3S技術與集成考試復習資料

1、精品文檔 技術： 3SGlobal全球定位系統（、地理信息系統（Geography in formation systems ,GIS）和是遙感技術（Remote sen si ng ,RS）相結合，的統稱，是空間技術、傳感器技術、衛(wèi)星定位與導航技術和計算機技術、通訊技術positioning systems , GPS） 多學科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、 傳播和應用的現代信息技術。：GIS （地理信息系統） 關地理分布數據進 是在計算機硬、軟 件系統支持下， 對整個或部分地球表層空間中的有是一種基于計算機的工具，它可以對空間信息進術系統。GIS行采集、儲存、管理、

2、運算、分析、顯示和描述的技 技術把地圖這種獨特的視GIS行分析和處理 （簡而言之， 是對地球上存在的現象和發(fā)生的事件進行成圖和分析） 。 覺化效果和 地理分析功能與一般的數據庫操作（例如查詢和統計分析等）集成在一起。：RS遙感器對物體的電磁波的輻射、 /Remote sensing ，遙感是指非接觸的，遠距離的探測技術。一般指運用傳感器 反射特性的探測， 并根據其特性對物體的性質、 特征和狀態(tài)進行分析的理論、 方法和應用的科學 技術。：GPS定位衛(wèi)星，在全球范圍內實時進行GPSSystem （全球定位系統）的簡稱。利用是英文 Global Positioning 定位、導航的系統， 稱為全球衛(wèi)

3、星定位系統。 GPS 是由美國國防部研制建立的一種具有全方位、 全天候、全時段、高精度的衛(wèi)星導航系統，能為全球用戶提供低成本、高精度的三維位置、速度 和精確定時等導航信息。系統由空間星座、地面控制和用戶接收機三部分組成。數字地球： 一個以地球坐標為依據的、具有多分辨率的海量數據和多維顯示的地球虛擬系統。 數字地球看成是 “對地球的三維多分辨率表示、 它能夠放入大量的地理數據” 。 戈爾的數字地球 學是關于整個地球、全方位的 GIS 與虛擬現實技術、網絡技術相結合的產物。大數據： 或稱巨量資料，指的是所涉及的資料量規(guī)模巨大到無法通過目前主流軟件工具，在合 理時間內達到擷取、管理、處理、并整理成為

4、幫助企業(yè)經營決策更積極目的的資訊。大數據的 4V 特點： Volume （大量）、 Velocity （高速）、 Variety （多樣）、 Value （價值）。云計算：（cloudcomputi ng ）是基于互聯網的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通 過互聯網來提供動態(tài)易擴展且經常是虛擬化的資源。 云計算是通過使計算分布在大量的分布式計 算機上， 而非本地計算機或遠程服務器中， 企業(yè)數據中心的運行將與互聯網更相似。 這使得企業(yè) 能夠將資源切換到需要的應用上， 根據需求訪問計算機和存儲系統。 它意味著計算能力也可以作 為一種商品進行流通，取用方便，費用低廉。最大的不同在于，它是通過

5、互聯網進行傳輸的。 智慧城市：就是運用信息和通信技術手段感測、 分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息， 從而對包括民生、環(huán)保、公共安全、城市服務、工商業(yè)活動在內的各種需求做出智能響應。其實 質是利用先進的信息技術，實現城市智慧式管理和運行，進而為城市中的人創(chuàng)造更美好的生活， 促進城市的和諧、可持續(xù)成長。RS的最新發(fā)展1、應用衛(wèi)星的發(fā)展 ：遙感的多平臺、多傳感器和多角度；2、傳感器分辨率的發(fā)展 ：空間、時間、波譜；3、分析處理技術的發(fā)展 ：對地定位和智能化分析；4、應用衛(wèi)星的發(fā)展 ：信息獲取向三維動態(tài)方向發(fā)展，定性描述向定量表達過渡，應用方向轉 向環(huán)境研究。GIS的最新發(fā)展1、空間數據庫趨向

6、“三庫”一體化：面向對象的數據模型及圖形矢量庫、影像柵格庫和DEM格網庫；2、空間數據表達趨向多尺度；3、數據挖掘技術可發(fā)現更多知識；4、互聯網推進互操作及地學信息服務業(yè)；5、將形成較完整的理論框架體系。3S技術的集成模式目前，3S技術集成主要還是采用兩兩集成的模式， 即通過3S技術與功能的兩兩組合， 共同作用， 形成有機的一體化系統， 已快速準確的獲取具有定位功能的對地觀測信息， 實現對系統信息的實 時更新和對地表現象與過程的綜合分析。其主要技術思路如圖。兩兩集成和整體集成（手機）精品文檔精品文檔技術的集成的關鍵技術 3S技術、空三攝影測量技術、定位定向系統技術、 多源、多時相、多尺度信息的

7、獲取技術： 遙感 技術、 GPS1、激光斷面掃描測高技術；技術、多尺度地理信息的自動綜合技術、多源多時相多尺度多源、多時相、多尺度信息的集成技術： GIS2、地學信息的統一坐標系技術、多時空數據一體化管理技術、多源異構數據的格式轉換技術；數 據的自動更新技術、數據倉庫技術、數據挖掘技術、模型庫空間信息的動態(tài)管理與綜合分析技術： GIS3、管理系統技術、 模型庫與應用系統的無縫集成技術； 數據單向實時傳送技術、 數據雙向實時傳 送技術、數據交換技術； 4、 3S 技術集成的數據通信與交換技術： 虛擬現實技術、地理空間信 息的可視化技術。5、 3S技術集成的虛擬現實與可視化技術：技術集成的理論依據

8、3S揭示地球幾何即通過對地球圈層間信息傳輸過程與物理機制的研 究， 3S 技術集成的核心是對地理信息的認知， 技術集成的基礎理論。形態(tài)和空間分布及變化規(guī) 律。因此， 地理信息理論 和 地理信息認知理論 是 3S4D產品產品的生產DLGDRG（數字柵格地圖）、（數字線劃地圖）；、DEM （數字高程模型）DOM （數字正射影像） 4D、 成本較低、數據組合靈活，影像、柵格圖形和矢量圖形之間能夠相互補 充。地物的反射波譜特征 （葉片內部細胞結構） 、短波紅外 1.4 1.9 2.7（含水量） ；（色素） 1、 植 被：可見光 0.45um 、近紅外 0.7-1.1 土壤：土壤之地和有機質含量。另氧化

9、鐵含量；2、 3 水體：水體本身光學性質和水的狀態(tài)； 4 、 巖石：無統一。 傳感器的主要類型： 可見光近紅外遙感、遠紅外遙感、微波遙感。遙感圖像分辨率 、 空間分辨率： 指像元所代表的地面范圍的大小， 即掃描儀的瞬間視場或 地面物體能分辨的最小像元。 1波譜分辨率：包含兩方面信息，一是指傳感器所用的波段數目、 波段波長及其波段寬度，二是指輻射分辨率2、（傳感器接受波譜信號時， 能分辨的最小輻射差） 。 時間分辨率： 對同一地點進行遙感采樣的 時間間隔。 3、數據融合 是對來自不同遙感數據源的高空間分辨率影像數據與多光譜數據，按照一定的融合 模型，進行數據合成，獲得比單個遙感數據源更精確的數據

10、，從而增強影像質量，保持多光譜特 性，提高空間分辨率，達到信息優(yōu)勢 互補、有利于圖像解譯和分類應用的目的。融合層次分為像素級融合、特征級融合、決策級融合。地理空間： 一般指地球表層生命活躍、人地關系最為密切的區(qū)域。它上至大氣電離層，下至地 幔莫霍面，包括巖石圈、水圈、生物圈和大氣圈，之間又相互交叉，能量、信息交換極為活躍，是一個復雜的開放式巨系統。以地球 橢球面為界，地理空間又分為內地理空間和外地理空間。 地理信息：是有關地理空間對象的性質、 特征和運動狀態(tài)的表征以及一切與之相關有用的知識。建立地理信息系統的目的就是在表達、存貯、管理地理信息的基礎上，通過地理信息的綜合分析、地理數據： 是相關

11、地理模擬、再現等，為地理研究和空 間規(guī)劃管理等的應用提供決策支持。現象、地理特征及關系的符號化記載，是地理信息的載體和形式。 精品文檔精品文檔地理信息基本特征： 除具備客觀性、 適用性、可傳輸性和共享性等基本信息特征， 開具有： 空間位置及分布特征； 1 多媒體特征； 、 2 3、 時變性； 4、 多尺度特性：空間多尺度、語義 多尺度、時間多尺度； 5、 多維結構特性?？臻g對象： 是地理空間的組成單元，是對地理現象和地理事物簡化、抽象的結果?？臻g對象的 描述主要包括空間 特征、屬性特征和時態(tài)特征?？臻g關系有： 方位關系、度量關系、拓補關系。 空間數據庫設計過程： 需求分析、概念設計、邏輯設計、

12、物理設計。GIS 數據的管理方案： 文件與關系數據庫的混合管理； 1 、2、 全關系型空間數據庫管理；3、 對象 -關系型空間數據庫管理；4、面向對象的空間數據庫管理。空間分析： 是基于空間數據的分析技術，它以地學原理為依托，通過相關算法，從空間數據中 提取新的空間知識， 為地理研究和地理決策服務。空間分析的基本功能： 它通過將同一地區(qū)兩組或兩組以上的圖層要素疊置，產生新的多邊 形，并對其范圍內的屬性進行 1、 疊置分析： 分析。：它根據分析對象的點、線、面實體自動 建立他們周圍一定距離的帶狀區(qū)，用于識別這些實體或2、 緩沖區(qū)分析 主體對鄰近對象的輻射范圍或影響度，以便為分析決策提供依據。 ：

13、是通過分析、模擬網絡的狀態(tài)以及資源在網絡上的 流動和分配情況，對網絡結構及其資源的優(yōu)化 網絡分析 3、配置問題進行研究。 ：主要用于空間目標的分類與綜合評價。 、 空間統計分析 4 空間變量的 篩選； ?空間目標分類：分類方法有聚類分析和判別分析兩類； ?、因 3、多因子重要性指標（權重）的確定1、評價因子的選擇與簡化 2 綜合分析評價：一般經過四步 ?、選用某種方法進行多因子綜合。子內各類別對評價目標的隸屬度確定 4 地理信息可視化： 是現有計算機可視化技術的具體應用，是以地理環(huán)境為依托，以地理信息 系統為工具， 采用二維三維等表現形式， 把實測或計算獲得的大量抽象的空間數據轉換為人的視 覺

14、可以直接感受的圖形圖像，從而通過 視覺效果，探討地理信息所反映的規(guī)律與知識。 二維空間數據的可視化地圖方法涉及內容： 、檢索數據、預處理（投影變換、數據壓 縮、幾何數據的光滑） 符號化、地圖顯示。三維仿真地圖： 是基于三維仿真和計算機三維真實感圖形技術而產生的三維地圖，具有仿真 的形狀、光照和紋理 精品文檔精品文檔 等，也可進行各種三維量測和分析。三維仿真地圖的生成步驟： 、 地面模型的三角形剖分； 1 、根據視點位置和觀察方向 對地面進行圖形變換； 2 、 圖形消隱； 3 、 用光照模型計算可見面的亮度和色彩； 4 三角面片 的明暗處理； 5、6、紋理映射。虛擬現實： 又稱靈境技術，是指通過

15、三維立體顯示器、數據手套、三位鼠標、數據衣、立體聲 耳機等使人能完全 沉浸在計算機生成的一種特殊三維圖形環(huán)境中的技術，人可以操作控制三維圖形環(huán)境，實現特殊目的31特征：虛擬現實技術在人機關系的：能給人們以真實世界的感覺全方位地沉浸在這個虛幻的世界中。Immersion沉浸感 ICAD系統所產生的模型可以對使用者的輸入作岀反應。Interaction:不同于,lmagination:用戶和VR發(fā)揮用戶的創(chuàng)造性想象力。系統并行操作想象,GPS衛(wèi)星的基本功能：接受和存儲由地面監(jiān)控站發(fā)來的導航信息，接受并執(zhí)行監(jiān)控站的控制指令；1、進行部分必要的數據處理工作；2、通過星載銣鐘和銫鐘提供精密的時間標準；3

16、、向用戶發(fā)送定位信息；4、5、在地面監(jiān)控站指令下，通過推進器調整衛(wèi)星姿態(tài)和啟用備用衛(wèi)星。系統的特點：GPS定位精度高；1、2、觀測時間短；3、測站間無需通視；4、可提供三維坐標；5操作簡便；、6、 全天候作業(yè)；、功能多應用廣。7坐標系統：GPS測量中所使用的協議地球GPS是全球性的定位導航系統，其坐標系統也必須是全球性的，目前，GPS由于 WGS-84世界大地坐標系。 坐標系統稱為 BIH1984.0X軸指向z軸指向BIH1984.0定義的 協議地球級方向，原點是地球質心，WGS-84世界大地坐標系： 軸成右手坐標系。x軸、z的零子午面和協議地球極赤道的焦點， y軸與偽距測量定位原理：偽距觀測

17、量是通過測量衛(wèi)星信號從發(fā)射時刻到接收機接受時刻的時延乘 以光速得到的距離管 測量。集成的目的、本質：3S目的：是對現實世界或現實世界的自然現象通過計算機進行數字刻畫、模擬和分析；是對地理空間對象的地學特征進行空間描述與表達，包括從現實世界到比特世界以及從比特世界到計算 本質：精品文檔.精品文檔機世界的兩個轉換過程，這兩個過程是通過對空間對象的定位、地學信息的空間獲取 以及空間分析等功能的綜合集成來實現的。慣性導航系統：是利用慣性敏感元件測量航行體相對慣性空間的線運動和角運動參數，在給定的運動初始條件下，由計算機推算岀航行體的姿態(tài)、方位、速度和位置參數，從而引導航行體完成預定的航行任務。慣性導航

18、的最主要的慣性敏感元件是加速度計和陀螺儀。慣性導航基本原理：遵循的基本定律是牛頓運動定律。慣性導航是指通過測量飛行器的加 速度，自動進行積分運算，獲得飛行器瞬時速度和瞬時位置數據的技術。組成慣性導航系統的設備都安裝在飛行器內，工作時不依賴外界信息，也不向外界輻射能量，不易受到干擾，是一種自主式導航系統。慣性導航系統通常由慣性測量裝置、計算機、控制顯示器等組成。 慣性測量裝置包括加速度計和陀螺儀，個平移運動3又稱慣性導航組合。3個自由度陀螺儀測量飛行器的三個轉動運動，3個加速度計測量飛行器的的加速度；計算機根據測量的各種信息，計算岀飛機的速度和位置數據；顯示器顯示各種導航參數。機載三維遙感的特點：是在獲取圖像的同時能夠對地面目標進行定位，因此三維遙感技術系統是能夠直接對地 定位的遙感系統。定位的要求：機載三維遙感對 GP9PS1、高精度差分定位；2、GPS數據和遙感數據的同步聯系；適應機載動態(tài)飛行作業(yè)要求。3、空間數據挖掘（