武汉大学遥感院地理信息系统ppt

讲义结构
本章的主题 主要内容安排 主体内容讲解 要点复习及重要概念和术语重现
第一部分 引言—GIS与信息时代
社会信息化的发展 NII的概念 的概念 SDI的概念及发展 的概念及发展 数字地球的相关概念 GIS、地球信息科学与数字地球三者间的关 、 系
第一节 社会信息化的发展
工业时代: 工业时代
SDI的四个层次
关键技术
卫星定位技术 卫星遥感技术 地理信息系统 计算机与数据库技术 通讯技术
中国的NSDI建设
四个层次
国家级 省级 市级 县级
中国地理空间数据框 架建设（ 架建设（DCGF）的 ） 内容： 内容：
数据集 技术 法律支持及标准 协调机制 设施
3、数字地球(DE)
1998年1月:在OGC年会，戈尔作了 “数字 年 月在 年会， 年会 地球： 世纪理解我们行星的方式 世纪理解我们行星的方式” 地球：21世纪理解我们行星的方式”的演 第一次提出了“数字地球”的概念。 讲，第一次提出了“数字地球”的概念。
数字地球的技术要求
空间化：高精度的定点、定位 空间化：高精度的定点、定位; 数字化：信息的数字化以便于量化处理; 数字化：信息的数字化以便于量化处理 网络化：实现信息资源的共享与合理利用, 网络化：实现信息资源的共享与合理利用 实现互操作; 实现互操作 智能化： 及人工智能相结合, 智能化：与DSS、ES 及人工智能相结合 、 利用生物神经网络技术进行模拟与分析; 利用生物神经网络技术进行模拟与分析 可视化：信息资源的可视化,在输入 过程、 在输入、 可视化：信息资源的可视化 在输入、过程、 输出等方面的直观表现形式. 输出等方面的直观表现形式
网络GIS：针对同构系统； ：针对同构系统； 网络 Open IS：针对异构系统。 ：针对异构系统。
数字地球的关键技术
4. 地理信息的分布式计算技术
地理信息的分布式特征： 地理信息的分布式特征：
空间上的分布性 基础性和综合性： 基础性和综合性：地理信息渗透到自然和社会的多个 学科， 学科，地理信息的各种属性分布在不同的部门和学科 中。
SDI的定义
指为描述地球上地理要素或现象的分布及 其属性的所有地理信息组合， 其属性的所有地理信息组合， 以及对这些地理信息的获取、处理、存储、 以及对这些地理信息的获取、处理、存储、 分发、使用、集成、 分发、使用、集成、融合以及互操作等目 的， 建立一个共享的空间信息框架的建设计划 所需的设备、技术、政策、标准、体系结 所需的设备、技术、政策、标准、 构和人力资源等内容。 构和人力资源等内容。
NII的定义(美国政府定义)
一个能够给用户随时提供大容量信息的， 一个能够给用户随时提供大容量信息的， 由通信网络、计算机、 由通信网络、计算机、数据库以及日用电 子产品组成的完备的网络系统。 NII能使所有美国人享用信息，并在任何 能使所有美国人享用信息， 能使所有美国人享用信息
时间和地点，通过声音、数据、 时间和地点，通过声音、数据、图 形和图像相互传递信息。
分布式计算技术：确定不同的分布式计算平台 分布式计算技术： (DCP)上需要建立哪些通用的地理信息服务功能。 上需要建立哪些通用的地理信息服务功能。 上需要建立哪些通用的地理信息服务功能 进一步在不同的分布式计算平台之间及不同的数 据库之间实现信息的互操作。 据库之间实现信息的互操作。
数字地球的关键技术
《地理信息系统原理》 地理信息系统原理》
<The principle of Geographic Information System>
主讲： 主讲：唐雪华
课程内容概要
引言 地理信息系统的基本概念 地图投影和坐标系统 数据模型及数据输入 空间数据库 空间查询及数据分析 数据显示与地图制图 GIS模型与建模 模型与建模 GIS的发展 的发展
数字地球的关键技术
7.空间数据的重组、融合、挖掘技术
空间数据挖掘目标
空间数据挖掘的概念
的基础上， 在空间数据库或空间数据仓பைடு நூலகம்的基础上， 的理论技术， 综合汇集利用多门学科的理论技术， 从海量空间数据中挖掘事先未知、潜在有用、 从海量空间数据中挖掘事先未知、潜在有用、最终可理解 的可信新知识，
本质规律、 揭示出蕴含在空间数据中的客观世界的本质规律、 内在联系和发展趋势，
数字地球的框架结构
数字地球与SDI的关系
SDI是数字地球的重要基础和建设内容； 是数字地球的重要基础和建设内容； 是数字地球的重要基础和建设内容 SDI提供了统一的空间载体和定位框架，使 提供了统一的空间载体和定位框架， 提供了统一的空间载体和定位框架 得用户能够按照地理坐标检索和展示各类 信息； 信息； SDI可以分析各类信息的空间分布特征、运 可以分析各类信息的空间分布特征、 可以分析各类信息的空间分布特征 行状态、变化态势等。 行状态、变化态势等。
数字地球的关键技术
6. 空间数据仓库技术
空间数据仓库的概念： 空间数据仓库的概念： 的概念
支持管理和决策过程的 面向主题的 集成的 随时间而变化的 持久的 具有空间坐标的
地球数据的集合， 地球数据的集合，是数据仓库的一种特殊 形式。 形式。
空间数据库、面向空间对象的数据库、 空间数据仓库的区别:
数字地球的定义
以地理坐标(经纬网) 是一个以地理坐标(经纬网)为依据的，具有多分 海量数据的和多维显示的虚拟系统。 辨率的、海量数据的和多维显示的虚拟系统。
数字地球是指以地球为对象， 数字地球是指以地球为对象，以地理坐标为依据 具有多分辨率的， 的，具有多分辨率的，海量数据的和多种数据的 融合，并可用多媒体和虚拟技术进行多维的(即立 融合，并可用多媒体和虚拟技术进行多维的 即立 体的和动态的)表达 具有空间化、数字化、 表达， 体的和动态的 表达，具有空间化、数字化、智能 可视化特征的技术系统。 化、可视化特征的技术系统。
实现知识的自动获取，提供技术决策与经 的依据。 营决策的依据。
融合与重组
融合：指多种数据经合成后， 融合：指多种数据经合成后，不再保留原 来数据的单个特征， 来数据的单个特征，而是产生一种新的综 合数据。 重组：是指多种数据的叠加， 重组：是指多种数据的叠加，叠加产生的 数据仍保存着原来的数据的特征(如影像地 数据仍保存着原来的数据的特征 如影像地 图)没有产生根本的变化。
遥感数据处理技术 地球信息综合应用
按卫星重量分类（国际宇航科学院）
小卫星：小于 小卫星：小于1000kg 微卫星：小于100kg 微卫星：小于 纳卫星：小于10kg 纳卫星：小于 皮卫星：小于1kg 皮卫星：小于
数字地球的关键技术
2. 地球空间海量数据的存取管理技术
主要问题：海量数据的快速存储和检索。 主要问题：海量数据的快速存储和检索。 解决关键： 解决关键：能够将获得的遥感数据直接通过计算 行各种处理，并进行人机交互分类。 机进 行各种处理，并进行人机交互分类。 具体方法： 具体方法：
数字地球的关键技术
1.高分辨率卫星遥感数据快速获取与处理
数字地球的数据获取的主要手段： 数字地球的数据获取的主要手段：卫星遥 感
高分辨率 快速获取：小卫星系列（卫星的分类） 快速获取：小卫星系列（卫星的分类）
主要问题：海量卫星数据的快速处理。 主要问题：海量卫星数据的快速处理。 解决关键： 解决关键：
劳动型的低技能工作 重工业的繁荣 以纸质形式存储数据 数据的独立存储和使用
信息时代
技能熟练工作 信息产业的繁荣 基于网络及卫星的全球 信息共享 数据分析 数据的整合及数据挖掘
全球空间信息化建设的三步曲
NII SDI DE
第二节 NII
1981年，戈尔在美国科学与电视艺术的一次演讲中提出 年 信息高速公路”新概念； 了“信息高速公路”新概念； 1991年9月，《科学美国人》首次提出； 科学美国人》首次提出； 年 月 1993年9月 戈尔正式提出， 国家信息基础设施” 1993年9月，戈尔正式提出，“国家信息基础设施”成为 “信息高速公路”的正式称呼； 信息高速公路”的正式称呼； 1994年9月，美国提出了 计划 全球信息基础设施 。 计划(全球信息基础设施 年 月 美国提出了GII计划 全球信息基础设施)。 GII计划建议把各国的 联通，实现各国之间的信息共享， 计划建议把各国的NII联通 计划建议把各国的 联通，实现各国之间的信息共享， 建立全球性的信息系统框架。 建立全球性的信息系统框架。 1995年2月，欧盟在布鲁塞尔召开的“西方七国集团信息 年 月 欧盟在布鲁塞尔召开的“ 技术部长级会议” 提出了“全球信息社会”的总体目标。 技术部长级会议”，提出了“全球信息社会”的总体目标。
数字地球的关键技术
9.元数据库技术
元数据的概念： 元数据的概念：指对空间数据仓库中的数 据进行描述的数据，用以说明数据的内容、 据进行描述的数据，用以说明数据的内容、 格式、质量、空间及时间范围属性、 格式、质量、空间及时间范围属性、生产 联系地址等。 者、联系地址等。
数字地球的关键技术
8.仿真与虚拟现实技术
虚拟现实技术： 虚拟现实技术：指运用计算机技术生成一 个逼真的、具有视觉、听觉、 个逼真的、具有视觉、听觉、触觉的感观 世界， 世界，人可以直接对这个虚拟世界进行考 察和模拟。 察和模拟。
仿真与虚拟现实技术
相关的技术
高级三维图形技术 问题求解工具 多媒体技术 网络通信技术 数据库 信息系统 专家系统 面向对象技术 智能决策支持
一个国家描述地球上地理要素和现象的分 布和属性的所有地理信息的组合， 布和属性的所有地理信息的组合， 以及对这些信息的获取、处理、存储、 以及对这些信息的获取、处理、存储、分 使用、集成、融合以及相互操作， 发、使用、集成、融合以及相互操作， 建立一个共享的空间信息框架所需的设备、 建立一个共享的空间信息框架所需的设备、 技术、政策、标准、体系结构和人力资源。 技术、政策、标准、体系结构和人力资源。
超大型计算机：数万亿次速度。 超大型计算机：数万亿次速度。 分布式数据库及分布式存储建设：不同部门、地区、 分布式数据库及分布式存储建设：不同部门、地区、 行业分别建立自己的数据库。 行业分别建立自己的数据库。
数字地球的关键技术
3. 超媒体分布式空间信息系统技术
数字地球的主要目的之一： 数字地球的主要目的之一：实现数据或信 息的共享和发布。 息的共享和发布。 技术关键：互操作。 技术关键：互操作。 具体方法： 具体方法：
NII的主要目的
建设高速信息通信网络
光纤 卫星 微波 程控电话 无线移动
2、NSDI
1994年4月： 美国第 年 月 美国第12906号总统令，宣布 号总统令， 号总统令 建立NSDI，由联邦数据委员会协调开 建立 ， 发； 1997年： 正式被国际社会接受。 年 正式被国际社会接受。
NSDI的定义
空间数据库：将大量的各种专题地图、遥感影像、 空间数据库：将大量的各种专题地图、遥感影像、设计和 规划图及音频、 规划图及音频、视频等数据集成到关系数据库或文件系统 中存储和管理。 中存储和管理。 面向对象数据库： 面向对象数据库：面向对象模型把真实世界中的物体表示 为对象 。 空间数据仓库： 空间数据仓库：
5.无级比例尺的信息综合技术
无级比例尺GIS：以一个大比例尺数据库为基础 ： 无级比例尺 数据源， 数据源，在一定区域内空间对象的信息量随比例 尺变化自动增减，从而使得GIS空间信息的压缩 尺变化自动增减，从而使得 空间信息的压缩 和复现与比例尺自适应的一信息处理技术。 和复现与比例尺自适应的一信息处理技术。 存在问题： 存在问题：矢量空间数据随比例尺变化而产生的 信息量增减问题。 信息量增减问题。 解决关键：实现GIS制图综合自动化。 制图综合自动化。 解决关键：实现 制图综合自动化
根据一定的主题内容集成来自不同数据库中的数据， 根据一定的主题内容集成来自不同数据库中的数据，数据在结构 上具有综合性； 上具有综合性； 在时间上包括了从瞬态到区段、 在时间上包括了从瞬态到区段、直到全体等不不同时间尺度上的 信息； 信息； 在属性上包括多个部门或专业应用系统的数据； 在属性上包括多个部门或专业应用系统的数据；实现了面向数据 和面向模型的分析方法的统一。 和面向模型的分析方法的统一。