字、數(shù)據(jù)外，主要的形式是圖形。地理信息系統(tǒng)主要用來分析和管理在一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種地學(xué)、社會現(xiàn)象和過程。它是地學(xué)、計算機、系統(tǒng)工程等學(xué)科知識的融合，是跨學(xué)科的技術(shù)系統(tǒng)。

遙感是地理信息系統(tǒng)重要的數(shù)據(jù)源和強有力的數(shù)據(jù)更新手段。遙感的多時相、量綱統(tǒng)一的、動態(tài)的全球范圍內(nèi)的快速監(jiān)測數(shù)據(jù)，是其他手段所不能替代和比擬的，因而地理信息系統(tǒng)作為一種空間數(shù)據(jù)管理、分析的有效技術(shù)，可為遙感提供各種有用的輔助信息和分析手段。目前，地理信息系統(tǒng)的一個重要發(fā)展趨勢，是加強空間信息管理系統(tǒng)與遙感圖像處理系統(tǒng)的結(jié)合，以提高資源與環(huán)境信息系統(tǒng)在動態(tài)分析、監(jiān)測與預(yù)報方面的能力，改善遙感分析的精度。

20.2.1.2 系統(tǒng)構(gòu)成

地理信息系統(tǒng)主要是由GIS的硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)（庫）和系統(tǒng)的管理操作人員四個部分組成。

GIS硬件主要是計算機，包括必備的外部設(shè)備如數(shù)字化儀、打印機及繪圖儀。可選設(shè)備有掃描儀、激光繪圖儀及打印機、磁帶機等。

地理空間數(shù)據(jù)是指以地球表面空間位置作為參照系的各種景觀數(shù)據(jù)（如自然的、社會的、人文經(jīng)濟的等）。這些數(shù)據(jù)可以是圖形、圖像、文字、表格和數(shù)字等形式，由系統(tǒng)的建立者通過有關(guān)的量化工具和介質(zhì)輸入GIS，是系統(tǒng)程序作用的對象，是GIS所表達的現(xiàn)實世界經(jīng)過模型抽象的實質(zhì)性內(nèi)容。

早期的GIS一直是以各種類型的地圖作為主要的數(shù)據(jù)源。隨著遙感技術(shù)的興起，遙感信息以其周期性、動態(tài)性、信息豐富、獲取效率高并可直接以數(shù)字方式記錄傳送等優(yōu)點成為重要的GIS信息源和數(shù)據(jù)更新手段。遙感與GIS的結(jié)合是空間技術(shù)發(fā)展的趨勢。

系統(tǒng)開發(fā)、管理和使用人員是GIS的重要構(gòu)成因素。因為GIS是一個動態(tài)的地理模型，光有系統(tǒng)軟硬件和數(shù)據(jù)不能構(gòu)成完整的GIS，需要由人進行系統(tǒng)的組織、管理、維護和數(shù)據(jù)更新，使系統(tǒng)不斷得到完善，并合理使用地理分析模型提取多種信息，為研究和決策服務(wù)。

GIS軟件是GIS技術(shù)的核心，它既是GIS技術(shù)的集中體現(xiàn)，又是這一技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)。一般商品化產(chǎn)品，如美國的ARC／INFO系統(tǒng)，中國的MAPGIS，主要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)輸出五部分構(gòu)成。

（1）數(shù)據(jù)采集

其功能是完成地學(xué)數(shù)據(jù)采集與輸入工作，可用掃描儀、數(shù)字化儀、圖形終端或其他系統(tǒng)的磁盤數(shù)據(jù)文件輸入。主要的信息源有：專題地圖（包括地形圖）、統(tǒng)計表格、遙感影像、實測數(shù)據(jù)以及其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件。

數(shù)據(jù)采集方式主要有以下幾種：① 手工式，是早期和試驗時采用的方法，效率和精度均低。② 手扶跟蹤數(shù)字化，是當(dāng)前最有效的地圖數(shù)字化方式，在手扶跟蹤數(shù)字化儀和數(shù)字化板支持下進行。通過這種方式可得到矢量格式的地圖數(shù)字化數(shù)據(jù)。③ 自動掃描，是最有前途的數(shù)字化方式。由掃描儀進行，掃描儀可以每英寸300～600點（線）采集地圖或影像的灰度或顏色，形成點陣像元數(shù)據(jù)或多波段數(shù)據(jù)。④ 數(shù)據(jù)通訊，是在聯(lián)網(wǎng)方式下獲取有關(guān)的其他信息系統(tǒng)的一種方式。無論用何種方式采集，其目的都是要把數(shù)據(jù)源變?yōu)镚IS可以存貯管理和分析的形式。

（2）數(shù)據(jù)管理

其功能是實現(xiàn)空間（幾何）數(shù)據(jù)和屬性（非幾何）數(shù)據(jù)的存儲、檢索、查詢、編輯、修改。GIS與其他信息系統(tǒng)最大的不同之處是對空間數(shù)據(jù)的管理。如何實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲、檢索、查詢、編輯和修改是評價GIS的一個重要方面。

一個功能強大的GIS產(chǎn)品能夠提供一個統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，提供各種范圍內(nèi)的雙向查詢、編輯、建模功能，允許快速地修正并更新空間數(shù)據(jù)及有關(guān)的描述數(shù)據(jù)。例如，最新推出的許多GIS軟件都使用了一個優(yōu)化的、面向目標(biāo)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，可以快速地存取大型關(guān)系文件，它把現(xiàn)實物體的空間關(guān)系、特征和屬性存儲在同一個網(wǎng)絡(luò)分布式關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，所以做圖、拓撲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是這種數(shù)據(jù)模型的特征。

（3）數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析部分借助地學(xué)模型（預(yù)置式模型或用戶自定義模型），完成地理數(shù)據(jù)的分析和計算工作，是GIS的核心內(nèi)容。目前比較成熟的分析功能有地面數(shù)字高程模型、網(wǎng)絡(luò)分析模型、鄰近分析模型、區(qū)域分析模型、拓撲分析模型以及空間距離搜索模型等。

數(shù)字地面模型（DTM）在自然地理、地貌、水利、工程設(shè)計、管道布線等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。當(dāng)?shù)貓D被數(shù)字化后，利用等高線通過插值可以生成數(shù)字地面高程模型（DEM），并由DEM進一步產(chǎn)生坡度、坡向、溝谷、山脊、地表粗糙度等10多個地形要素，構(gòu)成DTM數(shù)據(jù)。利用這些地表信息與植被、土壤、人文要素的相關(guān)性，可建立不同的地學(xué)應(yīng)用模型。

網(wǎng)絡(luò)分析模型在經(jīng)濟地理、市場分析、交通管理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。此模型根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲性質(zhì)，可以在兩點間選擇最短路徑，并繪出其長度和有關(guān)信息，也可以比較各個市場中心服務(wù)范圍和影響區(qū)域。

定距離空間搜索（Buffer）模型和鄰近區(qū)域分析模型在區(qū)域規(guī)劃、國土整治、土地管理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。通過指定空間搜索距離，用戶可以方便地進行空間檢索、查詢，了解在一定范圍內(nèi)地理現(xiàn)象的空間分布；通過鄰近區(qū)域分析模型，用戶可方便地進行鄰近區(qū)域檢索、查詢、了解區(qū)域周圍的環(huán)境情況。由于用模式來定義表，表和空間數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起，這樣用戶能進行集成的空間和屬性處理、報表生成、專欄處理、屬性標(biāo)記和相互作用的屬性修改、更新等項內(nèi)容。

點、線、多邊形是GIS圖形數(shù)據(jù)的基本單元，與之相應(yīng)的拓撲分析模型在自然資源管理、生態(tài)評價、土地評價和規(guī)劃等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。它通過多幅專題圖或?qū)ｎ}圖與圖像合并辦法，生成新的專題圖及新的屬性表，為運用不同評價和規(guī)劃模型，完成地理信息的分析和地理數(shù)據(jù)的計算提供了極大方便。

上述系統(tǒng)底層通用分析模型僅提供了某些數(shù)據(jù)分析的工具。在具體應(yīng)用領(lǐng)域還需結(jié)合專業(yè)知識和實際要求建立用戶的應(yīng)用模型。

（4）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

是提供不同空間數(shù)據(jù)集的集成途徑。空間數(shù)據(jù)都是用矢量和柵格格式進行采集、存貯和處理的。矢量結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)更能表達我們的空間想像，因此它最常用于手工的數(shù)據(jù)采集。但是，數(shù)據(jù)自動采集方式往往產(chǎn)生與計算機的規(guī)則結(jié)構(gòu)相匹配的柵格結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。因此，現(xiàn)代GIS應(yīng)兼容矢量和柵格兩種數(shù)據(jù)格式，提供多種方法進行兩種數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換，滿足多源信息綜合分析的需求。

（5）數(shù)據(jù)輸出

數(shù)據(jù)輸出部分將GIS信息或分析結(jié)果以可視的形式表示，如屏幕，繪圖儀、打印機輸出等。系統(tǒng)同時支持軟硬件拷貝顯示，使用戶能夠獲得在屏幕上所見結(jié)果，即在地圖成圖之前，用戶能預(yù)先看到硬拷貝輸出的圖形。用戶還可以在圖形窗口內(nèi)編輯地圖，包括彩色設(shè)計，圖廓整飾、生成比例尺、注記、圖例、表格、公里網(wǎng)格等，最后由繪圖儀或打印機輸出。

20.2.2 全球定位系統(tǒng)（GPS）

全球定位系統(tǒng)（GPS：Global Position System）是美軍自20世紀70年代初期開始研制的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)。它由21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星組成。工作衛(wèi)星分布在6個軌道面內(nèi)，衛(wèi)星軌道面相對地球赤道面的傾角為55°，每個軌道平面配置3顆衛(wèi)星，每隔一條軌道平面配備一顆備用衛(wèi)星，軌道的平均高度約為20200 km，衛(wèi)星運行周期為11小時58分。因此，在同一測站上，每天出現(xiàn)的衛(wèi)星分布圖相同，只是每天提前幾分鐘。每顆衛(wèi)星對地球的可見面積為地球總表面積的38%，每顆衛(wèi)星每天約有5小時在地平線上。同時位于地平線上的衛(wèi)星數(shù)目最少為4顆，最多為11顆。這樣的空間配置，可保證在地球上任何時間，任何地點至少可同時觀測到4顆衛(wèi)星，加上衛(wèi)星信號的傳播和接收不受天氣的影響，因此GPS是一種全球、全天候的連續(xù)實時導(dǎo)航定位系統(tǒng)。GPS的出現(xiàn)，為大量的野外高精度定位工作提供了極大方便，使定位與導(dǎo)航在精度和速度上都產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，進入了電子化和自動化時代。

GPS作為新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。不僅具有全球性、全天候、連續(xù)的精密三維導(dǎo)航與定位能力，而且具有良好的抗干擾性和保密性等優(yōu)點，現(xiàn)在已廣泛地在全球應(yīng)用。需要指出，全球定位系統(tǒng)的導(dǎo)航和定位在概念上是有所不同的，所謂定位是指運動載體，如汽車上安裝GPS信號接收機，然后實地測出接收天線所在的位置，這稱為GPS定位，也稱GPS動態(tài)定位。動態(tài)的意思是指定位是在極短的時間內(nèi)完成的。如果GPS接收機在測得運動載體實時位置的同時，還測得運動載體的速度，時間和方位等狀態(tài)參數(shù)，進而可“引導(dǎo)”運動載體駛向預(yù)定的目標(biāo)位置，這稱為導(dǎo)航。由此可知，導(dǎo)航是一種廣義的動態(tài)定位。

GPS是從軍事方面發(fā)展起來的，出于軍事目的，它提供兩種服務(wù)即標(biāo)準定位服務(wù)SPS（Standard Positioning Service）和精確定位服務(wù)PPS（Precise Positioning Service）。前者用于民用事業(yè)，后者為美國軍方服務(wù)。美國政府為限制非軍事用戶和其他國家使用GPS的精度，分別在 1991年和 1994年實施了“SA（Selective Availability）”技術(shù)和“AS（Anti-spoofing）”技術(shù)，即“有選擇可用性”技術(shù)和“反電子欺騙技術(shù)”。使SPS服務(wù)水平定位精度降低到100 m，而在密碼保護下的PPS服務(wù)精度提高到1 m。

針對實施的“SA”技術(shù)，各國紛紛采用技術(shù)對策，出現(xiàn)了差分GPS即DGPS（Differential GPS）。“差分”的概念在無線電導(dǎo)航領(lǐng)域早就被采用，差分GPS的提出，使差分技術(shù)提高到過去從未有過的重要地位。采用差分GPS幾乎可以完全消除“選擇可用性”帶來的誤差。它利用某些地面發(fā)射站送出的已知精確位置的基準信號，將其與GPS的定位信號進行比較和修正。這樣，通過建立基準通訊鏈方式，使GPS數(shù)據(jù)實現(xiàn)精確校正。目前利用差分技術(shù)可使定位精度超過單獨使用PPS所得到精度。因此，美國比其他許多國家更快地將DGPS投入到實際使用中，目前其精度可達1 cm，用它可監(jiān)視地球和冰川的微小運動。2001年美國取消了“SA”技術(shù)限制，GPS的定位精度大大提高。

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的迅速發(fā)展，引起了各國軍事部門和廣大民用部門的普遍關(guān)注。GPS定位技術(shù)的高度自動化及其所達到的高精度和具有的潛力，也引起了廣大測量工作者的極大興趣。特別是近十多年來，GPS定位技術(shù)在應(yīng)用基礎(chǔ)的研究、新應(yīng)用領(lǐng)域的開拓、軟件和硬件的開發(fā)等方面都取得了迅速發(fā)展。廣泛的科學(xué)實驗活動為這一新技術(shù)的應(yīng)用展現(xiàn)了極為廣闊的前景，經(jīng)典的大地測量技術(shù)經(jīng)歷了一場意義深遠的變革，從而進入一個嶄新的時代。

目前，GPS精密定位技術(shù)已經(jīng)廣泛地滲透到了經(jīng)濟建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域，尤其對經(jīng)典大地測量學(xué)的各個方面產(chǎn)生了極其深刻的影響。它在大地測量學(xué)及其相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域，如地球動力學(xué)、海洋大地測量學(xué)、天文學(xué)、地球物理勘探、資源勘察、航空與衛(wèi)星遙感、工程變形監(jiān)測、運動目標(biāo)的測速以及精密時間傳遞等方面的廣泛應(yīng)用，充分地顯示了這一衛(wèi)星定位技術(shù)的高精度與高效益。

20.2.3 RS、GIS和GPS多功能綜合

作為空間信息處理的3S技術(shù)系統(tǒng)，在空間信息管理中各具特色，均可獨立完成自身的功能。同時，它們所能解決的問題之間又有很多關(guān)聯(lián)性，在解決問題的功能上又各自存在著優(yōu)點和不足：GIS具有較強的空間查詢，分析和綜合處理能力，但獲取數(shù)據(jù)困難；RS能高效地獲取大面積的區(qū)域信息，但受光譜波段的限制，且數(shù)據(jù)定位及分類精度差；GPS能快速地給出目標(biāo)的位置，對空間數(shù)據(jù)的精確定位具有特殊意義，但它本身通常無法給出目標(biāo)點的地理屬性。因此，只有三者有機結(jié)合起形成一個多功能綜合的技術(shù)系統(tǒng)，才能發(fā)揮更大的作用（圖20-3）。在3S系統(tǒng)中，簡單地說，GIS相當(dāng)中樞神經(jīng)，RS相當(dāng)傳感器，GPS相當(dāng)定位器，三者的共同作用將使地球能實時感受到自身的變化，使其在資源環(huán)境和區(qū)域管理等眾多領(lǐng)域中發(fā)揮巨大作用。RS，GIS和GPS三者的結(jié)合與集成已成為當(dāng)今空間信息系統(tǒng)的發(fā)展方向，也是空間科學(xué)發(fā)展的必然趨勢。

圖20-3 3S技術(shù)系統(tǒng)

20.2.3.1 GIS與RS的結(jié)合

GIS和RS都是獨立發(fā)展起來的支撐現(xiàn)代地學(xué)的空間科學(xué)技術(shù)，其中GIS是管理與分析空間數(shù)據(jù)的有效工具，RS是空間數(shù)據(jù)采集和分類的有效工具，它們的研究對象都是空間實體，二者關(guān)系十分密切。

GIS和RS的結(jié)合主要表現(xiàn)在RS對GIS動態(tài)地提供和更新各種數(shù)據(jù)，而GIS作為空數(shù)據(jù)處理分析的技術(shù)工具，可大大提高RS空間數(shù)據(jù)的分析能力及分析精度。在實踐中，RS和GIS結(jié)合的主要形式是利用遙感圖像經(jīng)過計算機圖像處理、信息提取、目視解譯等方式，編制各種專題圖，而后通過數(shù)字化儀等輸入設(shè)備將專題圖上所需信息輸入到地理信息系統(tǒng)中，或者遙感數(shù)據(jù)經(jīng)圖像處理、分類和模式識別等方式提取有關(guān)信息直接進入地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。這種結(jié)合方式的實質(zhì)是用遙感形成專題系列數(shù)據(jù)庫（包括遙感圖像庫）提供給地理信息系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫中各專題要素因來自同一信息源，保證了時相和圖幅位置配準，所以很適合在地理信息系統(tǒng)中進行多重信息的綜合與復(fù)合分析，從而派生出綜合性數(shù)據(jù)及圖件，最大限度地發(fā)揮有關(guān)數(shù)據(jù)的作用。例如，在流域綜合治理中，根據(jù)單要素的坡度圖、土壤類型圖、地貌類型圖及植被類型圖，通過地理信息系統(tǒng)中的有關(guān)模型分析可得到土地利用評價圖及土地利用規(guī)劃圖等。

20.2.3.2 RS與GPS的結(jié)合

GPS和RS都可看作為GIS的數(shù)據(jù)源的獲取系統(tǒng)，而且，GPS和RS既分別具有獨立的功能，又可以互相彌補其不足。

首先，GPS的精確定位功能解決了RS獲取目標(biāo)信息定位困難的問題。在GPS問世以前，地面同步光譜測量、遙感的幾何校正和定位等都是通過地面控制點進行大地測量才能確定的，這不但費時費力，而且當(dāng)無地面控制點時更無法實現(xiàn)，從而嚴重影響數(shù)據(jù)實時進入系統(tǒng)。GPS的快速定位為RS數(shù)據(jù)實時、快速進入GIS系統(tǒng)提供了可能。也就是說，借助GPS可使RS迅速進入GIS分析系統(tǒng)，保證了RS數(shù)據(jù)及地面同步監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取的動態(tài)配準、動態(tài)地進入GIS數(shù)據(jù)庫。

其次，利用RS數(shù)據(jù)實現(xiàn)GPS定位遙感信息查詢。此外，利用GPS形成了一系列新技術(shù)，如GPS氣象遙感技術(shù)，利用GPS衛(wèi)星和接收機之間無線電訊號在大氣電離層和對流層中的延遲時間，了解電離層中電子濃度和對流層中溫度濕度獲得大氣參數(shù)及其變化情況。因而目前建立和正在建立的全球許多GPS觀測網(wǎng)將是提供大氣參數(shù)的一個重要新數(shù)據(jù)源。對天氣預(yù)報尤其是短期天氣預(yù)報發(fā)揮巨大作用。

20.2.3.3 GPS與GIS的結(jié)合

GPS和GIS的結(jié)合，不僅能取長補短使各自的功能得到充分的發(fā)揮，而且還能產(chǎn)生許多更高級功能，從而使GPS和GIS的功能都邁上一個新臺階。

通過GIS系統(tǒng)，可使GPS的定位信息在電子地圖上獲得實時的，準確的形象的反映及漫游查詢。通常GPS接收機所接收信號無法輸入底圖。若從GPS接收機上獲取定位信息后，再要回到地形圖或?qū)ｎ}圖上查找，核實周圍地理屬性，該工作十分繁雜，而且花費時間長，在技術(shù)手段上也是不合理的。如果把GPS的接收機同電子地圖相配合，利用實時差分定位技術(shù)，加上相應(yīng)的通信手段組成各種電子導(dǎo)航和監(jiān)控系統(tǒng)，可廣泛用于交通、公安偵破、車船自動駕駛、科學(xué)種田和海上捕魚等方面。

GPS為GIS及時采集、更新或修正數(shù)據(jù)，例如在外業(yè)調(diào)查中通過GPS定位得到的數(shù)據(jù)，輸入給電子地圖或數(shù)據(jù)庫，可對原有數(shù)據(jù)進行修正、核實、賦予專題圖屬性以生成專題圖。

新聞標(biāo)題：什么技術(shù)和gis結(jié)合起來 與gis相關(guān)的黑科技
網(wǎng)站網(wǎng)址：http://www.2m8n56k.cn/article20/doihdco.html

成都網(wǎng)站建設(shè)公司_創(chuàng)新互聯(lián)，為您提供自適應(yīng)網(wǎng)站、App設(shè)計、企業(yè)建站、網(wǎng)站維護、Google、商城網(wǎng)站

廣告

聲明：本網(wǎng)站發(fā)布的內(nèi)容（圖片、視頻和文字）以用戶投稿、用戶轉(zhuǎn)載內(nèi)容為主，如果涉及侵權(quán)請盡快告知，我們將會在第一時間刪除。文章觀點不代表本網(wǎng)站立場，如需處理請聯(lián)系客服。電話：028-86922220；郵箱：[email protected]。內(nèi)容未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載，或轉(zhuǎn)載時需注明來源： 創(chuàng)新互聯(lián)