第七章 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

第七章地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用§7-3GIS與GPS結(jié)合§7-2GIS與RS結(jié)合§7-4

WebGIS§7-13S集成一、結(jié)合的必要性二、結(jié)合的途徑三、例子一、集成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

二、結(jié)合的形式一、分布式GIS二、WebGIS三、3S技術(shù)的集成方式二、3S相互作用一、3S集成概念四、3S集成應(yīng)用實(shí)例CAD技術(shù)遙感技術(shù)全球定位技術(shù)Internet技術(shù)多媒體技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)地理信息系統(tǒng)技術(shù)OA/MIS技術(shù)技術(shù)的綜合返回一、3S集成概念§7-13S集成第七章地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用“3S”技術(shù)集成：就是在軟件和硬件的設(shè)計(jì)上把遙感（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）整合為一個(gè)完整的技術(shù)系統(tǒng),簡(jiǎn)稱(chēng)3S集成。是空間信息集成、分析、處理的有力武器,擔(dān)負(fù)采集、存儲(chǔ)、管理、分析和描述地表信息的任務(wù);可以作為GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)源，RS是空間信息覆蓋面最大最迅速的采集手段;是空間實(shí)體快速、精密定位的現(xiàn)代化工具,可以為3S集成系統(tǒng)提供精確的定位和測(cè)速服務(wù)。返回GISRSGPS§7-13S集成第七章地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用二、3S相互作用“一個(gè)大腦，兩只眼睛”的框架，RS和GPS向GIS提供或更新區(qū)域信息以及空間定位，GIS進(jìn)行相應(yīng)的空間分析，以從RS和GPS提供的海量數(shù)據(jù)中提取有用信息，并進(jìn)行綜合集成，使之成為決策的科學(xué)依據(jù)。RSGPSGIS幾何配準(zhǔn)、輔助分類(lèi)等提供或更新區(qū)域信息提供或更新空間定位定點(diǎn)查詢(xún)專(zhuān)題信息幾何校正、訓(xùn)練區(qū)選擇及分類(lèi)驗(yàn)證等提供定位遙感信息查詢(xún)返回三、3S技術(shù)的集成方式：

GIS與GPS集成：環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)駕駛、環(huán)境管理…GIS與RS集成：全球環(huán)境變化監(jiān)測(cè)、空間數(shù)據(jù)自動(dòng)更新…GPS與RS集成：自動(dòng)定時(shí)數(shù)據(jù)采集、環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境災(zāi)害預(yù)測(cè)返回四、3S集成應(yīng)用實(shí)例

(一)、3S集成用于精細(xì)農(nóng)業(yè)(二)、3S在數(shù)字城市中的應(yīng)用四、3S集成應(yīng)用實(shí)例

(一)、3S集成用于精細(xì)農(nóng)業(yè)

精細(xì)農(nóng)業(yè)(precisionagriculture，precisionfarm或cyberfarm)（…）

工作過(guò)程（…）所謂精細(xì)農(nóng)業(yè)是將GIS、GPS、RS、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等高科技集成與地理學(xué)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、土壤學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)農(nóng)作物、土地、土壤從宏觀到微觀的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)、發(fā)育狀況、病蟲(chóng)害、水肥狀況以及相應(yīng)的環(huán)境狀況進(jìn)行定期的信息獲取和動(dòng)態(tài)分析，通過(guò)專(zhuān)家系統(tǒng)的診斷和決策，制定實(shí)施計(jì)劃，并在GPS、GIS集成系統(tǒng)支持下進(jìn)行田間作業(yè)。帶有與GPS相連接的電子測(cè)量組件的收割機(jī)械能在作物收割的同時(shí)測(cè)量作物產(chǎn)量，通過(guò)GPS隨時(shí)提供收割機(jī)當(dāng)前的精確位置，通過(guò)作物產(chǎn)量傳感器給出當(dāng)前時(shí)段的收割作物流量，經(jīng)計(jì)算產(chǎn)生出定位精度小于1m的樣區(qū)產(chǎn)量圖，該圖不僅表達(dá)了作物產(chǎn)量，而且表達(dá)了產(chǎn)量的分布情況，通過(guò)GIS搜集和存儲(chǔ)這些信息，以提供查詢(xún)、分析和制圖之用。根據(jù)產(chǎn)量圖提供的信息分析局地低產(chǎn)原因，來(lái)調(diào)整耕作方案。3S集成用于精細(xì)農(nóng)業(yè)

聯(lián)合收割機(jī)外貌

監(jiān)視器和控制面板

作物產(chǎn)量傳感

有些載有GPS和GIS設(shè)備的農(nóng)業(yè)機(jī)械還可以在收割、耕地或其他田間管理的同時(shí)，按照預(yù)設(shè)的采樣策略采集土壤樣本，并自動(dòng)記錄采樣位置和分析樣本的PH值和肥力（比如鉀和磷的含量），同時(shí)輸出分析圖表。采樣策略示意圖農(nóng)業(yè)機(jī)械所載的GIS輸出的土壤肥力分析圖3S集成用于精細(xì)農(nóng)業(yè)根據(jù)分析圖表，農(nóng)業(yè)工人可以因“地”制宜安排施肥方案，農(nóng)業(yè)機(jī)械便可以根據(jù)該方案自動(dòng)在指定地點(diǎn)按指定的比例施肥，這樣不僅可以避免因盲目施肥，對(duì)作物造成損害，還可以節(jié)省肥料和農(nóng)業(yè)機(jī)械的燃耗。受GIS和GPS控制的噴灑設(shè)備，可以按照預(yù)置程序?qū)χ付ǖ攸c(diǎn)按照指定比例施肥或噴灑農(nóng)藥等。

3S集成用于精細(xì)農(nóng)業(yè)返回二、3S在數(shù)字城市中的應(yīng)用

“數(shù)字城市”，廣義上是指信息城市，而狹義上則可以理解為應(yīng)用GIS、GPS、RS等技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立起來(lái)的城市空間信息運(yùn)行系統(tǒng)?？蚣埽ā?/p>

“數(shù)字城市”功能(…)

它將使城市規(guī)劃和管理具有更高的效率、更豐富的表現(xiàn)手法、更多的信息量、更高的分析能力和準(zhǔn)確性。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施綜合信息平臺(tái)信息應(yīng)用系統(tǒng)及網(wǎng)站和信息終端政策法規(guī)與保障體系技術(shù)支撐體系具有使城市地理、資源、生態(tài)環(huán)境、人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等系統(tǒng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，虛擬仿真，優(yōu)化決策和實(shí)現(xiàn)可視化表現(xiàn)等強(qiáng)大功能。數(shù)字城市基本框架GIS技術(shù)遙感技術(shù)GPS技術(shù)數(shù)據(jù)融合與挖掘技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)系統(tǒng)集成技術(shù)可視化技術(shù)元數(shù)據(jù)技術(shù)現(xiàn)代通訊技術(shù)其它技術(shù)政府企業(yè)社區(qū)個(gè)人關(guān)鍵技術(shù)支撐服務(wù)于政府應(yīng)用系統(tǒng)企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)公眾應(yīng)用系統(tǒng)社區(qū)應(yīng)用系統(tǒng)企業(yè)網(wǎng)站政府網(wǎng)站社區(qū)網(wǎng)站信息終端政策法規(guī)與保障體系網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)支撐體系信息應(yīng)用系統(tǒng)綜合信息庫(kù)框架數(shù)據(jù)庫(kù)綜合信息平臺(tái)空間信息管理與服務(wù)系統(tǒng)數(shù)字城市工程框架數(shù)字城市工程關(guān)鍵技術(shù)

1)

遙感對(duì)地觀測(cè)技術(shù)

2)

GIS技術(shù)

3)

差分GPS技術(shù)

4)

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)

數(shù)字城市工程關(guān)鍵技術(shù)1)遙感對(duì)地觀測(cè)技術(shù)航空和航天遙感圖像經(jīng)幾何校正等處理后，可以直接形成城市影像地圖，它是數(shù)字城市最重要的地理基礎(chǔ)信息源。數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)為三維城市數(shù)據(jù)的獲取提供了最經(jīng)濟(jì)快捷的重要數(shù)據(jù)：建筑物的三維重建模型、數(shù)字高程模型和數(shù)字正射影像。威尼斯IKONOS圖像局部

2)

GIS技術(shù)GIS提供了二維數(shù)字城市中的地圖和三維城市模型的信息，包括諸如三維建筑物形狀的重建和繪制、表面性質(zhì)的描述和材質(zhì)等參數(shù)等構(gòu)成城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)。決策支持功能：提供緩沖區(qū)分析、拓?fù)涮幚?、網(wǎng)絡(luò)分析、圖像分析、DTM分析、統(tǒng)計(jì)檢索、空間數(shù)據(jù)引擎等智能化模塊，為實(shí)現(xiàn)城市智能化提供了技術(shù)保證。GIS是城市可視化的有效工具。它的海量數(shù)據(jù)庫(kù)存管理技術(shù)、空間技術(shù)、WEBGIS技術(shù)、多媒體技術(shù)、影像數(shù)據(jù)管理等構(gòu)筑了城市可視覺(jué)化技術(shù)基礎(chǔ)，提供了良好的實(shí)現(xiàn)途徑。走遍上海界面—城市公共交通智能化在線查詢(xún)系統(tǒng)—本例選擇起點(diǎn)為上?；疖?chē)站，終點(diǎn)為第一百貨商店，系統(tǒng)提示可乘820路公交車(chē)，實(shí)線顯示汽車(chē)行駛路線，虛線顯示徒步到公交車(chē)站的路線。數(shù)字城市工程關(guān)鍵技術(shù)3)差分GPS技術(shù)在數(shù)字城市的意義下，可以很方便地建立城市GPS差分服務(wù)網(wǎng)（…）。高精度的GPS定位服務(wù)，可以大大減少野外測(cè)量工作量和提高測(cè)量精度（…）。借助城市廣播電臺(tái)的調(diào)頻臺(tái)副載波，將來(lái)也可以借助第三代無(wú)線通訊網(wǎng)實(shí)時(shí)地將GPS改正數(shù)傳給用戶(hù)機(jī)；也可以將用戶(hù)機(jī)信號(hào)傳給監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心處理后返回給用戶(hù)。從而使定位精度達(dá)到分米級(jí)和厘米級(jí)。也可以對(duì)城市出租車(chē)、銀行運(yùn)鈔車(chē)、消防車(chē)、警車(chē)等交通工具進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)合理調(diào)度、安全行駛、快速響應(yīng)等目標(biāo)。數(shù)字城市工程關(guān)鍵技術(shù)4)虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用：建筑物視覺(jué)效果的評(píng)估、城鎮(zhèn)設(shè)計(jì)和城市信息系統(tǒng)、氣候、環(huán)境和電波傳播的模擬等。采用數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量與控制點(diǎn)定位相結(jié)合的方法獲取三維重建中所需的建筑物正立面的信息。利用三維量測(cè)數(shù)據(jù)加上表面衛(wèi)星影像建立三維GIS可視化模型。一、GIS與遙感結(jié)合的必要性§7-2GIS與RS結(jié)合1、遙感是GIS重要的數(shù)據(jù)源，有效的數(shù)據(jù)更新手段1）遙感手段能夠迅速、準(zhǔn)確、綜合性地大范圍地采集環(huán)境和資料數(shù)據(jù)2）同時(shí)，遙感數(shù)據(jù)具有多光譜和動(dòng)態(tài)多時(shí)相的特點(diǎn)3）它為GIS數(shù)據(jù)更新提供了全方位的手段和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)源。第七章地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用2、GIS可為遙感分析提供有用的輔助信息和手段1）GIS有助于提高遙感數(shù)據(jù)自動(dòng)分類(lèi)的精度2）為遙感應(yīng)用分析提供一個(gè)良好的環(huán)境3）有利于提高遙感信息識(shí)別的精度和效率。

二、GIS與遙感結(jié)合的途徑

(a)發(fā)展一個(gè)能綜合處理矢量和柵格數(shù)據(jù)的矢柵一體的GIS(b)通過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的空間數(shù)據(jù)交換格式作中間媒介、相互轉(zhuǎn)換(c)通過(guò)GIS與遙感系統(tǒng)間建立接口，實(shí)現(xiàn)格式轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)傳送

§7-2GIS與RS結(jié)合第七章地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用三、例子以遙感圖像與原始數(shù)據(jù)，應(yīng)用GIS提供的分析功能，對(duì)深圳市城市用地空間分布進(jìn)行了定量的描述和分析，給出了它的形態(tài)、結(jié)構(gòu)，找出了深圳市用地?cái)U(kuò)展規(guī)律性。

1、技術(shù)路線2、分析之一：點(diǎn)緩沖分析---城市用地的外向分布和擴(kuò)展§7-2GIS與RS結(jié)合第七章地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用3、分析之二：線緩沖分析---城市用地沿交通線的軸向分布和擴(kuò)展一、GIS與GPS集成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

§7-3GIS與GPS結(jié)合第七章地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用二、GIS與GPS結(jié)合的形式1．單臺(tái)移動(dòng)式在用戶(hù)設(shè)備上直接配備GIS工具軟件，把接收機(jī)天線接收的定位數(shù)字信號(hào)直接輸入GIS系統(tǒng)，由GIS系統(tǒng)對(duì)接收機(jī)定位信息進(jìn)行處理并與其數(shù)字地圖匹配，這樣即可全世界實(shí)時(shí)顯示接收機(jī)天線位置；§7-3GIS與GPS結(jié)合第七章地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用2．集中監(jiān)控式1）控制中心，由大屏幕計(jì)算機(jī)、無(wú)線電臺(tái)、通訊適配器、電源和天線系統(tǒng)組成，并配備GIS。2）基站，由電臺(tái)、通訊適配器、電源和天線系統(tǒng)組成。3）移動(dòng)站（即車(chē)載系統(tǒng)），由電臺(tái)、天線、通訊適配器和GPS接收機(jī)組成?！?-3GIS與GPS結(jié)合第七章地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用三、例子1、中國(guó)大通公司的汽車(chē)自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)（圖片摘自該網(wǎng)站）

1）主要部件：§7-3GIS與GPS結(jié)合第七章地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用2）系統(tǒng)功能1當(dāng)前位置計(jì)算功能§7-3GIS與GPS結(jié)合第七章地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用2）系統(tǒng)功能2地圖畫(huà)面顯示功能§7-3GIS與GPS結(jié)合第七章地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用2）系統(tǒng)功能3最佳路線制定功能§7-3GIS與GPS結(jié)合第七章地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用2）系統(tǒng)功能4檢索功能§7-3GIS與GPS結(jié)合第七章地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用2）系統(tǒng)功能5語(yǔ)音提示功能§7-3GIS與GPS結(jié)合第七章地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用2）系統(tǒng)功能6娛樂(lè)功能§7-3GIS與GPS結(jié)合第七章地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用一、分布式GIS1、分布式系統(tǒng)和C/S模型1）分布式系統(tǒng)（DistributedSystem）定義：一組獨(dú)立計(jì)算機(jī)的集合，但