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第二章GIS空间认知原理主要内容基础空间认知变化空间认知GIS技术认知总结1、基础空间认知地理空间与地理系统地理空间——是地球上大汽圈、水圈、生物圈、岩石圈和土壤圈交互作用的区域，即地球表层空间。地球上许多自然和生物现象大都发生在地理空间中；地理系统——地球表面的几何模型：•共分为四类（自然表面、大地水准面、椭球体模型、数学模型）。自然表面地球自然表面是一个起伏不平、十分不规则的表面：非常复杂、难以表达；大地水准面从海平面延伸到所有大陆下部且与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的水准面。动态性；椭球体模型采用旋转椭球体来代替地球体。规则的数学表面，扁率为：1/293;三种模型的关系地理空间认知流程OGC：由于地理信息的复杂性和人们认识观念上的差别，不同的学科可能对地理空间世界按照各自的认识和思维方式来构造不同的模型。地理空间认知模型三层次模型：抽象层次比较细致，但较繁；为了简单明确地描述GIS的抽象过程，归纳三个层次来进行抽象。z气候变暖——天气极端异常z环境变化——生态严重破坏z灾害变化——频繁危及人类2、变化空间认知沙尘暴灾害地震灾害-汶川泥石流灾害-舟曲暴雨灾害-印尼海啸灾害-日本•科学防范胜于救灾。•极端天气、环境恶化、灾害频发需要人们采用先进手段对细微征兆进行精确监测，准确作出判断，及时发出预警，科学指挥应对。认知——预知认知活动的手段包括两类一类是硬件，如科学仪器和设备等，是人体器官的延长;随着科学的发展和认识的深化，工具要素处于越来越重要的地位。随着科学的发展和认识的深化，工具要素处于越来越重要的地位。另一类是软件，如科学理论和科学方法等，是人类器官的扩大。人类生活在地球上，人类的一切活动无不与地理空间信息相关。什么时间，什么地点，发生了什么事情，为什么发生在这里，事发地点的环境及其与周围环境的关系，这都是人们比以往任何时候都更为关心的问题。时间、空间、属性，这是地理空间信息的三要素，每个人的工作、生活和学习中每时每刻都会涉及到的。人类借助什么来认识变化着的世界或人类自身赖以生存和发展的地理环境呢？这就是地理信息工程技术要解决的问题。人类借助什么来认识变化着的世界或人类自身赖以生存和发展的地理环境呢？这就是地理信息工程技术要解决的问题。利用地图利用天气图利用地理信息系统利用虚拟地理环境实地考察认知手段中国海域中国海域中国海域全球定位系统全球定位系统遥感遥感地理信息系统地理信息系统哪里哪里是是什么什么GPS/GIS/RSGPS/GIS/RS分析分析包括空间包括空间关系探索关系探索((数值的数值的))说明性建模制图制图包括物理包括物理要素的精确位置要素的精确位置((图形的图形的))描述性制图ÆÆ为什么为什么和和那么那么今天的世界已经成为没有地图、天气图、GIS就无法“运转”的时代，因为地图、天气图、GIS等都反映了客观世界的空间关系和空间结构。特别是GIS，它是人们表达世界、认识世界和改变世界的新的技术手段。从对本学科的影响的角度看，20世纪50年代以来，技术发展变化最大的应该是：从对本学科的影响的角度看，20世纪50年代以来，技术发展变化最大的应该是：通信网络技术地球空间信息技术电子计算机技术空间技术二维二维实时∕准实时实时∕准实时多维动态信息多维动态信息卫星导航定位数据卫星导航定位数据表达方式表达方式信息源信息源2.5维2.5维三维三维静态、滞后静态、滞后遥感影像遥感影像地图数字化地图数字化统计信息统计信息3、GIS技术认知智能决策支持型模型决策支持型分析型管理型功能变化基于主机的GIS基于主机的GIS桌面GIS桌面GISWebGIS（C/S，B/S）WebGIS（C/S，B/S）分布式GIS分布式GIS开放式GIS开放式GISWebServiceGridServiceWebServiceGridServiceWebGIS（C/S与B/S集成）WebGIS（C/S与B/S集成）启示：共享和开放是GIS技术发展的必然趋势体系与结构变化集成式GIS模块式GIS组件式GISWebService封装组件GridService封装组件GIS功能包启示：组件化标准化封装开发模式变化4、总结之一：世界是变化着的（人类面临的问题的变化、人类需求的变化、技术的发展变化）。GIS也是变化着的（体系结构的变化、开发模式的变化、功能上的变化、信息源上的变化、概念上的变化）。之二：目前的地理信息工程技术面临着许多问题。如：•信息资源不能共享，系统之间不能互联互通互操作；•数据源具有多参照系、多类型、多时态、多尺度、多语义等特点，导致集成应用的数据不一致、不连续等问题；•网络∕网格环境下“质”与“量”、“供”与“需”、“零”与“整”的矛盾；•网络上的数字世界与现实的物理世界的分离，导致应用时效性和智能化程度低。之三：解决目前存在的问题的总体思路——是要把地理信息系统建设的着眼点放在基于网络∕网格环境的地理信息体系服务能力上、即以网络∕网格为平台，以空间信息为纽带，各种要素、单元、信息系统按照一定的组织结构和相互联系，并遵循相应标准和协议构成的整体系统。之四：根据上述总体思路，地理空间信息工程技术前沿有三个问题值得关注：•基于网络服务的地理信息共享与空间数据互操作技术；•基于网格服务的信息资源共享与协同工作技术；•基于传感器网络（卫星传感器网、物联网）的智能化服务技术。之五：地理空间信息工程技术的最终目标——是要实现网上的数字地理世界与现实地理世界的无缝结合，达到对现实物理地理世界的实时感知、判断、预警和决策。这是一个宏伟的目标，任重而道远。