3S集成技术与应用教程.ppt

3S集成技术与应用;第一章 绪论;1.1 RS、GIS与GPS集成概述; 这3大技术有着各自独立、平行的发展成就： GPS是以卫星为基础的无线电测时定位、导航系统，可为航空、航天、陆地、海洋等方面的用户提供不同精度的在线或离线的空间定位数据； RS在过去的20年中已在大面积资源调查、环境监测等方面发挥了重要的作用。在未来数年之中还将会在空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率3个方面，全面出现新的突破； GIS技术则被各行各业用于建立各种不同尺度的空间数据库和决策支持系统，向用户提供着多种形式的空间查询、空间分析和辅助规划决策的功能。; 随着“3S”研究和应用的不断深入，科学家们和应用部门逐渐地认识到单独地运用其中的一种技术往往不能满足一些应用工程的需要。事实上，许多应用工程或应用项目需要综合地利用这3大技术的特长，方可形成和提供所需的对地观测、信息处理、分析模拟的能力。例如海湾战争中“3S”技术的集成代表了现代战争的高技术特点，而且“3S”技术的集成应用于工业、农业、交通运输、导航、捕鱼、公安、消防、保险、旅游等不同行业，将产生愈来愈大的市场价值。; 集成是英语Integration的中译义，它指的是一种有机的结合，在线的连接、实时的处理和系统的整体性。 近几年来，国际上“3S”的研究和应用开始向集成化(或综合化)方向发展。在这种集成应用中： GPS主要被用于实时、快速地提供目标，包括各类传感器和运载平台(车、船、飞机、卫星等)的空间位置; RS用于实时地或准实时地提供目标及其环境的语义或非语义信息，发现地球表面上的各种变化，及时地对GIS进行数据更新； GIS则是对多种来源的时空数据进行综合处理、集成管理、动态存取、作为新的集成系统的基础平台，并为智能化数据采集提供地学知识。 ; 作为实时、客观获取空间信息的新兴技术手段，遥感和全球定位系统成为地理信息系统的重要数据来源，而通过GIS对其获得的数据进行处理和分析，可以提取各种有用信息，以进行决策支持。 3S技术为科学研究、政府管理、社会生产提供了新一代的观测手段、描述语言和思维工具。3S的结合应用，取长补短，是一个自然的发展趋势，三者之间的相互作用形成了“一个大脑，两只眼睛”的框架： 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（图1-1），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。; 图1-1：3S的相互作用与集成; 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。在实际的应用中，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集成等，但是同时集成并使用3S技术的应用实例则较少。美国Ohio大学与公路管理部门合作研制的测绘车是一个典型的3S集成应用，它将GPS接收机结合一台立体视觉系统载于车上，在公路上行驶以取得公路以及两旁的环境数据并立即自动整理存储于GIS数据库中。测绘车上安装的立体视觉系统包括有两个CCD摄象机，在行进时，每秒曝光一次，获取并存储一对影象，并作实时自动处理。;LD 2002 外观图;车内的两台电脑与电源; RS、GIS、GPS集成方式可以在不同的技术水平上实现。最简单的办法是三种系统分开而由用户综合使用，进一步是三者有共同的界面，做到表面上无缝的集成，数据传输则在内部通过特征码相结合，最好的办法是整体的集成，成为统一的系统。 单纯从软件实现的角度来看，3S集成系统的开发在技术上并没有多大障碍。目前一般工具软件的实现技术方案是：通过支持栅格数据类型及相关的处理分析操作以实现与遥感的集成，而通过增加一个动态矢量图层以与GPS集成。对于3S集成技术而言，最重要的是综合应用GIS、GPS和RS。; 3S集成技术的发展，形成了综合的、完整的对地观测系统，提高了人类认识地球的能力；相应地，它拓展了传统测绘科学的研究领域。作为地理学的一个分支学科，Geomatics（地球空间信息学／李德仁）产生并对包括遥感、全球定位系统在内的现代测绘技术的综合应用进行探讨和研究。同时，它也推动了其它一些相联系的学科的发展，如地球信息科学、地理信息科学等，它们成为“数字地球”这一概念提出的理论基础。; 为了实现真正的“3S”技术集成，需要研究和解决“3S”集成系统设计、实现和应用过程中出现的一些共性的基本问题，如“3S”集成系统的实时空间定位、一体化数据