地理高頻考點：地理信息技術

2019-05-24 13:26:19網絡資源

　　一、遙感（RS）技術

　　1．概念：人們利用一定的技術裝備，在航空器（如飛機）或航天器（如飛船、衛星）上，對遙遠的事物進行感知，就是遙感。遙感是人們視力的延伸，遙感是指不直接接觸物體，通過高層或外層空間各種運載工具上的傳感器，接收來自地面目標物發射或反射的電磁波信息，并以圖像膠片或資料磁帶記錄下來，傳送到地面接收站，對遙感信息經過處理和判讀分析，來實現地面物體形狀、大小、位置、性質及其與環境關系的認識，并經過野外實地驗證，最終服務于資源勘探、動態監測和有關部門的規劃決策。其主要的基本技術程序（或稱環節）如圖所示：

　　2．主要特點：與實地測繪相比，遙感具有探測范圍大（"飛得高，探得遠"），獲得資料速度快、周期短（探測范圍大，獲得資料的速度快、周期短），受地面條件限制少即適應性強（利用不同波段和不同的遙感儀器探測物體，自然適應性強）等特點，與實地測繪相比，遙感還具有成本低、效益大的特點。

　　3．系統構成：包括遙感平臺（承載傳感器的飛機、飛船、衛星等）、傳感器（各種光學儀器和電子儀器等）、遙感信息的接受和處理工具三大類儀器設備。

　　4．應用：遙感有著廣泛的應用領域，現已廣泛應用于資源調查（對礦產資源、水資源、土地資源、各種生物資源、海洋資源等進行識別、清查、監測、評估）災害監測（如水旱災害、地質災害、生物災害等進行監測，有助于防災減災）、環境監測、工程建設及規劃、軍事偵察、海上交通、海洋漁業等。

　　二、全球定位系統（GPS）

　　1．概念：全球定位系統（GPS）是指利用衛星在全球范圍內實時進行導航和定位的系統。也稱為"授時與測距導航系統"。GPS用戶使用GPS接收機接收到工作衛星不間斷發來的關于自身的信息后，可知自身的三維位置、三維方向以及運動速度和時間信息等。

　　2．系統的組成：

　　系統結構

　　空間位置

　　組成和分布全球定位系統

　　GPS衛星星座空間由21顆工作衛星和3顆在軌備用衛星組成，24顆衛星均勻分布在6個軌道平面內

　　地面監控系統地面由分布在全球的監控站、主控站和注入站組成

　　GPS信號接收機用戶3．工作原理與特點

　　地球上任何一點，在任一時刻，地平面上空至少有4顆GPS衛星。利用4顆GPS衛星的空間位置，便可以解算出地面點所在的位置，這就是GPS衛星定位的基本原理。全球定位系統能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間，并且具有全能性（陸地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、連續性和實時性的特點。

　　4．應用：

　　全球定位系統以其精度高、速度快、費用省、操作簡便等特性而被廣泛應用于農業、林業、水利、交通、探險旅游、航空、測繪、安全防范、軍事、電力、通訊、城市管理等部門和領域。

　　三、地理信息系統（GIS）

　　1．概念：地理信息系統（GIS）是指專門處理地理空間信息的計算機系統，是利用計算機采集、存儲、分析、管理、輸出地理信息的一種技術與工具。它具有圖形化、可視化、更新快等特點。它與一般信息系統的主要區別是：GIS所采集的信息是按地理空間分布特征來反映地理實體結構及其動態變化規律的。

　　2．系統構成：包括各種系統硬件（計算機、數字化儀、掃描儀、繪圖儀等各種設備）、系統軟件（各種應用程序）、各種數據、應用人員和應用模型。

　　3．簡要工作程序：其工作流程由地理空間資料的輸入、管理、分析和表達等過程構成（如圖所示）：

　　4．應用：GIS能解決包括地物空間分布及地理位置分析、趨勢分析、模式分析，以及模擬結果等問題。現已廣泛應用于資源管理、測繪、城鄉規劃、災害監測、環境管理、市場分析、宏觀決策等許多方面。其中城市管理是應用信息系統最早的領域之一。

　　四、數字地球

　　1．概念：通俗地講就是建立一個"虛擬地球"，用數字化的方法將地球上有關的信息轉化為數字信息裝入計算機中，實現在網絡上的流通。

　　2．系統構成：信息高速公路與高速網絡技術、遙感（高分辨衛星圖象）、空間信息技術與空間數據基礎設施、大容量數據存儲技術、可視化和虛擬現實技術、高性能計算機。

　　3．核心思想和主要特點："數字地球"的核心思想，是用數字化的手段整體性地解決與空間位置相關的問題和最大限度地利用信息資源。它需要很多學科，特別是信息科學技術的支撐，如信息高速公路、高分辨率衛星影像、空間信息技術、大容量數據處理與存貯技術、可視化和虛擬現實技術，并與遙感、地理信息系統、全球定位系統技術相融合。數字地球主要有以下特點：特點內容

　　空間性、數字性和整體性的統一

　　這是數字地球與其他信息系統相區別的根本標志，數字地球必將成為人類歷史上最大、最重要的信息系統

　　可以迅速充實和聯網

　　它的數據是海量的，不僅包括地球的各類多光譜、高分辨率的遙感衛星影像、航空影像以及不同比例尺的各類數字專題圖，還包括以表格或文本形式表達的有關自然、環境、人口、經濟、教育和軍事等不同類別的數據

　　一種開放式的數據平臺

　　它采用動態、仿真和虛擬等先進的技術方案，具有融合并立體地、動態地顯示數據的能力

　　可以提供多種形式的服務

　　圖像、圖形、圖表、問體報告等多種形式提供局部或全球范圍的數據、信息、知識方面的服務，其中提供信息服務是最主要的任務。任何一個用戶都可以在允許的權限內，以多種方式從中獲取信息，并進行各類可視化操作

　　服務對象覆蓋整個社會層面

　　數字地球的建設是面向全體人群的，無論政府機關還是私營企業，無論科教部門還是生產單位，無論專業技術人員還是普通老百姓都可以從中獲得所需要的信息

　　4．應用：它的應用領域小到人們日常的工作、生活、娛樂等，大到人類的生存與可持續發展。例如，預測氣候變化，治理環境污染，防災減災，保持生物多樣性，解決政治或經濟危機，增加農業產出等。數字城市是數字地球的重要組成部分。它綜合運用地理信息系統、遙感、全球定位系統、網絡、多媒體及虛擬仿真等技術，以數字的形式獲取、存儲和再現城市的資源、基礎設施、人文、經濟等各個方面的信息，從而提高城市管理效率，節約資源和保護環境，為城市可持續發展提供決策支持。