3S技术与测绘学科发展2267.docx

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1、3S 技术与测绘学科发展姓名：庄敏敏 学号号：2155091002 学院院：交通学学院摘要介介绍了3SS, 即全全球定位系系统(GPPS)、遥遥感(RSS)、地理理信息系统统(GISS) 的基基本概念及及其理论技技术与特点点, 论述了了3S 技术术与测绘学学科发展的的关系。关键词全全球定位系系统；遥感；地理；信息系统统；测绘学科科Abstrract: Thee bassic cconceepts, moddern techhniquues aand ccharaacterrs off 3S, Gloobal Posiitionning Systtem (GPS)、Remoote SSensii

2、ng (RS) and Geoggraphhicall Infformaationn Sysstem (GISS) , weree disscusssed iin thhis papeer. TThe rrelattionsship betwween 3S ttechnniquees annd thhe deeveloopmennt off surrveyiing aand mmappiing ssubjeect hhas bbeen disccusseed. IIt muust hhave posiitivee inffluennces on tthe ddevellopmeent off

3、surrveyiing aand mmappinng inn thee futture.Key Wordds：GPPS；RS；G ISS；survveyinng annd maappinng suubjecct0引言言测绘学有着着悠久的历历史，测绘绘技术起源源于社会的的生产需求求，随着社社会的进步步而发展。测测绘学的一一个比较完完整的概念念是：研究究实体（包包括地球整整体、表面面以及外层层空间各种种自然和人人造的物体体）中与地地理空间分分布有关的的各种几何何、物理、人人文及其随随时间变化化的信息的的采集、处处理、管理理、更新和和利用的科科学与技术术。测绘学的主主要研究对对象是地球球，人类对对地

4、球形状状认识的逐逐步深化，要要求精确测测定地球的的形状和大大小，从而而促进了测测绘学的发发展。因此此测绘学可可以说是地地球科学的的一个分支支科学。测测绘学的研研究成果主主要是地图图，地图的的演变及其其制作方法法的进步是是测绘学发发展的重要要标志。随着空间技技术、计算算机技术和和信息技术术以及通信信技术的发发展，测绘绘学这一古古老的学科科在这些新新技术的支支撑和推动动下，出现现了以“33S”技术术为代表的的现代测绘绘科学技术术，使测绘绘学科从理理论到手段段发生了根根本性的变变化。测绘绘学中出现现了3S新新技术，包包括全球定定位系统GGPS、遥遥感RS、地地理信息系系统GISS。3S技技术的集成成

5、，是GPPS、RSS、GISS技术的发发展，并走走向集成，是是当前国内内外的发展展趋势。1“3SS”的基本概概念所谓“3SS”, 即全球球定位系统统(GPSS)、遥感感(RS)、地理信信息系统(G ISS)。1.1 GGPSGPS全球球定位系统统是英文NNaviggatioon Saatelllite Timiing aand RRangiing/Globaal Poositiioninng Syystemm的字头缩缩写词NAAV STTAR/GPS 的简称。它它的含意是是: 导航卫卫星测时和和测距/全球定位位系统。该该系统是美美军自七十十年代初开开始研制的的新一代卫卫星导航和和定位系统统,

6、是由卫卫星部分、地地面控制部部分和用户户接收机而而组成。1.2 RRSRS 是英英文Remmote Senssing 的缩写, 意思是遥遥远感知。即即从远距离离高空及外外层空间的的各种平台台上利用可可见光、红红外、微波波等电磁波波探测仪器器, 通过摄摄影或扫描描、信息感感应、传输输和处理, 从而研研究地面物物体的形状状、大小、位位置及其环环境的相互互关系为变变化的现代代技术学科科。1.3 GGISGIS 是是英文Geeograaphicc Infformattion Systtem的缩缩写, 通称地地理信息系系统。它是是以采集、存存贮、管理理、分析、描描述和应用用整个或部部分地球表表面(包括大

7、气气层在内) 与空间间和地理分分布有关的的数据的计计算机系统统。该系统统是由计算算机硬件、软软件、数据据和用户的的有机结合合而构成。GIS 本本身就是集集计算机科科学、地理理学、测绘绘遥感学、环环境科学、空空间科学、地地球科学、信信息科学等等为一体的的多学科的的新兴边缘缘学科。它它研究计算算机技术与与空间地理理分布数据据的结合, 通过一一系列空间间操作和分分析, 为地球球科学、环环境科学、工工程设计乃乃至国民经经济发展、城城市建设、管管理和决策策等提供有有用的信息息, 并回答答用户提出出的有关问问题。2“3SS”技术及其其特点2.1 GGPS技术术及其特点点GPS 是是由24颗工作作卫星和33

8、颗备用卫卫星组成, 工作卫卫星均匀地地分布在66个相对于于赤道为555的近似圆轨轨道面上。轨轨道面之间间的夹角为为60, 轨道面面的高度为为20 2200kmm。这一布布局可保证证地球上任任何一点在在任意时刻刻均可同时时收到4颗以上的的卫星信号号, 实现实实时定位。GPS卫卫星发射的的是一对相相干波, 频率和波波长分别为为:fL1=1572242MHHz,L1=19cmmfL2=1227760MHHz, L1=24cmm在这个载波波段上分别别加上了CC/A 码(粗码)和P码(精码)伪随机噪噪声码, p= 299.3m, c/p=2933m。GPS 实实时定位采采用伪距法法,测量卫星星伪随机噪噪

9、声的传播播时间(伪距), 在任意意时刻的瞬瞬间同时观观测4颗卫星的的距离,则按距离离交会法解解算出四个个未知数。载波相位差差分是记录录卫星信号号与接收机机参数信号号之间的相相位差,将许多单单测点瞬时时载波相位位观测值进进行组合,形成单差差、双差和和三差方式式, 以后处处理方法消消除各种系系统误差，以提高精精度,另外还可可以减弱美美国实施的的SA 和A S 技术的干干扰。实时差分GGPS 是是近年来研研究的一个个热门课题题, 并取得得了很大进进展。从早早期的仅仅仅位置改正正数、伪距距改正数到到目前能将将各种误差差分离开来来向用户提提供卫星星星历改正、卫卫星钟改正正以及电离离层延迟模模型和对流流延

10、迟模型型; 从单基基准站差分分系统发展展到多基准准站的局部部或区域差差分系统, 最近又又出现了广广域差分GGPS 系系统。GPS 的的主要用途途是实时导导航和定位位。在测绘绘学科中可可以取代常常规的大地地测量仪器器进行各种种精度的定定位, 其特点点为:(1) 用用途广泛。近近年来对GGPS 卫卫星应用开开发表明, 用GPS 信号可以以测量全球球性的地球球动态参数数和全国性性的大地测测量控制网网; 建立陆陆地海洋大大地测量基基准; 监测现现代板块运运动状态、捕捕获地震信信息、测定定航空、航航天摄影瞬瞬间的像机机位置, 甚至航片片、主片的的姿态参数数, 进行工工程建筑的的设计、施施工、验收收和监测

11、。因因此, GGPS 卫卫星定位技技术在工程程测量中有有着极其广广泛的应用用前景。(2) 观观测简便。GPS 系统的问世, 为解决测量外业观测时间长, 劳动强度大等问题开拓了广阔的途径。实践表明, 野外测量只需测量人员将天线单元准确安置在测站上, 接通电源, 启动接收单元。测量结束时, 再量天线高度即可。(3) 定定位精度好好。近年来来, GPPS 相对对定位数据据经过精细细的处理, 可以达达到 (5mmm + 1110- 8D) 的精度, 3cm 左右的三三维精度, 这充分分说明GPPS 卫星星定位测量量已达到厘厘米级的点点位精度。对对动态用户户而言, 采用一定定的精细测测量方法(实时定位位

12、) 可获得得高精度的的动态测量量结果。可可以预计, 在下一一个世纪初初, GPPS 卫星星定位精度度可以达到到毫米级。另另外, 据武汉汉测绘科技技大学的研研究结果表表明, 用静态态相对定位位方法测出出的大地高高差误差可可达34ppmm , 当当距离小于于20kmm 时, 可达到到厘米级精精度。若引引入高级水水准点进行行高程转换换后, 在平地地和丘陵地地可达到5cm , 山区区可小于20cmm , 因因此它可以以代替四等等水准测量量。22RRS 技术术及其特点点遥感的定义义上已提及及。遥感过过程如下图图所示:实现这个过过程所采取取的各种技技术手段统统称为遥感感技术。包包括: 遥感器技技术, 是专

13、门门研究制造造感测目标标信息和收收集目标信信息设备的的技术; 信息传输输技术, 是专门研研究如何将将遥感器收收集、记录录的信息资资料传送到到信息处理理中心的技技术; 实地采样样技术, 是专门研研究收集目目标信息特特征, 为处理理目前信息息资料时判判别目标提提供依据的的技术; 信息处理理技术, 是分析判判释和应用用技术, 包括信息息数据的压压缩、传输输和校正技技术、图象象显示记录录技术; 识别分析析判释技术术以及信息息存贮和应应用技术。遥感技术的的主体是空空间遥感技技术。比较较典型的如如资源环境境监测、气气象预报等等技术。美美国在700年代初就就发射了地地球资源技技术卫星, 我国也也成功地发发射

14、了气象象卫星。空空间技术的的主要特点点是: 获取信息息量大; 资料新颖颖, 能迅速速反映动态态变化; 获取的信信息内容丰丰富; 成图迅速速; 获取信息息方便全天天时、全天天候, 不受地地形限制等等。这些特特点, 不仅人人类对宇宙宙和自然的的认识有了了新的飞跃跃, 而且还还大大增强了改造造自然, 开发和保保护资源的的能力。空间遥感技技术可以在在数百万公公里的高度度通过遥感感平台获取取各种大、中中、小比例例尺的遥感感影像。可称称之为现代代遥感技术术。现代遥遥感发展的的特点: 不断研制制新型传感感器, 如航天天摄影机、光光电扫描仪仪、成像光光谱仪、测测视雷达等等; 提供从粗粗到精的对对地观测数数据源

15、; 可以反复复地获得同同一地区影影像数据的的多时相性性; 能增加多多谱段的遥遥感数据, 一方面面充分利用用能透过大大气的各类类电磁波谱谱段, 向红外外、远红外外和微波方方面扩展, 另一方方面则是细细分光谱段段。23 GGIS技术术及其特点点计算机用于于制图和空空间分析的的历史表明明, 在一些些较为广泛泛相关的科科学领域中中, 数字自自动获取、数数据分析和和数字表示示等得到了了同步发展展。这些领领域包括地地籍、地形形制图、专专题制图、市市政工程、地地理、空间间变化的数字字研究, 等等。同同步发展的的结果是各各领域应用用做了许多多重复工作作, 也使学学科间专用用术语变得得复杂, 当克服了了技术和概

16、概念上的问问题之后, 就可能能将多种空空间数据处处理科学地地连在一起起, 即组成成目前应用广泛的的地理信息息系统。如如下图所示示:地理信息系系统是由三三个重要部部分组成: 计算机机硬件设备备; 一组应应用软件模模块; 恰当的的组织联系系。与一般的管管理信息系系统相比，地地理信息系系统具有以以下特征：（1）地地理信息系系统在分析析处理问题题中使用了了空间数据据与属性数数据，并通通过数据库库管理系统统将两者联联系在一起起共同管理理、分析和和应用，从从而提供了了认识地理理现象的一一种新的思思维方法；而管理信信息系统则则只有属性性数据库的的管理，即即使存储了了图形，页页往往以文文件形式等等机械形式式存

17、储，不不能进行有有关空间数数据的操作作，如空间间查询、检检索、相邻邻分析等，更更无法进行行复杂的空空间分析。（22）地理信信息系统强强调空间分分析，通过过利用空间间解析式模模型来分析析空间数据据，地理信信息系统的的成功应用用依赖于空空间分析模模型的研究究与设计。43S 技术与测测绘学科的的发展3S 技术术与测绘学学科的发展展有着密切切的关系, 为测绘绘学科的发发展提供了了强有利的的技术支撑撑。41GGPS 使使测绘学科科发生了根根本性转变变GPS 定定位系统由由于其定位位的高度灵灵活性和常常规测量技技术无法比比拟的高精精度, 成为测测绘学科中中革命性的的变化。因因为测量点点位不像经典三三角测量

18、那那样有等级级之分, 不存在误误差的累积积, 测点可可以在真正正需要的地地方进行。无无需过渡点点, 而且观观测点又与与重力场发发生关系, 避免了了繁杂的运运算, 取消了了传统的平平高分开的的布网形式式。除此之之外, GGPS 在在科学研究究中也有着着极大的价价值, 例如对对板块运动动的监测等等等。42遥遥感技术所所获得的遥遥感图像是是重要的信信息源遥感图像所所提供的是是景观实体体影像, 又是一种种空间信息息。它与全全球定位系系统结合可可为地理现现象的空间间分布提供供了较高精精度的定位位、定量数数据。此外外, 卫星遥遥感信息具具有覆盖面面广和周而而复始的特特点, 更为测测绘学科的的宏观观测测提供

19、了前前所未有的的技术手段段。即通过过摄影式扫扫描、信息息感应、传传输和处理理, 来达到到研究地面面物体的形形状、大小小、位置及及其与所处处环境的相相互关系之之目的。43GGIS 对对空间数据据综合处理理能力提供供了有力的的技术支持持地理信息系系统具有强强大的对空空间数据处处理能力, 特别是是分析功能能是测绘产产业所不能能比拟的, 它是一一种管理工工具和决策策支持系统统。地理信信息系统的的发展扩大大了测绘学学科的研究究领域, 深化了研研究深度, 使得现现代测绘学学科日益走走上综合, 并且它它以数字形形式综合或或分析空间间信息, 有了质的的飞跃, 为测绘学学科的全球球性研究创创造了条件件。5结束语语综上所述, 3S 技术是使使测绘学科科走向决策策定量化的的有力手段段, 是使测测绘学科与与各相关学学科相互交交叉、相互互融合的有有力工具, 在科学学技术走向向市场的今今天, 掌握3S 技术以研研究测绘信信息。发展展高科技、服服务于社会会实践是测测绘学科发发展的必由由之路。参考文献1 李德德仁地理信息息系统导论论北京: 测绘出出版社, 19933, 411 452 李德德仁RS、GIS、GPS 的集成与与应用北京: 测绘出出版社,19955，25 353陈述彭彭地理信信息系统导导论北京京：科学出出版社