第14章 地理信息系统的发展趋势

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第14章 地理信息系统的 章 发展趋势

李聪

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GIS的发展趋势 的发展趋势GIS是多学科集成的空间信息系统，GIS 是多学科集成的空间信息系统， 是多学科集成的空间信息系统 的目标是资源管理、资源开发、 的目标是资源管理、资源开发、宏观决策和资 源信息服务。 本身的综合特性， 源信息服务。GIS本身的综合特性，决定了它 本身的综合特性 具有广泛的用途，这就是GIS自从产生以来就 具有广泛的用途，这就是 自从产生以来就 得到迅猛发展的原因。 得到迅猛发展的原因。 随着GIS产业的建立和数字化信息产品的 产业的建立和数字化信息产品的 随着 全世界的普及， 全世界的普及，GIS将深入到各行业以至各家 将深入到各行业以至各家 各户，成为人们生成、生活、 各户，成为人们生成、生活、学习和工作中不 可缺少的工具和助手。 可缺少的工具和助手。

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GIS的发展趋势 的发展趋势

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GIS的发展趋势 的发展趋势1、真三维GIS和时空 、真三维 和时空GIS 和时空 2、GIS应用模型的发展 、 应用模型的发展 3、Internet与GIS的结合(Web GIS,组件 的结合( 组件GIS, 、 与 的结合 组件 ， OpenGIS) 4、GIS与专家系统、神经网络的结合 与专家系统、 、 与专家系统 5、GIS与虚拟现实技术的结合 、 与虚拟现实技术的结合在这里我们主要介绍一下3S集成技术！ 在这里我们主要介绍一下 集成技术！ 集成技术

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GIS的发展趋势 的发展趋势什么是3S? 什么是3S? 3S 1、遥感 、 ( Remote Sensing,RS ) , 2、全球定位系统 、 (Global Position System,GPS) , ) 3、3S集成 、 集成 ( 3S Integration )

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GIS的发展趋势 的发展趋势空中的眼睛——遥感(RS) 遥感( ) 空中的眼睛 遥感 概念：从遥远的地方探测物体 概念： 遥远的地方探测物体 的地方探测 概念通常是指通过某种传感器装置，在不与研究对象 通常是指通过某种传感器装置， 直接接触的情况下，获得其特征信息， 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。 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， 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， 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， 一切物体， 磁波特性，即“一切物体，由于其种类及环境条件 不同， 不同，因而具有反射或辐射不同波长电磁波的特性 ” 。

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GIS的发展趋势 的发展趋势空中的眼睛——遥感(RS) 遥感( ) 空中的眼睛 遥感

几种常见地物( 几种常见地物(水、绿色植被、裸旱地)的电磁波反射曲线 绿色植

被、裸旱地)

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GIS的发展趋势 的发展趋势空中的眼睛——遥感(RS) 遥感( ) 空中的眼睛 遥感 放置在飞机或卫星上的遥感器， 放置在飞机或卫星上的遥感器，通过传 感器收集地球各处表面及表面以下的物体辐 同时也可反射各种波段的电磁波。 射，同时也可反射各种波段的电磁波。这些 电磁波的强度与波长经过处理，利用判读技 电磁波的强度与波长经过处理，利用判读技 术就可对地表情况甚至地下资源分布情况提 供许多有价值的第一手资料。 供许多有价值的第一手资料。

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GIS的发展趋势 的发展趋势空中的眼睛——遥感(RS) 遥感( ) 空中的眼睛 遥感

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一般地物的判读标志真彩色航片 彩红外航片(假彩色) 彩红外航片(假彩色)

彩红外航空图像的目视判读

植被 水体 建筑

绿色 蓝色 浅色

红色 青色到黑色 青灰色

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GIS的发展趋势 的发展趋势空中的眼睛——遥感(RS)的应用 遥感( ) 空中的眼睛 遥感空间范围的拓展：人眼可见的范围；人眼不可见的范围。 空间范围的拓展：人眼可见的范围；人眼不可见的范围。 地理环境随时间变化的记录。 地理环境随时间变化的记录。 工业领域 利用遥感技术来探矿、寻油、找水， 利用遥感技术来探矿、寻油、找水，公路和铁路的地质 勘探和前期线路规划，能测定环境污染，预报台风、 勘探和前期线路规划，能测定环境污染，预报台风、地震 和海啸。 和海啸。 农业 利用遥感技术能估算农业收成，预报虫害、 利用遥感技术能估算农业收成，预报虫害、水灾和森林 火灾。 火灾。 军事 携有遥感仪器的地球卫星能正确地记录下敌方布置在地 面或地下、水下的战略武器.任何公开或隐蔽的核武器库、 面或地下、水下的战略武器.任何公开或隐蔽的核武器库、 核潜艇、导弹发射场、机场和其它军事工程设施， 核潜艇、导弹发射场、机场和其它军事工程设施，都逃不 脱它的眼睛。 脱它的眼睛。

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GIS的发展趋势 的发展趋势测量的革命—全球定位系统( 测量的革命 全球定位系统(GPS) 全球定位系统 ) 概念 利用卫星技术，实时提供全天候， 利用卫星技术，实时提供全天候， 全球性定位服务系统

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GIS的发展趋势 的发展趋势测量的革命—全球定位系统( 测量的革命 全球定位系统(GPS) 全球定位系统 ) GPS系统包括三大部分： 系统包括三大部分： 系统包括三大部分 空间部分——GPS卫星星座 卫星星座 空间部分 地面控制部分——地面监控系统 地面监控系统 地面控制部分 用户设备部分——GPS信号接收机 信号接收机 用户设备部分

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GIS的发展趋势 的发展趋势空间部分——GPS卫星星座

卫星星座 空间部分

由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。 由覆盖全球的 颗卫星组成的卫星系统。 颗卫星组成的卫星系统 这个系统可以保证在任意时刻， 这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意 一点都可以同时观测到4颗卫星 颗卫星， 一点都可以同时观测到 颗卫星，以保证卫 星可以采集到该观测点的经纬度和高度， 星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以 便实现导航、定位、授时等功能。 便实现导航、定位、授时等功能。

为什么要同时观测到四颗卫星？ 为什么要同时观测到四颗卫星？

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GIS的发展趋势 的发展趋势测量的革命—全球定位系统( 测量的革命 全球定位系统(GPS) 全球定位系统 )

GPS卫星轨道运行图 卫星轨道运行图

GPS卫星外观图 卫星外观图

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GIS的发展趋势 的发展趋势测量的革命—全球定位系统( 测量的革命 全球定位系统(GPS) 全球定位系统 )GPS卫星特性 卫 道高度： 轨道高度：20,200公里 公里 地一周 绕地一周：11hr 58min 卫星颗数： 颗 轨道 卫星颗数：24颗/ 6轨道 轨道倾角 轨道倾角：55° ° 坐标系统： 坐标系统：WGS 84

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GIS的发展趋势 的发展趋势地面控制部分——地面监控系统 地面监控系统 地面控制部分 追踪卫星轨道， 接收的导航信息 导航信息中 追踪卫星轨道，在接收的导航信息中，计算出相对 距离、大气校正数据等，并将这些资料传回主控制 距离、大气校正数据等 以便分析。 站，以便分析。 控制站位于美国科罗拉多州春田市 主控制站位于美国科罗拉多州春田市 Spring),其功能为收集由监测 监测站 (Colorado Spring),其功能为收集由监测站 传来的数据，卫星时钟修正量 修正量等 同事将这些校 传来的数据，卫星时钟修正量等，同事将这些校 信息送至地面天线传送回 至地面天线传送回卫 如此卫 正信息送至地面天线传送回卫星，如此卫星便能 修正后的导航信息广 后的导航信息广播 使用者。 将修正后的导航信息广播给使用者。

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GIS的发展趋势 的发展趋势用户设备部分——GPS信号接收机 信号接收机 用户设备部分

捕获GPS卫星发射的信号，并进行处理，根 卫星发射的信号，并进行处理， 捕获 卫星发射的信号 据信号到达接收机的时间， 据信号到达接收机的时间，确定接收机到卫 星的距离。 星的距离。

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GPS原理 原理GPS导航系统的基本原理是测量出已知位 导航系统的基本原理是测量出已知位 置的卫星到用户接收机之间的距离， 置的卫星到用户接收机之间的距离，然后 综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具 体位置。 体位置。

怎么测量和定位？ 怎么测量和定位？

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