地理信息系统-第十章-3s集成技术课件.ppt

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1、第十章第十章3S集成技术集成技术1 1投入使用的投入使用的“3S3S”系系统，每，每2-32-3年翻一翻；年翻一翻；“3S”市市场保持很高的年增保持很高的年增长率率;愈来愈多的地区性和国愈来愈多的地区性和国际性会性会议以以“3S”为主主题；愈来愈多的学愈来愈多的学术刊物和刊物和论文采用文采用“3S”为标题；愈来愈多的学科将愈来愈多的学科将“3S”作作为其其发展方向加以展方向加以强调；愈来愈多的大学增加关于愈来愈多的大学增加关于“3S”的的课程。程。在上述大环境下，社会急需在上述大环境下，社会急需“3S3S”专业人才，专业人才，“3S”应用范围越来越广。应用范围越来越广。3S意义意义:2 21、

2、遥感、遥感(RemoteSensing，RS)2、全球定位系统全球定位系统(GlobalPositionSystem，GPS)3、地理信息系统、地理信息系统(GIS)3 3GPS：可以高效精确的提供点状地物的空间位置信息；RS：可以迅速及时的提供大面积地表的属性并在一定程度上提供地物的大面积的空间位置信息；GIS：为地物的几何数据和属性数据的存储、管理和应用提供了软件平台。因为三者英文名称中最后一个单词均含有因为三者英文名称中最后一个单词均含有“S”，人们习惯将这三种技术合称之为人们习惯将这三种技术合称之为“3S”技术。技术。4 4uu10.13S集成技术的概述集成技术的概述uu10.2RS（

3、掌握）（掌握）uu10.3GPS（了解）（了解）uu10.43S集成的意义（掌握）集成的意义（掌握）uu10.5数字地球（熟悉）数字地球（熟悉）uu复习思考题复习思考题本章主要内容本章主要内容5 5uu10.13S集成技术的概述集成技术的概述uu10.2RSuu10.3GPSuu10.43S集成的意义集成的意义uu10.5数字地球数字地球uu复习思考题复习思考题6 6uu空间定位系统（空间定位系统（GPS）、遥感（）、遥感（RS）和）和地理信息系统（地理信息系统（GIS）是目前对地观测系统中）是目前对地观测系统中空间信息获取、存储、管理、更新、分析和空间信息获取、存储、管理、更新、分析和应用的

4、三大支撑技术（简称应用的三大支撑技术（简称3S），是现代社），是现代社会持续发展、资源合理规划利用、城乡规划会持续发展、资源合理规划利用、城乡规划与管理、自然灾害动态监测与防治等的重要与管理、自然灾害动态监测与防治等的重要技术手段，也是地学研究走向定量化的科学技术手段，也是地学研究走向定量化的科学方法之一。方法之一。uu10.13S10.13S集成技术的概述集成技术的概述集成技术的概述集成技术的概述7 7uGPS是空间实体快速、精密是空间实体快速、精密定位定位的现代化工具；的现代化工具；uGIS是空间信息是空间信息集成、分析、处理集成、分析、处理的有力武器；的有力武器；uRS是空间信息覆盖面最

5、大最迅速的是空间信息覆盖面最大最迅速的采集采集手段，手段，三者的结合简称三者的结合简称3S集成。集成。uu10.13S10.13S集成技术的概述集成技术的概述集成技术的概述集成技术的概述8 81 1、遥感、遥感 RSRS 3 3、全球定位系统、全球定位系统GPSGPS 2 2、地理信息系统、地理信息系统 GISGIS 3S技技术术“登高望远登高望远”未来的地图未来的地图罗盘（方向罗盘（方向+位置）位置）uu10.13S10.13S集成技术的概述集成技术的概述集成技术的概述集成技术的概述9 9 3S3S的集成的集成的集成的集成（Integration(Assembling)of GIS,RS,G

6、PS)3S3S的初级集成的初级集成的初级集成的初级集成 3S3S的真正集成的真正集成的真正集成的真正集成实现实现3S功能的互补功能的互补实现信息获取、存储实现信息获取、存储处理和应用的一体化处理和应用的一体化uu10.13S10.13S集成技术的概述集成技术的概述集成技术的概述集成技术的概述1010uu空间定位系统(目前主要指GPS全球定位系统)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)是目前对地观测系统中空间信息获取、存贮管理、更新、分析和应用的3大支撑技术(以下简称“3S”)，是现代社会持续发展、资源合理规划利用、城乡规划与管理、自然灾害动态监测与防治等重要技术手段，也是地学研究走向定量化的科

7、学方法之一。uu10.13S10.13S集成技术的概述集成技术的概述集成技术的概述集成技术的概述2/3/20232/3/202311113S技术相结合的土地利用管理信息系统技术相结合的土地利用管理信息系统uu10.13S10.13S集成技术的概述集成技术的概述集成技术的概述集成技术的概述1212uu10.13S集成技术的概述集成技术的概述uu10.2RSuu10.3GPSuu10.43S集成的意义集成的意义uu10.5数字地球数字地球1313uu1.定义：定义：通常是指通过某种通常是指通过某种传感器传感器装置，在装置，在不不与研究对象与研究对象直接接触直接接触的情况下获得其的情况下获得其特征信

8、息，并对这些信息进行提取、特征信息，并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学技术。加工、表达和应用的一门科学技术。一、遥感简介一、遥感简介一、遥感简介一、遥感简介uu10.2RS10.2RS1414水文要素水文要素蓝色蓝色蓝黑色蓝黑色红色红色植被植被灰白色灰白色浅蓝色浅蓝色人工建筑人工建筑uu10.210.2RSRS1515地球上的物体都在地球上的物体都在不停地发射、反射不停地发射、反射和吸收电磁波，并和吸收电磁波，并且不同物体的电磁且不同物体的电磁波特征是不同的，波特征是不同的，人们根据人们根据电磁波的电磁波的差异差异来辨析物体的来辨析物体的不同，遥感技术就不同，遥感技术就是在这个原

9、理的基是在这个原理的基础上发展起来的。础上发展起来的。2、遥感技术的基本原理、遥感技术的基本原理uu10.210.2RSRS1616不同地物在同一不同地物在同一波段反射率不同，同波段反射率不同，同一地物在不同波段反一地物在不同波段反射率也不同，由此导射率也不同，由此导致其波谱特征不同，致其波谱特征不同，根据地物波谱曲线就根据地物波谱曲线就可以区分和识别地表可以区分和识别地表物体。物体。uu10.210.2RSRS17173、遥感技术的发展、遥感技术的发展人类早期遥感活动的人类早期遥感活动的“遥感平台遥感平台”曾经曾经使用使用风筝、鸽子风筝、鸽子等，为后来的航空遥感提等，为后来的航空遥感提供了思

10、路。供了思路。uu10.210.2RSRS181819194、遥感技术系统、遥感技术系统由由遥感平台遥感平台、传感器传感器、信息传输接收装置信息传输接收装置、数字或图像处理设备数字或图像处理设备以及以及相关技术相关技术等组成。等组成。uu10.210.2RSRS20205、遥感技术的特点、遥感技术的特点uu10.210.2RSRS2121大面积大面积的同步观测的同步观测-瞬时信息获取范围瞬时信息获取范围时效性时效性-同一地区信息获取的重复周期同一地区信息获取的重复周期信息的信息的综合性综合性和和可比性可比性-地球表面自然与人文景观的综合反映地球表面自然与人文景观的综合反映-卫星轨道的确定性、影

11、像分幅的同一卫星轨道的确定性、影像分幅的同一性、同一系列传感器信息的兼容性性、同一系列传感器信息的兼容性经济性经济性-与传统信息获取手段相比与传统信息获取手段相比uu10.210.2RSRS2222二、分类：二、分类：按按运载工具运载工具：航天航天遥感、遥感、航空航空遥感、遥感、近地近地遥感遥感按按辐射源辐射源分：主动式遥感、被动式遥感分：主动式遥感、被动式遥感按按波谱范围波谱范围：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多谱段遥感微波遥感、多谱段遥感按按应用领域应用领域：环境遥感、大气遥感、资源遥感、：环境遥感、大气遥感、资源遥感、海洋遥感、地质遥感、农业

12、遥感、海洋遥感、地质遥感、农业遥感、林业遥感林业遥感uu10.210.2RSRS2323类型类型概念概念优点优点航天航天遥感遥感航空航空遥感遥感近地近地遥感遥感利用卫星、宇宙飞船、利用卫星、宇宙飞船、航天空间站等携带遥航天空间站等携带遥感仪器的遥感感仪器的遥感覆盖范围大覆盖范围大，不受领空限，不受领空限制，可进行定期、重复观制，可进行定期、重复观测测利用飞机携带遥感利用飞机携带遥感仪器的遥感仪器的遥感距地面高度在几十米距地面高度在几十米以内的遥感以内的遥感机动性强机动性强，可以根据研究，可以根据研究主题选择恰当的传感器、主题选择恰当的传感器、适当的飞行高度和飞行区适当的飞行高度和飞行区域域用于

13、城市遥感、海面污染用于城市遥感、海面污染监测、森林火灾监测等中、监测、森林火灾监测等中、高分辨率的遥感活动高分辨率的遥感活动2424uu10.210.2RSRS2525三、遥感获取信息的特征三、遥感获取信息的特征uu首先，遥感器不与研究对象直接接触，也就首先，遥感器不与研究对象直接接触，也就是是说，这里的说，这里的“遥遥”并非指并非指“遥远遥远”；uu其次，遥感的目的是为了得到研究对象的特其次，遥感的目的是为了得到研究对象的特征征信息；信息；uu最后，通过传感器装置得到的数据，在被使最后，通过传感器装置得到的数据，在被使用用之前，还要经过一个处理过程。之前，还要经过一个处理过程。uu10.21

14、0.2RSRS2626四、处理方法：四、处理方法：uu1 1）图像纠正）图像纠正）图像纠正）图像纠正uu2 2）分类）分类）分类）分类uu3 3）增强）增强）增强）增强uu4 4）滤波）滤波）滤波）滤波uu5 5）变换）变换）变换）变换uu10.210.2RSRS2727遥感图像几何畸变的各种情形遥感图像几何畸变的各种情形28281 1）几何纠正和辐射纠正）几何纠正和辐射纠正）几何纠正和辐射纠正）几何纠正和辐射纠正在遥感图像的实际应用中，需要首先将其在遥感图像的实际应用中，需要首先将其在遥感图像的实际应用中，需要首先将其在遥感图像的实际应用中，需要首先将其转转转转换到某个地理坐标系下换到某个地

15、理坐标系下换到某个地理坐标系下换到某个地理坐标系下，即进行，即进行，即进行，即进行几何纠正几何纠正几何纠正几何纠正。几何纠正的方法几何纠正的方法几何纠正的方法几何纠正的方法是利用是利用是利用是利用采集地面控制点建采集地面控制点建采集地面控制点建采集地面控制点建立多项式拟合公式立多项式拟合公式立多项式拟合公式立多项式拟合公式，它们可以从，它们可以从，它们可以从，它们可以从GISGISGISGIS的矢量数据的矢量数据的矢量数据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库中抽取出来，然后确定每个点在图像上对应的库中抽取出来，然后确定每个点在图像上对应的库中抽取出来，然后确定每个点在图像上对

16、应的坐标，并建立坐标，并建立坐标，并建立坐标，并建立纠正公式纠正公式纠正公式纠正公式。uu10.210.2RSRS2929校正前校正前校正后校正后uu10.210.2RSRS3030利用遥感图像的主要目的是提取各种信息，一些特利用遥感图像的主要目的是提取各种信息，一些特利用遥感图像的主要目的是提取各种信息，一些特利用遥感图像的主要目的是提取各种信息，一些特定的变换可以用于提取信息，但是最主要的手段则是通定的变换可以用于提取信息，但是最主要的手段则是通定的变换可以用于提取信息，但是最主要的手段则是通定的变换可以用于提取信息，但是最主要的手段则是通过遥感图像分类。过遥感图像分类。过遥感图像分类。过

17、遥感图像分类。计算机分类的基本原理是计算机图像上每个像元的计算机分类的基本原理是计算机图像上每个像元的计算机分类的基本原理是计算机图像上每个像元的计算机分类的基本原理是计算机图像上每个像元的灰度特征，根据不同的准则进行分类。灰度特征，根据不同的准则进行分类。灰度特征，根据不同的准则进行分类。灰度特征，根据不同的准则进行分类。2 2）图像分类）图像分类）图像分类）图像分类uu10.210.2RSRS3131Eg：水（河流、湖泊等）水（河流、湖泊等）植被植被居民点居民点3232uu3）增强：目的是为了改善图像的）增强：目的是为了改善图像的视觉效果视觉效果，并没有增加信息量，包括亮度、对比度变并没有

18、增加信息量，包括亮度、对比度变化以及直方图变化。化以及直方图变化。uu10.210.2RSRS3333uu4）滤波：分为）滤波：分为低通滤波低通滤波、高通滤波高通滤波和和带通滤带通滤波波等。低通滤波可以去除图像中的噪声，而高等。低通滤波可以去除图像中的噪声，而高通滤波则用于提取一些线性信息，如道路、区通滤波则用于提取一些线性信息，如道路、区域边界等。域边界等。uu10.210.2RSRS3434uu5）变换：包括主成分分析、色度变换以及）变换：包括主成分分析、色度变换以及傅立叶变换等，还包括一些针对遥感图像傅立叶变换等，还包括一些针对遥感图像的特定变换。的特定变换。uu10.210.2RSRS

19、3535uu五、遥感应用五、遥感应用 应用领域的拓展应用领域的拓展传统的遥感民用领域从传统的遥感民用领域从资源调查资源调查开始，但随着开始，但随着遥感数据向三高方向发展，应用领域越来越广；遥感数据向三高方向发展，应用领域越来越广；利用影像发现土地利用变化、军事上的打击效利用影像发现土地利用变化、军事上的打击效果评估，农业作物估产、林业资源调查、自然果评估，农业作物估产、林业资源调查、自然灾害监测、全球和局部环境监测；灾害监测、全球和局部环境监测；利用高分辨率影像提取城市交通道路网络；利用高分辨率影像提取城市交通道路网络；高光谱遥感在高光谱遥感在精准农业精准农业中的应用中的应用uu10.210.

20、2RSRS3636在建设在建设数字城市数字城市、数字省区和数字、数字省区和数字中国中的应用。中国中的应用。军事应用军事应用越来越重要：重要目标定越来越重要：重要目标定位与侦察、导航与武器制导、位与侦察、导航与武器制导、打击打击效果评估、战场环境监测等等；效果评估、战场环境监测等等；uu10.210.2RSRS3737遥感为遥感为植物健康状况植物健康状况把脉把脉A、在卫星图像上，怎样通过颜在卫星图像上，怎样通过颜色差异判定植物的生长状况？色差异判定植物的生长状况？B、根据植物健康状况在发射根据植物健康状况在发射波谱中变化的原理，遥感还可波谱中变化的原理，遥感还可以应用到哪些领域？以应用到哪些领域

21、？健康的植物被往往呈鲜红色，健康的植物被往往呈鲜红色，长势比较弱的植被颜色比较浅，由长势比较弱的植被颜色比较浅，由此可判定植物的生长状况。此可判定植物的生长状况。不同的地物和地物的不同状不同的地物和地物的不同状况，有不同的反射率，根据这个况，有不同的反射率，根据这个原理，可以利用遥感的工作有水原理，可以利用遥感的工作有水体污染、分析城市大气污染、监体污染、分析城市大气污染、监测灾害、普查资源等。测灾害、普查资源等。uu10.210.2RSRS3838遥感与资源普查遥感与资源普查 勘探矿产资源、调查生物资源、水资源勘探矿产资源、调查生物资源、水资源等是遥等是遥感技术在资源普查中的重要应用领域。感

22、技术在资源普查中的重要应用领域。*矿产资源：人们只需要分析遥感图像就可以划定蕴矿产资源：人们只需要分析遥感图像就可以划定蕴 藏矿产的大致区域，大大缩短探矿时间。藏矿产的大致区域，大大缩短探矿时间。*生物资源：通过遥感图像处理技术，提取植被的分生物资源：通过遥感图像处理技术，提取植被的分 布、类型、结构、健康状况、产量等数布、类型、结构、健康状况、产量等数 据，为农业、林业、城市绿化、环境保据，为农业、林业、城市绿化、环境保 护等部门提供服务。护等部门提供服务。uu10.210.2RSRS3939遥感与环境灾害监测遥感与环境灾害监测A、环境监测环境监测：包括荒漠化、土壤盐碱化、海上冰：包括荒漠化

23、、土壤盐碱化、海上冰山漂流、海洋生态、全球气候变化及其影响、山漂流、海洋生态、全球气候变化及其影响、植被变化、水体污染、大气污染等。植被变化、水体污染、大气污染等。随着遥感技术的发展，遥感将不仅为人们提供随着遥感技术的发展，遥感将不仅为人们提供信息资源，改变人们的生产、生活与交往方式，而信息资源，改变人们的生产、生活与交往方式，而且在且在环境监测、灾害预警环境监测、灾害预警等方面发挥巨大作用。等方面发挥巨大作用。B、灾害监测灾害监测：包括旱情、水灾、滑坡、泥石流、地：包括旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等。震、农林病虫害、森林火灾等。uu10.210.2RSRS404041

24、41遥感卫星的科学实验功能遥感卫星的科学实验功能遥感卫星在完成对地遥感观测主任务的遥感卫星在完成对地遥感观测主任务的同时，还能以搭载的方式进行一系列同时，还能以搭载的方式进行一系列科学实科学实验验。uu10.210.2RSRS4242我国神舟号飞船我国神舟号飞船4343神五拍下的地球神五拍下的地球uu10.210.2RSRS4444汶川地震航遥图汶川地震航遥图-1成都地区图像成都地区图像uu10.210.2RSRS4545汶川地震航遥图汶川地震航遥图-2uu10.210.2RSRS4646汶川地震航遥图汶川地震航遥图-3uu10.210.2RSRS4747卫星遥感图中的厦门岛卫星遥感图中的厦门

25、岛uu10.210.2RSRS4848长江入海口的卫星图片长江入海口的卫星图片上海上海太湖太湖崇明岛崇明岛长兴岛长兴岛横沙岛横沙岛苏州苏州无锡无锡常州常州常熟常熟南通南通昆山昆山4949浦东陆家嘴航空浦东陆家嘴航空图片图片5050北美飓风云系北美飓风云系5151乞力马扎罗的积雪乞力马扎罗的积雪这座这座“赤道上的雪赤道上的雪峰峰”海拔海拔58955895米，永米，永久久性积雪的融化减少，性积雪的融化减少，反映了气候的变暖趋反映了气候的变暖趋势，有人断言：不久势，有人断言：不久的将来，赤道上将见的将来，赤道上将见不到雪峰景象了！不到雪峰景象了！5252美美国国国国防防部部五五角角大大楼楼5353六

26、、六、六、六、GISGIS与遥感的集成与遥感的集成与遥感的集成与遥感的集成uu10.210.2RSRS54541 1、遥感是、遥感是GISGIS重要的数据源，有效的数据更新手段重要的数据源，有效的数据更新手段 遥感手段能遥感手段能够够迅速、准确、迅速、准确、综综合性地大范合性地大范围围地采集地采集环环境境和和资资料数据，同料数据，同时时，遥感数据具有多光，遥感数据具有多光谱谱和的和的动态动态多多时时相特相特点，它点，它为为GISGIS数据更新提供了全方位的手段和数据更新提供了全方位的手段和动态动态数据源。数据源。uu10.210.2RSRS5555u2、GIS可为遥感分析提供可为遥感分析提供有

27、用的辅助信息和手段有用的辅助信息和手段GIS有助于提高遥感数有助于提高遥感数据自动分类的精度，为遥感据自动分类的精度，为遥感应用分析提供一个良好的环应用分析提供一个良好的环境，从而大大提高遥感信息境，从而大大提高遥感信息识别的精度和效率。识别的精度和效率。uu10.210.2RSRS5656RSGIS空间数据空间数据处理手段处理手段uu10.210.2RSRS5757七、利用七、利用RS更新空间数据：更新空间数据：数据是数据是GIS中最为重要的成分，而遥感中最为重要的成分，而遥感提供了廉价的、准确的、实时的数据，目提供了廉价的、准确的、实时的数据，目前如何从遥感数据中自动获取地理信息依前如何从

28、遥感数据中自动获取地理信息依然是一个重要的研究课题，包括：然是一个重要的研究课题，包括：线以及其他地物要素的提取线以及其他地物要素的提取DEM数据的生成数据的生成土地利用变化以及地图更新土地利用变化以及地图更新uu10.210.2RSRS5858uu10.210.2RSRS5959有关遥感技术有关遥感技术uu1、遥感是、遥感是uuA、人向远处看，感知遥远的事物、人向远处看，感知遥远的事物uuB、在空中对相隔某距离的地物进行感知、在空中对相隔某距离的地物进行感知uuC、人从高处往低处看，感知地面事物、人从高处往低处看，感知地面事物uuD、记录地面物体的图像、记录地面物体的图像uu10.210.2

29、RSRS6060uu2、遥感探测范围由大到小依次是、遥感探测范围由大到小依次是uuA、飞机、陆地卫星、宇宙飞船、飞机、陆地卫星、宇宙飞船uuB、陆地卫星、飞机、宇宙飞船、陆地卫星、飞机、宇宙飞船uuC、宇宙飞船、陆地卫星、飞机、宇宙飞船、陆地卫星、飞机uuD、陆地卫星、宇宙飞船、飞机、陆地卫星、宇宙飞船、飞机uu10.210.2RSRS6161uu3、遥感的优点、遥感的优点uuA、用途广、用途广uuB、手段多，获得的信息量大、手段多，获得的信息量大uuC、不受地面条件限制、不受地面条件限制uuD、成本低、效益大、成本低、效益大uu10.210.2RSRS6262uu4、两颗了卫星同时运行，每隔

30、、两颗了卫星同时运行，每隔9天可以覆盖天可以覆盖地理一遍，说明遥感技术地理一遍，说明遥感技术uuA、受地面条件限制少、受地面条件限制少uuB、测量范围大、测量范围大uuC、手段多，获得的信息量大、手段多，获得的信息量大uuD、获得资料速度快、周期短、获得资料速度快、周期短uu10.210.2RSRS6363uu10.13S集成技术的概述集成技术的概述uu10.2RSuu10.3GPSuu10.43S集成的意义集成的意义uu10.5数字地球数字地球6464一、一、GPS简介简介二、二、GPS与与GIS的集成的集成10.3GPS10.3GPS6565全球定位系统（全球定位系统（GPS）是利用卫星进

31、行点位测是利用卫星进行点位测量和导航技术的一种，其全称是量和导航技术的一种，其全称是导航卫星测时和测导航卫星测时和测距距/全球定位系统（全球定位系统（NavigationSatelliteTimingandRanging/GlobalPositionSystem）。它是由美国军它是由美国军方组织研制建立，从方组织研制建立，从1973年开始实施，到年开始实施，到1994年完年完成，可实现地球上成，可实现地球上任何地方任何地方，任何时刻任何时刻的的自动定位自动定位和授时和授时。1.GPS的基本概念的基本概念10.3GPS10.3GPS666610.3GPS10.3GPS6767GPS是美国继是美国

32、继阿波罗登月计划阿波罗登月计划和和航天飞机航天飞机之之后的第三大空间工程。后的第三大空间工程。GPS计划实施共分三个阶段：计划实施共分三个阶段：第一阶段为方案论证和初步设计阶段第一阶段为方案论证和初步设计阶段。从从1973年到年到1979年，共发射了年，共发射了4颗试验卫星，颗试验卫星，研制了研制了地面接收机地面接收机及建立及建立地面跟踪网地面跟踪网，从硬件和，从硬件和软件上进行了试验。试验结果令人满意。软件上进行了试验。试验结果令人满意。2.GPS计划的实施计划的实施10.3GPS10.3GPS6868第二阶段为全面研制和试验阶段第二阶段为全面研制和试验阶段。从从1979年到年到1984年，

33、又陆续发射了年，又陆续发射了7颗试验颗试验卫星。这一阶段称之为卫星。这一阶段称之为BlockI。与此同时，研与此同时，研制了各种用途的接收机，主要是制了各种用途的接收机，主要是导航型接收机导航型接收机，同时同时测地型接收机测地型接收机也相继问世。试验表明，也相继问世。试验表明，GPS的定位精度远远超过设计标准。定位精度的定位精度远远超过设计标准。定位精度几乎提高了一个数量级，达到几乎提高了一个数量级，达到14m。由此证明，由此证明，GPS计划是成功的。计划是成功的。10.3GPS10.3GPS6969第三阶段为实用组网阶段第三阶段为实用组网阶段。1989年年2月月4日第一颗日第一颗GPS工作卫

34、星发射成功，工作卫星发射成功，宣告了宣告了GPS系统进入工程建设阶段。这种工作卫系统进入工程建设阶段。这种工作卫星称为星称为Block和和BlockA卫星。这两组卫星的卫星。这两组卫星的差别是：差别是：BlockA卫星卫星增强了军事应用功能增强了军事应用功能，扩，扩大了数据存储容量；大了数据存储容量；Block卫星只能存储供卫星只能存储供14天用的导航电文；而天用的导航电文；而BlockA卫星能存储供卫星能存储供180天用的导航电文，确保在特殊情况下使用天用的导航电文，确保在特殊情况下使用GPS卫卫星。实用的星。实用的GPS网即网即（213）GPS星座星座已经建已经建成，今后将根据计划更换失效

35、的卫星。成，今后将根据计划更换失效的卫星。10.3GPS10.3GPS7070GPS系统包括三大部分：系统包括三大部分：q 空间部分空间部分GPS卫星星座卫星星座q 地面控制部分地面控制部分地面监控系统地面监控系统q 用户设备部分用户设备部分GPS信号接收机信号接收机3.GPS的系统组成的系统组成10.3GPS10.3GPS7171空间部分：卫星分布空间部分：卫星分布q21颗工作卫星，颗工作卫星，3颗备用卫星；颗备用卫星；q每每4颗卫星工作在同一轨道平面内，颗卫星工作在同一轨道平面内，24颗卫星均匀分布颗卫星均匀分布在在6个轨道平面，彼此夹角为个轨道平面，彼此夹角为60；q轨道平面相对于赤道的

36、倾角为轨道平面相对于赤道的倾角为55；q卫星轨道离地面高度卫星轨道离地面高度19650km；q12恒星时恒星时(11hr58min2.05s)绕地球一周；绕地球一周；q地球上地球上任何地方、任何时刻任何地方、任何时刻同时可收到同时可收到4颗以上颗以上GPS卫星卫星的信号。的信号。10.3GPS10.3GPS7272u控制部分：控制部分：控制部分由控制部分由一个主控站一个主控站和分布在地球和分布在地球上不同地点的上不同地点的多个监测站多个监测站组成，负责卫星组成，负责卫星的定位、监测和数据的加载。的定位、监测和数据的加载。10.3GPS10.3GPS7373u用户设备：用户设备：用户设备是一部在

37、地球上利用用户设备是一部在地球上利用“导航导航星星”信号确定位置和时间、指示运动方向、信号确定位置和时间、指示运动方向、速度和目的地方位等的速度和目的地方位等的接收机接收机。10.3GPS10.3GPS7474GPS卫卫星星分分布布7575GPS定位的基本原理是利用定位的基本原理是利用测距交会测距交会确定点位。确定点位。D1D2D3准确位置准确位置 一台接收机同一台接收机同时获得与四个以上时获得与四个以上的的GPS卫星之间的卫星之间的距离。若多于四个，距离。若多于四个，则可优选出四个进则可优选出四个进行计算。行计算。4.GPS的定位原理的定位原理10.3GPS10.3GPS7676卫星卫星1

38、1卫星卫星2 2卫星卫星3 3卫星卫星4 4基准站基准站航摄仪航摄仪10.3GPS10.3GPS7777uu测绘领域：测绘领域：uu地球动力研究：地球动力研究：uu城市管理：城市管理：uu高精度授时：高精度授时：uu大气层研究等等。大气层研究等等。5.GPS的应用的应用10.3GPS10.3GPS7878其他的卫星定位导航系统还有：其他的卫星定位导航系统还有：q俄罗斯俄罗斯的全球轨道导航卫星系统（的全球轨道导航卫星系统（GLONASS），与），与GPS极极为相似，也由为相似，也由24颗卫星组成（颗卫星组成（21颗工作，颗工作，3颗在轨备用）。颗在轨备用）。q我国我国的的双星导航定位系统双星导航

39、定位系统，这是一个导航和个人通信技术结，这是一个导航和个人通信技术结合的卫星定位系统，由合的卫星定位系统，由3颗北斗颗北斗1号卫星（号卫星（“北北1A”2000.10.31、“北斗北斗1号号B”2000.12.21和和“北斗北斗1C”2003.5.24，西昌）、，西昌）、控制站和接收机组成，是一个区域性的定位和通信系统，控制站和接收机组成，是一个区域性的定位和通信系统，原理与原理与GPS一样，但精度比较差。一样，但精度比较差。q欧洲空间局欧洲空间局的的NAVSAT（伽利略计划）。伽利略计划）。q国际移动卫星组织国际移动卫星组织的的INMARSAT。6.其他卫星导航系统其他卫星导航系统10.3G

40、PS10.3GPS7979北斗卫星定位导航系统北斗卫星定位导航系统10.3GPS10.3GPS8080一、一、GPS简介简介二、二、GPS与与GIS的集成的集成10.3GPS10.3GPS81811.GIS1.GIS与与GPSGPS集成的系集成的系统结统结构模型构模型 10.3GPS10.3GPS82822.GIS2.GIS与与GPSGPS集成的形式集成的形式单单台移台移动动式式 在用在用户设备户设备上直接配上直接配备备GISGIS工具工具软软件，把接收机天件，把接收机天线线接接收的定位数字信号直接收的定位数字信号直接馈馈入入GISGIS系系统统，由，由GISGIS系系统对统对接收机定接收机定

41、位信息位信息进进行行处处理并与其数字地理并与其数字地图图匹配，匹配，这样这样即可全世界即可全世界实时实时显显示接收机天示接收机天线线位置；位置；集中集中监监控式控式 当定位精度要求高，移当定位精度要求高，移动动区域广，需要集中区域广，需要集中显显示流示流动动目目标标的运行状况的运行状况时时，便需要采取本方式。，便需要采取本方式。1 1）控制中心：由大屏幕）控制中心：由大屏幕计计算机、无算机、无线电线电台、通台、通讯讯适配器、适配器、电电 源和天源和天线线系系统组统组成，并配成，并配备备GISGIS。2）基站：由电台、通讯适配器、电源和天线系统组成。）基站：由电台、通讯适配器、电源和天线系统组成

42、。3）移动站（即车载系统）：由电台、天线、通讯适配器和）移动站（即车载系统）：由电台、天线、通讯适配器和GPS接收机组成。接收机组成。10.3GPS10.3GPS838310.3GPS10.3GPS8484作为实时提供空间定位数据的技术，作为实时提供空间定位数据的技术，作为实时提供空间定位数据的技术，作为实时提供空间定位数据的技术，GPSGPS可以与地可以与地可以与地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。理信息系统进行集成，以实现不同的具体应用目标。理信息系统进行集成，以实现不同的具体应用目标。理信息系统进行集成，以实现不同的具体应用目标。3.GIS与与GPS集成的应用集成的应

43、用85851定位定位主要在诸如旅游、探险等需要室外动态定位信主要在诸如旅游、探险等需要室外动态定位信主要在诸如旅游、探险等需要室外动态定位信主要在诸如旅游、探险等需要室外动态定位信息的活动中使用。如果不与息的活动中使用。如果不与息的活动中使用。如果不与息的活动中使用。如果不与GISGIS集成，利用集成，利用集成，利用集成，利用GPSGPS接接接接收机和纸质地形图，也可以实现空间定位；但是通收机和纸质地形图，也可以实现空间定位；但是通收机和纸质地形图，也可以实现空间定位；但是通收机和纸质地形图，也可以实现空间定位；但是通过将过将过将过将GPSGPS接收机连接在安装接收机连接在安装接收机连接在安装

44、接收机连接在安装GISGIS软件和该地区空间软件和该地区空间软件和该地区空间软件和该地区空间数据的便携式计算机上，可以方便地显示数据的便携式计算机上，可以方便地显示数据的便携式计算机上，可以方便地显示数据的便携式计算机上，可以方便地显示GPSGPS接收接收接收接收机所在位置并实时机所在位置并实时机所在位置并实时机所在位置并实时显示其运动轨迹显示其运动轨迹显示其运动轨迹显示其运动轨迹，进而可以利用，进而可以利用，进而可以利用，进而可以利用GISGIS提供的提供的提供的提供的空间检索功能空间检索功能空间检索功能空间检索功能，得到定位点周围的信息得到定位点周围的信息得到定位点周围的信息得到定位点周围

45、的信息，从而实现决策支持从而实现决策支持从而实现决策支持从而实现决策支持。10.3GPS10.3GPS8686主要运用在诸如旅游探险等需要室外动态定位信息的活动。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接收机所在所在位置位置，并实时显示显示其运动轨迹运动轨迹，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得到定位点周围的信息，从而实现决策支持决策支持。8787GPS接收机接收机数据接口数据接口数据处理数据处理显示显示数据记录数据记录定位定位测量测量监控与导航监控与导航GIS串口通信串口通信8888GPS卫星卫星定位演示定位演示10.

46、3GPS10.3GPS89892测量测量主要应用于土地管理、城市规划等领域，利用主要应用于土地管理、城市规划等领域，利用主要应用于土地管理、城市规划等领域，利用主要应用于土地管理、城市规划等领域，利用GPSGPS和和和和GISGIS的集成，可以测量区域的面积或者路径的长度。该过的集成，可以测量区域的面积或者路径的长度。该过的集成，可以测量区域的面积或者路径的长度。该过的集成，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，需要跟踪多边形边程类似于利用数字化仪进行数据录入，需要跟踪多边形边程类似于利用数字化仪进行数据录入，需要跟踪多边形边程类似于利用数字化仪进行数据录入，

47、需要跟踪多边形边界或路径，采集抽样后的顶点坐标，并将坐标数据通过界或路径，采集抽样后的顶点坐标，并将坐标数据通过界或路径，采集抽样后的顶点坐标，并将坐标数据通过界或路径，采集抽样后的顶点坐标，并将坐标数据通过GISGIS记录，然后计算相关的面积或长度数据。记录，然后计算相关的面积或长度数据。记录，然后计算相关的面积或长度数据。记录，然后计算相关的面积或长度数据。在进行在进行在进行在进行GPSGPS测量时，要注意以下一些问题，首先，要测量时，要注意以下一些问题，首先，要测量时，要注意以下一些问题，首先，要测量时，要注意以下一些问题，首先，要确定确定确定确定GPSGPS的定位精度是否满足测量的的定

48、位精度是否满足测量的的定位精度是否满足测量的的定位精度是否满足测量的精度要求精度要求精度要求精度要求，如对宅基，如对宅基，如对宅基，如对宅基地的测量，精度需要达到厘米级，而要在野外测量一个较地的测量，精度需要达到厘米级，而要在野外测量一个较地的测量，精度需要达到厘米级，而要在野外测量一个较地的测量，精度需要达到厘米级，而要在野外测量一个较大区域的面积，米级甚至几十米级的精度就可以满足要求；大区域的面积，米级甚至几十米级的精度就可以满足要求；大区域的面积，米级甚至几十米级的精度就可以满足要求；大区域的面积，米级甚至几十米级的精度就可以满足要求；其次，对不规则区域或者路径的测量，需要其次，对不规则

49、区域或者路径的测量，需要其次，对不规则区域或者路径的测量，需要其次，对不规则区域或者路径的测量，需要确定采样原则确定采样原则确定采样原则确定采样原则，采样点选取的不同，会影响到最后的测量结果。采样点选取的不同，会影响到最后的测量结果。采样点选取的不同，会影响到最后的测量结果。采样点选取的不同，会影响到最后的测量结果。10.3GPS10.3GPS9090基准站基准站GPS卫星卫星基准站基准站可测量两站之间的位置可测量两站之间的位置10.3GPS10.3GPS919192923监控导航监控导航用于车辆、船只的动态监控，在接收到车辆、船用于车辆、船只的动态监控，在接收到车辆、船用于车辆、船只的动态监

50、控，在接收到车辆、船用于车辆、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只发回的位置数据后，监控中心可以确定车船的运行只发回的位置数据后，监控中心可以确定车船的运行只发回的位置数据后，监控中心可以确定车船的运行轨迹，进而利用轨迹，进而利用轨迹，进而利用轨迹，进而利用GISGIS空间分析工具，判断其运行是否正空间分析工具，判断其运行是否正空间分析工具，判断其运行是否正空间分析工具，判断其运行是否正常，如是否偏离预定的路线，速度是否异常常，如是否偏离预定的路线，速度是否异常常，如是否偏离预定的路线，速度是否异常常，如是否偏离预定的路线，速度是否异常(静止静止静止