地理信息系统课程

遥感数据获取原理
分析结果、图表 输出
接收
预处 理
用户应用 处理
（2）．全球定位系统简介
全球定位系统(GPS, Global Positioning System)：是一种利用人造地球卫星进行 点位测量导航的技术。 全称是NAVSTAR(NAVigation Satellite Timing And Ranging)/GPS。
第九章 3S技术及数字地球
1．3S技术 (1) RS技术



遥感(Remote Sensing)：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。 遥感技术的基础，是通过观测电磁波，从而判读和分 析地表的目标以及现象，其中利用了地物的电磁波特 性，即“一切物体，由于其种类及环境条件不同，因 而具有反射或辐射不同波长电磁波的特性” 。 遥感也可以说是一种利用物体反射或辐射电磁波的固 有特性，通过观测电磁波，识别物体以及物体存在环 境条件的技术。

1．3S技术
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。

遥感数据获取原理
遥感数据获取原理 太阳辐射经过大气层到达地面，一部 分与地面发生作用后反射，再次经过大气 层，到达传感器。传感器将这部分能量记 录下来，传回地面，即为遥感数据。
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数字地球
人们都说农业社会是资源经济，谁拥有资源（自然资 源，人力资源等）谁就主宰世界，在工业社会，谁拥 有资本谁就主宰社会。到了下世纪人类将进入信息社 会，谁拥有知识，谁就主宰世界，称之为知识经济。 数字地球是美国副总统戈尔于 1998年1月31日在“数字 地球－－认识 21 世纪我们这颗星球”的报告中提出的 一个通俗易读的概念，它勾绘出了信息时代人类在地 球上生存、工作、学习和生活的时代特征。


数字地球的技术基础

信息高速公路和计算机宽带高速网
– 一个数字地球所需要的数据已不能通过单一的数据 库来存贮，而需要由成千上万的不同组织来维护。 – 这意味着参与数字地球的服务器将需要由高速网络 来连接。
– 为此，美国克林顿总统早在 1993 年 2 月就提出实施 美国国家信息基础设施（NII），通俗形象地称为信 息高速公路，它主要由计算机服务器、网络和计算 机终端组成。

地面控制系统

：包括位于美国科罗拉多的主控站以及 分布全球的三个注入站和五个监测站组 成，实现对GPS卫星运行的监控。
GPS信号接收机

捕获GPS卫星发射的 信号，并进行处理， 根据信号到达接收机 的时间，确定接收机 到卫星的距离。
图：GARMIN手持式GPS接收机
（3）．GIS与遥感的集成及具体 技术


什么是来自百度文库字地球？

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。 严格地讲，数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储 技术为基础，以宽带网络为纽带运用海量地球信息对地球进行多 分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作为工 具来支持和改善人类活动和生活质量。 简略地讲，数字地球是指信息化的地球，它涉及到地球信息化的 方方面面的工作，这是广义的数字地球；数字地球是以空间信息 为基础的地球信息系统体系，这是狭义的数字地球。
（4）．GIS与全球定位系统的集 成及具体技术


1）定位 2）测量 3）监控导航
GPS 接收机 数据接口
地理信息系统 显示 数据记录 定位 测量 监控导航
数据处理
图：GIS与GPS集成的系统结构模型
（5）． 3S集成综述
图：3S的相互作用与集成
5． 3S集成综述



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，以从RS和GPS提供的浩如烟海的数据中 提取有用信息，并进行综合集成，使之成为决 策的科学依据。 GIS、RS和GPS三者集成利用，构成为整体的 、实时的和动态的对地观测、分析和应用的运 行系统，提高了GIS的应用效率。 RS、GIS、GPS集成的方式可以在不同的技术 水平上实现 。

什么是数字地球？

所谓“数字地球”，可以理解为对真实地球及其相 关现象统一的数字化重现和认识。

其核心思想是用数字化的手段来处理整个地球的自 然和社会活动诸方面的问题，最大限度地利用资源
并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”。

GPS系统介绍
GPS系统包括三大部分： 空间部分——GPS卫星星座 地面控制部分——地面监控系统 用户设备部分——GPS信号接收机

GPS卫星及其星座
由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成。 均匀分布在六个相互夹角为60度的轨道 平面内。 GPS卫星用L波段两种频率的无线电波（ 1575.42MHz和1227.6MHz）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。
GIS与遥感的集成，可以三个不同的层次 [Ehlers]： 分离的数据库，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和同 步的显示； 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。
GIS作为遥感图像的应用


GIS作为图像处理工具 遥感数据作为GIS的信息来源
土壤的光谱曲线
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1．3S技术
遥感器（Remote Sensor）：接收从目标 反射或辐射电磁波的装置。 遥感平台（Platform）：是搭载这些遥感 器的移动体，包括飞机、人造卫星等， 甚至地面观测车也属于遥感平台。 遥感分为被动式遥感（Passive Remote Sensing）和主动式遥感（Active Remote Sensing）两种 。