3S技术及其综合应用-资源环境与区域规划实验教学示范中心网站.PPT

3S技术及其综合应用 钱乐祥 广州大学地理科学学院 地理信息科学系 2005.2.22 3S技术及其综合应用 3S综合应用概述 3S综合应用实例 3S综合应用概述 GIS在3S技术中的作用 GPS在3S技术中的作用 RS在3S技术中的作用 GIS在3S技术中的作用 地理数据采集 地理数据管理 空间分析与属性分析 地理信息的可视化表现 GIS在3S技术中具有采集、存贮、管理、分析和描述整个或部分地球上与空间和地理分布有关的数据的重要作用 RS在3S技术中的作用 遥感技术能动态地、周期性地获取地表信息，广泛应用于各个领域。遥感数据在3S技术中的作用主要表现在： GIS数据库的数据源 遥感数字图像可以作为GIS数据库中一种重要的数据源，从遥感图像中可以获取不同专题数据，更新GIS数据库中的地学专题图。 遥感技术能够以低廉的价格快速提供各种遥感数字图像，这为我们利用遥感图像理解技术获取不同地学专题信息，更新GIS中专题图提供了条件。 RS在3S技术中的作用 利用遥感数字影像获取地面高程，更新GIS中高程数据 从不同角度拍摄的同一地区的航空照片和高分辨率卫星数字影像上，可以利用数字影像相关技术对重叠成像区域实现地形高程信息的获取，这是对传统测绘方法的重大改进。随着高分辨率遥感影像在民用领域的推广使用，利用高分辨率遥感影像获取地面高程的成本将会降低，它将成为更新GIS数据库高程数据的一个重要数据来源。 GPS在3S技术中的作用 GPS（Global Positioning System)即全球定位系统，是利用多颗导航卫星的无线电信号，对地球表面某地点进行定位、报时或对地表移动物体进行导航的技术系统。 GPS在3S技术中的作用 全球定位系统组成 导航卫星，这些卫星分别设置在升交点赤经互隔60o的6条近圆轨道上，每条轨道上均匀分布4颗卫星，目前有27颗导航卫星（其中3颗为备用）在距离地面约20000km的轨道运行。地球上任何地点都可以同时接收到7至9颗导航卫星向地面发送的导航信号，这些信号包含着卫星开始时刻的轨道参数、电波的发送时刻等信息。 GPS在3S技术中的作用 全球定位系统组成 地面站，包括主控站、监测站与注入站。主控站控制整个地面站的工作，其作用相当于计算中心，它根据各监测站的数据，计算与编制各个卫星的星历与卫星钟的校正参量等。监测站负责跟踪接收各个卫星发射的导航信号，完成测量卫星至监测站的伪距离及其变化率等任务，并将数据预处理后送到主控站。注入站负责将主控站传递的卫星星历等信息注入给卫星。 GPS在3S技术中的作用 全球定位系统组成 空间定位卫星导航仪，它包括空间定位系统接收机、信息处理、控制与显示设备与天线。空间定位系统接收机通过天线接收卫星发送的导航信号，解算出空间定位导航仪使用者所在的位置、速度与相应的时间，在此基础上求算出对预定航线的偏离，指出到达地点的航向与时间，为了便于使用，这些导航信息可以在显示荧屏上采用数字表现，也可以在电子地图上显示。 GPS在3S技术中的作用 空间定位的基本原理 分布在地球上空的多颗导航卫星，不停地发射可用来求算并确定地球表层某点精确位置与精密时间的无线电信号，空间定位系统接收机接收来自导航卫星的信号，导航仪根据星历表信息求得每颗卫星发射信号时在太空中的位置，测量计算卫星发射信号的精确时间，然后根据已知的空间定位卫星的瞬时坐标和信号到达该点时间，通过计算，求得卫星至空间定位系统接收机之间的几何距离，在此基础上计算出用户接收机天线所对应的点位，即观测站的位置。 GPS在3S技术中的作用 空间定位的基本原理 从理论上讲，知道三颗卫星至观测站之间的几何距离，并利用GPS接收机收到的这三颗卫星的导航信号推算出的卫星瞬时坐标，就可以计算出观测站的位置。其方法是，以卫星的瞬时坐标为球心，以卫星至观测站之间的几何距离为半径，作出一个球面，分别以三颗卫星的瞬时坐标为球心，卫星至观测站之间的距离为半径，作出三个球面，三个球面的交点就是观测站在空间中的位置。由于一般GPS接收机安装非精密钟，接收到的时间存在误差，故计算出卫星与用户之间的距离有误差（称为伪距），因此需要利用第四颗卫星进行时间上的纠正，以保证时间上同步。 GPS在3S技术中的作用 空间定位系统的作用 空间定位系统具有实时、连续地提供地球表面任意地点上经纬度与高程，提供三维速度与精确时间的能力。 精确的定位能力：美国军用GPS卫星导航仪能够接收精密码（P码）信号，其单点测距定位精度在10 m之内，事后处理精度可达到厘米级，民用 GPS卫星导航仪接收导航卫星发射的粗码（C／A码），仅用于定位服务。美国出于其国家利益考虑，将粗码定位精度原先限制在100m，近年来，随着其他国家GPS技术的发展与提高，美国放宽了对