3s技术集成

地面上的任何物体（即目标物），如大气、土地、水体、植被和人 工构筑物等，在温度高于绝对零度（即0°k=-273.16℃）的条件下， 它们都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性。 当太阳光从宇宙空间经大气层照射到地球表面时，地面上的物体就 会对由太阳光所构成的电磁波产生反射和吸收。由于每一种物体的 物理和化学特性以及入射光的波长不同，因此它们对入射光的反射 率也不同。各种物体对入射光反射的规律叫做物体的反射光谱。遥 感探测正是将遥感仪器所接受到的目标物的电磁波信息与物体的反 射光谱相比较，从而可以对地面的物体进行识别和分类。
利 用 机 载 和 地 面 GPS 接 收机进行载波相位差分 GPS 定 位 以 确 定 传 感 器 的空间位置 ， 实现摄影 测量与遥感定位 。可大 量免除野外作业。
空 中 三 角 测 量 软
3．GIS与遥感的集成及具体技术

现状



地理信息系统是用于分析和显示空间数据的系统， 而遥感影象是空间数据的一种形式，类似于GIS中 的栅格数据。因而，很容易在数据层次上实现地理 信息系统与遥感的集成 ； 实际上，遥感图像的处理和GIS中栅格数据的分析 具有较大的差异，遥感图像处理的目的是为了提取 各种专题信息，其中的一些处理功能，如图像增强、 滤波、分类等，并不适用于GIS中的栅格空间分析； 目前大多数GIS软件也没有提供完善的遥感数据处 理功能，而遥感图像处理软件又不能很好地处理 GIS数据这需要实现集成的GIS。

测量

主要应用于土地管理、城市规划等领域。 利用GPS和GIS的集成，可以测量区域的面积 或者路径的长度。该过程类似于利用数字化 仪进行数据录入，需要跟踪多边形边界或路 径，采集抽样后的顶点坐标，并将坐标数据 通过GIS记录，然后计算相关的面积或长度 数据。

监控导航

用于车辆、船只的动态监控，在接收到车辆、 船只发回的位置数据后，监控中心可以确定 车船的运行轨迹，进而利用GIS空间分析工 具，判断其运行是否正常，如是否偏离预定 的路线，速度是否异常（静止）等等，在出 现异常时，监控中心可以提出相应的处理措 施，其中包括向车船发布导航指令。

在软件实现上，GIS与遥感的集成，可以 有以下三个不同的层次：



通过文件转换工具在不同系统之间传输文件； 两个软件模块具有一致的用户界面； 集成的最高目的是实现单一的、提供了图像 处理功能的GIS软件系统。

在一个遥感和地理信息系统的集成系统中，遥感数据 是GIS的重要信息来源，而GIS则可以作为遥感图像解 译的强有力的辅助工具 。

遥感分类

按遥感探测的工作方式分类

主动式遥感

传感器向被探测的目标物发射一定波长的电磁波,然后 接受并记录从目标物反射回来的电磁波；
传感器不向被探测的目标物发射电磁波,而是直接接受 并记录目标物反射太阳辐射或目标物自身发射的电磁 波。

被动式遥感


按搭载传感器的遥感平台分类

地面遥感

把传感器设置在地面平台上，如车载、船载、手提固 定或活动高架平台等； 把传感器设置在航空器上，如气球、航模、飞机及其 它航空器等； 即把传感器设置在航天器上，如人造卫星、宇宙飞船、 空间实验室等。

理论基础



振动的传播称为波。电磁振动的传播是电磁波。电磁波的波段按波 长由短至长可依次分为: γ-射线、X-射线、紫外线、可见光、红外 线、微波和无线电波。电磁波的波长越短其穿透性越强。 遥感探测所使用的电磁波波段是从紫外线、可见光、红外线到微波 的光谱段。 太阳作为电磁辐射源，它所发出的光也是一种电磁波。太阳光从宇 宙空间到达地球表面须穿过地球的大气层。太阳光在穿过大气层时， 会受到大气层对太阳光的吸收和散射影响，因而使透过大气层的太 阳光能量受到衰减。但是大气层对太阳光的吸收和散射影响随太阳 光的波长而变化。太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段主要有: 紫外、可见光和近红外波段。
3S集成技术
主要内容

遥感简介 全球定位系统简介 GIS与遥感的集成及技术 GIS与全球定位系统的集成及技术
1.遥感简介

定义


广义的解释:一切与目标物不接触的远距离探测。 狭义的解释:遥感(Remote Sensing，RS)，通常是 指通过某种传感器装置，在不与研究对象直接接触 的情况下，获得其特征信息，并对这些信息进行提 取、加工、表达和应用的一门科学技术。 作为一个术语，遥感出现于1962年，而遥感技术在 世界范围内迅速的发展和广泛的使用，是在1972年 美国第一颗地球资源技术卫星(LANDSAT-1)成功发 射并获取了大量的卫星图像之后。近年来，随着地 理信息系统技术的发展，遥感技术与之紧密结合， 发展更加迅猛。

航空遥感


航天遥感


按遥感探测的工作波段分类




紫外遥感，其探测波段在0.3～0.38um之间； 可见光，其探测波段在0.38～0.76um之间； 红外遥感，其探测波段在0.76～14um之间； 微波遥感，其探测波段在1mm～1m之间； 多光谱遥感，其探测波段在可见光与红外波段范围之内， 但又将这一波段范围划分成若干个窄波段来进行探测。 高光谱遥感是在紫外到中红外波段范围内，并且也将这一 波段范围划分成许多非常窄且光谱连续的波段来进行探测。


将GIS作为遥感图像的处理工具，可以在几何纠正和辐射纠正、 图像分类、感兴趣区域的选取等几个方面增强标准的图像处 理功能 ； 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，包括：线以及其它地物要素的提取、DEM数据的 生成、土地利用变化以及地图更新；
4．GIS与GPS的集成及具体技术
D1
D2
准确位置
D3

特点：



全天候，不受天气影响； 全球覆盖； 三维定点、定速定时高精度； 快速省时高效率； 应用广泛；
带GPS的航空摄影
卫星2 卫星1 卫星3 卫星4
航摄仪
基准站
单差分方式相对动态GPS定位示意图
安装GPS及航摄仪，改装飞机 件
GPS控制的航空摄影测量基本原理 GPS —WuCAPS
探测范围广、采集数据快 能动态反映地面事物的变化 获取的数据具有综合性
西班牙马德里体育场（0.61m）
罗马斗兽场（0.7米，真彩色）
罗马梵蒂冈大教堂,0.7m,真彩色
2.全球定位系统简介

全球定位系统

利用人造地球卫星进行点位测量导航的技术包括：

俄罗斯的GLONASS 欧洲空间局的NAVSAT 国际移动卫星组织的INMARSAT 美国军方组织研制建立的NAVSTAR/GPS 等

按遥感探测的应用领域分类

外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥 感等 军事遥感、地质遥感、资源遥感、环境遥感、测 绘遥感、气象遥感、水文遥感、农业遥感、林业 遥感、渔业遥感、灾害遥感及城市遥感等。

从微观应用角度可以分类为

奋 进 号 航 天 飞 机 外 观 图

遥感技术的特点


5．3S集成综述



3S的结合应用，取长补短 ，三者之间的相互作用形成了“一个大 脑，两只眼睛”的框架，即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。 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。 RS、GIS、GPS集成的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。

作为实时提供空间定位数据的技术，GPS 可以与地理信息系统进行集成，以实现 不同的具体应用目标 ：


定位 测量 监控导航
地理信息系统 显示 数据记录 定位 测量 监控导航
GPS 接收机
数据接口
数据处理

定位

将GPS接收机连接在安装GIS软件和该地区空 间数据的便携式计算机上，可以方便地显示 GPS接收机所在位置并实时显示其运动轨迹， 进而可以利用GIS提供的空间检索功能，得 到定位点周围的信息 。

全球定位系统(GPS, Global Positioning System)是利用人 造地球卫星进行点位测量导航技术的一种；

GPS的构成

GPS卫星


GPS由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成，它们均 匀分布在六个相互夹角为60度的轨道平面内，每 个轨道上有四颗卫星。卫星高度离地面约2.02万 公里，运行周期约为11小时58分，一天绕地球两 周。 GPS卫星用无线电波向用户发射导航定位信号， 同时接收地面发送的导航电文以及调度命令。
3S BASED MOBILE MAPPING SYSTEM FOR ITS
Leador 2002 特点



采用DGPS/INS组合导航系统 两台车用电子计算机 四台CCD黑白相机+一台彩色数码相机 测量精度0.1-0.3米 量测范围：道路及两侧各50米以内
LD 2002 外观图
LD2002 侧视图

GPS工作原理

GPS定位基本原理是利用测距交会确定点位。





卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到 四颗以上的卫星；位于地平线以上的卫星颗数随着时间和 地点的不同而不同，最少可见到4颗， 最多可见到11颗。 一颗卫星信号传播到接收机的时间只能决定该卫星到接收 机的距离，但并不能确定接收机相对于卫星的方向； 当测到两颗卫星的距离时，接收机的可能位置被确定于两 个球面相交构成的圆上； 当得到第三颗卫星的距离后，球面与圆相交得到两个可能 的点； 第四颗卫星用于确定接收机的准确位置。