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gisrs技術發(fā)展 gish技術

怎樣區(qū)分GIS(地理信息系統(tǒng))、RS(遙感)和GPS?

一、定義不同

創(chuàng)新互聯(lián)建站云計算的互聯(lián)網(wǎng)服務提供商,擁有超過13年的服務器租用、成都機柜租用、云服務器、網(wǎng)頁空間、網(wǎng)站系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗,已先后獲得國家工業(yè)和信息化部頒發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心業(yè)務許可證。專業(yè)提供云主機、網(wǎng)頁空間、空間域名、VPS主機、云服務器、香港云服務器、免備案服務器等。

GIS(地理信息系統(tǒng)):是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統(tǒng)。

RS(遙感):是利用遙感器從空中來探測地面物體性質(zhì)的,它根據(jù)不同物體對波譜產(chǎn)生不同響應的原理,識別地面上各類地物,具有遙遠感知事物的意思。

GPS(全球定位系統(tǒng)):是一種結合衛(wèi)星及通訊發(fā)展的技術,利用導航衛(wèi)星進行測時和測距。

二、研發(fā)時間不同

GIS(地理信息系統(tǒng)):1967年,世界上第一個真正投入應用的地理信息系統(tǒng)由聯(lián)邦林業(yè)和農(nóng)村發(fā)展部在加拿大安大略省的渥太華研發(fā)。

RS(遙感):在本世紀60年代初發(fā)展起來的一門新興技術,開始為航空遙感,自1972年美國發(fā)射了第一顆陸地衛(wèi)星后,標志著航天遙感時代的開始。

GPS(全球定位系統(tǒng)):是美國從上世紀70 年代開始研制,歷時20 余年,耗資200 億美元,于1994 年全面建成。

擴展資料

一、GIS基本特點

1、GIS的物理外殼是計算機化的技術系統(tǒng),它又由若干個相互關聯(lián)的子系統(tǒng)構成,如數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和分析子系統(tǒng)、圖像處理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)產(chǎn)品輸出子系統(tǒng)等,這些子系統(tǒng)的優(yōu)劣、結構直接影響著GIS的硬件平臺、功能、效率、數(shù)據(jù)處理的方式和產(chǎn)品輸出的類型。

2、GIS的操作對象是空間數(shù)據(jù),即點、線、面、體這類有三維要素的地理實體??臻g數(shù)據(jù)的最根本特點是每一個數(shù)據(jù)都按統(tǒng)一的地理坐標進行編碼,實現(xiàn)對其定位、定性和定量的描述、這是GIS區(qū)別于其它類型信息系統(tǒng)的根本標志,也是其技術難點之所在。

3、GIS的技術優(yōu)勢在于它的數(shù)據(jù)綜合、模擬與分析評價能力,可以得到常規(guī)方法或普通信息系統(tǒng)難以得到的重要信息,實現(xiàn)地理空間過程演化的模擬和預測。

二、遙感主要特點

1、可獲取大范圍數(shù)據(jù)資料。遙感用航攝飛機飛行高度為10km左右,陸地衛(wèi)星的衛(wèi)星軌道高度達910km左右,從而,可及時獲取大范圍的信息。

2、獲取信息的速度快,周期短。由于衛(wèi)星圍繞地球運轉(zhuǎn),從而能及時獲取所經(jīng)地區(qū)的各種自然現(xiàn)象的最新資料,以便更新原有資料,或根據(jù)新舊資料變化進行動態(tài)監(jiān)測,這是人工實地測量和航空攝影測量無法比擬的。

3、獲取信息受條件限制少。在地球上有很多地方,自然條件極為惡劣,人類難以到達,如沙漠、沼澤、高山峻嶺等。采用不受地面條件限制的遙感技術,特別是航天遙感可方便及時地獲取各種寶貴資料。

參考資料來源:百度百科——地理信息技術

RS,GPS,GIS。3者的應用方面及具體用途

GPS.GIS.RS 就是俗稱的3S技術,是測繪學的新技術。GPS是空間定位技術,RS是遙感(即通過電磁波判讀和分析地表目標),GIS是地理信息系統(tǒng),是在計算機和硬件支持下,把各種地理信息按照空間分布和屬性以一定的格式輸入、存儲、檢索、更新、顯示、制圖和綜合分析應用的技術系統(tǒng)。

3S技術的集成,對傳統(tǒng)測繪學和地圖學有重大的意義。這些數(shù)據(jù)的互通,可以將地球作為一個整體來理解,就好像把地球放在實驗室離進行觀察、測繪和研究一樣??梢詮恼w、動態(tài)、幾何空間、地球內(nèi)部等等來測量,這對于制作地圖,研究地圖有著不可替代的作用。

GPS是空間定位技術,RS是遙感(即通過電磁波判讀和分析地表目標),GIS是地理信息系統(tǒng)。三者對地圖學的綜合應用沒有找到,給你三者分開的吧,歸納一下

GIS 是地理學、測量學、地圖學、遙感等與計算機科學相結合發(fā)展起來的一門新的邊緣學科[1 ] 。在這些相關學科、技術中,測量和遙感主要從數(shù)據(jù)源的角度為GIS 服務,而地理學和地圖學是GIS 應用所關注的主要領域。早期的GIS 系統(tǒng),如加拿大地理信息系統(tǒng)CGIS、美國哈佛大學開發(fā)的SYMAP 系統(tǒng)等,都主要以地圖制圖為目標,地理分析功能極為簡單,更接近一個機助地圖制圖系統(tǒng)[2 ] 。在這個時期, GIS 和地圖制圖系統(tǒng)基本統(tǒng)一,沒有明顯的區(qū)別。隨著GIS 在各個專業(yè)領域的應用深入,空間關系的建立和空間分析、管理、規(guī)劃和決策成為GIS 系統(tǒng)發(fā)展的主流。地圖制圖和GIS 逐漸分離,前者強調(diào)地圖表達和地圖制圖規(guī)范,后者更關注地理空間分析。在GIS中,借助于計算機系統(tǒng)環(huán)境,地理空間信息的顯示不再受到制圖圖式規(guī)范的限制,更趨于靈活、方便。GIS 地理空間分析強調(diào)地理空間數(shù)據(jù)的目標完整性,強調(diào)其獨立的地理意義。與之相反,地圖制圖為了符合制圖規(guī)范和讀圖者視覺的要求,往往無法保持完整的地理意義。最直接簡單的一體化解決方法是對地圖圖式規(guī)范進行變革,降低制圖要求,以適應GIS 分析應用的需要。然而現(xiàn)有的地圖圖式規(guī)范是長期研究和經(jīng)驗積累的結果,并且結合心理感受、信息傳輸和美學等諸多領域的應用探討,被人們所廣泛接受,具有極好的直觀性、協(xié)調(diào)性和藝術性等多重特點。在現(xiàn)代GIS 快速發(fā)展的情況下,變革的目標是拋棄傳統(tǒng)地圖制圖中不合理的成分,在保證地理分析質(zhì)量的前提下提高地圖制圖的效果,以確保地理信息表達的協(xié)調(diào)、統(tǒng)一。

RS遙感:遙感技術的利用促進環(huán)境信息采集手段的革新,從而出現(xiàn)了遙感制圖。此外由于遙感技術與計算機技術結合,使遙感制圖從目視解釋走向計算機化的軌道,并為地圖更新、研究環(huán)境因素隨時間變化情況提供了技術支持。

GPS:衛(wèi)星大地測量的出現(xiàn), 為大地測量制圖的發(fā)展作出了巨大貢獻。一是建立了世界大地坐標系, 二是精化了地球形狀, 三是填補了海洋上的測量空白, 四是拓寬了大地測量學的應用領域, 五是提供導航和實時定位資料, 六是對傳統(tǒng)的常規(guī)測量提供檢測手段。

GIS和GPS和RS有什么區(qū)別?

1、三者的區(qū)別:

RS 是遙感,是傳感器接受地面或其他信息將其以圖像膠片或數(shù)據(jù)磁帶記錄下來,它所拍攝的畫面是靜態(tài)的,有顏色分層,一般碰到像告訴你所拍攝的對象所發(fā)射的波段是不一樣的,則是需要用RS,或者是像人口居民分布,也要用到RS,只要記得它所得到的圖象是簡單并且是靜態(tài)的就可以了

GIS 是地理信息系統(tǒng),可以說它應是多張RS圖層的合成,你能夠從圖中得到豐富的信息,并且它具備數(shù)據(jù)的分析和表達.碰到選擇題它一般會給你提示,比如多張圖層合成的,或者告訴你將居民分布同交通線路圖一起組合的圖之類,則是GIS

GPS 是全球定位系統(tǒng) ,顧名思義是定位用的,你只要看到題目是說要定位,動態(tài)跟蹤的,那就是需要GPS了

2、如何在考試中區(qū)別RS , GPS, GIS:

RS實際上就是從空間俯視得到的照片,遙感圖的形式呈現(xiàn),因此凡是涉及到實時監(jiān)測某地理事物的變化的一般可以認為是RS;GPS是測量高度、定位的,因此涉及測量和定位的字眼的都可以是GPS;GIS就是地理專業(yè)軟件,它作用是決策,因此得出什么結論之類的就可以算GIS

這三者的的關系類似于 一個大腦 兩只眼睛

GIS是大腦,是負責處理、分析的

GPS是提供定位等數(shù)據(jù)的

RS主要是提供遙感影像等數(shù)據(jù)

GPS和RS為GIS提供了數(shù)據(jù)源

拓展:

衛(wèi)星定位的基本原理是:圍繞地球運轉(zhuǎn)的人造衛(wèi)星連續(xù)向地球表面發(fā)射經(jīng)過編碼調(diào)制的連續(xù)波無線電信號,編碼中載有衛(wèi)星信號準確的發(fā)射信號,以及不同時間衛(wèi)星在空間的準確位置。

載于海陸空各類運載體上的衛(wèi)星導航接收機在接收到衛(wèi)星發(fā)出的無線電信號后,如果它們有與衛(wèi)星鐘準確同步的時鐘,便能測量出信號的到達時間,從而能算出信號在空間的傳播時間。再用這個傳播時間乘以信號在空間的傳播速度,便能求出接收機與衛(wèi)星之間的距離。

參考資料:百度百科 衛(wèi)星定位技術

RS、GIS和GPS集成——3S技術系統(tǒng)

當前,以地理信息系統(tǒng)為核心的三S技術(遙感技術RS、地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS)與多媒體(MM)技術有機結合一體化,以其強大的空間信息(數(shù)據(jù))采集、處理、分析綜合和表達與管理能力,為各行業(yè)實際應用部門提供了各種有用的決策信息,大大提高應用部門的生產(chǎn)力及其管理水平,已成為直接為國土資源勘查、生態(tài)環(huán)境和自然災害調(diào)查、評價、監(jiān)測與防治等工作及社會生產(chǎn)與管理部門服務的一種實用技術方法。

20.2.1 地理信息系統(tǒng)(GIS)

20.2.1.1 地理信息系統(tǒng)的概念及其作用

地理信息系統(tǒng)(Geographical Information System,簡稱GIS)集計算機科學、地理學、測繪、環(huán)境科學、空間科學、地質(zhì)學、信息科學和管理科學等為一體的多學科結合的新興邊緣學科。它以空間數(shù)據(jù)為研究對象,以計算機為工具,通過人的參與進行一系列空間操作和分析,為地球科學、環(huán)境科學、災害監(jiān)測與評價、工程設計乃至企業(yè)經(jīng)營等工作提供規(guī)劃管理的決策科學信息。

地理信息系統(tǒng)已被廣泛用于國土資源勘查和環(huán)境監(jiān)測與評價等方面,特別在遙感制圖、礦產(chǎn)資源定量預測、工程布置的點位優(yōu)選、勘探靶區(qū)優(yōu)選等等方面,已有相當?shù)某晒嵗c經(jīng)驗。目前,地理信息系統(tǒng)已經(jīng)作為一種主要的信息產(chǎn)業(yè),取得了顯著的社會與經(jīng)濟效益。實際上,地理信息系統(tǒng)所研究的對象及覆蓋面遠遠超出了地理學的范疇。

地理信息系統(tǒng)是管理空間數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)。空間數(shù)據(jù)是指不同來源的用遙感和非遙感手段所獲取的數(shù)據(jù),它有多種數(shù)據(jù)類型,包括地圖、遙感影像、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等,其共同特點是都有確定的空間位置——地理坐標參照系統(tǒng)。其工作過程主要是通過空間實體的空間位置與空間關系來進行的,當然也可以通過它們的屬性來進行。它對空間數(shù)據(jù)除管理、檢索、查詢外,還必須進行各種運算和分析。其輸出除表格、文字、數(shù)據(jù)外,主要的形式是圖形。地理信息系統(tǒng)主要用來分析和管理在一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種地學、社會現(xiàn)象和過程。它是地學、計算機、系統(tǒng)工程等學科知識的融合,是跨學科的技術系統(tǒng)。

遙感是地理信息系統(tǒng)重要的數(shù)據(jù)源和強有力的數(shù)據(jù)更新手段。遙感的多時相、量綱統(tǒng)一的、動態(tài)的全球范圍內(nèi)的快速監(jiān)測數(shù)據(jù),是其他手段所不能替代和比擬的,因而地理信息系統(tǒng)作為一種空間數(shù)據(jù)管理、分析的有效技術,可為遙感提供各種有用的輔助信息和分析手段。目前,地理信息系統(tǒng)的一個重要發(fā)展趨勢,是加強空間信息管理系統(tǒng)與遙感圖像處理系統(tǒng)的結合,以提高資源與環(huán)境信息系統(tǒng)在動態(tài)分析、監(jiān)測與預報方面的能力,改善遙感分析的精度。

20.2.1.2 系統(tǒng)構成

地理信息系統(tǒng)主要是由GIS的硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)(庫)和系統(tǒng)的管理操作人員四個部分組成。

GIS硬件主要是計算機,包括必備的外部設備如數(shù)字化儀、打印機及繪圖儀。可選設備有掃描儀、激光繪圖儀及打印機、磁帶機等。

地理空間數(shù)據(jù)是指以地球表面空間位置作為參照系的各種景觀數(shù)據(jù)(如自然的、社會的、人文經(jīng)濟的等)。這些數(shù)據(jù)可以是圖形、圖像、文字、表格和數(shù)字等形式,由系統(tǒng)的建立者通過有關的量化工具和介質(zhì)輸入GIS,是系統(tǒng)程序作用的對象,是GIS所表達的現(xiàn)實世界經(jīng)過模型抽象的實質(zhì)性內(nèi)容。

早期的GIS一直是以各種類型的地圖作為主要的數(shù)據(jù)源。隨著遙感技術的興起,遙感信息以其周期性、動態(tài)性、信息豐富、獲取效率高并可直接以數(shù)字方式記錄傳送等優(yōu)點成為重要的GIS信息源和數(shù)據(jù)更新手段。遙感與GIS的結合是空間技術發(fā)展的趨勢。

系統(tǒng)開發(fā)、管理和使用人員是GIS的重要構成因素。因為GIS是一個動態(tài)的地理模型,光有系統(tǒng)軟硬件和數(shù)據(jù)不能構成完整的GIS,需要由人進行系統(tǒng)的組織、管理、維護和數(shù)據(jù)更新,使系統(tǒng)不斷得到完善,并合理使用地理分析模型提取多種信息,為研究和決策服務。

GIS軟件是GIS技術的核心,它既是GIS技術的集中體現(xiàn),又是這一技術的應用基礎。一般商品化產(chǎn)品,如美國的ARC/INFO系統(tǒng),中國的MAPGIS,主要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)輸出五部分構成。

(1)數(shù)據(jù)采集

其功能是完成地學數(shù)據(jù)采集與輸入工作,可用掃描儀、數(shù)字化儀、圖形終端或其他系統(tǒng)的磁盤數(shù)據(jù)文件輸入。主要的信息源有:專題地圖(包括地形圖)、統(tǒng)計表格、遙感影像、實測數(shù)據(jù)以及其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件。

數(shù)據(jù)采集方式主要有以下幾種:① 手工式,是早期和試驗時采用的方法,效率和精度均低。② 手扶跟蹤數(shù)字化,是當前最有效的地圖數(shù)字化方式,在手扶跟蹤數(shù)字化儀和數(shù)字化板支持下進行。通過這種方式可得到矢量格式的地圖數(shù)字化數(shù)據(jù)。③ 自動掃描,是最有前途的數(shù)字化方式。由掃描儀進行,掃描儀可以每英寸300~600點(線)采集地圖或影像的灰度或顏色,形成點陣像元數(shù)據(jù)或多波段數(shù)據(jù)。④ 數(shù)據(jù)通訊,是在聯(lián)網(wǎng)方式下獲取有關的其他信息系統(tǒng)的一種方式。無論用何種方式采集,其目的都是要把數(shù)據(jù)源變?yōu)镚IS可以存貯管理和分析的形式。

(2)數(shù)據(jù)管理

其功能是實現(xiàn)空間(幾何)數(shù)據(jù)和屬性(非幾何)數(shù)據(jù)的存儲、檢索、查詢、編輯、修改。GIS與其他信息系統(tǒng)最大的不同之處是對空間數(shù)據(jù)的管理。如何實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲、檢索、查詢、編輯和修改是評價GIS的一個重要方面。

一個功能強大的GIS產(chǎn)品能夠提供一個統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),提供各種范圍內(nèi)的雙向查詢、編輯、建模功能,允許快速地修正并更新空間數(shù)據(jù)及有關的描述數(shù)據(jù)。例如,最新推出的許多GIS軟件都使用了一個優(yōu)化的、面向目標的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),可以快速地存取大型關系文件,它把現(xiàn)實物體的空間關系、特征和屬性存儲在同一個網(wǎng)絡分布式關系數(shù)據(jù)庫中,所以做圖、拓撲數(shù)據(jù)結構是這種數(shù)據(jù)模型的特征。

(3)數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析部分借助地學模型(預置式模型或用戶自定義模型),完成地理數(shù)據(jù)的分析和計算工作,是GIS的核心內(nèi)容。目前比較成熟的分析功能有地面數(shù)字高程模型、網(wǎng)絡分析模型、鄰近分析模型、區(qū)域分析模型、拓撲分析模型以及空間距離搜索模型等。

數(shù)字地面模型(DTM)在自然地理、地貌、水利、工程設計、管道布線等領域有著廣泛的應用。當?shù)貓D被數(shù)字化后,利用等高線通過插值可以生成數(shù)字地面高程模型(DEM),并由DEM進一步產(chǎn)生坡度、坡向、溝谷、山脊、地表粗糙度等10多個地形要素,構成DTM數(shù)據(jù)。利用這些地表信息與植被、土壤、人文要素的相關性,可建立不同的地學應用模型。

網(wǎng)絡分析模型在經(jīng)濟地理、市場分析、交通管理等領域有著廣泛的應用。此模型根據(jù)網(wǎng)絡拓撲性質(zhì),可以在兩點間選擇最短路徑,并繪出其長度和有關信息,也可以比較各個市場中心服務范圍和影響區(qū)域。

定距離空間搜索(Buffer)模型和鄰近區(qū)域分析模型在區(qū)域規(guī)劃、國土整治、土地管理等領域有著廣泛的應用。通過指定空間搜索距離,用戶可以方便地進行空間檢索、查詢,了解在一定范圍內(nèi)地理現(xiàn)象的空間分布;通過鄰近區(qū)域分析模型,用戶可方便地進行鄰近區(qū)域檢索、查詢、了解區(qū)域周圍的環(huán)境情況。由于用模式來定義表,表和空間數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起,這樣用戶能進行集成的空間和屬性處理、報表生成、專欄處理、屬性標記和相互作用的屬性修改、更新等項內(nèi)容。

點、線、多邊形是GIS圖形數(shù)據(jù)的基本單元,與之相應的拓撲分析模型在自然資源管理、生態(tài)評價、土地評價和規(guī)劃等領域有著廣泛的應用。它通過多幅專題圖或?qū)n}圖與圖像合并辦法,生成新的專題圖及新的屬性表,為運用不同評價和規(guī)劃模型,完成地理信息的分析和地理數(shù)據(jù)的計算提供了極大方便。

上述系統(tǒng)底層通用分析模型僅提供了某些數(shù)據(jù)分析的工具。在具體應用領域還需結合專業(yè)知識和實際要求建立用戶的應用模型。

(4)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

是提供不同空間數(shù)據(jù)集的集成途徑??臻g數(shù)據(jù)都是用矢量和柵格格式進行采集、存貯和處理的。矢量結構的數(shù)據(jù)更能表達我們的空間想像,因此它最常用于手工的數(shù)據(jù)采集。但是,數(shù)據(jù)自動采集方式往往產(chǎn)生與計算機的規(guī)則結構相匹配的柵格結構數(shù)據(jù)。因此,現(xiàn)代GIS應兼容矢量和柵格兩種數(shù)據(jù)格式,提供多種方法進行兩種數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換,滿足多源信息綜合分析的需求。

(5)數(shù)據(jù)輸出

數(shù)據(jù)輸出部分將GIS信息或分析結果以可視的形式表示,如屏幕,繪圖儀、打印機輸出等。系統(tǒng)同時支持軟硬件拷貝顯示,使用戶能夠獲得在屏幕上所見結果,即在地圖成圖之前,用戶能預先看到硬拷貝輸出的圖形。用戶還可以在圖形窗口內(nèi)編輯地圖,包括彩色設計,圖廓整飾、生成比例尺、注記、圖例、表格、公里網(wǎng)格等,最后由繪圖儀或打印機輸出。

20.2.2 全球定位系統(tǒng)(GPS)

全球定位系統(tǒng)(GPS:Global Position System)是美軍自20世紀70年代初期開始研制的新一代衛(wèi)星導航和定位系統(tǒng)。它由21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星組成。工作衛(wèi)星分布在6個軌道面內(nèi),衛(wèi)星軌道面相對地球赤道面的傾角為55°,每個軌道平面配置3顆衛(wèi)星,每隔一條軌道平面配備一顆備用衛(wèi)星,軌道的平均高度約為20200 km,衛(wèi)星運行周期為11小時58分。因此,在同一測站上,每天出現(xiàn)的衛(wèi)星分布圖相同,只是每天提前幾分鐘。每顆衛(wèi)星對地球的可見面積為地球總表面積的38%,每顆衛(wèi)星每天約有5小時在地平線上。同時位于地平線上的衛(wèi)星數(shù)目最少為4顆,最多為11顆。這樣的空間配置,可保證在地球上任何時間,任何地點至少可同時觀測到4顆衛(wèi)星,加上衛(wèi)星信號的傳播和接收不受天氣的影響,因此GPS是一種全球、全天候的連續(xù)實時導航定位系統(tǒng)。GPS的出現(xiàn),為大量的野外高精度定位工作提供了極大方便,使定位與導航在精度和速度上都產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍,進入了電子化和自動化時代。

GPS作為新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。不僅具有全球性、全天候、連續(xù)的精密三維導航與定位能力,而且具有良好的抗干擾性和保密性等優(yōu)點,現(xiàn)在已廣泛地在全球應用。需要指出,全球定位系統(tǒng)的導航和定位在概念上是有所不同的,所謂定位是指運動載體,如汽車上安裝GPS信號接收機,然后實地測出接收天線所在的位置,這稱為GPS定位,也稱GPS動態(tài)定位。動態(tài)的意思是指定位是在極短的時間內(nèi)完成的。如果GPS接收機在測得運動載體實時位置的同時,還測得運動載體的速度,時間和方位等狀態(tài)參數(shù),進而可“引導”運動載體駛向預定的目標位置,這稱為導航。由此可知,導航是一種廣義的動態(tài)定位。

GPS是從軍事方面發(fā)展起來的,出于軍事目的,它提供兩種服務即標準定位服務SPS(Standard Positioning Service)和精確定位服務PPS(Precise Positioning Service)。前者用于民用事業(yè),后者為美國軍方服務。美國政府為限制非軍事用戶和其他國家使用GPS的精度,分別在 1991年和 1994年實施了“SA(Selective Availability)”技術和“AS(Anti-spoofing)”技術,即“有選擇可用性”技術和“反電子欺騙技術”。使SPS服務水平定位精度降低到100 m,而在密碼保護下的PPS服務精度提高到1 m。

針對實施的“SA”技術,各國紛紛采用技術對策,出現(xiàn)了差分GPS即DGPS(Differential GPS)?!安罘帧钡母拍钤跓o線電導航領域早就被采用,差分GPS的提出,使差分技術提高到過去從未有過的重要地位。采用差分GPS幾乎可以完全消除“選擇可用性”帶來的誤差。它利用某些地面發(fā)射站送出的已知精確位置的基準信號,將其與GPS的定位信號進行比較和修正。這樣,通過建立基準通訊鏈方式,使GPS數(shù)據(jù)實現(xiàn)精確校正。目前利用差分技術可使定位精度超過單獨使用PPS所得到精度。因此,美國比其他許多國家更快地將DGPS投入到實際使用中,目前其精度可達1 cm,用它可監(jiān)視地球和冰川的微小運動。2001年美國取消了“SA”技術限制,GPS的定位精度大大提高。

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的迅速發(fā)展,引起了各國軍事部門和廣大民用部門的普遍關注。GPS定位技術的高度自動化及其所達到的高精度和具有的潛力,也引起了廣大測量工作者的極大興趣。特別是近十多年來,GPS定位技術在應用基礎的研究、新應用領域的開拓、軟件和硬件的開發(fā)等方面都取得了迅速發(fā)展。廣泛的科學實驗活動為這一新技術的應用展現(xiàn)了極為廣闊的前景,經(jīng)典的大地測量技術經(jīng)歷了一場意義深遠的變革,從而進入一個嶄新的時代。

目前,GPS精密定位技術已經(jīng)廣泛地滲透到了經(jīng)濟建設和科學技術的許多領域,尤其對經(jīng)典大地測量學的各個方面產(chǎn)生了極其深刻的影響。它在大地測量學及其相關學科領域,如地球動力學、海洋大地測量學、天文學、地球物理勘探、資源勘察、航空與衛(wèi)星遙感、工程變形監(jiān)測、運動目標的測速以及精密時間傳遞等方面的廣泛應用,充分地顯示了這一衛(wèi)星定位技術的高精度與高效益。

20.2.3 RS、GIS和GPS多功能綜合

作為空間信息處理的3S技術系統(tǒng),在空間信息管理中各具特色,均可獨立完成自身的功能。同時,它們所能解決的問題之間又有很多關聯(lián)性,在解決問題的功能上又各自存在著優(yōu)點和不足:GIS具有較強的空間查詢,分析和綜合處理能力,但獲取數(shù)據(jù)困難;RS能高效地獲取大面積的區(qū)域信息,但受光譜波段的限制,且數(shù)據(jù)定位及分類精度差;GPS能快速地給出目標的位置,對空間數(shù)據(jù)的精確定位具有特殊意義,但它本身通常無法給出目標點的地理屬性。因此,只有三者有機結合起形成一個多功能綜合的技術系統(tǒng),才能發(fā)揮更大的作用(圖20-3)。在3S系統(tǒng)中,簡單地說,GIS相當中樞神經(jīng),RS相當傳感器,GPS相當定位器,三者的共同作用將使地球能實時感受到自身的變化,使其在資源環(huán)境和區(qū)域管理等眾多領域中發(fā)揮巨大作用。RS,GIS和GPS三者的結合與集成已成為當今空間信息系統(tǒng)的發(fā)展方向,也是空間科學發(fā)展的必然趨勢。

圖20-3 3S技術系統(tǒng)

20.2.3.1 GIS與RS的結合

GIS和RS都是獨立發(fā)展起來的支撐現(xiàn)代地學的空間科學技術,其中GIS是管理與分析空間數(shù)據(jù)的有效工具,RS是空間數(shù)據(jù)采集和分類的有效工具,它們的研究對象都是空間實體,二者關系十分密切。

GIS和RS的結合主要表現(xiàn)在RS對GIS動態(tài)地提供和更新各種數(shù)據(jù),而GIS作為空數(shù)據(jù)處理分析的技術工具,可大大提高RS空間數(shù)據(jù)的分析能力及分析精度。在實踐中,RS和GIS結合的主要形式是利用遙感圖像經(jīng)過計算機圖像處理、信息提取、目視解譯等方式,編制各種專題圖,而后通過數(shù)字化儀等輸入設備將專題圖上所需信息輸入到地理信息系統(tǒng)中,或者遙感數(shù)據(jù)經(jīng)圖像處理、分類和模式識別等方式提取有關信息直接進入地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。這種結合方式的實質(zhì)是用遙感形成專題系列數(shù)據(jù)庫(包括遙感圖像庫)提供給地理信息系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫中各專題要素因來自同一信息源,保證了時相和圖幅位置配準,所以很適合在地理信息系統(tǒng)中進行多重信息的綜合與復合分析,從而派生出綜合性數(shù)據(jù)及圖件,最大限度地發(fā)揮有關數(shù)據(jù)的作用。例如,在流域綜合治理中,根據(jù)單要素的坡度圖、土壤類型圖、地貌類型圖及植被類型圖,通過地理信息系統(tǒng)中的有關模型分析可得到土地利用評價圖及土地利用規(guī)劃圖等。

20.2.3.2 RS與GPS的結合

GPS和RS都可看作為GIS的數(shù)據(jù)源的獲取系統(tǒng),而且,GPS和RS既分別具有獨立的功能,又可以互相彌補其不足。

首先,GPS的精確定位功能解決了RS獲取目標信息定位困難的問題。在GPS問世以前,地面同步光譜測量、遙感的幾何校正和定位等都是通過地面控制點進行大地測量才能確定的,這不但費時費力,而且當無地面控制點時更無法實現(xiàn),從而嚴重影響數(shù)據(jù)實時進入系統(tǒng)。GPS的快速定位為RS數(shù)據(jù)實時、快速進入GIS系統(tǒng)提供了可能。也就是說,借助GPS可使RS迅速進入GIS分析系統(tǒng),保證了RS數(shù)據(jù)及地面同步監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取的動態(tài)配準、動態(tài)地進入GIS數(shù)據(jù)庫。

其次,利用RS數(shù)據(jù)實現(xiàn)GPS定位遙感信息查詢。此外,利用GPS形成了一系列新技術,如GPS氣象遙感技術,利用GPS衛(wèi)星和接收機之間無線電訊號在大氣電離層和對流層中的延遲時間,了解電離層中電子濃度和對流層中溫度濕度獲得大氣參數(shù)及其變化情況。因而目前建立和正在建立的全球許多GPS觀測網(wǎng)將是提供大氣參數(shù)的一個重要新數(shù)據(jù)源。對天氣預報尤其是短期天氣預報發(fā)揮巨大作用。

20.2.3.3 GPS與GIS的結合

GPS和GIS的結合,不僅能取長補短使各自的功能得到充分的發(fā)揮,而且還能產(chǎn)生許多更高級功能,從而使GPS和GIS的功能都邁上一個新臺階。

通過GIS系統(tǒng),可使GPS的定位信息在電子地圖上獲得實時的,準確的形象的反映及漫游查詢。通常GPS接收機所接收信號無法輸入底圖。若從GPS接收機上獲取定位信息后,再要回到地形圖或?qū)n}圖上查找,核實周圍地理屬性,該工作十分繁雜,而且花費時間長,在技術手段上也是不合理的。如果把GPS的接收機同電子地圖相配合,利用實時差分定位技術,加上相應的通信手段組成各種電子導航和監(jiān)控系統(tǒng),可廣泛用于交通、公安偵破、車船自動駕駛、科學種田和海上捕魚等方面。

GPS為GIS及時采集、更新或修正數(shù)據(jù),例如在外業(yè)調(diào)查中通過GPS定位得到的數(shù)據(jù),輸入給電子地圖或數(shù)據(jù)庫,可對原有數(shù)據(jù)進行修正、核實、賦予專題圖屬性以生成專題圖。


當前題目:gisrs技術發(fā)展 gish技術
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