地理信息系统 第十章 3s集成技术

因为三者英文名称中最后一个单词均含有“S”，
人们习惯将这三种技术合称之为“3S”技术。
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本章主要内容
10.1
3S集成技术的概述 10.2 RS（掌握） 10.3 GPS（了解） 10.4 3S集成的意义（掌握） 10.5 数字地球（熟悉） 复习思考题
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10.1
3S集成技术的概述 10.2 RS 10.3 GPS 10.4 3S集成的意义 10.5 数字地球 复习思考题
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10.1 10.2 10.3 10.4 10.5
3S集成技术的概述 RS GPS 3S集成的意义 数字地球
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10.3 GPS
一、GPS简介 二、GPS与GIS的集成
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10.3 GPS
1. GPS的基本概念
全球定位系统（GPS）是利用卫星进行点位测 量和导航技术的一种，其全称是导航卫星测时和测 距/全球定位系统（ Navigation Satellite Timing and
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航空 利用飞机携带遥感 遥感 仪器的遥感
距地面高度在几十 近地 米以内的遥感
遥感
10.2
RS
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10.2
RS
三、遥感获取信息的特征
首先，遥感器不与研究对象直接接触，也就是
说，这里的“遥”并非指“遥远”； 其次，遥感的目的是为了得到研究对象的特征 信息； 最后，通过传感器装置得到的数据，在被使用 之前，还要经过一个处理过程。
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10.1
3S集成技术的概述

空间定位系统（GPS）、遥感（RS）和 地理信息系统（GIS）是目前对地观测系统中 空间信息获取、存储、管理、更新、分析和 应用的三大支撑技术（简称3S），是现代社 会持续发展、资源合理规划利用、城乡规划 与管理、自然灾害动态监测与防治等的重要 技术手段，也是地学研究走向定量化的科学 方法之一。
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美 国 国 防 部 五 角 大 楼
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10.2
RS
六、 GIS与遥感的集成
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10.2
RS
1、遥感是GIS重要的数据源，有效的数据更新手段
遥感手段能够迅速、准确、综合性地大范围地采集环境 和资料数据，同时，遥感数据具有多光谱和的动态多时相特 点，它为GIS数据更新提供了全方位的手段和动态数据源。
由遥感平台、传感器、信息传输接收装置、 数字或图像处理设备以及相关技术等组成。
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10.2
RS
5、遥感技术的特点
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10.2
RS
☆ 大面积的同步观测 ---- 瞬时信息获取范围 ☆ 时效性 ---- 同一地区信息获取的重复周期
☆ 信息的综合性和可比性
---- 地球表面自然与人文景观的综合反映
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10.2
RS

2、GIS可为遥感分析提供 有用的辅助信息和手段 GIS有助于提高遥感数 据自动分类的精度，为遥 感应用分析提供一个良好 的环境，从而大大提高遥 感信息识别的精度和效率。
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10.2
RS
空间数据
RS
处理手段
GIS
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10.2
RS
七、利用RS更新空间数据： 数据是GIS中最为重要的成分，而遥感 提供了廉价的、准确的、实时的数据，目 前如何从遥感数据中自动获取地理信息依 然是一个重要的研究课题，包括： ① 线以及其他地物要素的提取 ② DEM数据的生成 ③ 土地利用变化以及地图更新
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1、遥感 ( Remote Sensing，RS ) 2、全球定位系统 (Global Position System，GPS)
3、地理信息系统
( GIS )
3
GPS：可以高效精确的提供点状地物的空间位置信 息； RS：可以迅速及时的提供大面积地表的属性并在一 定程度上提 供地物的大面积的空间位置信息； GIS：为地物的几何数据和属性数据的存储、管理和 应用提供了 软件平台。
RS
不同地物在同一 波段反射率不同，同 一地物在不同波段反 射率也不同，由此导 致其波谱特征不同， 根据地物波谱曲线就 可以区分和识别地表 物体。
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10.2
RS
3、遥感技术的发展
人类早期遥感活动的“遥感平台”曾 经使用风筝、鸽子等，为后来的航空遥感 提供了思路。
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19
10.2
RS
4、遥感技术系统
傅立叶变换等，还包括一些针对遥感图像 的特定变换。
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10.2
RS
五、遥感应用
应用领域的拓展 传统的遥感民用领域从资源调查开始，但随着 遥感数据向三高方向发展，应用领域越来越广 利用影像发现土地利用变化、军事上的打击效 果评估，农业作物估产、林业资源调查、自然 灾害监测、全球和局部环境监测； 利用高分辨率影像提取城市交通道路网络； 高光谱遥感在精准农业中的应用．
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10.2
RS
遥感与环境灾害监测
随着遥感技术的发展，遥感将不仅为人们提供 信息资源，改变人们的生产、生活与交往方式，而 且在环境监测、灾害预警等方面发挥巨大作用。 A、环境监测：包括荒漠化、土壤盐碱化、海上冰 山漂流、海洋生态、全球气候变化及其影响、 植被变化、水体污染、大气污染等。 B、灾害监测：包括旱情、水灾、滑坡、泥石流、地 震、农林病虫害、森林火灾等。
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10.2
RS
在建设数字城市、数字省区和数字 中国中的应用。 军事应用越来越重要：重要目标定 位与侦察、导航与武器制导、 打击 效果评估、战场环境监测等等；
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10.2
RS
遥感为植物健康状况把脉
A、在卫星图像Biblioteka ，怎样通过颜 色差异判定植物的生长状况？
健康的植物被往往呈鲜红色， 长势比较弱的植被颜色比较浅，由 此可判定植物的生长状况。 B、根据植物健康状况在发射 波谱中变化的原理，遥感还可 以应用到哪些领域？ 不同的地物和地物的不同状 况，有不同的反射率，根据这个 原理，可以利用遥感的工作有水 体污染、分析城市大气污染、监 测灾害、普查资源等。
---- 卫星轨道的确定性、影像分幅的同一
性、同一系列传感器信息的兼容性
☆ 经济性 ---- 与传统信息获取手段相比
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10.2
RS
二、分类：
按运载工具：航天遥感、航空遥感、近地遥感 按辐射源分：主动式遥感、被动式遥感
按波谱范围：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、
微波遥感、多谱段遥感 按应用领域：环境遥感、大气遥感、资源遥感、
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10.2
RS
3、遥感的优点
A、用途广
B、手段多，获得的信息量大 C、不受地面条件限制 D、成本低、效益大
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10.2
RS
4、两颗了卫星同时运行，每隔9天可以覆盖
地理一遍，说明遥感技术 A、受地面条件限制少 B、测量范围大 C、手段多，获得的信息量大 D、获得资料速度快、周期短
海洋遥感、地质遥感、农业遥感、
林业遥感
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类型
概念
优点
利用卫星、宇宙飞船、 覆盖范围大，不受领空 航天 航天空间站等携带遥 限制，可进行定期、重 复观测 遥感 感仪器的遥感
机动性强，可以根据研究 主题选择恰当的传感器、 适当的飞行高度和飞行区 域 用于城市遥感、海面污染 监测、森林火灾监测等中、 高分辨率的遥感活动
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10.2
RS
蓝色 蓝黑色
红色 灰白色 浅蓝色
水文要素 植被
人工建筑
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10.2
RS
2、遥感技术的基本原理
地球上的物体都在 不停地发射、反射 和吸收电磁波，并 且不同物体的电磁 波特征是不同的， 人们根据电磁波的 差异来辨析物体的 不同，遥感技术就 是在这个原理的基 础上发展起来的。
16
10.2
第十章
3S集成技术
1
3S意义:
投入使用的“3S”系统，每2-3年翻一翻；
“3S”市场保持很高的年增长率;
愈来愈多的地区性和国际性会议以“3S”为主题； 愈来愈多的学术刊物和论文采用“3S”为标题； 愈来愈多的学科将“3S”作为其发展方向加以强调； 愈来愈多的大学增加关于“3S”的课程。
在上述大环境下，社会急需“3S”专业人才， “3S”应用范围越来越广。
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10.2
RS
遥感卫星的科学实验功能
遥感卫星在完成对地遥感观测主任务的 同时，还能以搭载的方式进行一系列科学实 验。
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我国神舟号飞船
43
10.2
RS
神五拍下的地球
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10.2
RS
汶川地震航遥图-1
成都地区图像
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10.2
RS
汶川地震航遥图-2
46
10.2
RS
汶川地震航遥图-3
29
10.2
RS
校正前
校正后
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10.2
RS
2）图像分类
利用遥感图像的主要目的是提取各种信息，一些特 定的变换可以用于提取信息，但是最主要的手段则是通 过遥感图像分类。 计算机分类的基本原理是计算机图像上每个像元的 灰度特征，根据不同的准则进行分类。
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Eg：
居民点
植被
水（河流、湖泊等）
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10.2
RS
3）增强：目的是为了改善图像的视觉效果，
并没有增加信息量，包括亮度、对比度变 化以及直方图变化。
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10.2
RS
4）滤波：分为低通滤波、高通滤波和带通滤
波等。低通滤波可以去除图像中的噪声，而高 通滤波则用于提取一些线性信息，如道路、区 域边界等。
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10.2
RS
5）变换：包括主成分分析、色度变换以及