城市建設(shè)3S(RS、GIS、GPS)技術(shù)基礎(chǔ)

（IntroductionTo“3S”

Technology）城市建設(shè)系

3S技術(shù)導(dǎo)論第一章緒論本章學(xué)習(xí)目的:

通過本章的學(xué)習(xí)，初步了解“3S”技術(shù)即遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)的基本概念，應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景，明確“3S”技術(shù)的學(xué)習(xí)目的。

本章學(xué)習(xí)內(nèi)容:

地球信息科學(xué)“3S”技術(shù)的含義及其應(yīng)用領(lǐng)域遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用全球定位系統(tǒng)（GPS）的概念、發(fā)展和應(yīng)用地理信息系統(tǒng)（GIS）概念、發(fā)展和應(yīng)用第一節(jié)地球信息科學(xué)一、含義：

地球信息科學(xué)（Geoinformatics或Geomatics），又譯為地理信息科學(xué)，是測繪學(xué)、攝影測量與遙感學(xué)、地圖學(xué)、地理科學(xué)、計算機科學(xué)、衛(wèi)星定位技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)與現(xiàn)代通訊技術(shù)等的有機集成，即多種學(xué)科的綜合。是用各種現(xiàn)代化方法采集、量測、分析、存儲、管理、顯示、傳播和應(yīng)用與地理和空間分布有關(guān)數(shù)據(jù)的一門綜合的計算機信息科學(xué)、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)實體。第一節(jié)地球信息科學(xué)Geomatics作為解決空間問題的工具，是一門應(yīng)用科學(xué)。地球——空間系統(tǒng)本身是復(fù)雜的、開放的、動態(tài)的，因此要用動態(tài)的、系統(tǒng)的方法來研究。“3S”技術(shù)是Geomatics的核心內(nèi)容，Geomatics是3S技術(shù)的廣義定義。二、特點：

動態(tài)性、系統(tǒng)化、實時性、空間特征、信息科學(xué)第一節(jié)地球信息科學(xué)三、組成

GIS：多種學(xué)科集成的基礎(chǔ)平臺，用來搜索、存儲、管理和分析空間信息數(shù)據(jù)。

RS、DPS（攝影測量）、GPS：快速獲取和更新地理信息的主要技術(shù)手段。

地圖學(xué)與圖象圖形學(xué)：用作地理信息的表示、分析和處理，以及地理信息成果的表達和顯示。

人工智能：如專家系統(tǒng)（ES）和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，使數(shù)據(jù)采集、更新、分析和應(yīng)用更加自動化和智能化，達到?jīng)Q策層次的應(yīng)用。

現(xiàn)代通訊技術(shù)：為地理信息在各部門的傳播和應(yīng)用提供保證第二節(jié)“3S”技術(shù)的含義及其應(yīng)用領(lǐng)域

一、3S技術(shù)的含義實質(zhì)：RS、GIS、GPS3種技術(shù)的集成

遙感RS（RemoteSensing）：獲取地面信息，并更新。地理信息系統(tǒng)GIS（GeographicInformationSystem）：對地理信息進行采集、存儲、管理、分析和顯示的基礎(chǔ)平臺。

全球定位系統(tǒng)GPS（GlobalPositionSystem）：實現(xiàn)精確的定位。（實時、動態(tài)、多維）3S技術(shù)：GPS技術(shù)，RS技術(shù)和GIS技術(shù)的簡稱。第二節(jié)“3S”技術(shù)的含義及其應(yīng)用領(lǐng)域二、應(yīng)用領(lǐng)域

地圖制圖：RS和GPS

獲取和更新數(shù)據(jù)，GIS

編輯、存儲、顯示和輸出。

自然資源管理、監(jiān)測和評價：森林資源、土地資源、礦產(chǎn)等。

城市與區(qū)域規(guī)劃：需綜合自然環(huán)境、地形、地貌、人口密度等多種因素，同時考慮生態(tài)、經(jīng)濟、社會等多種效益。設(shè)計交通網(wǎng)絡(luò)、地下管線、綠地設(shè)施、水系和利用等等。

交通管理：導(dǎo)航系統(tǒng)，實時監(jiān)控、調(diào)度。

環(huán)境監(jiān)測和分析：污染監(jiān)測、評價和分析。確定污染源、蔓延過程、評價污染程度、預(yù)測。

工商管理：客戶位置、相關(guān)信息（郵編、電話、銷售狀況、負責銷售員等），銷售分析。圖1聯(lián)合收割機外貌圖3作物產(chǎn)量傳感圖2監(jiān)視器和控制面板GPS和GIS設(shè)備裝載于聯(lián)合收割機上上圖（1，2，3）顯示了GPS和GIS設(shè)備裝載于聯(lián)合收割機上的情景，可以通過GPS隨時提供收割機當前的精確位置，通過作物產(chǎn)量傳感器給出當前時段的收割作物流量，通過GIS搜集和存儲這些信息，以提供查詢、分析和制圖之用。3S應(yīng)用實例：3S集成用于精準農(nóng)業(yè)3S應(yīng)用實例：

3S與數(shù)字城市數(shù)字城市工程關(guān)鍵技術(shù)1)

遙感對地觀測技術(shù)

2)

GIS技術(shù)

3)

差分GPS技術(shù)

4)

虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)

5)空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（SDM）3S應(yīng)用實例：

3S在耕地保護中的應(yīng)用第三節(jié)全球定位系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用

一、全球定位系統(tǒng)（GPS）的概念：

全球定位系統(tǒng)GPS：NavigationSatelliteTimingandRangingGlobalPositioningSystem（NAVSTARGPS）,以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電授時、定位、測距導(dǎo)航系統(tǒng)。（GPS——GlobalPositioningSystem）

利用多顆導(dǎo)航衛(wèi)星的無線電信號，對地球表面某地點進行定位、報時或?qū)Φ乇硪苿游矬w進行導(dǎo)航的技術(shù)系統(tǒng)。第三節(jié)全球定位系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用

二、GPS定位系統(tǒng)的組成：GPS定位系統(tǒng)由三部分組成，即由GPS衛(wèi)星組成的空間星座部分、由若干地面站組成的地面監(jiān)控系統(tǒng)、以接收機為主體的廣大用戶部分，三者有各自獨立的功能和作用，但又是有機地配合而缺一不可的整體系統(tǒng)。地面監(jiān)控部分由一個主控站，三個注入站和五個監(jiān)控站組成衛(wèi)星由分布在6根軌道上的24顆工作衛(wèi)星和若干備用衛(wèi)星所組成。用戶部分主要由GPS接收機構(gòu)成GPS衛(wèi)星組成的衛(wèi)星網(wǎng)GPS衛(wèi)星組成的衛(wèi)星網(wǎng)GPS衛(wèi)星工作示意圖GPS衛(wèi)星二、GPS定位系統(tǒng)的組成：GPS接收機只要可以同時接收到3個衛(wèi)星的信號，就可以間接推算出觀測者的位置（經(jīng)緯度、高程），同時可以利用第4顆衛(wèi)星進行糾正。從而實現(xiàn)了可以實時、連續(xù)的提供地球表面任意一點的經(jīng)緯度和高程。第三節(jié)全球定位系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用

GPS接收機便攜式GPS車載GPS第三節(jié)全球定位系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用三、GPS定位系統(tǒng)的特性（1）：

定位精度高：相對定位精度：<50km的基線已達到2ppm

。

適應(yīng)性強：目前有24顆GPS衛(wèi)星均勻分布天空，故該系統(tǒng)具有全天候、全球性、實時連續(xù)的精密三維導(dǎo)航和定位能力，適應(yīng)性強。

自動化程度高：GPS接收機已制造成傻瓜型，儀器安置好后，僅僅按一下電源開關(guān)健，儀器即啟動開始工作，當約定時間一到或信號量批示燈閃爍時，關(guān)閉電源即可。第三節(jié)全球定位系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用三、GPS定位系統(tǒng)的特性（2）：

經(jīng)濟效益高：與傳統(tǒng)測量方法相比，GPS定位無須點間通視、不強調(diào)圖形條件、不必建造昂貴的覘標，選點靈活，外業(yè)工作量少，比常規(guī)方法快3-5倍,使工期大大縮短，可節(jié)省70％，80％的工程費用。

保密性好：GPS衛(wèi)星的信號采用了偽隨機噪聲碼技術(shù)，使GPS的信號深埋于噪聲之中；因而具有良好的抗干擾能力和保密性能。第三節(jié)全球定位系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用其他衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)

(1)格魯納斯——GLONASS

俄羅斯的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，簡稱為GLONASS或格魯納斯，亦為全球?qū)Ш脚c定位的系統(tǒng)。 該系統(tǒng)的空間衛(wèi)星部分與美國的GPS原理基本相同，由24顆衛(wèi)星組成，分布在3個軌道平面上．每個軌道平面有8顆衛(wèi)星。 衛(wèi)星的分布使得在全球的任何地方、任何時間都可觀測到4顆以上的衛(wèi)星，由此獲得高精度的三維定位數(shù)據(jù)。據(jù)消息稱，到2011年，俄羅斯Glonass衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量將會增加至30個。第三節(jié)全球定位系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用俄羅斯的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)

GLONASS系統(tǒng)俄羅斯的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)

GLONASS系統(tǒng)GLONASS系統(tǒng)，最高分辨率可以達到1.5m；該系統(tǒng)將在2010年正式投入使用?，F(xiàn)階段GLONASS系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)射了16顆衛(wèi)星，其中13顆運作正常，另外3顆處于維修狀態(tài)。2006年，俄羅斯投入GLONASS系統(tǒng)的資金數(shù)額為47億盧布(約合2億美元)，2007年為99億盧布(4.2億美元)。俄羅斯計劃2009年前完成全部24顆衛(wèi)星的部署工作。

第三節(jié)全球定位系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用第三節(jié)全球定位系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用其他衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)

(2)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)----BDNS

我國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，英文名稱為BeidouNavigationSystem，簡稱為BDNS。 該系統(tǒng)為局域?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，是世界上除美、俄外第三個建成的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，可全天候、全天時服務(wù)于我國及周邊地區(qū)，定位精度預(yù)計可達數(shù)十米。 系統(tǒng)空間衛(wèi)星部分由2000年10月31日、12月21日和2003年5月25日分別發(fā)射的三顆“北斗一號”導(dǎo)航定位衛(wèi)星組成，其中，兩顆為工作衛(wèi)星，一顆為備用衛(wèi)星。 我國目前正在研究第二代導(dǎo)航定位衛(wèi)星，有望5-10年后，成為衛(wèi)星導(dǎo)航定位強國。(2)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)----BDNS北斗衛(wèi)星發(fā)射現(xiàn)場我國在建的這個導(dǎo)航系統(tǒng)又叫做“COMPASS”，計劃由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成。此系統(tǒng)將提供兩種服務(wù)方式，即開放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)——美國的GPS系統(tǒng)也采用類似的服務(wù)方式。此系統(tǒng)將主要用于國家經(jīng)濟建設(shè)，為交通運輸、氣象、石油、海洋、森林防火、災(zāi)害預(yù)報、通信、公安以及其他特殊行業(yè)提供高效的導(dǎo)航服務(wù)。第三節(jié)全球定位系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用其他衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(3)伽利略系統(tǒng)——GNS

歐盟正在啟動的伽利略系統(tǒng)，簡稱GNS。該系統(tǒng)為全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，空間部分由30顆衛(wèi)星組成，擬定于2008年投入使用，屬于純民用系統(tǒng)，我國為該系統(tǒng)的合作成員國家。隨著科技發(fā)展和一些國家經(jīng)濟實力增強，出于經(jīng)濟、戰(zhàn)略和政治等因素，將會有更多的國家建立自己的導(dǎo)航定位系統(tǒng)。

(3)伽利略系統(tǒng)——GNS歐洲伽利略計劃是中高度圓軌道(MEO)方案，該系統(tǒng)將由30顆中高度圓軌道衛(wèi)星和2個地面控制中心組成，其中27顆衛(wèi)星為工作衛(wèi)星，3顆為候補。衛(wèi)星高度為24126公里，位于3個傾角為56度的軌道平面內(nèi)。到目前為止，“伽利略計劃”僅發(fā)射了一顆“GIOVE-A”實驗衛(wèi)星第三節(jié)全球定位系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用四、全球定位系統(tǒng)（GPS）的發(fā)展：

GPS整個發(fā)展計劃分三個階段實施：

1973年～1978年為原理可行性驗證階段，組織海陸空三軍開始策劃、研制；1978年2月2日-1989年間發(fā)射了11顆GPS衛(wèi)星進行系統(tǒng)實驗，稱為BlockⅠ。1989年2月14日-1994年3月9日為工程發(fā)展與完成階段，共發(fā)射了24顆正式工作的GPS衛(wèi)星?？傊?4顆正式工作的GPS衛(wèi)星的成功發(fā)射，標志著GPS已配置完畢。整個計劃歷時20年，耗資130多億美元。這是繼阿波羅計劃、航天飛機計劃之后的又一龐大的空間計劃。第三節(jié)全球定位系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用五、全球定位系統(tǒng)（GPS）的應(yīng)用（1）：

建立或改善各種規(guī)模、等級的大地控制網(wǎng)；

在地球動力學(xué)研究方面，精確測定地球板塊間的相對滑動、俯沖、變形及構(gòu)造活動情況；

監(jiān)測地球極移現(xiàn)象；

對海島、海洋、海面地形圖測繪變得十分方便；第三節(jié)全球定位系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用五、全球定位系統(tǒng)（GPS）的應(yīng)用（2）：

在工程勘測、放樣、變形監(jiān)測等方面應(yīng)用廣泛；

GPS與RS(遙感)、GIS(地理信息系統(tǒng))DPS：(航測數(shù)字化成圖系統(tǒng))、DS(專家系統(tǒng))集成，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛；

在生物科學(xué)、導(dǎo)游、人們?nèi)粘Ｉ畹确矫嬉矐?yīng)用廣泛；

國土資源調(diào)查；

車輛交通管理。第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用

RS技術(shù)是60年代以來，在現(xiàn)代物理學(xué)（包括光學(xué)技術(shù)、紅外技術(shù)、微波技術(shù)、雷達技術(shù)、激光技術(shù)和全息技術(shù)）、空間科學(xué)、電子計算機技術(shù)、數(shù)學(xué)方法和地球科學(xué)理論的基礎(chǔ)上，建立和發(fā)展起來的一門新興的綜合性的邊緣學(xué)科，是一門先進的，實用的探測技術(shù)。

一、什么是遙感RS

遙感：“遙遠的感知”

不與目標物體直接接觸，運用航天、航空（包括近地面）的運載工具上的遙感儀器，獲取地球表層各物體的從紫外線到微波波段的電磁波輻射特征,并且成像，來識別與區(qū)分地物屬性，并探測其在空間上、時間上的變化規(guī)律的綜合探測技術(shù)。什么是遙感RS—定義

RS（抽象）：安裝在平臺上的傳感器，借助于某種信息傳播媒介來感測遙遠事物的過程。

RS技術(shù)（具體）：從不同高度的平臺（如飛機、人造衛(wèi)星等）使用傳感器收集地物的電磁波信息，再將這些信息傳輸?shù)降孛娌⒓右蕴幚?，從而達到對地物的識別與監(jiān)測的全過程。什么是遙感RS—簡單直觀認識什么是遙感RS—簡單直觀認識什么是遙感RS—簡單直觀認識偵察衛(wèi)星拍攝的美國五角大樓遙感專業(yè)軟件:ENVI遙感專業(yè)軟件:ERDAS第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用二、構(gòu)成要素：

對象：被感測的事物傳感器：能感測事物并能將感測的結(jié)果傳遞給使用者的儀器。如攝影機、雷達等。信息傳播媒介：在對象和傳感器間起信息傳播作用的媒介。如電磁波、聲波、重力場、磁力場、電力場、地震波。平臺：裝載傳感器并使之能有效地工作的裝置。如飛機、人造地球衛(wèi)星、航天飛機等。能夠運動的平臺也叫運載工具?，F(xiàn)在實用的RS技術(shù)大多是以電磁波為信息傳播媒介，以飛機、人造衛(wèi)星等飛行器為平臺的第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用三、遙感類型按遙感對象分：

宇宙遙感：對象是宇宙中的天體和其他物質(zhì)。

地球遙感：對象是地球和其他的事物。按遙感平臺分：

航天遙感：平臺處于海拔高度大于80km的空中，如火箭、人造衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機等。

航空遙感：平臺處于海拔高度小于80km的空中，如飛機、氣球等。

地面遙感：平臺處于地面。如三腳架、遙感車、塔、船等。第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用三、遙感類型按傳播媒介分：

電磁波遙感：以可見光、紅外、微波、紫外線較為常見（利用不同的工作波段）。

聲波遙感：適于探測海水和海底情況，一般用超聲波。

力場遙感：重力場、磁力場、電力場等，適用于物理探礦。

地震波遙感：探測地層構(gòu)造和探礦。第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用三、遙感類型按傳感器工作方式分：

被動遙感：傳感器本身不發(fā)射任何人工探測信號，只能被動地接受來自對象的信息。如不用閃光燈的攝影。主動遙感：傳感器本身帶有電磁波的輻射源，工作時向目標發(fā)射信號，接收目標物反射這種輻射波的強度。如使用閃光燈的攝影和側(cè)視雷達。

按應(yīng)用領(lǐng)域分：農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感、地質(zhì)遙感、大氣遙感等等。第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用三、遙感類型按資料獲取方式分：

成像方式：把所探測的地物輻射的電磁波強度用不同的色調(diào)構(gòu)成圖像，如航片、衛(wèi)片等。光學(xué)攝影：將探測到的地物的電磁波信息以深淺不同的色調(diào)直接記錄在感光膠片上。以照相機或攝影機進行。第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用三、遙感類型成像方式：掃描成像：將所探測視場分為若干象元，傳感器按順序接收每個象元的電磁波強度，并將其轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)傳輸、處理再顯示成圖像。如電視攝像、雷達成像等。非成像方式：獲取數(shù)據(jù)、曲線等形式的資料。如不掃描的輻射計。第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用四、遙感特性

空間特性：感測距離遠，視域范圍大。某些波段的遙感對冰雪、云霧、水體和陸地等有一定的穿透力。因此RS具有宏觀性和直觀性。如LandsatTM每幅圖象（一景）所表示的地面區(qū)域為185

185km2。

時間特性：平臺運行快，周期短，能夠周期成象。且能獲得多時相、準同步的影象和數(shù)字資料。通過不同時間成象資料的對比，可以研究地面物體的動態(tài)變化，為環(huán)境監(jiān)測、病蟲害等地物發(fā)展變化規(guī)律的研究提供條件。第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用四、遙感特性

光譜特性：探測波段從可見光向兩側(cè)延伸?，F(xiàn)在，已用于遙感的電磁波段有

射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線、微波以及波長更長的無線電波等。各波段間性質(zhì)差異很大，用途也各不相同?？梢杂糜诘匚锓诸?、制圖、遙感定量分析和應(yīng)用等等。這三大特性構(gòu)成了遙感信息地學(xué)評價的三個基本標準（空間分辨率、時間分辨率和光譜分辨率）。第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用五、優(yōu)勢信息量大。受地面條件限制少：可用于自然條件惡劣，地面工作困難的地區(qū)。經(jīng)濟效益好：降低成本，特別是災(zāi)害預(yù)報、資源探測、資源清查等。用途廣。發(fā)展迅速。六、遙感技術(shù)的發(fā)展及其趨勢按發(fā)展階段看：1.無記錄的遙感階段1608年，漢斯·李波爾賽制造了世界上第一架望遠鏡1609年，伽利略制作了放大3倍的望遠鏡，為遠距離觀測開辟了先河有記錄的地面遙感階段1839年，Daguerre與Niepce首次攝影，此后，巴黎觀測站主任Arago專心于地貌攝影1849年，法國一位軍官Laussadet用攝影繪制地形圖3.空中攝影遙感階段1858年，氣球大面積攝影1909年，意大利Wright駕駛的飛機，首次航空攝影，在第一、二次世界大戰(zhàn)中作為偵察手段。第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用航天遙感階段1956年，Colwell,特殊目的的航攝試驗，分類并識別植被類型，探測病蟲害及受災(zāi)植被1957年，前蘇聯(lián)第一顆衛(wèi)星1960年第一顆氣象衛(wèi)星TIROS-I，病蟲害及受災(zāi)植被20世紀60年代中期，NASA資助，大量紅外及多光譜彩色攝影1972年第一顆地球觀測衛(wèi)星Landsat發(fā)射成功。（原名地球資源技術(shù)衛(wèi)星ERTS-1后命名為陸地衛(wèi)星，遙感一詞迅速普及，衛(wèi)星已超過3000顆（軍用60%）第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用六、遙感技術(shù)的發(fā)展史及其發(fā)展趨勢世界遙感發(fā)展近史（1）：

1962年：“RS”術(shù)語在第一次國際環(huán)境遙感討論會后被普遍采用。由美國海軍研究局的伊

普魯伊特（ErelynPruitt）最早提出。

20世紀20年代：航空攝影出現(xiàn)。

一戰(zhàn)時期：主要用于軍事。航空攝影因軍事的需要得到發(fā)展，形成了具有獨立體系的航空攝影測量學(xué)

象片判讀

航空遙感

RS的初始階段。第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用六、遙感技術(shù)的發(fā)展史及其發(fā)展趨勢1、世界遙感發(fā)展近史（2）：

二戰(zhàn)時期：航空攝影技術(shù)得到發(fā)展，從可見光擴展到紫外線和紅外波段長及微波，形成現(xiàn)代航空遙感體系，開始用于自然資源調(diào)查。1957年：前蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星；60年代：美、蘇發(fā)射了宇宙飛船；航天技術(shù)迅速發(fā)展，傳感器不斷改進；70年代初：美國發(fā)射了第一顆地球資源技術(shù)衛(wèi)星。第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用2、中國遙感發(fā)展簡史：

50年代：開始開展航空攝影工作，并在此基礎(chǔ)上，進行了土地資源、森林資源的調(diào)查研究及地質(zhì)找礦、鐵路選線等。60年代：航空攝影初具規(guī)模，完成了大部分地區(qū)的航空攝影工作。70年代初：成功地發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星，并很快掌握了衛(wèi)星回收技術(shù)，獲得了我國的第一批衛(wèi)星圖象。70年代后期：購買了美國陸地衛(wèi)星圖象，并引進了數(shù)字圖象處理系統(tǒng)。80年代空前活躍，六五計劃遙感列入國家重點科技攻關(guān)項目第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用3、發(fā)展趨勢：從應(yīng)用角度遙感分析由單一遙感資料到多時相、多數(shù)據(jù)源（含非RS數(shù)據(jù)）的信息復(fù)合與綜合分析；從資源環(huán)境靜態(tài)分布研究到動態(tài)過程監(jiān)測；從動態(tài)監(jiān)測到預(yù)測預(yù)報；從定性調(diào)查、系列制圖到計算機輔助的數(shù)字圖象處理、定量自動制圖；從對各種事物表面現(xiàn)象描述到內(nèi)在規(guī)律分析、計量探求

定量遙感。第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用3、發(fā)展趨勢：從技術(shù)角度（未來10～20年內(nèi)）：微波遙感技術(shù)進一步提高，其實用性可與現(xiàn)在的MSS，TM，HRV等傳感器不分伯仲。星載傳感器的地面分辨力和光譜分辨力大大提高，可達到與目前航空攝影的效果相似的程度。高光譜遙感、高空間分辨率遙感將得到極大發(fā)展，激光測距與遙感成像、衛(wèi)星定位技術(shù)集成使3D實時成像成為可能。

第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用3、發(fā)展趨勢：從技術(shù)角度（未來10～20年內(nèi)）：專業(yè)圖象處理軟件的功能將不斷完善，如可以讀取多種數(shù)據(jù)格式，可以處理雷達數(shù)據(jù)、進行三維顯示和分析與GIS軟件和數(shù)據(jù)庫的兼容等等。在信息提取方面，分形理論、小波變換、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法使信息處理和分析更趨智能化。RS將與GIS、GPS、DPS、ES更加緊密地結(jié)合。第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用七、遙感應(yīng)用

農(nóng)林方面：

農(nóng)業(yè)——識別各類農(nóng)作物、估產(chǎn)、災(zāi)害預(yù)報、分析長勢；林業(yè)——調(diào)查森林資源、監(jiān)測森林火災(zāi)和病蟲害等等；（如1987年中國大興安嶺特大森林火災(zāi)，運用LandSatTM和NOAA衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行火災(zāi)監(jiān)測和災(zāi)后生態(tài)評價）；土地資源與土壤調(diào)查——RS資料提供了土地和土壤狀況的動態(tài)情況。協(xié)助尋找宜林、宜農(nóng)荒地；（如伊朗通過衛(wèi)星圖象找到了3%的可耕地）。第四節(jié)遙感的概念、發(fā)展及應(yīng)用七、遙感應(yīng)用

地質(zhì)礦產(chǎn)：減小野外工作量，節(jié)省人力、物力、財力，加快速度，提高精度。如：進行成礦條件的地質(zhì)分析；查明地質(zhì)構(gòu)造，發(fā)現(xiàn)隱伏構(gòu)造；大型堤壩、廠礦等的選址和道路選線；地震、暴雨等造成的災(zāi)害性地質(zhì)過程的預(yù)測。水文和水資源研究：水資源調(diào)查、水文情報預(yù)報和區(qū)域水文研究等等。第五節(jié)地理信息系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用

一、地理信息系統(tǒng)（GIS）概念：地理信息系統(tǒng)：在計算機軟件和硬件的支持下，以一定的格式輸入、存貯、檢索、顯示和綜合分析現(xiàn)實世界的各類空間數(shù)據(jù)及屬性特征的技術(shù)系統(tǒng)。由于它有自已完整的理論體系，現(xiàn)已發(fā)展成為一門學(xué)科。

二、地理信息系統(tǒng)（GIS）的分類：

從提供的性能角度看GIS分類

1）空間管理型GIS大眾型

2）空間分析型GIS傳統(tǒng)型

3）空間決策型GIS決策型第五節(jié)地理信息系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用

從系統(tǒng)開發(fā)角度看GIS的分類

1）最終用戶用GIS2）專業(yè)人士用GIS3）軟件開發(fā)者/系統(tǒng)集成者用GIS

從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)角度看GIS的分類

1）單機GIS2）網(wǎng)絡(luò)GIS

從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)角度看GIS的分類

1）矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)GIS2）柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)GIS3）混合型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第五節(jié)地理信息系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用

按應(yīng)用類型分類

1)專題性GIS以特定專題、任務(wù)或現(xiàn)象為主要內(nèi)容所建立的地理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)具有明顯的專業(yè)特點，數(shù)據(jù)項選擇和操作功能設(shè)計均為特定目的服務(wù)，如森林動態(tài)監(jiān)測信息系統(tǒng)、礦產(chǎn)資源信息系統(tǒng)、城市管網(wǎng)信息系統(tǒng)等。

2)區(qū)域性GIS

以自然區(qū)、行政區(qū)或任意區(qū)等區(qū)域的若干指定目標、任務(wù)或現(xiàn)象為主要內(nèi)容所建立的地理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)項選擇和操作功能設(shè)計主要考慮為區(qū)域研究、管理和規(guī)劃提供信息，具有數(shù)據(jù)項較多、功能較齊全、開放性較強等特點。如國家、省或地區(qū)、市或縣等行政區(qū)域信息系統(tǒng)，自然分區(qū)或以流域為單位的區(qū)域信息系統(tǒng)等。

第五節(jié)地理信息系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用

按應(yīng)用類型分類

3)綜合性GIS

在一定范圍內(nèi)，依據(jù)國家統(tǒng)一標準，包含有該范圍的各種基礎(chǔ)信息、自然和社會經(jīng)濟要素的地理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)項選擇和操作功能設(shè)計要考慮政府、部門決策、規(guī)劃和管理需要，考慮專業(yè)設(shè)計部門需要，還要顧及公眾和人民生活需要。具有數(shù)據(jù)項多、功能齊全、開放性強等特點。行政區(qū)基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)，如廣東省基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)；大、中、小城市、城鎮(zhèn)信息系統(tǒng)，上海、深圳城市地理信息系統(tǒng)。第五節(jié)地理信息系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用三、GIS發(fā)展回顧和前景

GIS的發(fā)展----國外GIS發(fā)展回顧(起源于實際應(yīng)用)

60年代是搖籃時期；70年代是GIS迅速發(fā)展時期；80年代是GIS普及應(yīng)用推廣時期；90年代產(chǎn)業(yè)化時期第五節(jié)地理信息系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用三、GIS發(fā)展回顧和前景

GIS的發(fā)展----國內(nèi)GIS發(fā)展回顧(起步晚、發(fā)展快)70年代是GIS起步年代；80年代是GIS應(yīng)用試驗?zāi)甏?0年代出現(xiàn)國產(chǎn)GIS商品?？傊?，目前標志著我國GIS產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入了一個新的發(fā)展階段。集中表現(xiàn)在：商業(yè)GIS軟件的大量出現(xiàn)；GIS專業(yè)機構(gòu)及其活動十分活躍；高校中GIS專業(yè)的迅速發(fā)展。第五節(jié)地理信息系統(tǒng)的概念、發(fā)展和應(yīng)用

GIS發(fā)展的趨向--從軟件系統(tǒng)看GIS的發(fā)展趨勢