Gis和Rs技术集成论文

Gis和Rs技术集成论文（一）RS技术及数据处理遥感（Rs）主要指从远距离高空以及外层空间的各种运载平台上利用可见光、红外、微波等电磁渡探测仪器，通过摄影或扫描、信息感应、传输和处理，来达到研究地面物体的形状、大小、位置及其与所处环境的相互关系的现代技术科学。遥感数据处理主要有物理和统计两种方法，这两种方法都要结台影像处理技术，这些技术并不需要在小区域内开展复杂的物理量测，因此统计法适用于大区域而物理法适合于基础研究。图像解译对分析遥感资料很有帮助，在某些情况下甚至优于数值分析（例如到边远地区野外作业或在计算机设备缺乏的项目中）。一般来说，处理设计包括遥感数据的预处理程序、处理程序及后处理程序，即通常表述的“影像处理”。影像处理用于较多方面，从原始数据到最终成果如标准化、校准、地质编码和分类，都是影像处理的内容。所有的遥感数据要先经过一定的预处理t即数据要校准、标准化、大气校准、几何校准和地质编码处理方法可再划分为两类：物理的程序和统计的程序，两者的界限是人为规定的，很多应用程序是两者的结合。物理程序适于发展一些基本的原理以利于将来的应用，其研究重点是太阳辐射和地球表面间相互作用的模型研究，这些模型通过物理性质已知的地表物体的量测得到证实然后用这些模型根据已知的（测得的）光谱特征去确定一个物体的未知特征再者t这类模型输入只能在很小区域内确定物体的特征，因为在较大地区使用固定的仪器是不可能的，这就使得收集空间信息的优势不复存在。比如象大气校准是通过气球探测数据实现的，对于靠近探测地点的封闭区域和探测发生的时刻进行校准十分必要。特别是在人口稠密的地区，大气层时空变化很大，对于较大的区域和不在同一探测时间傲的遥感记录，其校准值与实际情况偏离较大处理遥感数据的第二种方法即统计法，是遥感应用中最常用的技术统计方法的本质是地球表面上的各种物体根据它们的类型反射、吸收和释放辐射能。物体的类型不是以一个反射值或放射值表示而是以每一光谱段上特殊范围内的一组值为特征。每测量值通过W维空间的一组矢量表述。量测轴与传感系统的光波段对应。根据其特定的反射直和放射值寻求演算法对每一个测量值进行分类是统计方法的目标。分类便是通过寻找决策规则（分类演算法）完成的。决策规则根据每个量测值的统计分布将特征空间细分为决策区（物体类型）。利用每一级的一般、标准方差和协差异每一量测值根据其特定光谱特征划分为一个物体类型。这些参数程序是建立在每一类型的概率分布函数的基础上，用于函数的参数是由已知的练习数据组自动或手工算出的并输入分类演算法中。练习数据通常根据地面真实情况与遥感数据获取一致，在野外作业期间收集特征性已知的地区样本。使用参数分类程序的第一步是特征提取或选取，允许删减多余的信息（如通过主要成分分析）以及特征空间的转移。第二步是将所有的矢量分为一个特殊的物体类型，通过监测或非监测的分类技术完成，目前最常用的是以监测技术为基础的分类。对遥感数据分类，没有用大量的分类处理所有的光谱波段，而是对每一个具体的物体采用光谱波段的数量和分类。根据问题，进行分类，每一分类形成一个位标。要注意问题越复杂、分类步骤越多，分类演算法越精巧。经过这样一种多步分类，所有的导出位标将综合在最终的分类图件上。后处理程序是处理遥感数据的最后步骤成果图件可滤去噪音，从栅格转向矢量，将数据输到SIS地质学模型(如果不是用栅格GIS)，也可以表格形式统计输出处理、分析和懈译要地质学家的自然和地理知识为背景，即在应用中没有完全自动的、独立解译系统存在，自动预处理和处理程序可提高遥感数据的分析精度，特别是对于时间的关键因素的时间序列评估。在目前的多数应用中(除光谱信息)有关与其它物体的句法或语义邻区关系的信息或有关物体的大小、形状、方向、结构、格式或位置方面的信息还没有使用。利用结构分析方法，在评价时应对物体的重要特性有所了解即不能孤立对待一个象元。而直在总体中把握半自动程序使用不多，象地质编码和分类便是利用与结构分析、式样识别以及静态，动态分析有关的方法。当代遥感技术的发展主要有以下特点：(1)新型传感器不断研制；(2)各种不同分辨率影像形成了多级分辨率影像序列金字塔从而提供从粗到精的系列对地观测数据源；(3)多时相性，即可以反复获得同一地区的影像数据；(4)更多谱段的遥感数据不断增加。日此未来的卫星遥感将尽可能多地集多种传感器、多级分辨率、多谱段和多时相于一体，结合全球定位系统(GPS)惯性导航系统及电荷藕台器件等技术和快速数据处理系统，形成既能采集数据叉能处埋数据的智能传感器，从而以更快的速度，更高的精度和更大的信息量来提供对地观测数据。（二）ClS技术及其时空分析功能地理信息系统（GIS）是为了解决各种复杂的规划与管理问题而设计的用于支持对空间相关数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示的计算机硬件、软件系统和处理过程。其分析程序使用户可进行更广泛的研究：近似分析，邻区操作（不在一定区域内选定物体以满足特殊需要、规则）显示在这个邻区内数据组之间的关系时间操作和分析几个数据层和属性的叠加产生新的信息（铡如通过回归等）GIS系统支持外来数据的输入（如遥感数据）并可将数据转换成可应用的分析模型GIS中的数据可分为图形和非图形数据。图形数据是图件特征的数字描述，包括坐标、符号、规则，每个图的内容分别储存在不同的层中。各层的内容与地质有关在不同的层间可进行比较和评价要描述图件的特征，需通过几种类型的图形元素如点（包括结点）、线（包括线段、弧）、面（多边形）、象元和符号。非图形数据（属性）描述某一特定地理位置的图件特征、性质和关系。一般分为4个属性类型：描述数据的性质和数量；在特定位置上的地质图形参考数据；描述图件特征的空间关系；通过地质编码用图形资料连接属性数据的地质图形索引。图形数据可栅格或矢量形式储存，或两者的结合形成。在地质学应用中，栅格GIS较矢量系统更为普遍，用栅格系统从事研究比较方便。多数层同的垂直分析、或更普遍的所有的几何和叠加操作。这种格式的不足之处在于存储大量信息因而降低了计算速度。矢量格式的一个优点是优先进行网络分折，而其储存能力却与栅格系统相差较大。结合形式在栅格和矢量的格式上没有明显变化，但应用的数量却很有限。利用两种不同的数据结构（栅格用于影像数据而矢量用于OlS分析）在从一种格式转向另一种格式时会带来问题。格式转换十分严格；它是黑台子处理，数据只能转换一次，否则会出现难以控制的偏差。GIS系统成功地应用于地质学领域（象用于规划和管理，用于GIS内部地质模型数据库）不论是作为独立系统或与其它系统联合用于地质学模型中，GIS和遥感间的协同配合可以使地质学家有效地模拟时空变化，GIS和遥感与地质学模型的结合及数据管理系统是当今最先进和有效的技术方法。（三）RS和GIS技术集成及方法以GIS为核心的3S（RS、GIS和GPS）技术的集成，构成了对空间数据适时进行采集、更新、处理、分析及为各种实际应用提供科学的决策咨询的强大技术体系。三种技术的结合根据实际需要而定，其中GIS起着关键性的作用。集成的意思也可以说是综合或一体化。把这三门学科综合到一起的最基本的部分是把RS和GIS综合到一起RS与GIS的集成在多数情况之下可以说是必然的了。对于各种地理信息系统，遥感是其重要的外部信息源，是其数据更新的重要手段，尤其对于全球性的环境变化研究和地理动力学分析，更必须有卫星遥感所提供的覆盖全球的动态数据与地理信息系统的结合。而反过来，地理信息系统则可以提供遥感图像处理所需要的一些辅助数据，以提高遥感图像的信息量和分辨率，同时，地理信息系统可以将实地调查所获得的非遥感数据与遥感数据结合，从而提高遥感图像处理和解释的精度。因此说RS和GIS技术的整体结合集遥感、地理信息系统技术的功能于一体，构成高度自动化、实时化和智能化的地理信息系统，是空间信息适时采集、处理、更新及动态地理过程的现势性分析与提供决策辅助信息的有力手段。RS和GIS是两个相互独立发展起来的技术领域，随着它们应用领域的不断开拓和自身的不断发展，即由定性到定量、由静态到动态、由现状描述到预测预报的不断深入和提高，它们的结合也逐渐由低级向高级阶段发展。RS和GIS的结合，既可以保证地理信息系统具有高效和稳定的信息源又可以对遥感信息进行实时处理、科学管理和综合分析，实现监测、预测和决策的目的它们集成的技术方法可以包括：(1)遥感图像纠正：在地理信息系统支持F，根据坡向和遥感影像之间的相互关系，采用数字相关技术自动选取控制点进行遥感影像的几何纠正。(2)建立数字高程模型：采用视差模型可由遥感立体像对直接生成数字高程模型，免去了地形等高线数字化的繁重工作，同时也避免了地面高程插值造成的误差。(3)复合显示：遥感与地理信息系统叠加复合显示可以帮助用户快速而准确地选择训练样区或直接进行分类结果的屏幕编辑。(4)专题信息提取：在地理信息系统支持下，由遥感影像自动提取专题信息，更新地理信昏系统数据库(5)遥感影像地理信息系统操作：调用地理信息系统图像操作功能处理遥感影像，包括数字变换、统计量算等(6)遥感与地理信息系统集成技术系统：融遥感处理与地理信息系统功能为一体的集成系统。值得注意的是.GIS和RS的集成并不是一个完全单向的操作，地理信息系统的信息也可以反馈到图像处理系统中，增强和完善图像处理系统的功能。例如，利用地理信息系统的叠置功能进行遥感影像与地理数据的信息复合，从而确定结构与目标(如道路、水资源和居民点等)之间的相互关系，这样就大大地增强了作业人员的判读能力。