第十章 3S集成技术

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,3S,集成技术,导读：本章简介了遥感和全球定位系统技术的基本概念以及它们与,GIS,的集成应用。,作为实时、客观获取空间信息的新兴技术手段，遥感和全球定位系统成为地理信息系统的重要数据来源，而通过,GIS,对其获得的数据进行处理和分析，可以提取各种有用信息，以进行决策支持。,本章主要介绍了一些,3S,集成的具体应用，并简要描述了其技术实现方案。,1.GIS,与遥感的集成及具体技术,遥感影象是空间数据的一种形式，类似于,GIS,中的栅格数据。但遥感图像的处理和,GIS,中栅格数据的分析具有较大的差异，遥感图像处理的目的是为了提取各种专题信息，其中的一些处理功能，如图像增强、滤波、分类以及一些特定的变换处理（如陆地卫星影象的,KT,变换）等，并不适用于,GIS,中的栅格空间分析，目前大多数,GIS,软件也没有提供完善的遥感数据处理功能，而遥感图像处理软件又不能很好地处理,GIS,数据，这需要实现集成的,GIS,。,1.GIS,与遥感的集成及具体技术,在软件实现上，,GIS,与遥感的集成，可以有以下三个不同的层次,Ehlers,：,分离的数据库，通过文件转换工具在不同系统之间传输文件；,两个软件模块具有一致的用户界面和同步的显示；,集成的最高目的是实现单一的、提供了图像处理功能的,GIS,软件系统。,1.GIS,与遥感的集成及具体技术,在遥感和地理信息系统的集成系统应用方面：,（一）,GIS,作为图像处理工具,将,GIS,作为遥感图像的处理工具，可以在以下几个方面增强标准的图像处理功能：,1,）几何纠正和辐射纠正,在遥感图像的实际应用中，需要首先将其转换到某个地理坐标系下，即进行几何纠正。通常几何纠正的方法是利用采集地面控制点建立多项式拟合公式，它们可以从,GIS,的矢量数据库中抽取出来，然后确定每个点在图像上对应的坐标，并建立纠正公式。,1.GIS,与遥感的集成及具体技术,2,）图像分类,对于遥感图像分类，与,GIS,集成最明显的好处是训练区的选择，通过矢量,/,栅格的综合查询，可以计算多边形区域的图像统计特征，评判分类效果，进而改善分类方法。,此外，在图像分类中，可以将矢量数据栅格化，并作为“遥感影象”参与分类，可以提高分类精度，例如，考虑到植被的垂直分带特性，在进行山区的植被分类时，可以结合,DEM,，将其作为一个分类变量。,3,）感兴趣区域的选取,在一些遥感图像处理中，常常需要只对某一区域进行运算，以提取某些特征，这需要栅格数据和矢量数据之间的相交运算。,1.GIS,与遥感的集成及具体技术,（二）遥感数据作为,GIS,的信息来源,遥感提供了廉价的、准确的、实时的数据，可以作为,GIS,的重要数据源，包括：,1,）线以及其它地物要素的提取,在图像处理中，有许多边缘检测（,Edge Detection,）滤波算子，可以用于提取区域的边界（如水陆边界）以及线形地物（如道路、断层等），其结果可以用于更新现有的,GIS,数据库，该过程类似于扫描图像的矢量化。,2,）,DEM,数据的生成,利用航空立体像对,(Stereo Images),以及雷达影象，可以生成较高精度的,DEM,数据。,3,）土地利用变化以及地图更新,2.GIS,与全球定位系统的集成及具体技术,作为实时提供空间定位数据的技术，,GPS,可以与地理信息系统进行集成，以实现不同的具体应用目标：,1,）定位,主要在诸如旅游、探险等需要室外动态定位信息的活动中使用。通过将,GPS,接收机连接在安装,GIS,软件和该地区空间数据的便携式计算机上，可以方便地显示,GPS,接收机所在位置并实时显示其运动轨迹，进而可以利用,GIS,提供的空间检索功能，得到定位点周围的信息，从而实现决策支持。,2.GIS,与全球定位系统的集成及具体技术,2,）测量,主要应用于土地管理、城市规划等领域，利用,GPS,和,GIS,的集成，可以测量区域的面积或者路径的长度。该过程类似于利用数字化仪进行数据录入，需要跟踪多边形边界或路径，采集抽样后的顶点坐标，并将坐标数据通过,GIS,记录，然后计算相关的面积或长度数据。,3,）监控导航,用于车辆、船只的动态监控，在接收到车辆、船只发回的位置数据后，监控中心可以确定车船的运行轨迹，进而利用,GIS,空间分析工具，判断其运行是否正常，如是否偏离预定的路线，速度是否异常（静止）等等，在出现异常时，监控中心可以提出相应的处理措施，其中包括向车船发布导航指令。,2.GIS,与全球定位系统的集成及具体技术,GIS,与,GPS,集成的系统结构模型,例子,1,、黄冈地区运金车,GPS,实时监控系统,系统影响因素、需解决的关键问题，系统的网络结构和系统主要功能、主要技术指标。,2,、,中国大通公司的,汽车自动导航系统,1,）,主要部件,：,2,）系统功能,1,当前位置计算功能,2,）系统功能,2,地图画面显示功能,2,）系统功能,3,最佳路线制定功能,2,）系统功能,4,检索功能,2,）系统功能,5,语音提示功能,3.3S,集成综述,3S,的结合应用，取长补短，是一个自然的发展趋势，三者之间的相互作用形成了“一个大脑，两只眼睛”的框架，即,RS,和,GPS,向,GIS,提供或更新区域信息以及空间定位，,GIS,进行相应的空间分析，以从,RS,和,GPS,提供的浩如烟海的数据中提取有用信息，并进行综合集成，使之成为决策的科学依据。,RS,GPS,GIS,几何配准、辅助分类等,提供或更新区域信息,提供或更新空间定位,定点查询专题信息,几何校正、训练区选择及分类验证等,提供定位遥感信息查询,3.3S,集成综述,RS,、,GIS,、,GPS,集成的方式可以在不同的技术水平上实现：,三种系统分开而由用户综合使用,三者有共同的界面，做到表面上无缝的集成，数据传输则在内部通过特征码相结合,整体的集成，成为统一的系统。,目前一般工具软件的实现技术方案是：通过支持栅格数据类型及相关的处理分析操作以实现与遥感的集成，而通过增加一个动态矢量图层以与,GPS,集成。对于,3S,集成技术而言，最重要的是在应用中综合使用遥感以及全球定位系统，利用其实时、准确获取数据的能力，降低应用成本或者实现一些新的应用。,GIS,、,GPS,、,RS,、移动通信,国家基础设施和支撑技术,任何时间、任何地点访问,3S,服务,4.3S+C,集成,思考题,1.3S,集成的主要内容是什么？,2.3S,集成的意义是什么？,