GIS_GPS_RS_3S_基础知识

3S集成：GIS/RS/GPS1、遥感(RemoteSensing，RS)2、全球定位系统(GlobalPositionSystem，GPS)3、3S集成(3SIntegration)遥感（RemoteSensing)——遥感的基本概念和基础所谓遥感，通常指的是通过某种传感器装置，在不与研究对象直接接触的情况下，获得其特征信息，并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学技术。遥感是20世纪60年代发展起来的对地观测综合性技术。其概念出现于1962年，但其迅速发展与广泛应用则是在1972年美国第一颗地球资源技术卫星（Landsat-1）发射并获取大量卫星图像之后。遥感（RemoteSensing)——遥感的基本概念和基础遥感的物理基础是电磁学。其中几个重要的概念就是：电磁波：当电磁振荡进入空间，在空间中传播时，就形成了电磁波。电磁波谱：将电磁波在真空中传播的波长或频率，按递增或递减的顺序排列，就构成了电磁波谱。电磁辐射：一切物体都能产生电磁波并发射出去，是辐射源。同时也能够吸收和反射其他物体的辐射。黑体：能够吸收全部入射辐射能量的物体称绝对黑体。黑体辐射：绝对黑体是最有效的辐射体，其辐射度随温度T的增加而迅速加大；辐射度的峰值波长随温度的增加向短波方向移动。遥感（RemoteSensing)——遥感的基本概念和基础遥感技术就是通过观测电磁波，从而判断和分析地表的目标以及现象。这当中最重要的一个基础就是地物的电磁波特性，即“一切物体，由于其种类和环境条件不同，因而具有反射和辐射不同波长的电磁波的特性”。换句话说，遥感是一种利用物体反射或辐射电磁波的固有特性，通过观测电磁波、识别物体以及物体存在环境条件的技术。观测电磁波的装置是传感器。遥感（RemoteSensing)——遥感的基本概念和基础在了解了遥感的基本概念和基础之后，我们来看看遥感的分类：按遥感平台分（按传感器放置的位置）：地面遥感（如车、船、手提、台架）、航空遥感（如飞机、气球）、航天遥感（如卫星、航天飞机、空间站）、宇航遥感（如星际飞船）。按传感器的探测波段分：紫外、红外、微波、可见光以及多波段遥感。按工作方式分：主动遥感（传感器主动发射电磁波并接收目标的反射信号）和被动遥感（只接收目标自身的辐射及对自然辐射的反射信号）；成像遥感和非成像遥感。按应用领域分：如外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感等。还可以更加细分，如环境，农、林、渔等。GPS（GlobalPositionSystem）GPS的基本概念GPS的系统组成GPS的定位原理其他卫星定位导航系统GPS（GlobalPositionSystem）——GPS的基本常识全球定位系统（GPS）是利用卫星进行点位测量和导航技术的一种，其全称是导航卫星测时和测距/全球定位系统（NavigationSatelliteTimingandRanging/GlobalPositionSystem）。它是由美国军方组织研制建立，从1973年开始实施，到1994年完成，可实现地球上任何地方，任何时刻的自动定位和授时。GPS（GlobalPositionSystem）——GPS的基本常识GPS是美国继阿波罗登月计划和航天飞机之后的第三大空间工程。GPS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。从1973年到1979年，共发射了4颗试验卫星，研制了地面接收机及建立地面跟踪网，从硬件和软件上进行了试验。试验结果令人满意。GPS（GlobalPositionSystem）——GPS的基本常识GPS（GlobalPositionSystem）——GPS的基本常识第二阶段为全面研制和试验阶段。从1979年到1984年，又陆续发射了7颗试验卫星。这一阶段称之为BlockI。与此同时，研制了各种用途的接收机，主要是导航型接收机，同时测地型接收机也相继问世。试验表明，GPS的定位精度远远超过设计标准。利用粗码的定位精度几乎提高了一个数量级，达到14m。由此证明，GPS计划是成功的。GPS（GlobalPositionSystem）——GPS的基本常识第三阶段为实用组网阶段。1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功，宣告了GPS系统进入工程建设阶段。这种工作卫星称为BlockⅡ和BlockⅡA卫星。这两组卫星的差别是：BlockⅡA卫星增强了军事应用功能，扩大了数据存储容量；BlockⅡ卫星只能存储供14天用的导航电文（每天更新三次）；而BlockⅡA卫星能存储供180天用的导航电文，确保在特殊情况下使用GPS卫星。实用的GPS网即（21＋3）GPS星座已经建成，今后将根据计划更换失效的卫星。GPS（GlobalPositionSystem）——GPS的系统组成（常识）GPS系统包括三大部分：空间部分——GPS卫星星座地面控制部分——地面监控系统用户设备部分——GPS信号接收机GPS（GlobalPositionSystem）——GPS的系统组成（常识）GPS卫星分布空间部分：卫星分布21颗工作卫星，3颗备用卫星；每4颗卫星工作在同一轨道平面内，24颗卫星均匀分布在6个轨道平面，彼此夹角为60；轨道平面相对于赤道的倾角为55；卫星离地面高度20200km；12恒星时(11hr58min2.05s)绕地球一周；地球上任何地方任何时刻同时可收到4颗以上GPS卫星的信号。GPS（GlobalPositionSystem）——GPS的系统组成（常识）GPS（GlobalPositionSystem）——GPS的定位原理（常识）GPS定位的基本原理是利用测距交会确定点位。D1D2D3准确位置一台接收机同时获得与四个以上的GPS卫星之间的距离。若多于四个，则可优选出四个进行计算。其他的卫星定位导航系统还有：俄罗斯的全球轨道导航卫星系统（GLONASS），与GPS极为相似，也由24颗卫星组成（21颗工作，3颗在轨备用）。我国的双星导航定位系统，又称无线电测向卫星业务（RDSS）系统。这是一个导航和个人通信技术结合的卫星定位系统，由3颗北斗1号卫星（“北斗1号A”[2000.10.31-0:02]、“北斗1号B”[2000.12.21-0:20]和“北斗1号C”[2003.5.24]，西昌）、控制站和接收机组成组成，是一个区域性的定位和通信系统，原理与GPS一样，但精度比较差。欧洲空间局的NAVSAT（伽利略计划）。国际移动卫星组织的INMARSAT。GPS（GlobalPositionSystem）——其他卫星定位导航系统GPS（GlobalPositionSystem）——北斗卫星定位导航系统3S集成（3SIntegration）RS与GIS的集成GPS与GIS的集成3S的集成3S集成应用领域3S集成（3SIntegration）——RS与GIS的集成GIS是分析、处理和显示空间数据的系统，而遥感影像则是空间数据的一种形式，类似于GIS中的栅格数据。因此，GIS和RS很容易在数据的功能上进行集成：GIS作为遥感图像的处理工具―基于GIS数据的几何纠正和辐射纠正―图像分类―感兴趣区域的选取RS作为GIS的数据来源―地物要素的提取―DEM数据生成―土地利用变化以及地图数据更新3S集成（3SIntegration）——GPS与GIS的集成GPS与GIS的集成主要是利用GPS的实时空间定位数据以及GIS的地图数据和空间分析技术，来实现不同的具体应用目标：定位：如Location-BasedService测量：记录GPS测量轨迹，通过GIS计算距离、面积等监控与导航：车辆、船只、飞机等移动物体的动态监控、调度与导航GPS接收机数据接口数据处理显示数据记录定位测量监控与导航GIS串口通信3S集成（3SIntegration）——3S的集成GISGPSRS提供定位遥感信息查询几何纠正、训练区域选择以及分类验证等3S技术为科学研究、政府管理、社会生成提供了新的观测手段、描述语言和思维工具。3S结合应用，三者相互作用形成了“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及空间定位，GIS进行相应的空间分析，提取有用的信息，进行综合集成，为决策提供科学的依据。卫星定位与定轨遥感信息传输目标提取与识别(自动化、智能化)数据处理(高光谱、高分辨率、雷达)分发多源数据融合与集成遥感成像机理与模型用户各应用部门资料来源：李德仁院士报告《21世纪遥感与GIS的发展》3S集成（3SIntegration）——3S集成应用领域车辆导航与监控海洋资源开发利用精细农业土地利用全球变化…相关阅读材料1、新型空间信息集成型技术2、数字地球与“3S”技术3、对地观测技术与对地观测系统4、遥感应用与地理信息系统5、遥感辐射特性研究的现状与展望6、基于双星导航系统的车辆管理与调度系统7、差分GPS定位原理8、GPS2000年前后的进展和状况9、梅安新等，遥感导论，北京：高等教育出版社，2001。10、张守信编著，GPS卫星测量定位理论与应用，长沙：国防科技大学出版社，1996。