地理信息技术

遥感在生物资源普查中的应用
通过遥感图像处理技术，提取植被的分布、类型、 结构、健康状况、产量等数据，为农业、林业、 城市绿化、环境保护等部门提供服务。
（1）资源调查-矿产资源
通过分析遥感图像可以划定蕴藏矿产的大致区域
（2）灾害监测 卫星遥感图片：b图红色表示淹没范围(1998.8.28)
（2）灾害监测
设备和装置，来探测地表物体对电磁波遥的感影反像射能 和地物发射的电磁波，从而提取这些物够 基体被判础的读信的。 息，完成远距离识别物体。
地球上的物体都在不裸停露地的发射、反射和吸收电磁 波 可树，以木根并据且水不电体磁同草波物丛体的差的地异电表磁来辨波析特路性物面体是的不不同建同的筑。。物人们
4.工作过程：
3、 遥感的分类
按遥感平台的高度分类大体上可分为：
遥 感 平 台
地面遥感：高塔、车、船为遥感平台 航空遥感：飞机、气球、飞艇等 航天遥感：卫星、飞船、空间站等
遥感类型 （按照不同的平台分类）
航 天 平 台 >80 千米
航 高空(10-20 千米)
空 中空(5-10 千米)
平 台
低空(<5 千米)
不识庐山真面目， 只缘身在此山中。
——苏轼的《题 西林壁》
欲穷千里目,更上一 屋楼。
——王之涣 《登鹳雀楼 》
一、遥感技术
千
里 眼
千 里
之
外
，
明
察
秋
毫
（一）遥感技术的概念与发展
1. 概念
遥感（Remote sensing，简称RS），就是遥远 的感知，是指借助对电磁波敏感的仪器，在不 与探测目标接触的情况下，记录目标物对电磁 波的辐射、反射、散射等信息，揭示目标物的 特征、性质及其变化的综合探测技术。
成像特点
覆盖率最大， 概括性强，具 有宏观的特性；
画面清晰，分辨 率高，可以对垂 直点地物清晰成 像；
覆盖率最小，画 面最清晰
动态性好，适合 动态性差，适合 灵活机动，费用 应用特点 对某地区连续观 做长周期（几个 较低，适合小范
察，周期性好 月及更长）观察 围探测
4.遥感技术的原理及过程
传
感器电磁波地，物并在且不不断同地物吸体收的、电发磁射波（特辐性射不）不 射同和的同。电地反磁物射波反 遥感就是根据这个原理，利用一定不的同，技这术是
汶川5.12地震前后RS影响对比
印 尼 海 啸 前 后 卫 星 图
嫩江地区水情监测图
与8月27日相比，水体面积发生了怎样的变化？
（3）环境监测
遥感与环境灾害监测
应用领域
具体内容
荒漠化、土壤盐渍化、海
环境
上冰山漂流、海洋生态、
监测
全球气候变化及其影响、
植被变化、水体污染、大
气污染等
旱情、水灾、滑坡、 灾害监测 泥石流、地震、农林
3、土地利用与管理
GIS可以有效地完成对土地利用状况的监控和管理， 提高工作质量与效率。
4、城市生态环境管理
应用GIS技术可以实现城市生态规划﹑环境评价﹑环境与区域可 持续发展的决策分析﹑环保设施的管理等
四、地理信息技术与数字地球
地理信息技术：是指获取、管理、分析和应用地理 空间信息的现代技术的总称。
好（快）
连续性
调查人员 调查成本 调查范围
差，不能全天 候观测
多 高
小，有些地方不 能人工调查
好，能全天侯观测
少 低
广，连续性好，能获得人眼 看不到的信息
1.遥感的特点： (1)感知的视野宽，范围大； (2)获得资料快、周期短的特点； (3)精度高、质量高、效率高； (4）受地面条件限制少
（5）遥感的运用比传统的方法节省大 量的人力、财力。
有人说：遥感是人的视力的延伸。你同意这 种看法吗?
从某种意义上说有一定的道理 ,但不全面。 人眼“看”的过程就是在遥感,眼睛相当于传感器. 人眼在可见光范围内有很高的光谱分辨率，但在可见光 之外则是“睁眼瞎子” .由于技术的进步和应用领域的 不断开拓,传感器的功能比人眼有了很大提高,例如感应 的波谱范围更宽，从紫外线到可见光、红外线，并延伸 到微波，提高光谱分辨率和空间分辨率；在夜晚或恶劣 天气情况下也能使用；并有一定的穿透能力等。微波遥 感，对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有一定 的穿透能力，又能夜以继日的全天侯工作。可见遥感不 仅仅是人的视力的延伸,遥感比人眼的监测距离更远,范 围更大,性能更强。
定位测量类 应用
科学测量 建筑工程 安全防盗
典型案例 巡航导弹 汽车导航仪
自动农田收割 珠峰高度测量 微小形变监测 汽车防盗GPS
全球的导航定位系统：
1、美国全球定位系统（GPS）
2、俄罗斯全球导航卫星系统（GLONASS）
3、北斗卫星导航定位系统，是中国自行研制开
发的区域性有源三维卫星定位与通信系统 （CNSS），是除美国的GPS、俄罗斯的GLONASS 之后第三个成熟的卫星导航系统。
遥感的应用 （1）资源调查—生物资源
（1）资源调查-生物资源
农业方面，利用遥感技术可以识别各类农作物， 计算种植面积，并根据作物生长情况估计产量；
例：1972年美国不清楚苏联国内谷物收成情况， 导致苏联从美国市场抢购几百亿千克谷物，导致 美国国内粮价飞涨，1977年，美国遥测苏联小麦 产量，同苏联官方公布的实际数字只差1%，美国 从此能在国际市场上占有销售优势。
数字地球：即信息化、数字化的地球。
数字地球:使普通百姓能够通过一定方式方便
地获得他们所想了解的有关地球的信息，其特 点是嵌入海量地理数据，实现多分辨率、三维 对地球的描述，即“虚拟地球”。
通俗地讲，就是用数字的方法将地球、地球 上的活动及整个地球环境的时空变化装入电脑 中，实现在网络上的流通，并使之最大限度地 为人类的生存、可持续发展和日常的工作、学 习、生活、娱乐服务。
地
面
地面目标
平 台
物
各种遥感平台示意图
航天遥感 航空遥感 近地遥感
航天遥感、航空遥感、近地遥感比较
航天遥感
航空遥感
近地遥感
遥感平台 及高度
位于大气层外 的卫星、宇宙 飞船等，高度 大于80千米
大气层内飞行的 三 角 架 、 遥 感
各类飞机、飞艇、塔、遥感车
气球等，高度小 （船）、建筑物
于20千米
的顶部
地图制作
○地图的制作(平面/立体地图等) ○地图的定期更新
平面地图
标高地图
农林水产业·资源的管理
75%
80%
90%
'作況指数
○作物生长状况分析 ○作物受害原因的早期发现
○经济发展预测 ○水分补给状况监视 ○农业分布／作物管理
○海洋环境的调查
建筑业,设施等的管理
○机场,港弯设施等的建设规划 ○通过对周围环境的调查,来
三、地理信息系统（GIS）
1 概念：专门处理地理空间数据的计算机系统。
——地图的延伸
信 息 源
数据 处理
数 据 库
空间 分析
信息输 出表达
2 GIS的强大功能 数据库管理系统的功能 强大的查询、分析功能 空间模拟与分析的辅助决策功能
由不同图层构成的地理信息
社会因素 植物分布 工程地质 土地利用现状 基本情况
5、GPS的应用与前景——玩转GPS
（1）军事 定位、导航
军事是GPS技术最早的应用领域,主要是为各 种军事活动提供定位导航.在现代战争中，不仅 陆、海、空三军，而且许多高科技武器弹药等， 也都开始采用GPS技术进行定位导航。
目前精确制导武器复合制导的重要技术手 段。装备GPS制导系统之前,美军BGM-10C“战斧” 巡航导弹误差约为9米；在其“惯性和地形匹配” 制导系统中加入GPS后，误差降至3米，制导精度 大大提高。
（X、Y、Z、T）
4
精确的经纬度、 高度、运动情况
位置
运动速度
问题一、 GPS是如何定位的？ 用户终端通过接收卫星信号定位
导航型接收机
测地型接收机
授时型接收机
GPS提供精密的三维坐标（经度、纬度、高度）、 速度、时间。
4、特点
(1)全球，全天候工作。 (2)能为用户提供连续、实时的三维位置、三维速 度和精密时间，不受天气的影响。 另外： (3)定位精度高：单机定位精度优于10米，采用差分 定位，精度可达厘米级和毫米级。 (4)功能多，应用广：随着人们对GPS认识的加深， GPS不仅在测量、导航、测速、测时等方面取得更广 泛的应用．而且其应用领域不断扩大。
……构成全部状况的研究
强大的查询功能
网络GIS路径查询——用来查 询两点间的交通路线
空间模拟+查询功能
二、地理信息系统与城市管理
1、应用领域
目前，GIS广泛应用于资源调查、环境评估、 灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通信、 交通运输、公安、水利、公共设施、商业金 融等人们生产生活的各个领域。
遥感技术——拓展人类观察力的工具
2.发展进程
20世纪初莱特兄弟发明了第一架飞机；1915年世界上 第一台航空摄影专用相机诞生；1957年，苏联第一颗 人造卫星的升空标志着人类进入了太空时代；美国阿波 罗宇宙飞行器发回了第一张地球影像图；1972年美国 发射了第一颗地球资源技术卫星；20世纪90年代欧空 局、日本相继发射卫星，印度、俄罗斯也相继发射了卫 星，遥感由一国走向多国；1999年10月，中国和巴西 联合研制的中巴地球资源卫星发射成功，发展中国家遥 感技术迅猛发展。
GIS在城市建设和管理中的典型应用：
1、城市规划和管理 2、基础设施管理 3、土地利用与管理 4、生态环境管理
1、城市规划和管理
小区规划方案比较
分析城市现状、进行管理、实施规划
GIS对城市的规划和管理
2、基础设施管理
⑴ 综
给水
合 污水
管 线
雨水
分 燃气
类 电力 管 理 路灯
电信
综合管线管理信息系统
（2）交通
车辆跟踪 紧急援助 交通指挥 提供出行定位 导航
（3）救援
（4）野外测量
百度文库珠穆朗玛峰变矮了
1975年 8848.13
2005年 8844.43
应用简介
运用GPS，配合装载智能识别摄像 头的眼镜帮助盲人行走导航；
GPS应用小结
应用类型 应用领域
导航类 应用
军事领域 民用交通 农业应用
确定的安全系数 ○调查由地形数据而设计的
新设备的状况 ○无线中转站的设置场所的调查 ○道路,电线杆,上下水道, 煤气管道,天线等的维修管理
公共事业,房地产开发
滑雪练习场
○新开发地区周围环境调查 ○地质分析 ○休闲设施的评估分析
利用标高数据来设计滑雪练习场
➢GPS的组成部分？ ➢GPS的功能及特点？ ➢GPS广泛应用于哪些方面？
病虫害、森林火灾等
备注
有利于人们了 解环境变化， 使环境得到保 护和改善
有利于防灾 减灾
（4）遥感与天气预报
——为天气预报提供准确不同时段的卫星云图
1985
2019
城市用地规模
防灾·灾害的监视
○建筑物,道路等破损情况的把握
○火灾发生状况的把握
○紧急车辆经过道路的安排
R４３
○地形变化的调查
三ノ宮
諮墻窟伏仇曝
环境、国土的管理
○土地利用状况的把握 ○城市建设规划 ○地下资源的勘察 ○环境破坏状况的把握 ○国有/私有土地的管理 ○河川管理
芦屋
娱乐
○汽车自动导航系统的立体表示 ○为各种模拟游戏提供真实背景图像
数字卫星图像
▲
▲
▲ ▼
战斗模拟
所在地周围景观的立体 表示
海外信息
○能随时提供世界各地发生的重大 事件以及热门话题的照片
二、全球定位系统（GPS）
1 概念：利用卫星，在全球范围内适时进行
导航、定位 的系统。 用
2 组成：
户
空间部分—GPS卫星星座
设
用户设备部分—GPS信号接收机 备
地面控制部分—地面监控系统
空
地
间
面
部
控
分
制
24颗卫星
3、定位原理：４3 颗卫星定位一点
S
S
3
S
2
S
4
1
3
2
4
1
定位 卫星数
定位 数据
3 粗略的 经纬度数据
4.工作流程：
地物反射或辐 射电磁波
地面站对信息 进行处理、判 读、校正、分
析
传感器获取电磁波， 并以影像胶片或数据
磁带记录下来
传感器传输信息
制作专题地图，供用户应用
5.特点
比较人工实地调查与利用遥感技术调查，哪一种获取资 料和信息的方法更好？
人工实地调查 利用遥感技术调查
花费时间
多
少
时效性
差（慢）
➢地理信息技术是指获取、管理、分析和应用 地理空间信息的现代技术的总称。
➢地理信息技术科学体系的核心技术包括3S。 遥感（RS） 全球定位系统（GPS） 地理信息系统（GIS）
➢地理信息技术广泛应用于区域地理环境研究 （资源调查、环境监测、自然灾害防御监测、 国土资源管理、国土开发规划……）；大众化 应用也成为趋势……
中国的卫星定位系统——北斗
实问独3力12.题..立北能，参卫够防与、星斗自美 中自范国定国 国北己于卫际主位已 为控未卫系斗经 何星，制然星统建 还系地；导定与成要才面航国统了建位站市防不立G，是场有系P自进S会的千己否全统一竞丝的球受步争属万简卫卫拓；缕制星星于展称的导导卫于联G航B航星系P系D系人导，S统统S航提？？！，应高用国域防；