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-1-3S期末复习资料考试时间：2014年1月14日(8:30-10:30)考试地点：田207、田212题型：填空20%（0.5分/空）、名词解释20%（2分/题）、简答题30%（5—6题）、计算或证明10%（1题）、综合论述20%（10分/题）第一章绪论1.地球信息科学（Geoinformatics或Geomatics）：又译为地理信息科学，是测绘学、摄影测量与遥感学、地图学、地理科学、计算机科学、卫星定位技术、专家系统技术与现代通讯技术等的有机集成，即多种学科的综合。是用各种现代化方法采集、量测、分析、存储、管理、显示、传播和应用与地理和空间分布有关数据的一门综合的计算机信息科学、技术和产业实体。2.地球信息科学的特点：①动态性、②系统化、③实时性、④空间特征、⑤信息科学。3.★“3S”技术的含义：即遥感RS、全球定位系统GPS和地理信息系统GIS。4.★遥感的概念1)RS（抽象）：安装在平台上的传感器，借助于某种信息传播媒介来感测遥远事物的过程。2)RS技术（具体）：从不同高度的平台（如飞机、人造卫星等）使用传感器收集地物的电磁波信息，再将这些信息传输到地面并加以处理，从而达到对地物的识别与监测的综合技术。5.★遥感的分类：1）按遥感平台分：航天遥感、航空遥感、地面遥感。2）按传感器工作方式分：被动遥感（传感器本身不发射任何人工探测信号，只能被动地接受来自对象的信息）。主动遥感（传感器本身带有电磁波的辐射源，工作时向目标发射信号，接收目标物反射这种辐射波的强度）。6.★全球定位系统（GPS）或卫星导航系统：是由一系列卫星组成的导航星座，对地面、海面、空中物体的三维位置、三维速度和一维时间进行实时、连续、全天侯精确测量的技术系统。7.★地理信息系统（GIS）：在计算机软件和硬件的支持下，以一定的格式输入、存贮、检索、显示和综合分析现实世界的各类空间数据及属性特征的技术系统。由于它有自已完整的理论体系，现已发展成为一门学科。第二章空间信息技术基础1.★黄道面：地球绕地轴（地球旋转轴）自转的同时也绕太阳公转，地球绕太阳公转的平面即称为黄道面。2.铅垂线：地理空间中任意一点的重力作用线。3.我国常用的国家大地坐标系有：1)BJ54（1954年北京坐标系）；2)GDZ80（1980年国家大地坐标系）；3)WGS-84（全球公用的地球坐标系）。4.高程：1)绝对高程：地面点沿铅垂线至大地水准面的距离，亦称为海拔。-2-2)假定高程：以某假定水准面作为起算面，则地面点沿铅垂线至假定水准面的距离，亦称为相对高程。5.高程异常：由于大地水准面与参考椭球面不重合，它们之间的距离称为高程异常，用ξ表示。ξ=H大地高-HA。6.★地图投影：由于球面的不可展示性，为了将椭球面上各点的大地坐标，按着一定的数学法则，变换为平面上相应点的平面直角坐标。实质是。。。。7.地图投影的种类：1)按变形的性质分等角投影，等积投影，等距投影；2)按展开方式分方位投影、圆柱投影、圆锥投影；3)按投影面积与地球相割或相切分割投影和切投影。8.★我国的地图投影主要采用高斯—克吕格投影。在大比例尺时，采用高斯—克吕格投影（横轴等角切椭圆柱投影），在中小比例尺时，采用兰勃特投影（正轴等角割圆锥投影）。9.★高斯投影的特点：1）中央经线和赤道投影后为互相垂直的直线，且为投影的对称轴；2）投影具有等角的性质（投影后经纬线相垂直）；3）中央经线投影后保持长度不变。10.★高斯—克吕格投影的优点：1）等角性适合系列比例尺地图的使用与编制；2）经纬网和直角坐标的偏差小，便于阅读使用；3）计算工作量小，直角坐标和子午收敛角值只需计算一个带。11.★地形图的分幅与编号1）我国基本地形图的分幅和编号是按国际规定的在1:100万地形图基础上，按经纬度进行。1:100万地形图的分幅和编号：1∶100万地形图分幅和编号是采用国际标准分幅的经差6°、纬差4°为一幅图。如北京某地的经度为116°26′08″、纬度为39°55′20″，所在1∶100万地形图在北半球第10行，第50列，其编号为J-50。（北京按纬差4度，经差6度分，J-50）2）1:50万，1:20万，1:10万地形图的分幅和编号,这三种图在1:100万地形图基础上，按经纬度划分。①1:50万按纬差2度，经差3度分，分4幅图，J-50-A；②1:20万按纬差40’，经差1度分，分36幅图，J-50-A-[1]；③1:10万按纬差20’，经差30’分，分144幅图，J-50-144。3）1:5，1:2.5万，1:1万地形图的分幅和编号，这三种图在1:10万地形图基础上，按经纬度划分。①1:5万按纬差10’，经差15’，分4幅图，J-50-144-A；②1:2.5万按纬差5’，经差7.5’，分16幅图，J-50-144-A-1；③1:1万按纬差2.5’，经差3.75’，分64幅图，J-50-144-[10]。12.地形图的公里网：在大于1:10万的地形图上绘有高斯－克吕格投影平面直角坐标网，其方格为正方形，以公里为单位，故又称公里网。-3-13.公里网在地图上的间隔是随地图比例尺大小不同而不同的。1)在1﹕1万地形图中，公里网间隔10cm，实地距离1km。2)在1﹕2.5万地形图中，公里网间隔4cm，实地距离1km。3)在1﹕5万地形图中，公里网间隔2cm，实地距离1km。4)在1﹕10万地形图中，公里网间隔2cm，实地距离2km。第三章GPS的构成1.★GPS定位系统由三部分组成：①空间星座部分、②地面监控部分和③用户设备部分。2.★地面监控部分包括有：一个主控站（监测站）、三个注入站（监测站）、一个监测站。用户部分主要由GPS接收机构成。3.几个基本概念1)码元（也称比特，即bit）：二进制数字码序列中的一个电平二进制数称之。2)调制：将低频信号（不仅是二进制数字码序列信号，也可以是不规则的人的声音信号、音乐信号）“装载”到高频电磁波的过程。3)★解调：从带有高频电磁波载波信号中解译释放出原信号的过程。4)★伪随机码：凡是具有周期性的而又有良好自相关特性的数字码称之。5)★伪距：将接收机中GPS复制码对准所接收的GPS码所需要的时间偏移并乘以光速化算的距离。此时间偏移是信号接收时刻（接收机时间系列）和信号发射时刻（卫星时间系列）之间的差值。4.★GPS定位的特点：1)全球地面连续覆盖，从而保障全球、全天候连续、实时、动态导航、定位。2)功能多，精度高，可为各类用户连续提供动态目标的三维位置、三维航速和时间信息。3)实时定位速度快，可在1秒内完成。4)抗干扰性能好，保密性强。5)操作简单。6)两观测点间不需通视。7)可同时提供三维坐标。8)全天候作业。5.★GPS定位原理（单点定位原理）：设有i=1,2,3,4四颗卫星，在某一时刻tj的瞬时坐标为i(Xi,Yi,Zi)，欲确定地面上某点P的三维坐标(Xp,Yp,Zp)，通过GPS接收机测得P点到各卫星的空间距离Si(i=1,2,3,4)。由于接收机钟为质量较低的石英钟，故其测时误差σt不可忽略；至于卫星钟，均配有原子钟，其测时精度较高，在阐述单点定位原理时可忽略；另外，对流层、电离层对测距的影响，卫星星历等误差对测距的影响可以忽略。因而，可得到方程：Si=[(Xp-Xi)2+(Yp-Yi)2+(Zp-Zi)2]1/2+C*δt1)其中，i=1、2、3、4…；C为光速。2)式中有Xp、Yp、Zp、δt共计4个未知数，4颗卫星测距恰好能确定，解上式4个四元二次方程可得之，当多于4颗卫星或观测历元tj更多时，可用最小二乘原理解之。-4-第四章全球定位系统定位方法和测量1.GPS的定位方法按照定位分为：单点定位、静态相对定位、差分定位。2.差分定位或动态相对定位的基本原理：是在两个测站上安置接收机同步观测，其中一个测站的空间位置是已知点，通过对已知点的观测得到已知数据与观测数据之间的差值，然后用此差值对未知点的观测数据进行改正。3.差分定位：动态相对定位的基本原理是在两个测站上安置接收机同步观测，其中一个测站的空间位置是已知点，通过对已知点的观测得到已知数据与观测数据之间的差值，然后用此差值对未知点的观测数据进行改正。主要有①伪距差分、②位置差分、③载波相位差分等基本定位模式。4.★美国政府的GPS政策：1)SA技术：主要包括下列两个内容①有意识地在广播星历中加入误差，在(1)式中起始计算数据Xi,Yi,Zi中加入误差，使星历精度降低，称之为ε技术。②有意识地在卫星钟的钟频信号中加入误差，使钟频相对于标准频率10.20MHz产生±2Hz的抖动，变化周期约10分钟，从而使(1)式中Si有误差，即降低观测值精度，称之为δ技术。2)AS技术：就是对P码(精码)的码结构进行保密，以防敌对方进行电子干扰和电子诱骗。具体措施是将P码与保密的W码相加，形成更为保密的Y码。5.★对抗SA和AS的主要对策有：1)差分定位系统的建立：在资源和环境中，通常采用RTD（以码相位为观测值的实时差分GPS定位技术）和RTK（以载波相位为观测值的实时动态差分技术）；2)建立独立的卫星测轨系统；3)建立独立自主的卫星导航定位系统和不同卫星定位系统的联合定位；4)对AS实施解密。第五章遥感系统和遥感技术的物理基础1.遥感过程：是指遥感信息的获取、传输、处理，以及分析判读和应用的全过程。2.遥感技术系统包括四个部分：①遥感试验是（基础）、②遥感信息获取（中心工作）、③遥感信息处理、④遥感信息应用（最终目的）。3.电磁波谱：按照波长的长短顺序将各种电磁波排列制成的一张图表叫做电磁波谱。4.常用电磁波谱：可见光、红外线、微波是RS中常用的三大波段。5.根据辐射的波长与散射微粒的大小之间的关系，可将散射作用分为三种：瑞利散射（dλ）、米氏散射（d≈λ）和非选择性散射（即d＞λ）。6.大气窗口：电磁波在大气中传输时，通过大气层未被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段范围。★地物的反射光谱特性：地物的反射率随入射波长变化而变化的规律。1)地物的反射光谱特性和反射光谱曲线：地物的反射率随入射波长变化而变化的规律，称为地物的反射光谱特性。-5-以波长为横坐标，反射率为纵坐标，绘成的曲线图称为地物反射光谱曲线。2)植物的发射光谱曲线的绘制及其影响因素。①规律：在蓝光波段（0.38～0.50μm）反射率低，绿光波段（0.50～0.60μm）的中点0.55μm左右，形成一个反射率小峰，这就是植物叶子呈绿光的原因。在红光波段（0.60～0.76μm），起先反射率甚低，在0.65μm附近达到一个低谷，随后又上升，在0.70～0.80μm反射率陡峭上升，到0.80μm附近达到最高峰。（如图所示：）。。。②影响植物反射率的主要因素包括叶绿素、细胞结构和含水量等。第六章遥感技术体系1.航空摄影的种类：1)按象片倾斜角分类（象片倾斜角：是航空摄影机主光轴与通过镜头中心的铅垂线间的夹角。）：③垂直摄影：3，得到水平象片，各部分比例尺大致相同，可量测距离。④倾斜摄影：3，得到倾斜象片，变形大，但摄取面积大。2)★按摄影的实施方式分类：单片摄影、航线摄影、面积摄影。对于航线摄影和面积摄影而言，象片之间存在着一定的重叠，包括：①航向重叠（纵向重叠）：在同一条航线上相邻两张象片间的重叠；重叠度为53%～60%；用于相邻象片地物的互相衔接和立体观察。②旁向重叠（横向重叠）：相邻航线间相邻象片的重叠；重叠度为15%～30%；用于象片镶嵌等。2.航空象片物理特性的影像因素：包括地物的反射特性、感光材料性能和摄影机镜头的分辨率等，是影响色调的主要因素。3.航空象片的几何特性：1)中心投影：空间任意点A均通过一固定点（投影中心）投影到一平面上，投影中心S、投影平面P和空间点A三者之间的关系任意。2)垂直投影：所有投影光线互相平行且垂直地投影到投影面上。-6-4.中心投影与垂直投影的区别：1)投影距离影响比例尺，即航高影响比例尺：（f：焦距，H：航高）。2)地形起伏引起象点位移，产生投影差，从而引起比例尺变化。3)投影面倾斜产生倾斜误差，引起象片上