地球空間與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

第二章地球空間與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三一、幾個(gè)相關(guān)概念

地理信息科學(xué)（GeographicalInformationScience）

側(cè)重于將地理信息視為一門科學(xué)，而不僅僅是一個(gè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，主要研究在應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)地理信息進(jìn)行處理、存儲(chǔ)、提取以及管理和分析過(guò)程中提出的一系列基本問(wèn)題，包括：

1）分布式計(jì)算

2）地理信息的認(rèn)知

3）地理信息的互操作

4）比例尺

5）空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的未來(lái)

6）地理數(shù)據(jù)的不確定性和基于GIS的分析

7）GIS和社會(huì)

8）地理信息系統(tǒng)在環(huán)境中的空間分析

9）空間數(shù)據(jù)的獲取和集成等等第一部分概述現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三

Geomatics（地球測(cè)量、地球信息學(xué)、地球空間信息學(xué)）

為利用各種手段，通過(guò)一切途徑獲取和管理在空間基礎(chǔ)信息生產(chǎn)管理過(guò)程中的空間參考數(shù)據(jù)部分的科學(xué)與技術(shù)。主要包括大地測(cè)量、地籍測(cè)量、攝影測(cè)量與測(cè)深等傳統(tǒng)測(cè)繪領(lǐng)域以及遙感和空間信息系統(tǒng)等新領(lǐng)域，可以認(rèn)為是測(cè)繪學(xué)應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)空間信息有極大需求這一特點(diǎn)提出的一個(gè)更全面、更綜合的學(xué)科體系。1）定義空間參考基礎(chǔ)2）建立和使用對(duì)空間參照物體和現(xiàn)象進(jìn)行定位和量測(cè)的方法、技術(shù)和工具3）整合不同參考系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)4）提供合格數(shù)據(jù)5）運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)改善數(shù)據(jù)的處理、存儲(chǔ)和發(fā)行

主要內(nèi)容：現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三

地球信息科學(xué)（Geo-informationScience）1）3S系統(tǒng)為解決區(qū)域范圍更廣、復(fù)雜性更高的現(xiàn)代地學(xué)問(wèn)題提供了新的分析方法和技術(shù)保證。2）全球變化(GlobalChange）、可持續(xù)發(fā)展（SustanableDevelopment）等方面的研究需要。

主要內(nèi)容：1）地球信息的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、分類和表達(dá)；2）地球圈層間信息傳輸機(jī)制、物理過(guò)程及其增益和衰減以及信息流的形成機(jī)理；3）地球信息的空間認(rèn)識(shí)及其不確定性與可預(yù)見(jiàn)性；4）地球信息模擬物質(zhì)流、能量流和人流相互作用關(guān)系的時(shí)空轉(zhuǎn)換特征；5）地球信息的獲取和處理的應(yīng)用基礎(chǔ)理論等?，F(xiàn)在是4頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三

地球信息技術(shù)包括：1）地球數(shù)據(jù)獲取技術(shù)

2）地球信息模擬技術(shù)3）地球信息傳播技術(shù)

現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三二、數(shù)字地球（TheDigitalEarth，DE

）地理信息系統(tǒng)遙感、GPS等測(cè)繪技術(shù)地球信息技術(shù)地理信息科學(xué)Geomatics地球信息科學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)字地球全球變化可持續(xù)發(fā)展其它學(xué)科理論技術(shù)支撐計(jì)算機(jī)技術(shù)（網(wǎng)絡(luò)，虛擬現(xiàn)實(shí)）政策應(yīng)用數(shù)字地球和其它理論以及技術(shù)的關(guān)系現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三

基本概念1）數(shù)字地球是指數(shù)字化的三維顯示的虛擬地球，或指信息化的地球，包括數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化的地球技術(shù)系統(tǒng)；2）實(shí)施數(shù)字地球計(jì)劃，需要有政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界的共同協(xié)力參加。實(shí)施數(shù)字地球計(jì)劃是社會(huì)的行為，需要全社會(huì)的關(guān)心和支持；3）數(shù)字地球是一次新的技術(shù)革命，將改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)和生活方式，進(jìn)一步促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步?，F(xiàn)在是7頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三InternetRS,GPSWebGIS-DB地學(xué)空間數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)以及交換站計(jì)算機(jī)仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)OpenGIS

基本技術(shù)系統(tǒng)數(shù)字地球技術(shù)的基本框架示意圖現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三

創(chuàng)建數(shù)字地球需要的技術(shù)

高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的快速獲取技術(shù)

地球空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理

超媒體空間信息系統(tǒng)

地理信息的分布式計(jì)算

無(wú)比例尺數(shù)據(jù)庫(kù)Metadata（元數(shù)據(jù)）

空間數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)

空間數(shù)據(jù)融合

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三

數(shù)字地球潛在的應(yīng)用

虛擬外交

打擊罪犯

保護(hù)生態(tài)多樣性

預(yù)報(bào)氣候變化

增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力

…………現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三三、國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施（NSDI）是國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施之后的又一個(gè)國(guó)家級(jí)信息基礎(chǔ)設(shè)施，其目的是為了協(xié)調(diào)基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)集的收集、管理、分發(fā)和共享的基礎(chǔ)設(shè)施。空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施主要由四個(gè)部分組成：數(shù)據(jù)交互網(wǎng)絡(luò)體系、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集、法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)構(gòu)體系。

我國(guó)NSDI建設(shè)1）空間信息的收集、管理、協(xié)調(diào)和分發(fā)的體系和機(jī)構(gòu)2）空間數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)3）地理空間數(shù)據(jù)集Metadata和空間信息交換網(wǎng)絡(luò)4）基礎(chǔ)空間框架數(shù)據(jù)5）地理空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：

數(shù)字城市(DigitalCity)、數(shù)字小區(qū)現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三地球是圓的!地球上依然有人堅(jiān)信地球是平的而不是圓的現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三要在多大的地球儀上才能找到“你所在的大城市—你的家鄉(xiāng)”呢？???怎么辦？現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三地球的兩種不同模擬方式：地球儀(球體）地圖（平面）現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三第二部分地球空間與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之地理基礎(chǔ)地理基礎(chǔ)是地理信息數(shù)據(jù)表示格式與規(guī)范的重要組成部分。它主要包括統(tǒng)一的地圖投影系統(tǒng)、統(tǒng)一的地理網(wǎng)格坐標(biāo)系統(tǒng)以及統(tǒng)一的地理編碼系統(tǒng)。統(tǒng)一的地圖投影系統(tǒng)就是要為地理信息系統(tǒng)選擇和設(shè)計(jì)一種或幾種適用的地圖投影系統(tǒng)和網(wǎng)格坐標(biāo)系統(tǒng)?，F(xiàn)在是15頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三一、地理坐標(biāo)系統(tǒng)（空間參照系統(tǒng)）經(jīng)緯度系統(tǒng)在很多方面都是最完善的，通常被稱為地理坐標(biāo)系統(tǒng)初中地理課本上關(guān)于經(jīng)緯度的內(nèi)容現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三地理坐標(biāo)系統(tǒng)（Geographiccoordinatesystem）:地面上的任一點(diǎn)的位置用經(jīng)度和緯度來(lái)決定,經(jīng)線和緯線是地球表面上兩組正交(相交為90度)的曲線,這兩組曲線構(gòu)成的坐標(biāo),稱為地理坐標(biāo)系統(tǒng).地理坐標(biāo)是一種球面坐標(biāo)。Parallel:垂直于地軸,并通過(guò)地心的平面叫赤道平面,平行于赤道的各個(gè)圓圈叫緯圈（緯度latitude）；Meridian:通過(guò)地軸垂直于赤道的平面,經(jīng)面或子午圈（經(jīng)度longitude）；地球如何定量表達(dá)？現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三地球的近似表示地球橢球體大地水準(zhǔn)面所包圍的形體叫大地球體。在測(cè)量和制圖中用繞自轉(zhuǎn)軸（短軸）旋轉(zhuǎn)的橢球體來(lái)代替大地球體，通常稱為地球橢球體特點(diǎn)？特點(diǎn)？現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三橢球體名稱年代長(zhǎng)半軸（米）短半軸（米）白塞爾(Bessel)184163773976356079克拉克(Clarke)188063782496356515克拉克(Clarke)186663782066356584海福特(Hayford)191063783886356912克拉索夫斯基194063782456356863I．U．G．G196763781606356775埃維爾斯特(Everest)183063772766356075常見(jiàn)的地球橢球體模型長(zhǎng)半徑a（赤道半徑）短半徑b（極半徑）扁率e=(a-b)/a第一偏心率e2=(a2-b2)/a2第二偏心率e2=(a2-b2)/b2橢球的大小現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三大地基準(zhǔn)面（Geodeticdatum）:大地基準(zhǔn)的定義包括大地原點(diǎn)、橢球參數(shù)、橢球與地球在原點(diǎn)的分離。常用的Datum:Pulkovo1942WGS_1984北京_1954西安_1980NAD27美國(guó)NAD83美國(guó)現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三中國(guó)在1952年以前采用海福特（Hayford）橢球體，從1953-1980年采用克拉索夫斯基橢球體。中國(guó)自1980年開(kāi)始采用GRS（1975）新參考橢球體系。我國(guó)1954年在北京設(shè)立了大地坐標(biāo)原點(diǎn)，由此計(jì)算出來(lái)的各大地控制點(diǎn)的坐標(biāo)，稱為1954年北京坐標(biāo)系。我國(guó)1980年大地坐標(biāo)系的大地原點(diǎn)設(shè)在陜西省涇陽(yáng)縣永樂(lè)鎮(zhèn)，并采用1975年國(guó)際大地測(cè)量協(xié)會(huì)推薦的大地參考橢球體。我國(guó)高程的起算面是黃海平均海水面。1956年在青島設(shè)立了水準(zhǔn)原點(diǎn)，其他各控制點(diǎn)的絕對(duì)高程都是根據(jù)青島水準(zhǔn)原點(diǎn)推算的，稱此為1956年黃海高程系?，F(xiàn)在是21頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三該坐標(biāo)系是采用克拉索夫斯基橢球作為參考橢球，高程系統(tǒng)采用正常高，以1956年黃海平均海水面為基準(zhǔn)。它實(shí)際上是蘇聯(lián)1942年坐標(biāo)系的延伸，其原點(diǎn)不在北京，而在蘇聯(lián)普爾科沃，通過(guò)與原蘇聯(lián)1942年坐標(biāo)系聯(lián)測(cè)而建立的。解放后，為了建立我國(guó)天文大地網(wǎng)，在東北黑龍江邊境上同蘇聯(lián)大地網(wǎng)聯(lián)測(cè)，推算出其坐標(biāo)作為我國(guó)天文大地網(wǎng)的起算數(shù)據(jù)，隨后通過(guò)鎖網(wǎng)的大地坐標(biāo)計(jì)算，推算出北京點(diǎn)的坐標(biāo)，并定名為1954年北京坐標(biāo)系?，F(xiàn)在是22頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三該坐標(biāo)系的橢球參數(shù)選用1975年國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)第16界大會(huì)的推薦值，簡(jiǎn)稱IUUG-75地球橢球參數(shù)或IAG-75地球橢球。1978年4月召開(kāi)的“全國(guó)天文大地網(wǎng)平差會(huì)議”上決定建立我國(guó)新的坐標(biāo)系，稱為1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系。其大地原點(diǎn)設(shè)在西安西北的永樂(lè)鎮(zhèn)，稱西安原點(diǎn)。

在GPS定位中，定位結(jié)果屬于WGS-84坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系是使用了更高精度的VLBL、SLR等成果而建立的。坐標(biāo)系原點(diǎn)位于地球質(zhì)心，Z軸指向BIH1984.0協(xié)議地極(CTP)?，F(xiàn)在是23頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三PoGP1P2XYZxzyBIH1984.0零度子午面BIH1984.0定義的CTPWGS84坐標(biāo)系定義現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三4、2000國(guó)家大地坐標(biāo)系國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)自2008年7月1日啟用我國(guó)的地心坐標(biāo)系—2000國(guó)家大地坐標(biāo)系，英文名稱為ChinaGeodeticCoordinateSystem2000，英文縮寫為CGCS2000。

國(guó)家大地坐標(biāo)系的定義包括坐標(biāo)系的原點(diǎn)、三個(gè)坐標(biāo)軸的指向、尺度以及地球橢球的4個(gè)基本參數(shù)的定義。2000國(guó)家大地坐標(biāo)系的原點(diǎn)為包括海洋和大氣的整個(gè)地球的質(zhì)量中心；2000國(guó)家大地坐標(biāo)系的Z軸由原點(diǎn)指向歷元2000.0的地球參考極的方向，該歷元的指向由國(guó)際時(shí)間局給定的歷元為1984.0的初始指向推算，定向的時(shí)間演化保證相對(duì)于地殼不產(chǎn)生殘余的全球旋轉(zhuǎn)，X軸由原點(diǎn)指向格林尼治參考子午線與地球赤道面（歷元2000.0）的交點(diǎn)，Y軸與Z軸、X軸構(gòu)成右手正交坐標(biāo)系?，F(xiàn)在是25頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三2000國(guó)家大地坐標(biāo)系采用的地球橢球參數(shù)的數(shù)值為：長(zhǎng)半軸a＝6378137m扁率f=1/298.257222101地心引力常數(shù)GM＝3.986004418×1014m3s-2

自轉(zhuǎn)角速度ω＝7.292l15×10-5rads-1坐標(biāo)系統(tǒng)地球橢球1954年北京坐標(biāo)系1980西安坐標(biāo)系WGS842000國(guó)家大地坐標(biāo)系橢球名稱克拉索夫斯基IUGG1975WGS-84CGCS2000建成年代50年代197919842008橢球類型參考橢球參考橢球總地球橢球總地球橢球a（m）6378245637814063781376378137

J2或C20(f)－（1：298.3）J2:1.08263×10-3（1：298.257）C20：-484.16685×10-6（1：298.257223563）J2:1.082629832258×10-31：/298.257222101GM(m3s-2)－3.986005×10143.986005×10143.986004418×1014ω（rad/s）－7.292115×10-57.292115×10-57.292l15×10-5各基準(zhǔn)的參數(shù)比較現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三任意水準(zhǔn)面大地水準(zhǔn)面HAHA鉛垂線AHBHBhAB坐標(biāo)系統(tǒng)—高程系統(tǒng)高程系統(tǒng)現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三水準(zhǔn)原點(diǎn)1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。29mm黃海海面1952-1979年平均海水面為0米現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三？？二、地圖投影現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三直接建立在球體上的地理坐標(biāo)，用經(jīng)度和緯度表達(dá)地理對(duì)象位置建立在平面上的直角坐標(biāo)系統(tǒng)，用（x，y）表達(dá)地理對(duì)象位置投影坐標(biāo)參考系統(tǒng)—平面系統(tǒng)現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三1、投影：地圖投影的定義:地圖投影就是建立地圖平面上的點(diǎn)（x,y)和地球表面上的點(diǎn)(?,λ)之間的函數(shù)關(guān)系。一般通式為：現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三2、地圖投影的變形長(zhǎng)度變形面積變形角度變形地圖投影中不可避免地存在著變形，在建立一個(gè)投影時(shí)不僅要建立（x,y)與(,)之間的關(guān)系，而且要研究投影變形的分布與大小。地圖投影的變形主要體現(xiàn)在：現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三3、地圖投影的分類按變形性質(zhì)分類等角投影、等積投影和等距投影按構(gòu)成方法分類幾何投影（方位投影、圓柱投影、圓錐投影）和非幾何投影（偽方位投影、偽圓柱投影、偽圓錐投影和多圓錐投影）按照投影面與地球相割或相切分類割投影和切投影現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三3.地圖投影的基本概念按構(gòu)成及位置分：現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三b，c為等角投影d為等距投影e為等面積投影按變形性質(zhì)分：現(xiàn)在是35頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三根據(jù)投影面與球面相關(guān)位置的分類圖現(xiàn)在是36頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三（1）墨卡托投影（Mercatorprojection）正軸等角圓柱投影，圓柱投影的一種，由荷蘭地圖學(xué)家墨卡托（G.Mercator）于1569年創(chuàng)擬。為地圖投影方法中影響最大的。墨卡托投影把經(jīng)度為λ，緯度為Ф的點(diǎn)投影到:X=λY=Intan（Ф/2+π/4）現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三（2）Lambert投影（正軸等角割圓錐投影）：我國(guó)的基本比例尺地形圖中，大于等于50萬(wàn)的均采用高斯-克呂格投影(Gauss-Kruger)，小于50萬(wàn)的地形圖采用蘭勃特投影(LambertConformalConic)，我國(guó)的全國(guó)地圖及分省地圖和小于1比50萬(wàn)的地圖一般使用lambert投影,全國(guó)地圖的標(biāo)準(zhǔn)緯線現(xiàn)在是使用25度和47度（之前使用過(guò)25，45）?，F(xiàn)在是38頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三（3）高斯-克呂格投影（等角橫切橢圓柱投影）：現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三投影帶的計(jì)算:我國(guó)比例尺小于1:1萬(wàn)的地形圖采用6度帶（經(jīng)度差為6度），對(duì)于比例尺大于或等于1:1萬(wàn)的地形圖采用3度帶。起點(diǎn)0°子午線，自西向東，6°經(jīng)差為一個(gè)投影帶，全球分為60帶，各帶用自然序數(shù)1,2,3,……60表示。我國(guó)位于東經(jīng)72°---136°之間，共11個(gè)投影帶，13—23帶?，F(xiàn)在是40頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三X坐標(biāo)值在赤道以北為正，以南為負(fù)；Y坐標(biāo)值在中央經(jīng)線以東為正，以西為負(fù)。我國(guó)在北半球，X坐標(biāo)皆為正值。Y坐標(biāo)在中央經(jīng)線以西為負(fù)值，運(yùn)用起來(lái)很不方便。為了避免Y坐標(biāo)出現(xiàn)負(fù)值，將各帶的坐標(biāo)縱軸西移500公里，即將所有Y值都加500公里。由于采用了分帶方法，各帶的投影完全相同，某一坐標(biāo)值（x，y），在每一投影帶中均有一個(gè)，在全球則有60個(gè)同樣的坐標(biāo)值，不能確切表示該點(diǎn)的位置。因此，在Y值前，需冠以帶號(hào)，這樣的坐標(biāo)稱為通用坐標(biāo)?，F(xiàn)在是41頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三高斯—克呂格投影特點(diǎn)高斯投影是一種橫軸等角切橢圓柱投影，其條件為：1）中央經(jīng)線和地球赤道投影成為直線且為投影的對(duì)稱軸；2）等角投影；3）中央經(jīng)線上沒(méi)有長(zhǎng)度變形。由公式可分析出高斯投影變形具有以下特點(diǎn)：1）中央經(jīng)線上無(wú)變形2）同一條緯線上，離中央經(jīng)線越遠(yuǎn)，變形越大；3）同一條經(jīng)線上，緯度越低，變形越大；4）等變形線為平行于中央經(jīng)線的直線?，F(xiàn)在是42頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三三、GIS中地圖投影的設(shè)計(jì)與配置1、地理信息系統(tǒng)與地圖投影2、地理信息系統(tǒng)中地圖投影設(shè)計(jì)與配置的一般原則

現(xiàn)在是43頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三1、關(guān)系

GIS以平面地圖的方式顯示地理信息，因此地圖投影在GIS中不可缺少。GIS數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要求投影。GIS中，地理數(shù)據(jù)的顯示可根據(jù)用戶的需要而指定投影方式，但當(dāng)所顯示的地圖與國(guó)家基本地圖系列的比例尺一致時(shí)，一般采用國(guó)家基本系列地圖所用的投影?，F(xiàn)在是44頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是45頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三1）各國(guó)家的地理信息系統(tǒng)所采用的投影系統(tǒng)與該國(guó)的基本地圖系列所用的投影系統(tǒng)一致；2）各比例尺的地理信息系統(tǒng)中的投影系統(tǒng)與其相應(yīng)比例尺的主要信息源地圖所用的投影一致；3）各地區(qū)的地理信息系統(tǒng)中的投影系統(tǒng)與其所在區(qū)域適用的投影系統(tǒng)一致；4）各種地理信息系統(tǒng)一般以一種或兩種投影系統(tǒng)為其投影坐標(biāo)系統(tǒng)，以保證地理定位框架的統(tǒng)一。統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)建立的基礎(chǔ)現(xiàn)在是46頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三2、地理信息系統(tǒng)中地圖投影配置的一般原則為：1）所配置的投影系統(tǒng)應(yīng)與相應(yīng)比例尺的國(guó)家基本圖投影系統(tǒng)一致；2）系統(tǒng)一般地只考慮至多采用兩種投影系統(tǒng)，

一種服務(wù)于大比例尺的數(shù)據(jù)處理與輸入輸出，另一種服務(wù)于中小比例尺；3）所用投影以等角投影為宜；4）所用投影應(yīng)能與網(wǎng)格坐標(biāo)系統(tǒng)相適應(yīng)，即所采用的網(wǎng)格系統(tǒng)在投影帶中應(yīng)保持完整?，F(xiàn)在是47頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是48頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三我國(guó)地理信息系統(tǒng)中常用的地圖投影配置與計(jì)算

1）我國(guó)基本比例尺地形圖（1：100萬(wàn)、1：50萬(wàn)、1：25萬(wàn)、1：10萬(wàn)、1：5萬(wàn)、1：2.5萬(wàn)、1：1萬(wàn)、1：5000萬(wàn)）除1：100萬(wàn)外均采用高斯-克呂格投影為地理基礎(chǔ)；2）我國(guó)1：100萬(wàn)地形圖采用了Lambert投影，其分幅原則與國(guó)際地理學(xué)會(huì)規(guī)定的全球統(tǒng)一使用的國(guó)際百萬(wàn)分之一地圖投影保持一致；現(xiàn)在是49頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三3）我國(guó)大部分省區(qū)圖以及大多數(shù)這一比例尺的地圖也多采用Lambert投影和屬于同一投影系統(tǒng)的Albers投影；4）Lambert投影中，地球表面上兩點(diǎn)間的最短距離表現(xiàn)為近于直線，這有利于地理信息系統(tǒng)中的空間分析和信息量度的正確實(shí)施?，F(xiàn)在是50頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三第三部分：空間數(shù)據(jù)特征和類型現(xiàn)在是51頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三空間對(duì)象(實(shí)體)的地圖表達(dá)線:位置(x1,y1)(x2,y2)….屬性:符號(hào),顏色,形狀,尺寸空間數(shù)據(jù)的表達(dá)方式:第一種地圖現(xiàn)在是52頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三遙感傳感器平臺(tái)傳感器空間對(duì)象(實(shí)體)的遙感影像表達(dá)第二種影像現(xiàn)在是53頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三空間現(xiàn)象及其描述現(xiàn)實(shí)世界空間數(shù)據(jù)地圖遙感影像特征關(guān)系行為觀察選擇抽象綜合測(cè)量：位置編碼：屬性建立關(guān)系：表達(dá)現(xiàn)在是54頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三空間對(duì)象一般按地形維數(shù)進(jìn)行歸類劃分點(diǎn)：零維線：一維面：二維體：三維時(shí)間：通常以第四維表達(dá)，但目前GIS還很難處理時(shí)間屬性?？臻g對(duì)象的維數(shù)與比例尺是相關(guān)的空間對(duì)象(實(shí)體)的類型表現(xiàn)形式？現(xiàn)在是55頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三一、.地理實(shí)體1、

地理實(shí)體

地球空間上不能繼續(xù)分割的單元，是一種空間實(shí)體。實(shí)體標(biāo)識(shí)符空間位置空間性質(zhì)屬性特征功能學(xué)校名稱點(diǎn)坐標(biāo)與道路有段距離學(xué)生數(shù)教學(xué)鐵路編碼一組坐標(biāo)連接連接兩個(gè)城市運(yùn)量營(yíng)運(yùn)中鉆孔鉆孔號(hào)空間坐標(biāo)深度孔徑取樣蓄水池名字地面坐標(biāo)容積水質(zhì)水位變化地理實(shí)體的特征描述現(xiàn)在是56頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三2、空間實(shí)體的描述對(duì)空間實(shí)體的描述有5種內(nèi)容：即識(shí)別碼、位置、空間特征、實(shí)體的角色、行為或功能以及實(shí)體的空間特性。識(shí)別碼：用于區(qū)別同類而又不同的實(shí)體。位置：可用坐標(biāo)描述也可用其它形式。空間特征：也是位置信息的一種，如維數(shù)、類型及實(shí)體的組合等。實(shí)體的行為和功能：是指在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中不僅要重視實(shí)體的靜態(tài)描述，還要收集那些動(dòng)態(tài)的變化，如島嶼的侵蝕、水體污染的擴(kuò)散、建筑的變形等。實(shí)體的衍生信息：如一個(gè)實(shí)體有許多個(gè)名稱。現(xiàn)在是57頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三

地理實(shí)體的描述空間特征非空間特征空間數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)3、地理實(shí)體的類型點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)node(線的起點(diǎn)、終點(diǎn)和交點(diǎn))、頂點(diǎn)Vertex(線的中間點(diǎn)）線：Arc(兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的線)面：由一條或一條以上首尾相連的線組成體：由若干面或曲面組成現(xiàn)在是58頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三

有位置，無(wú)寬度和長(zhǎng)度；抽象的點(diǎn)美國(guó)佛羅里達(dá)洲地震監(jiān)測(cè)站2002年9月該洲可能的500個(gè)地震位置

點(diǎn)實(shí)體現(xiàn)在是59頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三香港城市道路網(wǎng)分布

有長(zhǎng)度，但無(wú)寬度和高度；用來(lái)描述線狀實(shí)體,通常在網(wǎng)絡(luò)分析中使用較多;

度量實(shí)體距離;

線實(shí)體現(xiàn)在是60頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三

具有長(zhǎng)和寬的目標(biāo)通常用來(lái)表示自然或人工的封閉多邊形一般分為連續(xù)面和不連續(xù)面中國(guó)土地利用分布圖(不連續(xù)面)

面實(shí)體現(xiàn)在是61頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三有長(zhǎng)、寬、高的目標(biāo)通常用來(lái)表示人工或自然的三維目標(biāo)，如建筑、礦體等三維目標(biāo)香港理工大學(xué)校園建筑

空間對(duì)象:體現(xiàn)在是62頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三

體實(shí)體現(xiàn)在是63頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三柵格和矢量結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)描述空間實(shí)體的兩種最基本的方式。

4、地理信息數(shù)字化描述方法現(xiàn)在是64頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三

地圖的矢量和柵格表示現(xiàn)在是65頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三編碼：區(qū)別不同的實(shí)體，包括分類碼和識(shí)別碼。分類碼表識(shí)空間對(duì)象的類別，而識(shí)別碼對(duì)每個(gè)空間對(duì)象進(jìn)行表識(shí)，是唯一的。位置：坐標(biāo)形式給出空間對(duì)象的空間位置類型：空間對(duì)象所屬的實(shí)體類型，或有那些實(shí)體組成行為：空間對(duì)象所具備的行為和功能屬性：空間對(duì)象所對(duì)應(yīng)的非幾何信息說(shuō)明：實(shí)體數(shù)據(jù)來(lái)源、精度等關(guān)系：與其他實(shí)體之間的關(guān)系5、空間對(duì)象的描述要素現(xiàn)在是66頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三為什么要進(jìn)行編碼？編碼對(duì)象：屬性數(shù)據(jù)編碼方法：層次分類編碼多源分類編碼編碼標(biāo)準(zhǔn)化6、

空間對(duì)象的編碼1、便于區(qū)分；2、便于與空間數(shù)據(jù)鏈接；3、便于管理現(xiàn)在是67頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是68頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三分類對(duì)象的從屬和層次關(guān)系有明確的分類對(duì)象類別和嚴(yán)格的隸屬關(guān)系高壓711電線架715管線:7地下電力線與電纜72電力線71地下檢修井74管線73低壓712電桿713電塔714不依比例7142依比例7141

空間對(duì)象的層次分類編碼現(xiàn)在是69頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三按空間對(duì)象不同特性進(jìn)行分類并進(jìn)編碼代碼之間沒(méi)有隸屬關(guān)系，反映對(duì)象特性具有較大的信息量，有利于空間分析

空間對(duì)象的多源分類編碼現(xiàn)在是70頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三描述空間對(duì)象之間的空間相互作用關(guān)系方法

絕對(duì)關(guān)系:坐標(biāo)、角度、方位、距離等；相對(duì)關(guān)系：相鄰、包含、關(guān)聯(lián)等.相對(duì)關(guān)系類型拓?fù)淇臻g關(guān)系：描述空間對(duì)象的相鄰、包含等順序空間關(guān)系：描述空間對(duì)象在空間上的排列次序，如前后、左右、東、西、南、北等。度量空間關(guān)系：描述空間對(duì)象之間的距離等。地圖、遙感影象上的空間關(guān)系是通過(guò)圖形識(shí)別的，在GIS中的空間關(guān)系則必須顯式的進(jìn)行定義和表達(dá)。空間關(guān)系的描述多種多樣，目前尚未有具體的標(biāo)準(zhǔn)和固定的格式，但基本原理一致。不同的GIS可能采用不同的方法進(jìn)行描述

二、地理實(shí)體的空間關(guān)系表達(dá)現(xiàn)在是71頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三1、拓?fù)涞膩?lái)源1.1拓?fù)涞膩?lái)源

“拓?fù)洌═opology）”一次來(lái)自希臘文，它的原意是“形狀的研究”。拓?fù)鋵W(xué)時(shí)幾何學(xué)的一個(gè)分支，它研究在拓?fù)渥儞Q下能夠保持不變的幾何屬性——拓?fù)鋵傩浴＠樱涸O(shè)想一塊高質(zhì)量的橡皮，它的表面是歐幾里的平面，這塊橡皮可以任意被拉伸、壓縮，但是不能夠被扭轉(zhuǎn)或折疊。在橡皮的表面上有由結(jié)點(diǎn)、弧、環(huán)、面組成的可能任意圖形。我們對(duì)橡皮進(jìn)行拉伸、壓縮，在橡皮進(jìn)行這些變換的過(guò)程中，圖形的一些屬性消失，一些屬性將繼續(xù)保持存在。設(shè)想象皮表面有一個(gè)多邊形，里面有一個(gè)點(diǎn)。當(dāng)拉伸、壓縮橡皮時(shí)，點(diǎn)依舊在多邊形中，點(diǎn)和多邊形的位置關(guān)系不會(huì)發(fā)生變化，但是多邊形的面積會(huì)發(fā)生變化。所以：“點(diǎn)的內(nèi)置”是拓?fù)鋵傩?，而面積不是拓?fù)鋵傩?，拉伸和壓縮就是拓?fù)渥儞Q。現(xiàn)在是72頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三1.2為什么要研究地圖上的拓?fù)洌?.拓?fù)涓拍睿?/p>

拓?fù)鋵W(xué)是研究圖形在保持連續(xù)狀態(tài)下變形時(shí)的那些不變的性質(zhì)，也成為“橡皮板幾何學(xué)”。

在地圖上僅用距離和方向參數(shù)描述地圖上的目標(biāo)之間的關(guān)系總是不圓滿的。

因?yàn)閳D上兩點(diǎn)之間的距離和方向會(huì)隨著地圖投影的不同而發(fā)生變化，故僅用距離和方向參數(shù)還不能夠確切地表示它們之間的空間關(guān)系。（如下圖）2.描述目標(biāo)間關(guān)系需要現(xiàn)在是73頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三Longitude/Latitude投影Gauss-Krivger投影

從上圖可以看出，用拓?fù)潢P(guān)系表示，不論怎么變化，其鄰接、關(guān)聯(lián)、包含等關(guān)系都不改變。拓?fù)潢P(guān)系能夠從質(zhì)的方面和整體的概念上反映空間實(shí)體的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系。研究拓?fù)潢P(guān)系對(duì)于地圖數(shù)據(jù)處理和正確顯示將是十分重要的?，F(xiàn)在是74頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三圖3-4(a)(b)所表示的圖，其幾何形狀不同，但它們結(jié)點(diǎn)間拓?fù)潢P(guān)系是相同的，均可用圖3-4(c)所示結(jié)點(diǎn)鄰接矩陣表示。(c)中交點(diǎn)為1處表示相應(yīng)縱橫兩結(jié)點(diǎn)相連。同樣，圖3-5(a)(b)所表示的圖，其幾何形狀完全不同，但各面塊之間的拓?fù)溧徑雨P(guān)系完全相同，如圖3-5(c)鄰接矩陣所示，(c)中交點(diǎn)為1處表示相應(yīng)的兩個(gè)面相鄰?，F(xiàn)在是75頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三1.3拓?fù)潢P(guān)系的基本概念

地圖要素可以抽象為點(diǎn)、線、面來(lái)表示，這種歸納正好適合于建立拓?fù)潢P(guān)系和建立拓?fù)浔硎尽?.若地圖平面上反映一定意義的零維圖形的附近沒(méi)有其它圖形與之聯(lián)系，則稱這個(gè)零維圖形為獨(dú)立點(diǎn)（Point）。如水井3.地圖平面上連接兩結(jié)點(diǎn)的有一定意義的一維圖形稱為邊（Edge）

，也叫弧段（Arc）。例如：連個(gè)城市之間的道路4.由一些邊圍成的有一定意義的閉合區(qū)域稱為面（Area）。2.若在某個(gè)有一定意義的零維圖形附近還存在另外有意義的零維圖形與之聯(lián)系，則稱這個(gè)零維圖形為結(jié)點(diǎn)（Node）。現(xiàn)在是76頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三1.4基本的拓?fù)潢P(guān)系

拓?fù)溧徑雍屯負(fù)潢P(guān)聯(lián)是用來(lái)描述網(wǎng)結(jié)構(gòu)元素（比如結(jié)點(diǎn)、弧段、面域）之間的兩類二元關(guān)系。

基本拓?fù)潢P(guān)系分為拓?fù)溧徑雨P(guān)系、拓?fù)潢P(guān)聯(lián)關(guān)系和拓?fù)浒P(guān)系。

拓?fù)溧徑雨P(guān)系存在于同類型元素之間（注意是“偶對(duì)集合”）。一般用來(lái)描述面域鄰接。

拓?fù)潢P(guān)聯(lián)關(guān)系存在于不同類型元素之間。一般用來(lái)描述結(jié)點(diǎn)與邊、邊與面的關(guān)系。

拓?fù)浒P(guān)系用來(lái)說(shuō)明面域包含于其中的點(diǎn)、弧段、面域的對(duì)應(yīng)關(guān)系。包含關(guān)系有同類的，也有不同類的?，F(xiàn)在是77頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三起點(diǎn)終點(diǎn)中間點(diǎn)弧段1弧段3弧段2弧段41.5拓?fù)潢P(guān)系的表達(dá)面:弧:拓?fù)潢P(guān)系的圖形表達(dá)現(xiàn)在是78頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三鄰接相交重合相離包含點(diǎn)—點(diǎn)點(diǎn)—線點(diǎn)—面線—面面—面線—線現(xiàn)在是79頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三空間拓?fù)潢P(guān)系表達(dá)—關(guān)系表一、拓?fù)潢P(guān)聯(lián)性拓?fù)潢P(guān)聯(lián)性表示空間圖形中不同類型元素，如結(jié)點(diǎn)、弧段及多邊形之間的拓?fù)潢P(guān)系。現(xiàn)在是80頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三二、拓?fù)溧徑有酝負(fù)溧徑有员硎緢D形中同類元素之間的拓?fù)潢P(guān)系。如多邊形之間的鄰接性，弧段之間的鄰接性以及結(jié)點(diǎn)之間鄰接關(guān)系(連通性)。現(xiàn)在是81頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是82頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三三、拓?fù)浒酝負(fù)浒允潜硎究臻g圖形中，面狀實(shí)體中所包含的其它面狀實(shí)體或線狀、點(diǎn)狀實(shí)體的關(guān)系?，F(xiàn)在是83頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三如圖顯式表達(dá)現(xiàn)在是84頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三半隱式表示現(xiàn)在是85頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三試?yán)藐P(guān)系表來(lái)表達(dá)右圖的空間拓?fù)潢P(guān)系。ebc41325ABC76Dada:結(jié)點(diǎn)號(hào)A:多邊形號(hào)1:弧段號(hào)弧段數(shù)字化方向P1P2P3P4現(xiàn)在是86頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三第四部分?jǐn)?shù)據(jù)基礎(chǔ)現(xiàn)在是87頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)

地理信息系統(tǒng)的一個(gè)重要部分就是數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)類型:在開(kāi)發(fā)一個(gè)特定的GIS時(shí)，要根據(jù)應(yīng)用需求確定對(duì)各類數(shù)據(jù)的要求。數(shù)據(jù)獲取:隨著GIS產(chǎn)業(yè)化的深入發(fā)展，越來(lái)越多的數(shù)據(jù)資料被不同數(shù)據(jù)生產(chǎn)部門數(shù)字化數(shù)據(jù)質(zhì)量:數(shù)據(jù)質(zhì)量是指數(shù)據(jù)適用于不同應(yīng)用的能力?，F(xiàn)在是88頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三空間數(shù)據(jù)描述的是現(xiàn)實(shí)世界各種現(xiàn)象的三大基本特征：

1）空間特征

2）時(shí)間特征

3）專題屬性。一、空間數(shù)據(jù)的基本特征現(xiàn)在是89頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三1.空間特征——空間特征指空間物體的位置、形狀和大小等幾何特征，以及與相鄰物體的拓?fù)潢P(guān)系人類對(duì)空間目標(biāo)的定位一般不是通過(guò)記憶其空間坐標(biāo)，而是確定某一目標(biāo)與其它更熟悉的目標(biāo)間的空間位置關(guān)系，而這種關(guān)系往往也是拓?fù)潢P(guān)系?，F(xiàn)在是90頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三2.專題特征專題特征指的是除了時(shí)間和空間特征以外的空間現(xiàn)象的其他特征。如地形的坡度、坡向、某地的年降雨量、土地酸堿度、土地覆蓋類型、人口密度、交通流量、空氣污染程度等現(xiàn)在是91頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三3.時(shí)間特征空間數(shù)據(jù)總是在某一特定時(shí)間或時(shí)間段內(nèi)采集得到或計(jì)算產(chǎn)生的現(xiàn)在是92頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三二、數(shù)據(jù)的測(cè)量尺度對(duì)特定現(xiàn)象的測(cè)量就是根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其賦值或打分。命名式的測(cè)量尺度也稱作類型測(cè)量尺度，只對(duì)特定現(xiàn)象進(jìn)行標(biāo)識(shí)，賦予一定的數(shù)值或符號(hào)而不定量描述。次序測(cè)量尺度是基于對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行排序來(lái)標(biāo)識(shí)的。比例測(cè)量尺度:

現(xiàn)在是93頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三三、數(shù)據(jù)來(lái)源數(shù)據(jù)來(lái)源可以大致分為原始數(shù)據(jù)或處理加工后的數(shù)據(jù)，又可將數(shù)據(jù)源分為非電子數(shù)據(jù)和電子數(shù)據(jù)兩類?，F(xiàn)在是94頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三數(shù)據(jù)種類現(xiàn)在是95頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三數(shù)據(jù)種類1、基礎(chǔ)制圖數(shù)據(jù)基礎(chǔ)制圖數(shù)據(jù)包括地形數(shù)據(jù)和人文景觀數(shù)據(jù)。2、自然資源數(shù)據(jù)3、調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)4、數(shù)字高程數(shù)據(jù)獲取和存貯高程數(shù)據(jù)的方法有4種基本方法：規(guī)則格網(wǎng)法、離散等高線法、斷面量測(cè)法和不規(guī)則三角網(wǎng)法。5、法律文檔數(shù)據(jù)6、已有系統(tǒng)數(shù)據(jù)現(xiàn)在是96頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三一、

全球定位系統(tǒng)概述原理GPS系統(tǒng):美國(guó)GPS、俄國(guó)GLONASS、歐空局GEOSTAR現(xiàn)在是97頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三 GPS是英文NavigationSatelliteTimingandRanging/GlobalPositioningSystem的縮寫,意為利用衛(wèi)星導(dǎo)航進(jìn)行測(cè)時(shí)和測(cè)距,以構(gòu)成全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。是美國(guó)國(guó)防部主要為滿足軍事部門對(duì)海上、陸地和空中設(shè)施進(jìn)行高精度導(dǎo)航和定位的需要而建立的。自1973年美國(guó)軍方批準(zhǔn)成立聯(lián)合計(jì)劃局開(kāi)始GPS的研究工作到1993年系統(tǒng)建成,該工程歷時(shí)20年，耗資300億美元，成為繼阿波羅登月計(jì)劃和航天飛機(jī)計(jì)劃之后的第三項(xiàng)龐大空間計(jì)劃。它從根本上解決了人類在地球上的導(dǎo)航和定位問(wèn)題，在軍事和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。給導(dǎo)航和定位技術(shù)帶來(lái)了巨大的變化。1、概述現(xiàn)在是98頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三這三部分有各自獨(dú)立的功能和作用，對(duì)于整個(gè)全球定位系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它們都是不可缺少的?，F(xiàn)在是99頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三共24顆衛(wèi)星，其中3顆備用，分布在6個(gè)軌道面上。軌道面相對(duì)地球赤道面的傾角為55°，各軌道平面升交點(diǎn)赤經(jīng)相差60°，相鄰軌道上衛(wèi)星的升交距角相差300。軌道平均高度約20200km，運(yùn)行周期11h58m。因此，同一測(cè)站上每天出現(xiàn)衛(wèi)星分布圖形相同，只是每天提前約4分鐘。每顆衛(wèi)星每天約有5小時(shí)在地平線以上，同時(shí)位于地平線以上的衛(wèi)星數(shù)目，隨時(shí)間地點(diǎn)而異，最少4顆，最多達(dá)11顆。GPS空間部分現(xiàn)在是100頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三1接收和存儲(chǔ)由地面監(jiān)控站發(fā)來(lái)的導(dǎo)航信息，接收并執(zhí)行監(jiān)控站的控制指令。2利用衛(wèi)星上的微處理機(jī)，對(duì)部分必要的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。3通過(guò)星載的原子鐘提供精密的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。4向用戶發(fā)送定位信息。5在地面監(jiān)控站的指令下，通過(guò)推進(jìn)器調(diào)整衛(wèi)星姿態(tài)和啟用備用衛(wèi)星。GPS衛(wèi)星的基本功能現(xiàn)在是101頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三GPS地面監(jiān)控部分GPS的地面監(jiān)控部分由分布在全球的5個(gè)地面站組成，其中包括衛(wèi)星監(jiān)測(cè)站（5個(gè)）、主控站（1個(gè)）和注入站（3個(gè)）1、監(jiān)測(cè)站：是主控站直接控制下的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集中心。站內(nèi)設(shè)有雙頻GPS接收機(jī)、高精度原子鐘、計(jì)算機(jī)1臺(tái)和若干臺(tái)環(huán)境數(shù)據(jù)傳感器。觀測(cè)資料由計(jì)算機(jī)進(jìn)行初步處理，存儲(chǔ)并傳輸?shù)街骺卣?，以確定衛(wèi)星軌道。主控站監(jiān)控站監(jiān)控站注入站/監(jiān)控站注入站/監(jiān)控站注入站/監(jiān)控站夏威夷卡瓦加蘭狄哥

伽西亞阿松森島科羅拉多現(xiàn)在是102頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三2、主控站除協(xié)調(diào)和管理地面監(jiān)控系統(tǒng)外，主要任務(wù)：1）根據(jù)本站和其它監(jiān)測(cè)站的觀測(cè)資料，推算編制各衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星鐘差和大氣修正參數(shù)，并將數(shù)據(jù)傳送到注入站。2）提供全球定位系統(tǒng)的時(shí)間基準(zhǔn)。各監(jiān)測(cè)站和GPS衛(wèi)星的原子鐘，均應(yīng)與主控站的原子鐘同步，測(cè)出其間的鐘差，將鐘差信息編入導(dǎo)航電文，送入注入站。3）調(diào)整偏離軌道的衛(wèi)星，使之沿預(yù)定軌道運(yùn)行。4）啟用備用衛(wèi)星代替失效工作衛(wèi)星?，F(xiàn)在是103頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三3、注入站：主要設(shè)備為1臺(tái)直徑3.6m的天線、1臺(tái)c波段發(fā)射機(jī)和1臺(tái)計(jì)算機(jī)。主要任務(wù)是在主控站的控制下，將主控站推算和編制的衛(wèi)星星歷、鐘差、導(dǎo)航電文和其它控制指令等，注入到相應(yīng)衛(wèi)星的存儲(chǔ)系統(tǒng)，并監(jiān)測(cè)注入信息的正確性。整個(gè)GPS系統(tǒng)的地面監(jiān)控部分，除主控站外均無(wú)人值守。各站間用現(xiàn)代化通訊網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，在原子鐘和計(jì)算機(jī)的驅(qū)動(dòng)和控制下，實(shí)現(xiàn)高度的自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化。現(xiàn)在是104頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三Slide105接收機(jī)調(diào)制解調(diào)器銫鐘氣象傳感器監(jiān)測(cè)站觀測(cè)星歷與時(shí)鐘主控站計(jì)算誤差編算注入導(dǎo)航電文調(diào)制解調(diào)器高功率放大器指令發(fā)生器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和外部設(shè)備注入站數(shù)據(jù)處理機(jī)數(shù)據(jù)處理機(jī)L1L2S波段GPS衛(wèi)星GPS衛(wèi)星地面監(jiān)控系統(tǒng)流程圖現(xiàn)在是105頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三負(fù)責(zé)監(jiān)控全球定位系統(tǒng)的工作：監(jiān)測(cè)衛(wèi)星是否正常工作，是否沿預(yù)定的軌道運(yùn)行跟蹤計(jì)算衛(wèi)星的軌道參數(shù)并發(fā)送給衛(wèi)星，由衛(wèi)星通過(guò)導(dǎo)航電文發(fā)送給用戶保持各顆衛(wèi)星的時(shí)間同步必要時(shí)對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行調(diào)度GPS地面控制部分的作用現(xiàn)在是106頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三Slide107GPS用戶設(shè)備部分用戶部分組成GPS信號(hào)接收機(jī)及相關(guān)設(shè)備GPS接收機(jī)接收、跟蹤、變換和測(cè)量GPS信號(hào)的無(wú)線電設(shè)備GPS接收機(jī)的組成天線、接收機(jī)、處理器、控制顯示單元、電源GPS接收機(jī)的作用接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)，以獲得必要的定位信息和觀測(cè)量，并經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理而完成定位工作現(xiàn)在是107頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三Slide108GPS接收機(jī)DSNPLEICAGARMIN

TRIMBLEASHTECHJAVAD現(xiàn)在是108頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)現(xiàn)在是109頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三GPS定位原理

GPS絕對(duì)定位原理利用GPS進(jìn)行絕對(duì)定位的基本原理，是以GPS衛(wèi)星和用戶接收機(jī)天線之間的距離觀測(cè)量為基準(zhǔn)，根據(jù)已知的衛(wèi)星瞬時(shí)坐標(biāo)，來(lái)確定用戶接收機(jī)天線所在的位置。實(shí)質(zhì)是空間距離后方交會(huì)。又稱偽距離測(cè)量。1、動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位：當(dāng)用戶接收設(shè)備安置在運(yùn)動(dòng)的載體上，確定載體瞬時(shí)絕對(duì)位置的定位方法；2、靜態(tài)絕對(duì)定位：當(dāng)接收機(jī)天線處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，來(lái)確定觀測(cè)站絕對(duì)坐標(biāo)的方法。由于偽距有測(cè)碼偽距和測(cè)相偽距之分，所以，絕對(duì)定位又可分為測(cè)碼偽距絕對(duì)定位和測(cè)相偽距絕對(duì)定位?，F(xiàn)在是110頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三偽距：衛(wèi)星發(fā)射的測(cè)距碼信號(hào)到達(dá)GPS接收機(jī)的傳播時(shí)間乘以光速所得到的量測(cè)距離。D=c·△t△t=t2-t1現(xiàn)在是111頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是112頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三3、衛(wèi)星定位系統(tǒng)的種類

●NNSS子午儀系統(tǒng) ●GPS ●GLONASS系統(tǒng) ●雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（北斗一號(hào)） ●GNSS加俐略系統(tǒng)現(xiàn)在是113頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三人造地球衛(wèi)星的出現(xiàn)，首先引起了各國(guó)軍事部門的高度重視。1958年底，美國(guó)海軍武器實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)始著手建立為美國(guó)海軍艦艇導(dǎo)航的衛(wèi)星系統(tǒng)，即“海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)”（NavyNavigationSatelliteSystem——NNSS）。由于該系統(tǒng)衛(wèi)星都通過(guò)地極，也稱“子午(Transit)衛(wèi)星系統(tǒng)”。1964年該系統(tǒng)建成，并在美國(guó)軍方啟用。1967年美國(guó)政府批準(zhǔn)該系統(tǒng)解密，提供民用。該系統(tǒng)不受氣象條件的限制，自動(dòng)化程度高，具有良好的定位精度。NNSS衛(wèi)星定位系統(tǒng)現(xiàn)在是114頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三盡管NNSS在導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展中具有劃時(shí)代的意義，但由于該系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)目少（5-6顆），運(yùn)行軌道低（1000km）,觀測(cè)時(shí)間長(zhǎng)（1.5小時(shí)），無(wú)法提供連續(xù)實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航，同時(shí)獲得一次導(dǎo)航解的時(shí)間長(zhǎng)，難以滿足軍事要求，尤其是高動(dòng)態(tài)目標(biāo)（飛機(jī)、導(dǎo)彈等）導(dǎo)航要求。而從大地測(cè)量看，定位速度慢，一個(gè)測(cè)站一般平均觀測(cè)1-2天；精度低，單點(diǎn)定位精度3-5m，相對(duì)定位精度1m，使得在大地測(cè)量和地球動(dòng)力學(xué)研究方面的應(yīng)用，也受到很大限制。現(xiàn)在是115頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三Slide116GLONASS定位系統(tǒng)類似于GPS，是俄羅斯以空間為基礎(chǔ)的無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)；其前身CICADA與子午系統(tǒng)同期，于1965年設(shè)計(jì)，有12顆衛(wèi)星；20世紀(jì)70年代中期開(kāi)始啟動(dòng)GLONASS計(jì)劃1982年10月12日發(fā)射第一顆GLONASS衛(wèi)星1996年1月18日，完成24顆衛(wèi)星的布局，衛(wèi)星具備完全工作能力由于經(jīng)濟(jì)原因，現(xiàn)在天空上的GLONASS衛(wèi)星僅為8顆?，F(xiàn)在是116頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三Slide117GPS/GLONASS系統(tǒng)參數(shù)比較GPSGLONASS衛(wèi)星星座21+321+3軌道平面6個(gè)軌道面3個(gè)軌道面軌道傾角55。64.8。軌道高度20,200km19,123km運(yùn)行周期11小時(shí)58分鐘11小時(shí)15分鐘星歷數(shù)據(jù)軌道開(kāi)普勒根數(shù)地心直角坐標(biāo)衛(wèi)星尋址CDMA（碼分多址）不同的衛(wèi)星采用不同的PRN碼加以區(qū)分FDMA（頻分多址）（L1）1602+k?/16MHz（L2）1246+k?/16MHz載波頻率L1：1575.42MHzL2：1227.6MHz1602.5625MHz~1615.5MHz1246.4375MHz~1256.5MHz基準(zhǔn)坐標(biāo)系WGS-84PZ-90測(cè)距碼偽隨機(jī)噪聲碼偽隨機(jī)噪聲碼碼元數(shù)1023bit511bit碼周期1ms1ms碼頻率1.023MHz0.511MHz時(shí)間基準(zhǔn)GPS時(shí)統(tǒng)，與UTC保持一定的差值，無(wú)跳秒GLONASS時(shí)統(tǒng)，經(jīng)常調(diào)整與UTC保持一致，有跳秒導(dǎo)航電文37500bits，持續(xù)750秒7500bits，持續(xù)150秒現(xiàn)在是117頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三Galileo背景：GLONASS在軌衛(wèi)星缺失，GPS獨(dú)霸市場(chǎng)

GLONASS、GPS均由軍方控制歐盟：要建立國(guó)際民間控制的或歐盟自己的民用導(dǎo)航系統(tǒng)特點(diǎn)：共享的獨(dú)立于GPS的無(wú)增強(qiáng)條件下的適于海陸空的系統(tǒng)。參股共建，收費(fèi)。階段：（一）2000年前，可行性評(píng)估或定義（二）2001~2005，開(kāi)發(fā)和檢測(cè)（三）2006~2007，部署（四）2008，商業(yè)運(yùn)行現(xiàn)在是118頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三伽利略計(jì)劃的資金預(yù)計(jì)為32億到36億歐元系統(tǒng)由30顆高軌道衛(wèi)星組成，分布在軌道高度為2.4萬(wàn)千米、傾角為56度的3個(gè)軌道面上?；A(chǔ)設(shè)施包括天基和地基兩部分。衛(wèi)星將為用戶提供精確的時(shí)間和誤差不超過(guò)一米的全球精確定位服務(wù)，與美國(guó)GPS和俄羅斯的GLONASS爭(zhēng)奪市場(chǎng)?，F(xiàn)在是119頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三3、北斗系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（BDS），是繼美全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄（GLONASS）和歐盟（GALILEO）之后第四個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并具短報(bào)文通信能力。

現(xiàn)在是120頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三系統(tǒng)目標(biāo)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是建成獨(dú)立自主、開(kāi)放兼容、技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠覆蓋全球的導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，促進(jìn)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈形成，形成完善的國(guó)家衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)支撐、推廣和保障體系，推動(dòng)衛(wèi)星導(dǎo)航在國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)各行業(yè)的廣泛應(yīng)用。該系統(tǒng)可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)并兼具短報(bào)文通信能力。現(xiàn)在是121頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三2010年1月17日GEO衛(wèi)星2009年4月15日GEO衛(wèi)星2007年4月14日MEO衛(wèi)星北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)三步走戰(zhàn)略：第一步：2000年建成了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)，使中國(guó)成為世界上第三個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家。第二步：建設(shè)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，2012年左右形成覆蓋亞太大部分地區(qū)的服務(wù)能力。第三步：2020年左右，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)形成全球覆蓋能力。北斗的進(jìn)展穩(wěn)步推進(jìn)現(xiàn)在是122頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三三、系統(tǒng)組成（1）空間段由5顆GEO（靜止軌道）衛(wèi)星和30顆Non-GEO（非靜止軌道）衛(wèi)星組成空間星座GEO衛(wèi)星MEO衛(wèi)星現(xiàn)在是123頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三（2）地面段由主控站、上行注入站和監(jiān)測(cè)站等若干個(gè)地面站組成現(xiàn)在是124頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三（3）用戶段由北斗用戶終端以及與美國(guó)GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO等其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端組成北斗系統(tǒng)的用戶終端現(xiàn)在是125頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三系統(tǒng)功能精密授時(shí)：

北斗系統(tǒng)具有時(shí)精密授時(shí)功能，可向用戶提供20ns-100ns間同步精度。短報(bào)文通信：

北斗系統(tǒng)用戶終端具有雙向報(bào)文通信功能，用戶可以一次傳送120個(gè)漢

字的短報(bào)文信息，在遠(yuǎn)洋航行中有重要的應(yīng)用價(jià)值。系統(tǒng)容納的最大用戶數(shù)：

540000戶/小時(shí)。定位精度：

單獨(dú)使用時(shí)全球范圍定位精度優(yōu)于10米；與其他系統(tǒng)兼容使用時(shí)優(yōu)于5米；

戰(zhàn)略重點(diǎn)地區(qū)單獨(dú)使用時(shí)優(yōu)于5米；在我國(guó)領(lǐng)土及周邊廣域差分服務(wù)優(yōu)于1

米；測(cè)速精度優(yōu)于0.2米/秒。工作頻率：2491.75MHz。現(xiàn)在是126頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三系統(tǒng)應(yīng)用軍事服務(wù)

飛機(jī)、導(dǎo)彈、水面艦艇和潛艇的定位導(dǎo)航；彈道導(dǎo)彈機(jī)動(dòng)發(fā)射車、自行火炮與多管火箭發(fā)射車等武器載具發(fā)射位置的快速定位，以縮短反應(yīng)時(shí)間；人員搜救、水上排雷定位等。北斗功能用在軍事上，意味著可主動(dòng)進(jìn)行各級(jí)部隊(duì)的定位，也就是說(shuō)大陸各級(jí)部隊(duì)一旦配備“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，除了可供自身定位導(dǎo)航外，高層指揮部也可隨時(shí)通過(guò)“北斗”系統(tǒng)掌握部隊(duì)位置，并傳遞相關(guān)命令，對(duì)任務(wù)的執(zhí)行有相當(dāng)大的助益。換言之，大陸可利用“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)執(zhí)行部隊(duì)指揮與管制及戰(zhàn)場(chǎng)管理?，F(xiàn)在是127頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三系統(tǒng)應(yīng)用民用服務(wù)當(dāng)你進(jìn)入不熟悉的地方時(shí)，你可以使用裝有北斗衛(wèi)星導(dǎo)航接收芯片的手機(jī)或車載衛(wèi)星導(dǎo)航裝置找到你要走的路線。北斗導(dǎo)航衛(wèi)星氣象應(yīng)用的開(kāi)展，可以促進(jìn)我國(guó)天氣分析和數(shù)值天氣預(yù)報(bào)、氣候變化監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)，也可以提高空間天氣預(yù)警業(yè)務(wù)水平，提升我國(guó)氣象防災(zāi)減災(zāi)的能力。除此之外，北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的氣象應(yīng)用對(duì)推動(dòng)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星創(chuàng)新應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)拓展也具有重要的影響。衛(wèi)星衛(wèi)星導(dǎo)航將有利于減緩交通阻塞，提升道路交通管理水平。通過(guò)在車輛上安裝衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)和數(shù)據(jù)發(fā)射機(jī)，車輛的位置信息就能在幾秒鐘內(nèi)自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)到中心站。這些位置信息可用于道路交通管理。衛(wèi)星導(dǎo)航將促進(jìn)傳統(tǒng)運(yùn)輸方式實(shí)現(xiàn)升級(jí)與轉(zhuǎn)型。例如，在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域，通過(guò)安裝衛(wèi)星導(dǎo)航終端設(shè)備，可極大縮短列車行駛間隔時(shí)間，降低運(yùn)輸成本，有效提高運(yùn)輸效率。未來(lái)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將提供高可靠、高精度的定位、測(cè)速、授時(shí)服務(wù)，促進(jìn)鐵路交通的現(xiàn)代化，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)調(diào)度向智能交通管理的轉(zhuǎn)型。鐵路智能交通道路交通管理氣象應(yīng)用個(gè)人位置服務(wù)現(xiàn)在是128頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三

民用功能海運(yùn)和水運(yùn)海運(yùn)和水運(yùn)是全世界最廣泛的運(yùn)輸方式之一，也是衛(wèi)星導(dǎo)航最早應(yīng)用的領(lǐng)域之一。目前在世界各大洋和江河湖泊行駛的各類船舶大多都安裝了衛(wèi)星導(dǎo)航終端設(shè)備，使海上和水路運(yùn)輸更為高效和安全。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將在任何天氣條件下，為水上航行船舶提供導(dǎo)航定位和安全保障。同時(shí)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)特有的短報(bào)文通信功能將支持各種新型服務(wù)的開(kāi)發(fā)。當(dāng)飛機(jī)在機(jī)場(chǎng)跑道著陸時(shí)，最基本的要求是確保飛機(jī)相互間的安全距離。利用衛(wèi)星導(dǎo)航精確定位與測(cè)速的優(yōu)勢(shì)，可實(shí)時(shí)確定飛機(jī)的瞬時(shí)位置，有效減小飛機(jī)之間的安全距離，甚至在大霧天氣情況下，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)盲降，極大提高飛行安全和機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)效率。通過(guò)將北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的有效結(jié)合，將為航空運(yùn)輸提供更多的安全保障。衛(wèi)星導(dǎo)航已廣泛用于沙漠、山區(qū)、海洋等人煙稀少地區(qū)的搜索救援。在發(fā)生地震、洪災(zāi)等重大災(zāi)害時(shí)，救援成功的關(guān)鍵在于及時(shí)了解災(zāi)情并迅速到達(dá)救援地點(diǎn)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)除導(dǎo)航定位外，還具備短報(bào)文通信功能，通過(guò)衛(wèi)星導(dǎo)航終端設(shè)備可及時(shí)報(bào)告所處位置和受災(zāi)情況，有效縮短救援搜尋時(shí)間，提高搶險(xiǎn)救災(zāi)時(shí)效，大大減少人民生命財(cái)產(chǎn)損失。航空運(yùn)輸應(yīng)急救援海洋漁業(yè)應(yīng)用分布

現(xiàn)在是129頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三全球服務(wù)開(kāi)放服務(wù)：免費(fèi)、開(kāi)放授權(quán)服務(wù)：確保高可靠應(yīng)用。（甚至是在復(fù)雜條件下）定位精度:10m測(cè)位精度:0.2m/s授時(shí)精度：20ns在二期工程完成之后，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)范圍將由我國(guó)及周邊地區(qū)向全球擴(kuò)展，導(dǎo)航定位精度將提高，全球區(qū)域達(dá)到水平5米，高程8米。區(qū)域服務(wù)廣域差分服務(wù)定位精度:1m短報(bào)文通信服務(wù)現(xiàn)在是130頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是在地球赤道平面上設(shè)置2顆地球同步顆衛(wèi)衛(wèi)星且兩顆衛(wèi)星間的赤道角距約60°。GPS是在6個(gè)軌道平面上設(shè)置24顆衛(wèi)星，軌道赤道傾角55°，軌道面赤道角距60°。航衛(wèi)星為準(zhǔn)同步軌道，繞地球一周11小時(shí)58分。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是覆蓋中國(guó)本土的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)。覆蓋范圍東經(jīng)約70°一140°，北緯5°一55°。GPS是覆蓋全球的全天候?qū)Ш较到y(tǒng)。能夠確保地球上任何地點(diǎn)、任何時(shí)間能同時(shí)觀測(cè)到6-9顆衛(wèi)星(實(shí)際上最多能觀測(cè)到11顆)。覆蓋范圍2.衛(wèi)星數(shù)量和軌道特性范圍北斗導(dǎo)航系統(tǒng)三維定位精度約幾十米，授時(shí)精度約100ns。GPS三維定位精度P碼目前己由16m提高到6m，C/A碼目前己由25-100m提高到12m，授時(shí)精度日前約20ns。3.定位精度設(shè)計(jì)現(xiàn)在是131頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三北斗導(dǎo)航系統(tǒng)由于是主動(dòng)雙向測(cè)距的詢問(wèn)--應(yīng)答系統(tǒng)，用戶設(shè)備與地球同步衛(wèi)星之間不僅要接收地面中心控制系統(tǒng)的詢問(wèn)信號(hào)，還要求用戶設(shè)備向同步衛(wèi)星發(fā)射應(yīng)答信號(hào)，這樣，系統(tǒng)的用戶容量取決于用戶允許的信道阻塞率、詢問(wèn)信號(hào)速率和用戶的響應(yīng)頻率。因此，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的用戶設(shè)備容量是有限的。GPS是單向測(cè)距系統(tǒng)，用戶設(shè)備只要接收導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)出的導(dǎo)航電文即可進(jìn)行測(cè)距定位，因此GPS的用戶設(shè)備容量是無(wú)限的。4.用戶容量6.實(shí)時(shí)性5.生存能力和所有導(dǎo)航定位衛(wèi)星系統(tǒng)一樣，"北斗一號(hào)"基于中心控制系統(tǒng)和衛(wèi)星的工作，但是"北斗一號(hào)"對(duì)中心控制系統(tǒng)的依賴性明顯要大很多，因?yàn)槎ㄎ唤馑阍谀抢锒皇怯捎脩粼O(shè)備完成的。為了彌補(bǔ)這種系統(tǒng)易損性，GPS正在發(fā)展星際橫向數(shù)據(jù)鏈技術(shù)，使萬(wàn)一主控站被毀后GPS衛(wèi)星可以獨(dú)立運(yùn)行。而"北斗一號(hào)"系統(tǒng)從原理上排除了這種可能性，一旦中心控制系統(tǒng)受損，系統(tǒng)就不能繼續(xù)工作了。"北斗一號(hào)"用戶的定位申請(qǐng)要送回中心控制系統(tǒng)，中心控制系統(tǒng)解算出用戶的三維位置數(shù)據(jù)之后再發(fā)回用戶，其間要經(jīng)過(guò)地球靜止衛(wèi)星走一個(gè)來(lái)回，再加上衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)，中心控制系統(tǒng)的處理，時(shí)間延遲就更長(zhǎng)了，因此對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)體，就加大了定位的誤差?，F(xiàn)在是132頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三系統(tǒng)特性北斗和GPS兼容支持多星系統(tǒng)更強(qiáng)信號(hào)更大可用性，特別是亞太地區(qū)，由于增加跟蹤衛(wèi)星數(shù)量，提高系統(tǒng)

精度與可靠性，效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于GPS,特別是高遮擋地區(qū)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，不受GPS的限制現(xiàn)在是133頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三解析攝影測(cè)量與數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量鏡箱暗箱攝影物鏡ABab一、攝影機(jī)現(xiàn)在是134頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三普通攝影機(jī) 哈蘇555ELD相機(jī)現(xiàn)在是135頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三哈蘇H1D數(shù)碼相機(jī)2、改造后的數(shù)碼相機(jī)（航空攝影測(cè)量用）JXDC45航空數(shù)碼相機(jī)JXDC58航空數(shù)碼相機(jī)現(xiàn)在是136頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三近景攝影機(jī)現(xiàn)在是137頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三近景攝影機(jī)現(xiàn)在是138頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三航空攝像機(jī)現(xiàn)在是139頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三安裝在航攝飛機(jī)上的航攝儀從空中一定角度對(duì)地面物體進(jìn)行攝影，飛行航線一般為東西方向，要求航線相鄰兩張像片應(yīng)有60%左右的重疊度，相鄰航線的像片應(yīng)有30%左右的重疊度,航攝機(jī)在攝影曝光的瞬間物鏡主光軸保持垂直地面。航空攝影簡(jiǎn)介現(xiàn)在是140頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三檢影器重力穩(wěn)定平臺(tái)攝影員所在位置飛行員所在位置數(shù)碼相機(jī)現(xiàn)在是141頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三像對(duì)左片像對(duì)右片現(xiàn)在是142頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是143頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三3.3遙感數(shù)據(jù)遙感數(shù)據(jù)有下列優(yōu)點(diǎn)：

1）增大了觀測(cè)范圍。

2）能夠提供大范圍的瞬間靜態(tài)圖象。

3）能夠進(jìn)行大面積重復(fù)性觀測(cè)，即使是人類

難以到達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)也能夠做到這一點(diǎn)。

4）大大加寬了人眼所能觀察的光譜范圍。

5）空間詳細(xì)程度高?，F(xiàn)在是144頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是145頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三數(shù)據(jù)特點(diǎn)掃描式傳感器所獲圖象側(cè)視雷達(dá)圖象目前世界上常用的衛(wèi)星數(shù)據(jù)仍是美國(guó)的陸地衛(wèi)星（Landsat）專題制圖儀（ThematicMapper，TM）、諾阿氣象衛(wèi)星的甚高分辨率輻射儀（NOAA-AVHRR）和法國(guó)SPOT衛(wèi)星的較高分辨率傳感器（HRV）數(shù)據(jù)及美國(guó)的SPACEIMAGING的IKONOS高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在是146頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是147頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是148頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是149頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三3.4地圖地圖一般分為普通地圖和專題地圖。普通地圖是一般性的參考圖，它主要用來(lái)表達(dá)6方面內(nèi)容；居民地、道路、行政邊界、地形、及地表覆蓋、水系和典型目標(biāo)物。常見(jiàn)的專題地圖：天氣預(yù)測(cè)圖——以天氣類型、溫度和降水空間分布為主的地圖；旅游圖——以介紹旅游景點(diǎn)位置和交通狀況為主的地圖；交通圖——以介紹街區(qū)和公共交通狀況為主的地圖；地鐵線路圖——反映地鐵站點(diǎn)位置、路徑、中轉(zhuǎn)位置等為主的地圖；地勢(shì)圖——以反映地形起伏和山脈高程為主的地圖；自然專題地圖:地質(zhì)圖、土壤圖、氣候圖、植被圖、太陽(yáng)能分布圖、風(fēng)能分布圖、洋流圖、潮汐圖等；經(jīng)濟(jì)專題圖：交通圖、工業(yè)圖、農(nóng)業(yè)圖、商業(yè)圖、貿(mào)易圖、水利圖、電力圖、漁業(yè)圖、林業(yè)圖、牧業(yè)圖等?，F(xiàn)在是150頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三地圖符號(hào)現(xiàn)在是151頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是152頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三地圖制作過(guò)程和地圖綜合

地圖的制作與GIS開(kāi)發(fā)過(guò)程有許多相似之處，大致可分下列步驟：1）調(diào)查分析地圖用戶的要求；2）確定制圖目標(biāo)，確定比例尺、投影、內(nèi)容、設(shè)計(jì)符號(hào)、編制地圖規(guī)范；3）收集數(shù)據(jù)、野外測(cè)量、象片判讀、問(wèn)卷調(diào)查等；4）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行鑒別、分析處理；5）轉(zhuǎn)繪數(shù)據(jù)到基礎(chǔ)底圖上；6）進(jìn)行地圖綜合，先選樣區(qū)試驗(yàn)再對(duì)整個(gè)制圖區(qū)域進(jìn)行綜合；7）進(jìn)行地圖清繪；8）檢查質(zhì)量，檢驗(yàn)精度等；9）修改后制版印刷?，F(xiàn)在是153頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三地圖制圖工作要點(diǎn)

取舍；它實(shí)際上貫穿于整個(gè)制圖過(guò)程中。分類；指的是將同樣的或類似的制圖對(duì)象劃入一組。簡(jiǎn)化：實(shí)際上，取舍、分類和符號(hào)化都是為了簡(jiǎn)化細(xì)節(jié)，但簡(jiǎn)化還有其它形式。符號(hào)化：由于不可能將所有制圖對(duì)象的實(shí)際形狀按比例縮小到地圖上，所以地圖上要用符號(hào)。符號(hào)又分為兩類：抽象符號(hào)或象形符號(hào)。地圖綜合分為兩部分；圖形綜合和制圖內(nèi)容綜合。1）圖形綜合對(duì)點(diǎn)狀、線狀、面狀符號(hào)的綜合需要不同的方法。2）內(nèi)容綜合內(nèi)容綜合有兩個(gè)方面：取舍和分類?，F(xiàn)在是154頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三數(shù)據(jù)加工整理一、數(shù)據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)二、基礎(chǔ)原始數(shù)據(jù)的確定三、原始數(shù)據(jù)項(xiàng)目的確定四、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確性的確定五、數(shù)據(jù)錄入表設(shè)計(jì)四、數(shù)據(jù)獲取現(xiàn)在是155頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三4.1數(shù)據(jù)采集一、空間圖形數(shù)據(jù)的采集二、非空間屬性數(shù)據(jù)的采集三、空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)的連接現(xiàn)在是156頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三現(xiàn)在是157頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三四、空間數(shù)據(jù)的壓縮處理一、數(shù)據(jù)采集方式二、地圖數(shù)字化三、地圖數(shù)據(jù)處理五、屬性數(shù)據(jù)輸入與編輯現(xiàn)在是158頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三一.手工方式二、手扶跟蹤化數(shù)字方式三、掃描方式四、影像處理和信息提取方式五、數(shù)據(jù)通訊方式通過(guò)手工在計(jì)算機(jī)終端上輸入數(shù)據(jù)，主要是鍵盤輸入。主要用于屬性數(shù)據(jù)的輸入。4.2數(shù)字采集方式現(xiàn)在是159頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三手扶跟蹤數(shù)字化儀是一種圖形數(shù)字化設(shè)備，是目前常用的地圖數(shù)字化方式生成矢量數(shù)據(jù)。4.2數(shù)字采集方式一.手工方式二、手扶跟蹤化數(shù)字方式三、掃描方式四、影像處理和信息提取方式五、數(shù)據(jù)通訊方式現(xiàn)在是160頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三掃描儀是一種圖形、圖象輸入設(shè)備，可以快速地將圖形、圖象輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是目前發(fā)展最快的數(shù)字化設(shè)備生成柵格數(shù)據(jù)。4.2數(shù)字采集方式一.手工方式二、手扶跟蹤化數(shù)字方式三、掃描方式四、影像處理和信息提取方式五、數(shù)據(jù)通訊方式現(xiàn)在是161頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三4.2數(shù)字采集方式掃描儀數(shù)字化儀速度快但數(shù)據(jù)精度較差

速度雖慢而采集數(shù)據(jù)的精度高

掃描過(guò)程簡(jiǎn)單，易操作

操作較復(fù)雜后續(xù)處理工作難度高、工作量大

后續(xù)處理簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)量小

掃描儀與數(shù)字化儀各有其優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)：現(xiàn)在是162頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三從遙感影像上直接提取專題信息。4.2數(shù)字采集方式一、手工方式二、手扶跟蹤化數(shù)字方式三、掃描方式四、影像處理和信息提取方式五、數(shù)據(jù)通訊方式現(xiàn)在是163頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三聯(lián)網(wǎng)方式下，信息系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)之間以及與其它信息系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)信息交流和信息共享的主要方式。4.2數(shù)字采集方式一、手工方式二、手扶跟蹤化數(shù)字方式三、掃描方式四、影像處理和信息提取方式五、數(shù)據(jù)通訊方式現(xiàn)在是164頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三4.3地圖數(shù)字化一、手扶跟蹤數(shù)字化數(shù)字化儀組成、數(shù)字化方式、操作步驟二、掃描矢量化掃描儀原理、處理流程、操作步驟現(xiàn)在是165頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三數(shù)字化儀現(xiàn)在是166頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三1、數(shù)字化儀的組成底座感應(yīng)板定標(biāo)器一、手扶跟蹤數(shù)字化有效區(qū)域現(xiàn)在是167頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三手扶跟蹤數(shù)字化儀示意圖

1、數(shù)字化儀的組成一、手扶跟蹤數(shù)字化現(xiàn)在是168頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三1．點(diǎn)方式每次定標(biāo)器的鍵被按下，感應(yīng)板發(fā)送一對(duì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)。2．流方式數(shù)字化儀每隔一定的時(shí)間就向計(jì)算機(jī)發(fā)送坐標(biāo)數(shù)據(jù)，能自動(dòng)記錄經(jīng)過(guò)點(diǎn)的坐標(biāo)。3．增量方式當(dāng)定標(biāo)器在感應(yīng)板上移動(dòng)某個(gè)距離，數(shù)字化儀就發(fā)送一對(duì)絕對(duì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)。2、數(shù)字化方式一、手扶跟蹤數(shù)字化現(xiàn)在是169頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三準(zhǔn)備設(shè)置數(shù)字化讀圖和分層一、手扶跟蹤數(shù)字化輸入初始化參數(shù)設(shè)置輸入控制點(diǎn)設(shè)置數(shù)字化參數(shù)設(shè)置定標(biāo)器按鍵

固定地圖數(shù)字化檢查和修改數(shù)字化錯(cuò)誤3、地圖數(shù)字化的操作步驟現(xiàn)在是170頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三一、手扶跟蹤數(shù)字化讀圖和分層要認(rèn)真讀圖，確定要數(shù)字化的信息，對(duì)圖形主要結(jié)構(gòu)有一個(gè)了解，然后根據(jù)一定的目的和分類指標(biāo)，對(duì)地圖上的圖形要素進(jìn)行分類。每一類作為一個(gè)圖層，每一個(gè)圖層賦一個(gè)圖層名。并可以擬定一個(gè)數(shù)字化工作提綱。3、地圖數(shù)字化的操作步驟成圖居民點(diǎn)等高線方里網(wǎng)現(xiàn)在是171頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三輸入初始化參數(shù)數(shù)字化的閾值，圖幅四角點(diǎn)的理論坐標(biāo)，圖幅的長(zhǎng)度和寬度，比例尺，投影等。一、手扶跟蹤數(shù)字化3、地圖數(shù)字化的操作步驟現(xiàn)在是172頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三二、掃描儀矢量化方法1、掃描儀工作原理2、掃描數(shù)字化流程3、掃描矢量化操作步驟現(xiàn)在是173頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三小型掃描儀工程掃描儀現(xiàn)在是174頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三掃描儀工作原理示意圖光線物體透鏡光信號(hào)光電轉(zhuǎn)換器CCD模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)字信號(hào)計(jì)算機(jī)二、掃描儀矢量化方法1、掃描儀工作原理

掃描儀是一種高精度的光電一體化產(chǎn)品，能通過(guò)光電器件將檢測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再將電信號(hào)通過(guò)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中處理。

現(xiàn)在是175頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三快速全自動(dòng)矢量化方法對(duì)于簡(jiǎn)單圖紙進(jìn)行快速矢量化。在保證曲線精度的情況下，對(duì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行自動(dòng)抽稀，從而大大減少圖形矢量化后的數(shù)據(jù)量。二、掃描儀矢量化方法2、掃描數(shù)字化流程（1）工作方式現(xiàn)在是176頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三二、掃描儀矢量化方法2、掃描數(shù)字化流程（1）工作方式人工導(dǎo)向自動(dòng)識(shí)別跟蹤矢量化可對(duì)復(fù)雜的小比例尺全要素彩色地圖進(jìn)行有效矢量化?？捎行У剡x取所需圖形信息，克服無(wú)條件全自動(dòng)矢量化時(shí)的盲目性，減少后期圖形編輯整理的工作量?，F(xiàn)在是177頁(yè)\一共有196頁(yè)\編輯于星期三人工跟蹤屏幕矢量化方式與手扶跟蹤數(shù)字化方法類似，都是由人工逐點(diǎn)跟蹤各地理要素采集點(diǎn)數(shù)據(jù)坐標(biāo)，所不同的是人工跟蹤屏幕矢量化方法是利用鼠標(biāo)跟蹤屏幕上顯示的各圖形要素，并且人工控制采集點(diǎn)坐標(biāo)的密度。