地理空间认知

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实时∕准实时
表达方式 二维
2.5维
三维
功能变化
智能决策支持型 模型决策支持型 分析型 管理型
体系与结构变化
分分布布式式 GGIISS
WWeebbSSeerrvvicicee GGrrididSSeerrvvicicee
开开放放式式 GGIISS
WWeebbGGIISS ((CC/S/S与与BB/S/S集集成成))
认知——预知
• 科学防范胜于救灾。 • 极端天气、环境恶化、灾害频发需要人们采用先
进手段对细微征兆进行精确监测,准确作出判 断,及时发出预警,科学指挥应对。
认知活动的手段 包括两类
一类是硬件, 如科学仪器和 设备等,是人 体器官的延长;
另一类是软件,如 科学理论和科学方 法等,是人类器官
的扩大。
之三:解决目前存在的问题的总体思路——是要 把地理信息系统建设的着眼点放在基于网络∕网格 环境的地理信息体系服务能力上、即以网络∕网格 为平台,以空间信息为纽带,各种要素、单元、信 息系统按照一定的组织结构和相互联系,并遵循相 应标准和协议构成的整体系统。
之四:根据上述总体思路,地理空间信息工 程技术前沿有三个问题值得关注:
第二章
GIS空间认知原理
主要内容
基础空间认知 变化空间认知 GIS技术认知 总结
1、基础空间认知
地理空间与地理系统
地理空间——是地球上大汽圈、 水圈、生物圈、岩石圈和土壤圈 交互作用的区域,即地球表层空 间。 地球上许多自然和生物现象大都 发生在地理空间中; 地理系统——地球表面的几何模 型:
• 共分为四类(自然表面、大地水准 面、椭球体模型、数学模型)。
全球定位系统
遥感
GPS/GIS/RS
哪里

什么Æ 为什么 和 那么
制图 包括物理 要素的精确位置
(图形的)
描述性 制图
说明性 建模
分析 包括空间 关系探索
(数值的)
今天的世界已经成为没有地图、天气图、GIS就 无法“运转”的时代,因为地图、天气图、GIS等都 反映了客观世界的空间关系和空间结构。特别是 GIS,它是人们表达世界、认识世界和改变世界的 新的技术手段。
•基于网络服务的地理信息共享与空间数据互操 作技术; •基于网格服务的信息资源共享与协同工作技术 ; •基于传感器网络(卫星传感器网、物联网)的 智能化服务技术。
之五:地理空间信息工程技术的最终目标——是 要实现网上的数字地理世界与现实地理世界的无缝 结合,达到对现实物理地理世界的实时感知、判断 、预警和决策。
自然表面
地球自然表面是一个起伏不平、十分不规则的 表面:非常复杂、难以表达;
大地水准面
从海平面延伸到所有大陆下部且与地球重力方 向处处正交的一个连续、闭合的水准面。
动态性;
椭球体模型
采用旋转椭球体来代替地球体。
规则的数学表面,扁率为:1/293;
三种模型的关系
地理空间认知流程
OGC:由于地理信息的复杂性和人们认识观念上的差 别,不同的学科可能对地理空间世界按照各自的认识 和思维方式来构造不同的模型。
时间、空间、属性,这是地理空间信息的三 要素,每个人的工作、生活和学习中每时每刻 都会涉及到的。
认知手段
人类借助什么来认 识变化着的世界或 人类自身赖以生存和 发展的地理环境呢? 这就是地理信息工程 技术要解决的问题。
实地考察 利用地图 利用天气图 利用地理信息系统 利用虚拟地理环境
中国海域
地理信息系统
这是一个宏伟的目标,任重而道远。
随随着着科科学学的的发发展展和和认认识识的的深深化化,, 工工具具要要素素处处于于越越来来越越重重要要的的地地位位。。
人类生活在地球上,人类的一切活动无不与 地理空间信息相关。什么时间,什么地点,发生 了什么事情,为什么发生在这里,事发地点的环 境及其与周围环境的关系,这都是人们比以往任 何时候都更为关心的问题。
地理空间认知模型
三层次模型:抽象层次比较细致,但较繁;为了简单明 确地描述GIS的抽象过程,归纳三个层次来进行抽象。
2、变化空间认知
z 气候变暖——天气极端异常 z 环境变化——生态严重破坏 z 灾害变化——频繁危及人类
沙尘暴灾害
地震灾害-汶川
泥石流灾害-舟曲
暴雨灾害-印尼
海啸灾害-日本
WWeebbGGIISS ((CC/S/S,,BB/S/S))
桌桌面面GGIISS
基基于于主主机机的的 GGIISS
启示: 共享和开放是GIS技 术发展的必然趋势
开发模式变化
Grid Service 封装组件 Web Service 封装组件
组件式GIS
模块式GIS 集成式GIS GIS 功能包
启示: 组件化 标准化封装
4、总结
之一:世界是变化着的(人类面临的问题的变化、人 类需求的变化、技术的发展变化)。
GIS也是变化着的(体系结构的变化、开发模式的变 化、功能上的变化、信息源上的变化、概念上的变化 )。
Байду номын сангаас
之二:目前的地理信息工程技术面临着许多问题。如:
•信息资源不能共享,系统之间不能互联互通互操作; •数据源具有多参照系、多类型、多时态、多尺度、多语 义等特点,导致集成应用的数据不一致、不连续等问题 ; •网络∕网格环境下“质”与“量”、“供”与“需”、“零”与“整” 的矛盾; •网络上的数字世界与现实的物理世界的分离,导致应用 时效性和智能化程度低。
从从对对本本学学科科的的影影响响 的的角角度度看看,,2200世世纪纪 5500年年代代以以来来,,技技术术 发发展展变变化化最最大大的的应应
该该是是::
电子计算机技术 空间技术
通信网络技术 地球空间信息技术
3、GIS技术认知
信息源 地图数字化
静态、滞后
遥感影像
卫星导航 定位数据
统计信息 多维动态信息
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