3S空間信息技術(shù)及GIS新技術(shù)

第七章3S空間信息技術(shù)及GIS新技術(shù)

3S技術(shù)是英文遙感技術(shù)（RemoteSensingRS）、地理信息系統(tǒng)（GeographicalinformationSystemGIS）、全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystemGPS）這三種技術(shù)名詞中最后一個(gè)單詞字頭的統(tǒng)稱。是現(xiàn)代信息技術(shù)與空間分析研究的主要技術(shù)手段和發(fā)展方向。廣義的3S技術(shù)包括空間信息獲取、傳感器和信息探測(cè)、圖形圖像處理、空間定位、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、信息管理與存儲(chǔ)、預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)與決策分析等。

docin/sundae_meng第七章3S空間信息技術(shù)及GIS新技術(shù)13S集成概念GPS是空間實(shí)體快速、精密定位的現(xiàn)代化工具；

GIS是空間信息集成、分析、處理的有力武器；RS是空間信息覆蓋面最大最迅速的采集手段。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，“3S"以其各自的技術(shù)特點(diǎn)日趨緊密結(jié)合，在資源與環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與趨勢(shì)預(yù)報(bào)，重大自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警以及災(zāi)情評(píng)估與減災(zāi)對(duì)策的制定，城市及經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的規(guī)劃、開發(fā)與管理等方面，有著廣闊的應(yīng)用前景。7.13S技術(shù)docin/sundae_meng3S集成概念GPS是空間實(shí)體快速、精密定位的現(xiàn)代化工具；

23S集成3S相互作用1）RS和GPS向GIS提供或更新區(qū)域信息以及空間定位；2）GIS進(jìn)行相應(yīng)的空間分析，綜合集成RS和GPS提供的海量數(shù)據(jù)。

RSGPSGIS幾何配準(zhǔn)、輔助分類等提供或更新區(qū)域信息提供或更新空間定位定點(diǎn)查詢專題信息幾何校正、訓(xùn)練區(qū)選擇及分類驗(yàn)證等提供定位遙感信息查詢docin/sundae_meng3S集成3S相互作用RSGPSGIS幾何配準(zhǔn)、輔助分3GIS與遙感結(jié)合的必要性GIS與RS結(jié)合1）、遙感是GIS重要的數(shù)據(jù)源，有效的數(shù)據(jù)更新手段1）遙感手段能夠迅速、準(zhǔn)確、綜合性地大范圍地采集環(huán)境和資料數(shù)據(jù)2）遙感數(shù)據(jù)具有多光譜和的動(dòng)態(tài)多時(shí)相特點(diǎn)3）為GIS數(shù)據(jù)更新提供了全方位的手段和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源2）、GIS可為遙感分析提供有用的輔助信息和手段1）有助于提高遙感數(shù)據(jù)自動(dòng)分類的精度2）為遙感應(yīng)用分析提供一個(gè)良好的環(huán)境3）有助于提高遙感信息識(shí)別的精度和效率

（圖）

docin/sundae_mengGIS與遙感結(jié)合的必要性GIS與RS結(jié)合1）、遙感是GIS4GIS與GPS集成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型GIS與GPS結(jié)合docin/sundae_mengGIS與GPS集成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型GIS與GPS結(jié)合do5

“3S"的綜合應(yīng)用

“3S”的綜合應(yīng)用是一種充分利用各自的技術(shù)特點(diǎn)，快速準(zhǔn)確而又經(jīng)濟(jì)地為人們提供所需要的有關(guān)信息的新技術(shù)?；舅枷?

利用RS提供最新的圖像信息，利用GPS提供圖像信息中的“骨架”位置信息，利用GIS為圖像處理、分析應(yīng)用提供技術(shù)手段，三者一起緊密結(jié)合可為用戶提供精確的基礎(chǔ)資料(圖件和數(shù)據(jù))。docin/sundae_meng“3S"的綜合應(yīng)用

“3S”的綜合應(yīng)用是一種充分利用各自的6一、概念2019年1月31日,美國(guó)副總統(tǒng)阿爾·戈?duì)栐诩永Ｄ醽喛茖W(xué)中心的講演中正式提出了“數(shù)字地球”(DigitalEarth)的概念.他說:“我相信我們需要一個(gè)‘?dāng)?shù)字地球’,即一種可以嵌入海量地理數(shù)據(jù)﹑對(duì)我們星球所做的多分辯率﹑三維的描述方式.

按照戈?duì)柼岢龅臅r(shí)間表,“數(shù)字地球”的基本實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)在2020年,而“數(shù)字地球”的初步實(shí)現(xiàn)設(shè)定在2019年左右.7.2數(shù)字地球簡(jiǎn)介docin/sundae_meng一、概念2019年1月31日,美國(guó)副總統(tǒng)阿爾·戈?duì)?二、“數(shù)字地球”的背景與內(nèi)涵

美國(guó)總統(tǒng)克林頓1993年2月簽署法令,建設(shè)全美的“信息高速公路”,1994年4月又簽署了“建立國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施”令,為未來信息社會(huì)提供信息資源.

因而,“數(shù)字地球”是以信息高速公路和國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施(NSDI)為依托的整體性﹑導(dǎo)向性的戰(zhàn)略思想,它必然會(huì)引起國(guó)際社會(huì)的高度重視.“數(shù)字地球”概念的提出,是第二次世界大戰(zhàn)以來,特別是本世紀(jì)70年代以來“新技術(shù)革命”的一個(gè)自然發(fā)展,地球信息的集成和整體化發(fā)展都是信息技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)重要趨勢(shì).

當(dāng)前,政府﹑學(xué)術(shù)團(tuán)體﹑各界人士都認(rèn)識(shí)到發(fā)展“中國(guó)數(shù)字地球”不僅是必要的和迫切的,而且是可能的和現(xiàn)實(shí)的.同時(shí),還需要國(guó)家層次的戰(zhàn)略措施.docin/sundae_meng二、“數(shù)字地球”的背景與內(nèi)涵美國(guó)總統(tǒng)克林頓19938戈?duì)枌?duì)“數(shù)字地球”的設(shè)想和描述:

設(shè)想一位女孩去本地的博物館參觀數(shù)字地球展覽,在帶上顯示頭盔后,她看見地球從太空中出現(xiàn),使用數(shù)據(jù)手段放大電子圖象;隨著分辨率的不斷提高,她看見了大陸,然后是鄉(xiāng)村﹑城市,最后是私人住房﹑樹木和其它天然和人造的景觀.當(dāng)然,地形僅僅是她能與之相互作用的多種數(shù)據(jù)之一.利用聲音識(shí)別系統(tǒng),她能夠獲得關(guān)于陸地覆蓋﹑植物和動(dòng)物的物種分布﹑實(shí)時(shí)天氣﹑道路﹑政治邊界以及人口的信息.她也能使她和世界上其他學(xué)生收集的“全球環(huán)境計(jì)劃”的一部分信息具體化.這些信息能被有機(jī)地融入數(shù)字地圖或地形數(shù)據(jù).通過使用數(shù)據(jù)手套單擊一個(gè)連接按鈕,她能夠獲得她所看見的許多事物的更多信息.

例如,為全家去黃石國(guó)家公園度假作準(zhǔn)備,她計(jì)劃徒步去看天然噴泉,她剛剛閱讀到關(guān)于野牛和落基山羊的知識(shí).事實(shí)上,在她離開故鄉(xiāng)的博物館之前她就能夠進(jìn)行虛擬旅游.她學(xué)習(xí)法國(guó)的歷史,細(xì)讀被數(shù)字地球表面覆蓋的數(shù)字化地圖﹑新聞短片﹑口述歷史﹑報(bào)紙等主要的歷史資料.她向自己的電子郵件信箱發(fā)送一些有用的信息,以便今后學(xué)習(xí).時(shí)間序列從這里延伸到遙遠(yuǎn)的過去,這里的時(shí)間概念能以天﹑年表征,也能以世紀(jì)表征,甚至可以是地質(zhì)學(xué)意義上的年代概念,因?yàn)槟切┠甏兄谒龑?duì)恐龍的了解.docin/sundae_meng戈?duì)枌?duì)“數(shù)字地球”的設(shè)想和描述:設(shè)想一位女孩去本地的9

三、關(guān)鍵技術(shù)“數(shù)字地球”的核心思想:一是用數(shù)字化手段統(tǒng)一地處理地球問題;二是最大限度地利用信息資源.“數(shù)字地球”的體系構(gòu)成:數(shù)據(jù)獲取與更新體系;

數(shù)據(jù)處理存儲(chǔ)體系;信息提取與分析體系;數(shù)據(jù)與信息傳播體系;數(shù)據(jù)庫(kù)體系﹑網(wǎng)絡(luò)體系;專用軟件體系,等.“數(shù)字地球”可以包容80％以上的人類信息資源,是未來信息資源的主體核心.docin/sundae_meng三、關(guān)鍵技術(shù)“數(shù)字地球”的核心思想:一是用數(shù)字10數(shù)字地球技術(shù)框架數(shù)字地球關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)層應(yīng)用層基礎(chǔ)科學(xué)信息科學(xué)地球科學(xué)認(rèn)知科學(xué)地區(qū)全球衛(wèi)星遙感海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理高速網(wǎng)絡(luò)互操作仿真與虛擬元數(shù)據(jù)國(guó)家區(qū)域、城市政治與外交科研與教育城市與區(qū)域?qū)I(yè)應(yīng)用docin/sundae_meng數(shù)字地球技術(shù)框架數(shù)字關(guān)實(shí)應(yīng)用層基礎(chǔ)科學(xué)信息科學(xué)地球科學(xué)認(rèn)11

四、數(shù)字中國(guó)與數(shù)字城市“數(shù)字地球”不僅僅在于超越空間和時(shí)間的界限,更在于它能幫助人類緩解環(huán)境危機(jī)﹑預(yù)防自然災(zāi)害﹑打擊犯罪和持續(xù)發(fā)展.中國(guó)政府和學(xué)術(shù)界在“數(shù)字地球”的基礎(chǔ)上提出“數(shù)字中國(guó)”的構(gòu)想.

在數(shù)字城市的建設(shè)中,“數(shù)字北京”是一個(gè)由基礎(chǔ)層﹑應(yīng)用層和決策層組成的完整體系.在“基礎(chǔ)層”,北京市要加快首都公用信息平臺(tái)的建設(shè);在“應(yīng)用層”,要加快建設(shè)環(huán)境與生態(tài)﹑資源管網(wǎng)﹑城市建設(shè)規(guī)劃﹑交通管理﹑社區(qū)服務(wù)﹑電子政務(wù)﹑電子商務(wù)﹑遠(yuǎn)程教育﹑遠(yuǎn)程醫(yī)療等核心子系統(tǒng).

雖然,我國(guó)“數(shù)字城市”建設(shè)的軟件硬件及整體解決方案與國(guó)際相比還有距離,像北京﹑上海﹑廣州等“數(shù)字城市”榜樣的推廣還有待探索;但像南海市﹑東莞市石龍鎮(zhèn)這樣信息化發(fā)達(dá)的城市,15年內(nèi)就能完全實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化.看來,“數(shù)字城市”已經(jīng)不再是一個(gè)遙遠(yuǎn)的夢(mèng)想.docin/sundae_meng四、數(shù)字中國(guó)與數(shù)字城市“數(shù)字地球”不僅僅在于超12五、地球信息的四維時(shí)空特征

隨著席卷全球的信息技術(shù)革命的迅猛發(fā)展,人類組織﹑傳輸和顯示各類與地理坐標(biāo)有關(guān)的海量信息的觀念與方式正在發(fā)生翻天覆地的變化.人們?cè)O(shè)想把有關(guān)地球的海量的﹑多分辨率的﹑三維的﹑動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)按地理坐標(biāo)集成起來,構(gòu)建起一個(gè)“數(shù)字地球”.

這樣,人們不論走到哪里,都可以按地理坐標(biāo)了解地球上任何一處﹑任何方面的信息.從而實(shí)現(xiàn)全球信息傳遞的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化.docin/sundae_meng五、地球信息的四維時(shí)空特征隨著席卷全球的信息技術(shù)13六﹑數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)必須經(jīng)過優(yōu)選﹑深加工才能成為有效信息;信息再經(jīng)過科學(xué)的深加工過程,才能發(fā)現(xiàn)新知識(shí),升華成為知識(shí)經(jīng)濟(jì).

數(shù)據(jù)挖掘是“數(shù)字地球”戰(zhàn)略至關(guān)重要的終端環(huán)節(jié),也是目前最薄弱的環(huán)節(jié),最有開發(fā)潛力的環(huán)節(jié).

數(shù)據(jù)挖掘本身是一項(xiàng)非常復(fù)雜的高新技術(shù)和系統(tǒng)工程;需要有體現(xiàn)科學(xué)規(guī)律的概念模型設(shè)計(jì),便于運(yùn)用的電腦軟件系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)空多維顯示的技術(shù),具備虛擬環(huán)境的功能.docin/sundae_meng六﹑數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)必須經(jīng)過優(yōu)選﹑深加工才能成為有14一、網(wǎng)絡(luò)的基本概念

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（ComputerNetwork）是指實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間通訊的軟件和硬件系統(tǒng)的統(tǒng)稱，從廣義上講，利用磁盤在兩臺(tái)微機(jī)之間拷貝數(shù)據(jù)也可以認(rèn)為是一種特殊的網(wǎng)絡(luò)。它的更加具體的定義是“以共享資源為目的，通過數(shù)據(jù)通訊線路將多臺(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián)而組成的系統(tǒng)”，共享的資源包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的硬件設(shè)備、軟件或者數(shù)據(jù)。7.3GIS新技術(shù)——WebGIS計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)(Node)計(jì)算機(jī)或者終端的連接方式稱為網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它影響著網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、功能、可靠性以及通訊費(fèi)用等方面，常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有以下類型：星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；樹形拓?fù)洌煌耆B接結(jié)構(gòu)；相交環(huán)形；不規(guī)則拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等等。

docin/sundae_meng一、網(wǎng)絡(luò)的基本概念計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（ComputerNetwo15網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（1）總線結(jié)構(gòu)（2）環(huán)形結(jié)構(gòu)（3）星形結(jié)構(gòu)（4）樹形結(jié)構(gòu)（5）完全連接（6）相交環(huán)形（7）不規(guī)則拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)docin/sundae_meng網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)docin/sundae_meng16一、網(wǎng)絡(luò)的基本概念

WebGIS計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的種類繁多，性能各異，按照不同的原則可以有不同的分類方式，最常見的是根據(jù)其空間分布范圍的大小，分為局域網(wǎng)(LAN-LocalAreaNetwork)城域網(wǎng)(MAN-MetropolitanAreaNetwork)廣域網(wǎng)(WAN-WideAreaNetwork)docin/sundae_meng一、網(wǎng)絡(luò)的基本概念WebGIS計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的種類繁多，性17二、因特網(wǎng)

WebGIS因特網(wǎng)是指全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其形成和發(fā)展無(wú)疑是信息技術(shù)發(fā)展過程中最為激動(dòng)人心的事情，目前大專院校，大學(xué)，政府部門，圖書館，企業(yè)以及個(gè)人都已經(jīng)連接到因特網(wǎng)，它允許網(wǎng)絡(luò)使用者在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)查閱任何網(wǎng)絡(luò)上的信息，它給信息傳播帶來了巨大便利，它正在改變著整個(gè)人類社會(huì)的生活方式。因特網(wǎng)發(fā)展歷史因特網(wǎng)提供的應(yīng)用服務(wù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(Protocol)和TCP/IP因特網(wǎng)的地址、域名WWW、HTML和URL企業(yè)內(nèi)部互連網(wǎng)docin/sundae_meng二、因特網(wǎng)WebGIS因特網(wǎng)是指全球最大的、開放的、由18三、分布式GIS

1、分布式系統(tǒng)和C/S模型1）分布式系統(tǒng)（DistributedSystem）定義：

一組獨(dú)立計(jì)算機(jī)的集合，但從用戶的角度來看，如同一臺(tái)計(jì)算機(jī)。2）C/S模型（Client/Server，客戶機(jī)/服務(wù)器）

WebGISdocin/sundae_meng三、分布式GIS1、分布式系統(tǒng)和C/S模型WebGIS19三、分布式GIS

WebGIS2、GIS與分布式由于GIS固有特點(diǎn)，使得運(yùn)行于網(wǎng)絡(luò)上的分布式系統(tǒng)特別適合于構(gòu)造較大規(guī)模的GIS應(yīng)用，其表現(xiàn)為：

1）

數(shù)據(jù)的分布

2)應(yīng)用功能的分布

3）外設(shè)共享

4）并行計(jì)算

docin/sundae_meng三、分布式GISWebGIS2、GIS與分布式由于GI20四、WebGIS1、Web技術(shù)（WorldWideWeb,Web網(wǎng)）

1)Web原理

Web結(jié)構(gòu)為瀏覽器/服務(wù)器,其原理是用瀏覽器下載服務(wù)器管理的文件并顯示出來。瀏覽器通過統(tǒng)一資源定位符URL來訪問服務(wù)器并請(qǐng)求取得文檔.WebGISdocin/sundae_meng四、WebGIS1、Web技術(shù)（WorldWideWeb21四、WebGISWebGIS2）URL統(tǒng)一資源定位符URL

1、Web技術(shù)（WorldWideWeb,Web網(wǎng)）

docin/sundae_meng四、WebGISWebGIS2）URL統(tǒng)一資源定位符U222、WebGIS的應(yīng)用WebGIS是建立在Web技術(shù)上的一種特殊環(huán)境下的地理信息系統(tǒng)，利用Web技術(shù)來擴(kuò)展和完整GIS的一項(xiàng)新技術(shù)。WebGIS的應(yīng)用分為：

1）空間數(shù)據(jù)發(fā)布2）空間查詢檢索

3）空間模型服務(wù)4）Web資源組織

WebGIS四、WebGISdocin/sundae_meng2、WebGIS的應(yīng)用WebGIS是建立在Web技術(shù)上的一233、WebGIS與一般GIS相比特點(diǎn)1）基于C/S模式

2）信息傳輸是全球性的

3）是一分布式系統(tǒng)，用戶、服務(wù)器可分布在不同地點(diǎn)和計(jì)算機(jī)平臺(tái)上。

WebGIS四、WebGISdocin/sundae_meng3、WebGIS與一般GIS相比特點(diǎn)WebGIS四、24第七章3S空間信息技術(shù)及GIS新技術(shù)

3S技術(shù)是英文遙感技術(shù)（RemoteSensingRS）、地理信息系統(tǒng)（GeographicalinformationSystemGIS）、全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystemGPS）這三種技術(shù)名詞中最后一個(gè)單詞字頭的統(tǒng)稱。是現(xiàn)代信息技術(shù)與空間分析研究的主要技術(shù)手段和發(fā)展方向。廣義的3S技術(shù)包括空間信息獲取、傳感器和信息探測(cè)、圖形圖像處理、空間定位、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、信息管理與存儲(chǔ)、預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)與決策分析等。

docin/sundae_meng第七章3S空間信息技術(shù)及GIS新技術(shù)253S集成概念GPS是空間實(shí)體快速、精密定位的現(xiàn)代化工具；

GIS是空間信息集成、分析、處理的有力武器；RS是空間信息覆蓋面最大最迅速的采集手段。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，“3S"以其各自的技術(shù)特點(diǎn)日趨緊密結(jié)合，在資源與環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與趨勢(shì)預(yù)報(bào)，重大自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警以及災(zāi)情評(píng)估與減災(zāi)對(duì)策的制定，城市及經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的規(guī)劃、開發(fā)與管理等方面，有著廣闊的應(yīng)用前景。7.13S技術(shù)docin/sundae_meng3S集成概念GPS是空間實(shí)體快速、精密定位的現(xiàn)代化工具；

263S集成3S相互作用1）RS和GPS向GIS提供或更新區(qū)域信息以及空間定位；2）GIS進(jìn)行相應(yīng)的空間分析，綜合集成RS和GPS提供的海量數(shù)據(jù)。

RSGPSGIS幾何配準(zhǔn)、輔助分類等提供或更新區(qū)域信息提供或更新空間定位定點(diǎn)查詢專題信息幾何校正、訓(xùn)練區(qū)選擇及分類驗(yàn)證等提供定位遙感信息查詢docin/sundae_meng3S集成3S相互作用RSGPSGIS幾何配準(zhǔn)、輔助分27GIS與遙感結(jié)合的必要性GIS與RS結(jié)合1）、遙感是GIS重要的數(shù)據(jù)源，有效的數(shù)據(jù)更新手段1）遙感手段能夠迅速、準(zhǔn)確、綜合性地大范圍地采集環(huán)境和資料數(shù)據(jù)2）遙感數(shù)據(jù)具有多光譜和的動(dòng)態(tài)多時(shí)相特點(diǎn)3）為GIS數(shù)據(jù)更新提供了全方位的手段和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源2）、GIS可為遙感分析提供有用的輔助信息和手段1）有助于提高遙感數(shù)據(jù)自動(dòng)分類的精度2）為遙感應(yīng)用分析提供一個(gè)良好的環(huán)境3）有助于提高遙感信息識(shí)別的精度和效率

（圖）

docin/sundae_mengGIS與遙感結(jié)合的必要性GIS與RS結(jié)合1）、遙感是GIS28GIS與GPS集成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型GIS與GPS結(jié)合docin/sundae_mengGIS與GPS集成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型GIS與GPS結(jié)合do29

“3S"的綜合應(yīng)用

“3S”的綜合應(yīng)用是一種充分利用各自的技術(shù)特點(diǎn)，快速準(zhǔn)確而又經(jīng)濟(jì)地為人們提供所需要的有關(guān)信息的新技術(shù)?；舅枷?

利用RS提供最新的圖像信息，利用GPS提供圖像信息中的“骨架”位置信息，利用GIS為圖像處理、分析應(yīng)用提供技術(shù)手段，三者一起緊密結(jié)合可為用戶提供精確的基礎(chǔ)資料(圖件和數(shù)據(jù))。docin/sundae_meng“3S"的綜合應(yīng)用

“3S”的綜合應(yīng)用是一種充分利用各自的30一、概念2019年1月31日,美國(guó)副總統(tǒng)阿爾·戈?duì)栐诩永Ｄ醽喛茖W(xué)中心的講演中正式提出了“數(shù)字地球”(DigitalEarth)的概念.他說:“我相信我們需要一個(gè)‘?dāng)?shù)字地球’,即一種可以嵌入海量地理數(shù)據(jù)﹑對(duì)我們星球所做的多分辯率﹑三維的描述方式.

按照戈?duì)柼岢龅臅r(shí)間表,“數(shù)字地球”的基本實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)在2020年,而“數(shù)字地球”的初步實(shí)現(xiàn)設(shè)定在2019年左右.7.2數(shù)字地球簡(jiǎn)介docin/sundae_meng一、概念2019年1月31日,美國(guó)副總統(tǒng)阿爾·戈?duì)?1二、“數(shù)字地球”的背景與內(nèi)涵

美國(guó)總統(tǒng)克林頓1993年2月簽署法令,建設(shè)全美的“信息高速公路”,1994年4月又簽署了“建立國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施”令,為未來信息社會(huì)提供信息資源.

因而,“數(shù)字地球”是以信息高速公路和國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施(NSDI)為依托的整體性﹑導(dǎo)向性的戰(zhàn)略思想,它必然會(huì)引起國(guó)際社會(huì)的高度重視.“數(shù)字地球”概念的提出,是第二次世界大戰(zhàn)以來,特別是本世紀(jì)70年代以來“新技術(shù)革命”的一個(gè)自然發(fā)展,地球信息的集成和整體化發(fā)展都是信息技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)重要趨勢(shì).

當(dāng)前,政府﹑學(xué)術(shù)團(tuán)體﹑各界人士都認(rèn)識(shí)到發(fā)展“中國(guó)數(shù)字地球”不僅是必要的和迫切的,而且是可能的和現(xiàn)實(shí)的.同時(shí),還需要國(guó)家層次的戰(zhàn)略措施.docin/sundae_meng二、“數(shù)字地球”的背景與內(nèi)涵美國(guó)總統(tǒng)克林頓199332戈?duì)枌?duì)“數(shù)字地球”的設(shè)想和描述:

設(shè)想一位女孩去本地的博物館參觀數(shù)字地球展覽,在帶上顯示頭盔后,她看見地球從太空中出現(xiàn),使用數(shù)據(jù)手段放大電子圖象;隨著分辨率的不斷提高,她看見了大陸,然后是鄉(xiāng)村﹑城市,最后是私人住房﹑樹木和其它天然和人造的景觀.當(dāng)然,地形僅僅是她能與之相互作用的多種數(shù)據(jù)之一.利用聲音識(shí)別系統(tǒng),她能夠獲得關(guān)于陸地覆蓋﹑植物和動(dòng)物的物種分布﹑實(shí)時(shí)天氣﹑道路﹑政治邊界以及人口的信息.她也能使她和世界上其他學(xué)生收集的“全球環(huán)境計(jì)劃”的一部分信息具體化.這些信息能被有機(jī)地融入數(shù)字地圖或地形數(shù)據(jù).通過使用數(shù)據(jù)手套單擊一個(gè)連接按鈕,她能夠獲得她所看見的許多事物的更多信息.

例如,為全家去黃石國(guó)家公園度假作準(zhǔn)備,她計(jì)劃徒步去看天然噴泉,她剛剛閱讀到關(guān)于野牛和落基山羊的知識(shí).事實(shí)上,在她離開故鄉(xiāng)的博物館之前她就能夠進(jìn)行虛擬旅游.她學(xué)習(xí)法國(guó)的歷史,細(xì)讀被數(shù)字地球表面覆蓋的數(shù)字化地圖﹑新聞短片﹑口述歷史﹑報(bào)紙等主要的歷史資料.她向自己的電子郵件信箱發(fā)送一些有用的信息,以便今后學(xué)習(xí).時(shí)間序列從這里延伸到遙遠(yuǎn)的過去,這里的時(shí)間概念能以天﹑年表征,也能以世紀(jì)表征,甚至可以是地質(zhì)學(xué)意義上的年代概念,因?yàn)槟切┠甏兄谒龑?duì)恐龍的了解.docin/sundae_meng戈?duì)枌?duì)“數(shù)字地球”的設(shè)想和描述:設(shè)想一位女孩去本地的33

三、關(guān)鍵技術(shù)“數(shù)字地球”的核心思想:一是用數(shù)字化手段統(tǒng)一地處理地球問題;二是最大限度地利用信息資源.“數(shù)字地球”的體系構(gòu)成:數(shù)據(jù)獲取與更新體系;

數(shù)據(jù)處理存儲(chǔ)體系;信息提取與分析體系;數(shù)據(jù)與信息傳播體系;數(shù)據(jù)庫(kù)體系﹑網(wǎng)絡(luò)體系;專用軟件體系,等.“數(shù)字地球”可以包容80％以上的人類信息資源,是未來信息資源的主體核心.docin/sundae_meng三、關(guān)鍵技術(shù)“數(shù)字地球”的核心思想:一是用數(shù)字34數(shù)字地球技術(shù)框架數(shù)字地球關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)層應(yīng)用層基礎(chǔ)科學(xué)信息科學(xué)地球科學(xué)認(rèn)知科學(xué)地區(qū)全球衛(wèi)星遙感海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理高速網(wǎng)絡(luò)互操作仿真與虛擬元數(shù)據(jù)國(guó)家區(qū)域、城市政治與外交科研與教育城市與區(qū)域?qū)I(yè)應(yīng)用docin/sundae_meng數(shù)字地球技術(shù)框架數(shù)字關(guān)實(shí)應(yīng)用層基礎(chǔ)科學(xué)信息科學(xué)地球科學(xué)認(rèn)35

四、數(shù)字中國(guó)與數(shù)字城市“數(shù)字地球”不僅僅在于超越空間和時(shí)間的界限,更在于它能幫助人類緩解環(huán)境危機(jī)﹑預(yù)防自然災(zāi)害﹑打擊犯罪和持續(xù)發(fā)展.中國(guó)政府和學(xué)術(shù)界在“數(shù)字地球”的基礎(chǔ)上提出“數(shù)字中國(guó)”的構(gòu)想.

在數(shù)字城市的建設(shè)中,“數(shù)字北京”是一個(gè)由基礎(chǔ)層﹑應(yīng)用層和決策層組成的完整體系.在“基礎(chǔ)層”,北京市要加快首都公用信息平臺(tái)的建設(shè);在“應(yīng)用層”,要加快建設(shè)環(huán)境與生態(tài)﹑資源管網(wǎng)﹑城市建設(shè)規(guī)劃﹑交通管理﹑社區(qū)服務(wù)﹑電子政務(wù)﹑電子商務(wù)﹑遠(yuǎn)程教育﹑遠(yuǎn)程醫(yī)療等核心子系統(tǒng).

雖然,我國(guó)“數(shù)字城市”建設(shè)的軟件硬件及整體解決方案與國(guó)際相比還有距離,像北京﹑上海﹑廣州等“數(shù)字城市”榜樣的推廣還有待探索;但像南海市﹑東莞市石龍鎮(zhèn)這樣信息化發(fā)達(dá)的城市,15年內(nèi)就能完全實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化.看來,“數(shù)字城市”已經(jīng)不再是一個(gè)遙遠(yuǎn)的夢(mèng)想.docin/sundae_meng四、數(shù)字中國(guó)與數(shù)字城市“數(shù)字地球”不僅僅在于超36五、地球信息的四維時(shí)空特征

隨著席卷全球的信息技術(shù)革命的迅猛發(fā)展,人類組織﹑傳輸和顯示各類與地理坐標(biāo)有關(guān)的海量信息的觀念與方式正在發(fā)生翻天覆地的變化.人們?cè)O(shè)想把有關(guān)地球的海量的﹑多分辨率的﹑三維的﹑動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)按地理坐標(biāo)集成起來,構(gòu)建起一個(gè)“數(shù)字地球”.

這樣,人們不論走到哪里,都可以按地理坐標(biāo)了解地球上任何一處﹑任何方面的信息.從而實(shí)現(xiàn)全球信息傳遞的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化.docin/sundae_meng五、地球信息的四維時(shí)空特征隨著席卷全球的信息技術(shù)37六﹑數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)必須經(jīng)過優(yōu)選﹑深加工才能成為有效信息;信息再經(jīng)過科學(xué)的深加工過程,才能發(fā)現(xiàn)新知識(shí),升華成為知識(shí)經(jīng)濟(jì).

數(shù)據(jù)挖掘是“數(shù)字地球”戰(zhàn)略至關(guān)重要的終端環(huán)節(jié),也是目前最薄弱的環(huán)節(jié),最有開發(fā)潛力的環(huán)節(jié).

數(shù)據(jù)挖掘本身是一項(xiàng)非常復(fù)雜的高新技術(shù)和系統(tǒng)工程;需要有體現(xiàn)科學(xué)規(guī)律的概念模型設(shè)計(jì),便于運(yùn)用的電腦軟件系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)空多維顯示的技術(shù),具備虛擬環(huán)境的功能.docin/sundae_meng六﹑數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)必須經(jīng)過優(yōu)選﹑深加工才能成為有38一、網(wǎng)絡(luò)的基本概念

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（ComputerNetwork）是指實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間通訊的軟件和硬件系統(tǒng)的統(tǒng)稱，從廣義上講，利用磁盤在兩臺(tái)微機(jī)之間拷貝數(shù)據(jù)也可以認(rèn)為是一種特殊的網(wǎng)絡(luò)。它的更加具體的定義是“以共享資源為目的，通過數(shù)據(jù)通訊線路將多臺(tái)計(jì)算機(jī)互聯(lián)而組成的系統(tǒng)”，共享的資源包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的硬件設(shè)備、軟件或者數(shù)據(jù)。7.3GIS新技術(shù)——WebGIS計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)(Node)計(jì)算機(jī)或者終端的連接方式稱為網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它影響著網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、功能、可靠性以及通訊費(fèi)用等方面，常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有以下類型：星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；樹形拓?fù)?；完全連接結(jié)構(gòu)；相交環(huán)形；不規(guī)則拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等等。

docin/sundae_meng一、網(wǎng)絡(luò)的基本概念計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（ComputerNetwo39網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（1）總線結(jié)構(gòu)（2）環(huán)形結(jié)構(gòu)（3）星形結(jié)構(gòu)（4）樹形結(jié)構(gòu)（5）完全連接（6）相交環(huán)形（7）不規(guī)則拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)docin/sundae_meng網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)docin/sundae_meng40一、網(wǎng)絡(luò)的基本概念

WebGIS計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的種類繁多，性能各異，按照不同的原則可以有不同的分類方式，最常見的是根據(jù)其空間分布范圍的大小，分為局域網(wǎng)(LAN-LocalAreaNetwork)城域網(wǎng)(MAN-MetropolitanAreaNetwork)廣域網(wǎng)(WAN-WideAreaNetwork)docin/sundae_meng一、網(wǎng)絡(luò)的基本概念WebGIS計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的種類繁多，性41二、因特網(wǎng)

WebGIS因特網(wǎng)是指全球最大的、開放的、由眾多網(wǎng)絡(luò)相互連接而成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其形成和發(fā)展無(wú)疑是信息技術(shù)發(fā)展過程中最為激動(dòng)人心的事情，目前大專院校，大學(xué)，政府部門，圖書館，企業(yè)以及個(gè)人都已經(jīng)連接到因特網(wǎng)，它允許網(wǎng)絡(luò)使用者在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)查閱任何網(wǎng)絡(luò)上的信息，它