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地理科學(xué)與地理信息技術(shù)入門指南匯報(bào)人:XX2024-01-23地理科學(xué)基礎(chǔ)地理信息技術(shù)概述空間數(shù)據(jù)獲取與處理地理信息系統(tǒng)軟件操作實(shí)踐遙感圖像處理與分析地理信息技術(shù)在各領(lǐng)域應(yīng)用案例contents目錄01地理科學(xué)基礎(chǔ)地理學(xué)以地球表層系統(tǒng)為研究對(duì)象,包括自然地理環(huán)境和人文地理環(huán)境兩大方面。揭示地球表層系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、演化規(guī)律以及人類活動(dòng)與地理環(huán)境之間的相互關(guān)系。地理學(xué)研究對(duì)象與任務(wù)研究任務(wù)研究對(duì)象大氣圈水圈巖石圈生物圈地球表層系統(tǒng)及其組成要素包圍地球的空氣層,是地球表層系統(tǒng)與宇宙空間相互作用的界面。地球最外層的固體巖石部分,包括地殼和上地幔頂部。地球上的水體構(gòu)成的連續(xù)圈層,包括海洋、湖泊、河流等。地球上所有生物及其生存環(huán)境的總稱,包括各種生態(tài)系統(tǒng)。人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的影響人類通過生產(chǎn)和生活活動(dòng)不斷改變著自然環(huán)境,對(duì)自然環(huán)境的干預(yù)能力不斷增強(qiáng)。人地關(guān)系地域系統(tǒng)以地球表層一定地域?yàn)榛A(chǔ)的人地關(guān)系系統(tǒng),即人類活動(dòng)與地理環(huán)境相互作用形成的開放復(fù)雜巨系統(tǒng)。自然環(huán)境對(duì)人類活動(dòng)的影響自然環(huán)境為人類提供生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),同時(shí)也制約著人類活動(dòng)的范圍和方式。自然環(huán)境與人類活動(dòng)關(guān)系自然地理學(xué)、人文地理學(xué)和地理信息科學(xué)等分支學(xué)科在理論和方法上的交叉融合。地理學(xué)各分支學(xué)科的融合地理學(xué)與社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、生態(tài)學(xué)等學(xué)科的交叉研究成為新的學(xué)術(shù)生長點(diǎn)。地理學(xué)與其他學(xué)科的交叉遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)等地理信息技術(shù)在資源環(huán)境、城市規(guī)劃、災(zāi)害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。地理信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用以地球系統(tǒng)為研究對(duì)象,探討地球各圈層之間的相互作用和整體行為的地球系統(tǒng)科學(xué)成為當(dāng)代地理學(xué)發(fā)展的重要方向。地球系統(tǒng)科學(xué)的興起當(dāng)代地理學(xué)發(fā)展趨勢(shì)02地理信息技術(shù)概述利用傳感器接收地物反射或輻射的電磁波信號(hào),通過處理和分析獲取地物信息。遙感技術(shù)原理資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測(cè)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)與評(píng)估、城市規(guī)劃與管理等。遙感技術(shù)應(yīng)用遙感技術(shù)(RS)原理及應(yīng)用GIS構(gòu)建包括空間數(shù)據(jù)輸入、處理、分析、輸出等過程,涉及地圖學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科。GIS功能空間數(shù)據(jù)管理、空間分析、地圖制作與可視化、決策支持等。地理信息系統(tǒng)(GIS)構(gòu)建與功能GPS定位原理利用衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號(hào)進(jìn)行定位,通過接收設(shè)備接收信號(hào)并計(jì)算位置。GPS應(yīng)用導(dǎo)航、測(cè)量、地圖制作、智能交通系統(tǒng)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等。全球定位系統(tǒng)(GPS)定位原理及應(yīng)用3S技術(shù)集成與應(yīng)用領(lǐng)域3S技術(shù)集成遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)的有機(jī)結(jié)合。應(yīng)用領(lǐng)域環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)、城市規(guī)劃與管理、資源調(diào)查與開發(fā)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)與評(píng)估、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智能交通系統(tǒng)、公共安全等。03空間數(shù)據(jù)獲取與處理以點(diǎn)、線、面等幾何要素表達(dá)空間對(duì)象,具有精度高、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)。矢量數(shù)據(jù)以像元陣列表達(dá)空間對(duì)象,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但數(shù)據(jù)量較大。柵格數(shù)據(jù)表達(dá)地形起伏的數(shù)據(jù),可用于地形分析、水文分析等。數(shù)字高程模型(DEM)通過遙感技術(shù)獲取地球表面的影像數(shù)據(jù),具有覆蓋范圍廣、更新周期短的特點(diǎn)。遙感影像數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)類型及特點(diǎn)利用測(cè)量儀器進(jìn)行實(shí)地測(cè)量,獲取高精度的空間數(shù)據(jù)。地面測(cè)量遙感技術(shù)地圖數(shù)字化其他數(shù)據(jù)源通過衛(wèi)星、飛機(jī)等遙感平臺(tái)獲取地球表面的影像數(shù)據(jù)。將紙質(zhì)地圖通過掃描儀等設(shè)備轉(zhuǎn)化為數(shù)字地圖數(shù)據(jù)。如GPS軌跡數(shù)據(jù)、社交媒體簽到數(shù)據(jù)等??臻g數(shù)據(jù)獲取方法數(shù)據(jù)預(yù)處理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行增刪改查、拓?fù)涮幚?、?shù)據(jù)壓縮等。數(shù)據(jù)編輯與處理數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)輸出01020403將處理結(jié)果輸出為地圖、報(bào)表、圖片等形式。包括數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)裁剪等。根據(jù)需求進(jìn)行空間分析、統(tǒng)計(jì)分析等??臻g數(shù)據(jù)處理流程完整性評(píng)價(jià)檢查數(shù)據(jù)是否完整,有無遺漏。準(zhǔn)確性評(píng)價(jià)檢查數(shù)據(jù)與真實(shí)情況的符合程度。一致性評(píng)價(jià)檢查數(shù)據(jù)內(nèi)部之間是否存在矛盾或不一致的情況?,F(xiàn)勢(shì)性評(píng)價(jià)檢查數(shù)據(jù)是否反映當(dāng)前的最新情況。空間數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)04地理信息系統(tǒng)軟件操作實(shí)踐ArcGISMapInfoSuperMap比較常見GIS軟件介紹與比較由Esri公司開發(fā),功能強(qiáng)大的GIS軟件,廣泛應(yīng)用于地理分析、數(shù)據(jù)管理和地圖制作。由PitneyBowes公司推出,專注于商業(yè)分析和位置智能,提供豐富的地圖和數(shù)據(jù)分析工具。中國自主研發(fā)的GIS軟件,提供從桌面到服務(wù)器、從二維到三維的全面GIS解決方案。ArcGIS在高級(jí)分析和數(shù)據(jù)管理方面具有優(yōu)勢(shì);MapInfo在商業(yè)分析和可視化方面表現(xiàn)突出;SuperMap則以其本土化特色和強(qiáng)大的三維功能著稱。03空間分析包括緩沖區(qū)分析、疊加分析、網(wǎng)絡(luò)分析等,用于揭示地理現(xiàn)象的空間關(guān)系和模式。01數(shù)據(jù)導(dǎo)入與導(dǎo)出支持多種格式的空間數(shù)據(jù)導(dǎo)入,如Shapefile、GeoDatabase等,并能導(dǎo)出為圖片、PDF等格式。02地圖制作與編輯提供豐富的地圖符號(hào)和標(biāo)注工具,支持地圖的交互式編輯和自動(dòng)化制圖。ArcGIS軟件基本操作數(shù)據(jù)連接與查詢支持連接多種數(shù)據(jù)庫和文件類型的數(shù)據(jù)源,提供靈活的查詢和數(shù)據(jù)檢索功能。地圖可視化與表達(dá)提供多種地圖樣式和專題圖制作工具,支持動(dòng)態(tài)地圖和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的可視化。商業(yè)智能分析集成商業(yè)智能工具,支持基于位置的數(shù)據(jù)分析和業(yè)務(wù)洞察。MapInfo軟件基本操作支持三維地形、建筑物、地下管線等數(shù)據(jù)的導(dǎo)入和建模,提供豐富的三維符號(hào)和特效。三維場(chǎng)景構(gòu)建提供空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),支持大數(shù)據(jù)量的空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢和分析。空間數(shù)據(jù)管理與分析支持Android和iOS等移動(dòng)平臺(tái)的GIS應(yīng)用開發(fā),實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的地理信息服務(wù)。移動(dòng)GIS應(yīng)用SuperMap軟件基本操作05遙感圖像處理與分析可見光遙感圖像利用可見光波段進(jìn)行拍攝,具有高分辨率和豐富的色彩信息。紅外遙感圖像利用紅外波段進(jìn)行拍攝,能夠反映地表熱輻射狀況,用于熱環(huán)境監(jiān)測(cè)。微波遙感圖像利用微波波段進(jìn)行拍攝,具有穿透云霧的能力,適用于全天候觀測(cè)。多光譜遙感圖像同時(shí)獲取多個(gè)波段的信息,提供更豐富的地物特征。遙感圖像類型及特點(diǎn)輻射定標(biāo)將遙感器記錄的原始DN值轉(zhuǎn)換為大氣外層表面反射率或輻射亮度等物理量。大氣校正消除大氣散射、吸收、反射引起的誤差,獲取地表真實(shí)反射率。幾何校正消除遙感圖像成像過程中的幾何畸變,實(shí)現(xiàn)與地理坐標(biāo)的匹配。圖像融合將多源遙感圖像信息進(jìn)行融合,提高空間分辨率和光譜分辨率。遙感圖像預(yù)處理流程頻率域增強(qiáng)通過濾波、傅里葉變換等方法提取圖像特征信息。通過紋理分析、紋理合成等方法突出圖像紋理特征。紋理增強(qiáng)通過灰度變換、直方圖均衡化等方法改善圖像視覺效果??臻g域增強(qiáng)通過色彩變換、彩色合成等方法提高圖像色彩表現(xiàn)力。色彩增強(qiáng)遙感圖像增強(qiáng)方法ABCD遙感圖像分類技術(shù)應(yīng)用土地覆蓋分類利用遙感圖像對(duì)地表覆蓋類型進(jìn)行分類,如林地、草地、水體等。農(nóng)業(yè)資源調(diào)查利用遙感圖像評(píng)估農(nóng)作物長勢(shì)、土壤質(zhì)量等,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供決策支持。城市規(guī)劃與管理利用遙感圖像監(jiān)測(cè)城市擴(kuò)張、交通狀況等,為城市規(guī)劃和管理提供依據(jù)。環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)利用遙感圖像監(jiān)測(cè)環(huán)境污染、生態(tài)破壞等,為環(huán)境保護(hù)和治理提供數(shù)據(jù)支撐。06地理信息技術(shù)在各領(lǐng)域應(yīng)用案例資源調(diào)查利用遙感技術(shù)進(jìn)行大范圍資源調(diào)查,如森林、礦產(chǎn)、水資源等,快速獲取資源分布和數(shù)量信息。環(huán)境監(jiān)測(cè)通過GIS技術(shù)集成多源環(huán)境數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)、污染源追蹤和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。災(zāi)害預(yù)警結(jié)合GIS的空間分析功能和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),進(jìn)行災(zāi)害易發(fā)區(qū)劃分和災(zāi)害預(yù)警。資源環(huán)境調(diào)查評(píng)價(jià)中應(yīng)用利用GIS技術(shù)進(jìn)行城市空間布局規(guī)劃,包括交通網(wǎng)絡(luò)、公共設(shè)施、綠地系統(tǒng)等。城市規(guī)劃通過GIS集成城市基礎(chǔ)設(shè)施信息,實(shí)現(xiàn)市政設(shè)施的規(guī)劃、建設(shè)和維護(hù)管理。市政管理結(jié)合GIS的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù),進(jìn)行房地產(chǎn)價(jià)值評(píng)估和市場(chǎng)分析。房地產(chǎn)評(píng)估城市規(guī)劃建設(shè)管理中應(yīng)用交通規(guī)劃利用GIS技術(shù)進(jìn)行交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃,包括道路、鐵路、航空和水運(yùn)等。交通監(jiān)控通過GIS集成實(shí)時(shí)交通信息,實(shí)現(xiàn)交通擁堵、事故等監(jiān)控和調(diào)度。物流優(yōu)化結(jié)合GIS的空間分析功能和物流數(shù)據(jù),進(jìn)行物流路

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