第五-六讲 地学认知与空间数据模型-数据获取方法.pptVIP

第五章 地学认知与三维空间数据模型 1,矿山地学系统与空间信息系统 1.1 矿山地学系统 地理系统划分:岩石圈 水圈 生物圈 大气圈 电离层及外太空 传统GIS研究范畴:地球表面. 矿山地学系统:70年代以来,GIS在气象,矿山,地质,隧道等领域的应用逐渐扩大,尤其以矿山GIS为特点,涵盖的空间对象,上至大气层,中至植被道路建筑,下至矿坑边坡,井巷工程,煤层,岩层. 目前在全国开展的数字城市,其实也包含了城市地下地质的模拟内容. 1.2 矿山信息系统的目标 定义:空间实体抽象概括. 类型:点状目标,控制点,井位,城镇点 线状目标,水系,铁路,街道,巷道 面状目标,在三维空间,为平面或者 曲面,以地层面或断层面为列. 体状目标,薄层矿,厚层矿,地层, 采空区 形状和属性双重特征.四类目标可以转换, 因为抽象的层次有差别. 1.3 GIS与空间信息系统 两者是相互联系又互有区别的概念. GIS是空间信息系统的基础,空间信息 系统是GIS的延拓.研究对象发生了变 化:由地形地表到空间三维. GIS基础学科群：数学，测绘学，计算机，地理科学． 空间信息系统SIS基础学科群： 地质，地球物理，地理，工程，环境，另外在测绘中应用的技术也从二维到三维（lidar）,计算机技术要增加虚拟现实可视化，空间数据库的内容． 2,地学认知与空间数据模型 地学认知：地学目标，信息的抽象过程． 2.1 地学中的认知模型 (1),基于对象 是普遍的ＧＩＳ数据组织形式，即把自然界实物抽象为点，线，面． (2),基于网络　　路径分析 (3),基于域(图像处理) A,图斑模型 土壤，植被分类结果 内部也可以用函数模拟， B,等值线模型 C,采样模型 典型的ＴＩＮ或ＧＲＩＤ 2.2 空间数据模型 A,传统的模型 层次模型,--由记录和系组成,只能有一个父节点. 网络模型,--由记录和系组成,子节点可以有多个父节. 关系模型 --目前以关系模型为主,数据表记录,关系隐含. B,面向对象的数据模型 每种对象为一类,每类有自己的操作函数. C,关系-对象模型 关系数据库不支持变长记录,对象模型不成熟,处于概念阶段.因此目前只能用关系-对象模型. 2.3 空间维数与3DGIS概念 2维GIS, 2.5维GIS, 2.75维GIS,虚拟城市 3维GIS或3维GMS.地质体模拟 时间维可以单列,与以上类型组合. 第六章 3D数据获取方法概述 2.1 GIS 空间数据获取方法分类 点方式:GPS,罗盘定位，天文测量，钻孔，大地测量，工程测量，瞬变电磁． 面方式：摄影测量，遥感.雷达 体方式：３Ｄ地震，lidar. 着重介绍一下遥感技术 主要用于地表平面空间信息和物理(光谱)信息获取. 目前空间分辨率 和光谱分辨率较高. 立体像对用于 高程获取. 但目前精度不够高. 目前的遥感处理软件比较成熟,如ENVI,PCI,ERDAS,ERMAPPER.可以自动对地物分类,生成矢量图供GIS使用,可以处理立体像对,生成DEM. 雷达(微波)遥感原理及应用 用于获取地表高程和形变. 原理是用微波探测地表,接受反射波束,波束中包含两部分信息,一部分是能量(振幅)大小,反映目标物理特征,一部分是相位大小. 用单个雷达无法获取高程及变化. 微波原理 微波图像 两束微波同时对目标观测,得到相干图像.