GIS课件第十章3S集成技术.pptVIP

3S集成技术 1.GIS与遥感的集成及具体技术 1.GIS与遥感的集成及具体技术 1.GIS与遥感的集成及具体技术 1.GIS与遥感的集成及具体技术 1.GIS与遥感的集成及具体技术 2.GIS与全球定位系统的集成及具体技术 2.GIS与全球定位系统的集成及具体技术 2.GIS与全球定位系统的集成及具体技术 3.3S集成综述 3.3S集成综述 3.3S集成综述 思考题 * * 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。 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。 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。 在遥感和地理信息系统的集成系统中，遥感数据是GIS的重要信息来源，而GIS则可以作为遥感图像解译的强有力的辅助工具，具体而言，有以下的应用方面[J. C. Hinton]： （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。 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。 （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 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）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。 GIS与GPS集成的系统结构模型 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（