您现在的位置: 论文资源库 >> 论文资源 >> 理科论文 >> 地理地质 >> 正文

3S集成技术浅析-5151doc

3S集成技术浅析
作者:张占阳 文章来源:论文资源库 点击数: 更新时间:2010-8-5

  3S集成技术浅析

  张占阳

  长安大学地测学院地理信息系统,陕西西安 (710054)

  摘  要:随着科学技术的不断发展,地理信息系统作为一门学科和技术,其应用也越来越广泛,GIS技术不仅能处理、分析各种地表、空间数据,而且能实现多种数据的相互转换,但数据更新周期长、更新速度慢、精度低又制约着GIS在某些尖端领域中的应用,而GPS则解决了数据的实时采集和数据更新问题,大大缩短了库存数据的更新周期、提高了数据精度,而RS技术则可对采集的数据或图形图像数据进行处理、分析,并得到所需的感兴趣的专题数据,并在一定程度上提高了图形图像的数据精度。本文主要介绍了GIS、RS和GPS的基本概念和三者集成的基本设计思想及其在相关领域中的应用。

  关键词:RS,GIS,GPS,矢量数据,栅格数据

  0.引言

  遥感技术通过不同遥感传感器来获取地表数据,然后进行处理、分析,最后获得感兴趣地物的有关信息,而其随着技术的不断进步,所获得的遥感信息也越来越丰富;而地理信息系统的特点在于能够对数据进行分析。如果将两者集成起来,一方面,遥感能帮助GIS系统解决数据获取和更新的问题;另一方面,可以利用GIS中的数据帮助遥感进行图像等的相关处理、分析等。此外,由于GPS在实时定位方面的优势,使其与遥感图像处理系统的集成变得很方便。但不管是地理信息系统,还是遥感图像处理系统,处理的都是带坐标的数据,而GPS是目前获取实时坐标数据最快、最方便的方式之一,同时精度也越来越高。因而将三者结合起来应用也是大势所趋。本文主要介绍了3S的基本概念,系统集成的基本设计方案,以及具体的实际应用等相关内容。

  1.“3S”集成技术简介

  “3S”技术是英文遥感技术(Remote Sensing RS)、地理信息系统(Geographical information System GIS)、全球定位系统(Global Positioning System GPS)这三种技术英文名词中第一个单词字头的统称。

  1.1遥感技术(RS)

  “遥感”,顾名思义,就是遥远的感知。地球上的每一个物体都在不停的吸收、发射和反射信息和能量。其中的一种形式-电磁波早已经被人们所认识和利用。人们发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成远距离识别物体。

  遥感技术的实际操作虽然很复杂,但其结果在我们每个人的生活中,天天都能用到!您也许每天都收看电视台的“天气预报”吧,“天气预报”中所播放的"卫星气象云图"就是由“气象卫星”拍摄的“云”的图像。气象观测只不过是遥感技术众多应用的一个领域。

  各种卫星通过不同的遥感技术实现不同的用途,如气象卫星是用于气象的观测预报;海洋水色卫星用于海洋观测;陆地资源卫星用于陆地上所有土地、森林、河流、矿产、环境资源等的调查;雷达卫星是以全天候(不管阴天、云雾)、全天时(不管黑天、白天)以及能穿透一些地物(如水体、植被及土地等)为特点的对地观测遥感卫星。

  1.2地理信息系统技术(GIS)

  信息总量中有85%的信息是与地理位置有关的信息。与地理位置有关的信息,就叫地理信息。这样的信息相当广泛,如耕地的分布、林地的分布、城镇的分布、楼房等建筑物的分布、道路、河流、海岸、人口、医院、学校、企事业单位、管线、派出所、商店、井位、门牌、电闸、水表、开关等等,只要能用"位置"去描述的东西,都属于"地理信息",遥感所提取的信息也全部包含在地理信息之中。

  地理信息系统就是一个专门管理地理信息的计算机软件系统,它不但能分门别类、分级分层的去管理上述信息;而且还能将它们进行各种组合、分析、再组合、再分析等;还能查询、检索、修改、输出、更新等。地理信息系统还有一个特殊的"可视化"功能,就是通过计算机屏幕把所有的信息逼真地再现到地图或遥感像片上,成为信息可视化工具,清晰直观的表现出信息的规律和分析结果,同时还能动态的在屏幕上监督"信息"的变化。总之,地理信息系统,您可以通俗的理解为信息的"大管家"。从上面的叙述中,我们可以看到,整个地理信息系统由计算机、地理信息系统软件、空间数据库、分析应用模型和图形用户界面及系统人员组成。

  1.3全球定位系统(GPS)

  一种系统,由处于2万公里高度的6个轨道平面中的25颗卫星组成。此系统用于在任何时间,向地球上任何地方的用户提供高精度的位置、速度、时间信息,或给用户提供其邻近者的这种信息。

  我们知道,一张像片是没有坐标的,而像片上的信息,特别是遥感图像上的信息,是需要定出位置的,只有 "有位置的信息",才能成为地理信息。那么怎样来给遥感像片确定位置呢?有一种方便、快捷的手段,就是"全球卫星"定位系统。该系统是通过太空中的24颗GPS卫星来完成的。只需其中3颗卫星,就能迅速确定您在地球上的位置。您在确定位置时,仅需要一台像手机大小的"卫星定位仪"就可以了。这可比传统的测量定位、罗盘定位等先进多了。

  全球定位系统主要有六大特点:

  第一,全天候,不受任何天气的影响;

  第二,全球覆盖(高达98%);

  第三,三维高精度定速、定时;

  第四,快速、省时、高效率;

  第五,应用广泛、多功能;

  第六,可移动定位。

  2.“3S”集成基本概念

  广义的“3S”技术包括空间信息获取、传感器和信息探测、图形图像处理、空间定位、动态监测、信息管理与存储、预测评价与决策分析等。事实上 “3S技术”为资源管理人员对自然资源的调查、监测和分析,提供了有效的手段和工具。卫星遥感主要用来定期提供 (或生成 )详尽的自然资源分类图,运用 GPS可从空间获取地面调查样地的位置信息,并可把这些调查结果直接以数字方式编辑或连接到相应的可列表的数据库中,最后通过GIS把遥感监测图件、调查样地空间位置信息和列表的资源调查数据 (主要指属性 )全部融合在一起。这种复杂的 GIS数据库除可提供复杂的背景数据、资源多样性的真实描述和多层的数据结构外,还具有对生态系统实施无缝分析以及对数据库进行更新和增强的能力。“3S”技术 (即 R S、GIS、G PS技术 )已经成为不可分割的有机整体,它们将会在资源调查领域产生重大的影响。

  一般情况,3S集成都会涉及到两两结合,所谓两两结合,即GPS与RS的结合、GPS与GIS的结合以及RS与GIS的结合。

  2.1 GPS与RS结合

  GPS与RS的结合关键在硬件,即GPS与RS传感器的结合。二者的结合能够实现无控制点的情况下空对地的直接定位。

  2.2 GPS与GIS结合

  GPS与GIS结合关键在软件,GPSP作为GIS的数据源用于寻找目标,帮助GIS定位以及数据的更新。二者的集成可利用地面与空间的GPS数据进行载波相位差分测量以满足不同比例尺数据库的要求。二者集成最成功的应用是车辆导航与监控。

  2.3 RS与GIS结合

  RS与GIS的结合方式一般有三种:

  第一种,分开平行结合。

  第二种,表面无缝结合。

  第三种,整体结合。

  3.1全球定位系统

  全球定位系统主要用作实时定位,无论是遥感数据采集和车、船导航等,采用单个GPS接收机定位的精度已经能满足要求,如Mage NAV5000型手持式GPS,单机定位精度在30米—100米之间,静态观测定位时间只需一分钟,动态观测时间约为10毫秒—20毫秒。如果采用双机作差分法观测,则定位精度在X、Y、Z方向上都能达到1米。所有的数据都可通过GPS输出端与计算机串口或并口连接后输入计算机。实时的GPS数据为本系统提供载运本系统的运载工具的坐标和

...本文来自[论文资源库]lunwen.5151doc.com收集与整理,感谢原作者。
本文版权归原作者所有,如需转载或摘录请注明出处:论文资源库 http://lunwen.5151doc.com

论文录入:5151doc    责任编辑:5151doc 
【字体: 】【发表评论】【加入收藏】【告诉好友】【打印此文】【关闭窗口
| 设为首页 | 加入收藏 | 联系站长 | 在线投稿 | 版权申明 | 网站登陆 |