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1、*docin/sundae_meng*本门课程内容简介docin/sundae_meng*环境决策支持系统教学计划教学计划 时间：时间： 第1周至16周（2019年2月20日至6月9日，星期一，34节，一教/316，投影）为上课时间，第17、18周（6月12日至23日）为期末考试时间；5月1日劳动节放假停课。课时表课时表（星期一，34节，一教/316，投影）：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 日期 2/20 2/27 3/6 3/13 3/20 3/274/3 4/10 4/17 4/24 5/1 5/8 5/15 5/22 5/29 6/5
2、6/12 内容 第1 讲第2 讲 第3 讲 平时 作业第4 讲 第5 讲 第6 讲 平时 作业 第7 讲第8 讲放假第9 讲 平时 作业 第10 讲 第11 讲 第12 讲 考查 作业 备注 交第 1套 作业 交第 2套 作业 交第 3套 作业 docin/sundae_meng*环境决策支持系统参考书 FremG.Mallach著，李昭智、李昭勇等译，决策支持与数据仓库系统，电子工业出版社，2019docin/sundae_meng*环境决策支持系统教学方式教学方式 教师主讲（背景，原理，方法，演示），每次课预留10分钟讨论、提问平时作业，考查作业考查方式考查方式： 平时作业（60）考查作业
3、（40）docin/sundae_meng*环境决策支持系统联系方式联系方式 课程主页iee.pku.edu/lesson/edss/index.htm课程ftpftp:/ftp.iee.pku.edu/lesson/edssemail:xueaniee.pku.edu电话：62754292转809薛安docin/sundae_meng*本节课程内容docin/sundae_meng* docin/sundae_meng* docin/sundae_meng* 根据决策过程的可描述程度，西蒙（根据决策过程的可描述程度，西蒙（H.A.SimonH.A.Simon）把决策）把决策 划分为结构化、非
4、结构化和半结构化决策三种。划分为结构化、非结构化和半结构化决策三种。 ：一般指决策方法和决策过程有固定的规：一般指决策方法和决策过程有固定的规 律可循，目标比较明确，过程结构比较清楚，可用形式化的律可循，目标比较明确，过程结构比较清楚，可用形式化的 方法描述和求解的一类决策问题。通常用数学方法来解决的方法描述和求解的一类决策问题。通常用数学方法来解决的 决策问题；决策问题； ：一般指决策方法和决策过程没有什么：一般指决策方法和决策过程没有什么 规律可循，并难以用常规定量数学方法进行问题描述和求解，规律可循，并难以用常规定量数学方法进行问题描述和求解， 而必须借助于而必须借助于人工智能人工智能等
5、技术的决策；等技术的决策； ：是指介于前两者间的一种情况，即决：是指介于前两者间的一种情况，即决 策方法和决策过程有一定的规律可循，但又不完全确定的情策方法和决策过程有一定的规律可循，但又不完全确定的情 况。通常社会经济和管理活动中所遇到的决策大部分属于这况。通常社会经济和管理活动中所遇到的决策大部分属于这 种情况。种情况。 docin/sundae_meng*PGS谋略科学的定义谋略科学的定义 Define of Stratagem Science docin/sundae_meng*PGS* 只靠决策者决定只靠决策者决定 主观主观* 依靠对策决定依靠对策决定 客观客观* 靠对策与决策者决定
6、靠对策与决策者决定 主客观结合主客观结合 由于竞争多方的复杂性由于竞争多方的复杂性, 具有博弈的性质具有博弈的性质, 因此因此,主客观结合主客观结合 的模式最佳的模式最佳.docin/sundae_meng*docin/sundae_meng*docin/sundae_meng*mnmmnnijaaaaaaaaaaA212222111211.)(120! 312312345335ACm20! 31231234334ACndocin/sundae_meng*docin/sundae_meng*docin/sundae_meng* 军事战略军事战略 军事上的决策，决策者的作用极大军事上的决策，决策
7、者的作用极大* 经济策略（环境工程策略经济策略（环境工程策略 = 对策）对策） 经济上的宏观决策经济上的宏观决策, 微观决策微观决策 * 政治策略政治策略 政治策略政治策略, 与形势关系极大与形势关系极大* 安全策略安全策略 安全的策略是与犯罪作斗争安全的策略是与犯罪作斗争, 计算机上的黑客计算机上的黑客, 病毒病毒, 需要需要用计算机方法去寻找和消毒用计算机方法去寻找和消毒* 科技策略科技策略 美国美国 2019年戈尔发表的年戈尔发表的“数字地球数字地球”, 即为美国的信息科技谋略即为美国的信息科技谋略 docin/sundae_meng* 决策支持系统管理信息系统信息报告系统办公信息系统事
8、务处理系统决策决策支持支持内容内容docin/sundae_meng* 是具有采集、处理、管理和分析数据能力的系统，是具有采集、处理、管理和分析数据能力的系统， 它能为单一的或有组织的决策过程提供各种有用信息。它能为单一的或有组织的决策过程提供各种有用信息。 从计算机角度看，信息系统是由计算机硬件、软从计算机角度看，信息系统是由计算机硬件、软 件、数据和用户四大要素组成的系统。用户包括一般件、数据和用户四大要素组成的系统。用户包括一般 用户和从事系统建立、维护、管理和更新的高级用户。用户和从事系统建立、维护、管理和更新的高级用户。 docin/sundae_meng* 是对空间数据进行采集、处
9、理、管理和分析的信息是对空间数据进行采集、处理、管理和分析的信息系统。由于空间数据的特殊性，使空间信息系统的系统。由于空间数据的特殊性，使空间信息系统的 组织结构及处理方法有别于一般信息系统。组织结构及处理方法有别于一般信息系统。 地理信息系统是一种特定而又十分重要的空间信息地理信息系统是一种特定而又十分重要的空间信息系统。系统。 docin/sundae_meng* 是一种基于数据库的事务处理系统，它往往停留在数是一种基于数据库的事务处理系统，它往往停留在数据级上支持管理者，如人事管理信息系统，财务管理据级上支持管理者，如人事管理信息系统，财务管理 信息系统，产品销售信息系统等。信息系统，产
10、品销售信息系统等。docin/sundae_meng* 决策支持系统（简称决策支持系统（简称DSSDSS）诞生于）诞生于7070年代，对于年代，对于DSSDSS至今还没有公认的严格定义。至今还没有公认的严格定义。 Morton Morton 把把 Dss Dss 定义为定义为“能够帮助决策者利用数能够帮助决策者利用数据和模型解决半结构问题的、以计算机为基础的交互作据和模型解决半结构问题的、以计算机为基础的交互作用系统用系统”。 Ginzberg Ginzberg 认为认为 “DSS DSS 系统是一个用来支持决策行系统是一个用来支持决策行为的、以计算机为基础的信息系统为的、以计算机为基础的信息
11、系统”。 Sprague Sprague 认为决策目标是认为决策目标是“通过信息技术的应用致通过信息技术的应用致力于改善组织结构中的知识工作者行为力于改善组织结构中的知识工作者行为”等等。等等。 docin/sundae_meng*西安交通大学席酉民等在总结为：西安交通大学席酉民等在总结为： DSSDSS是以计算机为基础的、完成信息收集、信息整理、信息处是以计算机为基础的、完成信息收集、信息整理、信息处理、信息提供的人机交互系统理、信息提供的人机交互系统 它利用计算机运算速度快、存储量大等特点，应用决策理论方它利用计算机运算速度快、存储量大等特点，应用决策理论方法、心理学、行为科学、人工智能、
12、计算机网络、数据库等技术，法、心理学、行为科学、人工智能、计算机网络、数据库等技术，根据决策者的决策思维方式，从系统分析角度为决策者或决策分根据决策者的决策思维方式，从系统分析角度为决策者或决策分析人员创建一种决策分析环境，以支持决策者解决半结构化、非析人员创建一种决策分析环境，以支持决策者解决半结构化、非结构化问题结构化问题 在分析环境下，在分析环境下， DSS DSS 首先提供多种有效的分析工具和模型等首先提供多种有效的分析工具和模型等帮助帮助决策者进行知识的积累，以获得自求信息和非自求信息；其决策者进行知识的积累，以获得自求信息和非自求信息；其次通过采取次通过采取多种有效技术，并应用专家
13、知识，多种有效技术，并应用专家知识，DSSDSS在与决策者交在与决策者交互对话过程中能对其进行一定的启发和诱导，帮助其产生出联想，互对话过程中能对其进行一定的启发和诱导，帮助其产生出联想，获得自求信息，从而有利于创造性思维；再其次则是依靠这一分获得自求信息，从而有利于创造性思维；再其次则是依靠这一分析环境，决策群体能完成协商决策析环境，决策群体能完成协商决策 总之，通过系统和决策者的双向互动，总之，通过系统和决策者的双向互动，DSSDSS能激发决策者的思能激发决策者的思维创造力，维创造力， 支持决策者个体或群体作出有效的决策支持决策者个体或群体作出有效的决策docin/sundae_meng*
14、 以管理科学、运筹学、控制论和行为科学为基础，以管理科学、运筹学、控制论和行为科学为基础，以计算机技术、仿真技术和信息技术为手段，利用各种以计算机技术、仿真技术和信息技术为手段，利用各种数据、信息、知识、人工智能和模型技术，面对半结构数据、信息、知识、人工智能和模型技术，面对半结构化的决策问题，支持决策活动的人机交互信息系统。化的决策问题，支持决策活动的人机交互信息系统。 它能为决策者提供决策所需要的数据、信息和背景它能为决策者提供决策所需要的数据、信息和背景材料，帮助明确决策目标和进行问题的识别，建立和修材料，帮助明确决策目标和进行问题的识别，建立和修改决策模型，提供各种备选方案，并对各种方
15、案进行评改决策模型，提供各种备选方案，并对各种方案进行评价和优选，通过人机对话进行分析、比较和判断，为决价和优选，通过人机对话进行分析、比较和判断，为决策提供有益帮助。策提供有益帮助。docin/sundae_meng* 是在管理信息系统基础上发展起来的一种信息系是在管理信息系统基础上发展起来的一种信息系 统，它不仅为管理者提供数据支持，还提供方法和模统，它不仅为管理者提供数据支持，还提供方法和模 型的可能支持，并对问题进行仿真和模拟，从而辅助型的可能支持，并对问题进行仿真和模拟，从而辅助 决策者进行决策。决策者进行决策。 docin/sundae_meng*环境决策支持系统（简称环境决策支持
16、系统（简称EDSSEDSS），是将），是将DSSDSS引入环境规划、管理、决策工作中的产物。它的引入环境规划、管理、决策工作中的产物。它的主要目的是帮助决策者解决环境问题中常遇到的主要目的是帮助决策者解决环境问题中常遇到的病态或半结构化的问题。病态或半结构化的问题。 docin/sundae_meng* 一般用计算机模拟人的智能行为就属人工智能范畴。一般用计算机模拟人的智能行为就属人工智能范畴。 目前，人工智能主要研究内容有：专家系统、知识目前，人工智能主要研究内容有：专家系统、知识 库系统、模式识别、自动程序设计、智能机器人等。库系统、模式识别、自动程序设计、智能机器人等。 docin/su
17、ndae_meng* 它具备知识库且具备学习能力，能对知识库动态更它具备知识库且具备学习能力，能对知识库动态更新以增进专家系统的能力，采取一定策略的推测机制，新以增进专家系统的能力，采取一定策略的推测机制，能够解决适度规模专家级问题的计算机软件系统。能够解决适度规模专家级问题的计算机软件系统。 docin/sundae_meng* 是在决策支持系统中进一步引入人工智能技术。是在决策支持系统中进一步引入人工智能技术。 如：专家系统解决非结构化问题，提高系统决策自动如：专家系统解决非结构化问题，提高系统决策自动 化程度。化程度。 docin/sundae_meng*docin/sundae_men
18、g*docin/sundae_meng* docin/sundae_meng*PGS docin/sundae_meng*docin/sundae_meng* docin/sundae_meng*docin/sundae_meng* docin/sundae_meng* 决策支持系统的特点：决策支持系统的特点： （1 1）主要解决半结构化的决策问题。虽然解决问题）主要解决半结构化的决策问题。虽然解决问题的方法、模型已有规律可循，但又因人、因时、因条件的方法、模型已有规律可循，但又因人、因时、因条件而异，不是唯一和确定的，这就是典型的半结构化问题，而异，不是唯一和确定的，这就是典型的半结构化问题
19、，是是DSSDSS研究和支持的主要对象；研究和支持的主要对象； （2 2）面向决策者。）面向决策者。DSSDSS的输入和输出、起源和归宿的输入和输出、起源和归宿都是决策者；都是决策者； （3 3）强调支持的概念。力求扩展决策者做出科学决）强调支持的概念。力求扩展决策者做出科学决策的能力，而不是取而代之；策的能力，而不是取而代之； docin/sundae_meng* 决策支持系统的特点：决策支持系统的特点： （4 4）模型和用户共同驱动。决策过程和决策模型是）模型和用户共同驱动。决策过程和决策模型是动态，根据决策的不同层次、周围环境，按用户需求提动态，根据决策的不同层次、周围环境，按用户需求提
20、供新的性能；供新的性能； （5 5）强调交互式的处理方式。问题的解决是一个交）强调交互式的处理方式。问题的解决是一个交互的和递归的过程，通过大量、反复、经常性的人机对互的和递归的过程，通过大量、反复、经常性的人机对话方式将计算机无法处理的因素（如人的偏好、主观判话方式将计算机无法处理的因素（如人的偏好、主观判断能力、经验、价值观念等）输入计算机，并以此规定断能力、经验、价值观念等）输入计算机，并以此规定和影响着决策的进程。和影响着决策的进程。 docin/sundae_meng* 决策支持系统的构成：决策支持系统的构成： DSS DSS 的构成由以下子系统组成。的构成由以下子系统组成。 1 1
21、、交互语言系统（可视化系统）、交互语言系统（可视化系统） 2 2、问题处理系统、问题处理系统 3 3、知识库系统、知识库系统 4 4、数据库系统、数据库系统 5 5、模型库系统、模型库系统 6 6、方法库系统、方法库系统 docin/sundae_meng* 模型库模型库 管理软件管理软件 方法库方法库 管理软件管理软件 数据库数据库 管理软件管理软件知识库知识库管理软件管理软件 问问 题题 处处 理理 系系 统统 交交 互互 语语 言言 系系 统统 用用 户户知识库知识库数据库数据库模型库模型库方法库方法库知识系统知识系统docin/sundae_meng* 它是用户与它是用户与DSSDSS
22、的接口部分。由于的接口部分。由于DSSDSS所面临的问所面临的问 题是不确定性的，而是直接面对决策者。所以系统必题是不确定性的，而是直接面对决策者。所以系统必须研制出一个窗口，通过这个窗口，用户能很方便地须研制出一个窗口，通过这个窗口，用户能很方便地表达和描述决策问题以及解题要求并输入给表达和描述决策问题以及解题要求并输入给DSSDSS， 而而DSSDSS也是通过他它把各种处理结果显示给用户；也是通过他它把各种处理结果显示给用户； docin/sundae_meng* 它是整个的核心部分，其他各部分都是为问题处理它是整个的核心部分，其他各部分都是为问题处理系统服务的。问题处理系统的主要功能有：
23、系统服务的。问题处理系统的主要功能有： （1 1）根据交互式人机对话的结果，识别问题：）根据交互式人机对话的结果，识别问题： （2 2）根据所识别的问题构造出求解问题的模型和方案）根据所识别的问题构造出求解问题的模型和方案； （3 3）根据所构造的模型或方案，联系或匹配所需要的）根据所构造的模型或方案，联系或匹配所需要的算法、变量、实践等；算法、变量、实践等； docin/sundae_meng* （4 4）运行求解系统；）运行求解系统； （5 5）根据实际问题、用户要求、评价结果和反馈信息）根据实际问题、用户要求、评价结果和反馈信息等，修正方案或模型；等，修正方案或模型； （6 6）形成最终
24、问题的解，以支持用户进行决策；）形成最终问题的解，以支持用户进行决策； （7 7）提供一种问题描述语言，以帮助用户更方便地描）提供一种问题描述语言，以帮助用户更方便地描述问题和构造整个问题处理系统的框架。述问题和构造整个问题处理系统的框架。docin/sundae_meng* 它是一个能提供各种知识的表示方式，能够把知识存储于系它是一个能提供各种知识的表示方式，能够把知识存储于系统之内并能够实现对知识方便灵活的调用和管理的程序系统。知统之内并能够实现对知识方便灵活的调用和管理的程序系统。知识库系统具有知识获取和自动推理的机能。知识库系统一般由知识库系统具有知识获取和自动推理的机能。知识库系统一
25、般由知识库和知识库管理系统两部分构成。识库和知识库管理系统两部分构成。 知识是客观世界的规律性总结，是其用符号的表示方法。知知识是客观世界的规律性总结，是其用符号的表示方法。知识反映了客观事物多方面的信息，是一种以多种方式把一个或多识反映了客观事物多方面的信息，是一种以多种方式把一个或多个信息关联在一起的信息结构。知识库是指存储知识和知识集的个信息关联在一起的信息结构。知识库是指存储知识和知识集的实体，而知识库管理系统是指对知识进行采集、更新、恢复、修实体，而知识库管理系统是指对知识进行采集、更新、恢复、修改、调用、编辑、维护和管理，并能向用户提供使用、查询工具改、调用、编辑、维护和管理，并能
26、向用户提供使用、查询工具的一套程序系统。的一套程序系统。 当求解问题时，利用逻辑语言进行问题描述，而后在知识库中当求解问题时，利用逻辑语言进行问题描述，而后在知识库中寻求相关知识，并利用寻求相关知识，并利用DSSDSS规则模型进行推理判断，从而模拟人规则模型进行推理判断，从而模拟人的决策思维过程，达到辅助决策的目的；的决策思维过程，达到辅助决策的目的；docin/sundae_meng* 它是由数据库及数据库管理系统组成。数据它是由数据库及数据库管理系统组成。数据库是库是DSSDSS求解问题的主要数据源。求解问题的主要数据源。 它与传统的它与传统的数据库相比，有更多的数据源，汇集了来自信数据库
27、相比，有更多的数据源，汇集了来自信息系统内部、外部及解题所需的全部信息。数息系统内部、外部及解题所需的全部信息。数据库管理系统是处理数据库存取和各种管理控据库管理系统是处理数据库存取和各种管理控制的软件，它是数据库系统的中心枢纽，对数制的软件，它是数据库系统的中心枢纽，对数据库的操作全部通过数据库管理系统来完成。据库的操作全部通过数据库管理系统来完成。 docin/sundae_meng* 它有模型库及其管理系统组成。模型库是指系统内的实际存它有模型库及其管理系统组成。模型库是指系统内的实际存储装置，如模型、模型字典、模型的匹配、链、联结信息和知储装置，如模型、模型字典、模型的匹配、链、联结信
28、息和知识等。而管理系统则是包括模型的存储、调用、联结、运行、识等。而管理系统则是包括模型的存储、调用、联结、运行、修改、检验、查询、评价、分析等功能在内的一组管理程序的修改、检验、查询、评价、分析等功能在内的一组管理程序的有机结合；有机结合； DSS DSS 是由模型驱动的，模型库和模型管理系统是是由模型驱动的，模型库和模型管理系统是 DSS DSS 软件软件系统的核心。系统的核心。DSS DSS 的模型库具有智能作用。在的模型库具有智能作用。在DSS DSS 中，模型的中，模型的重要性大大提高了，数据需求由模型确定，重要性大大提高了，数据需求由模型确定， DSS DSS 的分析与设的分析与设
29、计是以决策所依据的模型为重要对象的。在计是以决策所依据的模型为重要对象的。在DSS DSS 中不是简单地中不是简单地使用模型，而是帮助人构建模型、检验模型、修改模型和发展使用模型，而是帮助人构建模型、检验模型、修改模型和发展模型，并提供强有力的分析功能。模型，并提供强有力的分析功能。 docin/sundae_meng* 它是由方法库及其管理系统组成。其基本功能是对各种模型它是由方法库及其管理系统组成。其基本功能是对各种模型的求解分析提供必要的算法。的求解分析提供必要的算法。 在方法库中，以标准模块方式存储各种算法。通过格式与接在方法库中，以标准模块方式存储各种算法。通过格式与接口和其他系统进
30、行联系，完成对已构造的模型进行分析求解和口和其他系统进行联系，完成对已构造的模型进行分析求解和处理，并具有与数据库管理系统相似的方法库管理系统，能及处理，并具有与数据库管理系统相似的方法库管理系统，能及时生成、更新与维护标准算法模块，并为用户选用算法提供交时生成、更新与维护标准算法模块，并为用户选用算法提供交互提示功能。互提示功能。 docin/sundae_meng* DSS DSS 求解问题的过程一般可分五个步骤：求解问题的过程一般可分五个步骤： 用户通过交互语言系统，把关于问题用户通过交互语言系统，把关于问题的描述和要求输入的描述和要求输入DSSDSS交互语言系统对识别和解释；交互语言系
31、统对识别和解释； 问题处理系统，通过知识系统中的知问题处理系统，通过知识系统中的知识库或数据库系统，收集与该问题有关的各种数据、信识库或数据库系统，收集与该问题有关的各种数据、信息和知识，判定问题的性质和求解过程。通过模型库系息和知识，判定问题的性质和求解过程。通过模型库系统，集成构造解题需要的规模或数学模型，对该模型进统，集成构造解题需要的规模或数学模型，对该模型进行分析鉴定；行分析鉴定； docin/sundae_meng* DSS DSS 求解问题的过程一般可分五个步骤：求解问题的过程一般可分五个步骤：在方法库中识别进行模型求解需要在方法库中识别进行模型求解需要的具体算法，并进行模型的分
32、析求解，对得到的结果的具体算法，并进行模型的分析求解，对得到的结果进行分析评价；进行分析评价； 综合评判分析，若不满意则进入下综合评判分析，若不满意则进入下一步；一步； 修改或重建模型，整个过程可以迭修改或重建模型，整个过程可以迭代式进行，直到结果满意为止。代式进行，直到结果满意为止。docin/sundae_meng*近年来，可持续发展概念的兴起，从根本上丰富了近年来，可持续发展概念的兴起，从根本上丰富了环境保护的理论，环境系统、社会系统、经济系统已环境保护的理论，环境系统、社会系统、经济系统已经紧密地结合在一起，环境决策也不单纯是环境污染经紧密地结合在一起，环境决策也不单纯是环境污染治理、
33、环境保护，而是强调环境、社会、经济的统一治理、环境保护，而是强调环境、社会、经济的统一决策，实现在公平基础上的总体量优或满意的决策。决策，实现在公平基础上的总体量优或满意的决策。 docin/sundae_meng* 总体上讲，环境决策可总结如下特点：总体上讲，环境决策可总结如下特点： docin/sundae_meng*环境、经济、社会的相互关系环境、经济、社会的相互关系 环境环境社会社会经济经济土地土地资源资源能源能源大气大气水水生态生态人人城市城市生活生活管理管理生产生产运输运输分配分配销售销售docin/sundae_meng* 环境决策支持系统的技术基础环境决策支持系统的技术基础 1
34、 1、遥感（、遥感（RSRS）技术技术 2 2、全球定位系统（、全球定位系统（GPSGPS）技术技术 3 3、地理信息系统（、地理信息系统（GISGIS）技术技术 4 4、专家系统（、专家系统（ESES） 5 5、 决策方法决策方法docin/sundae_meng*环境决策支持系统子系统特点环境决策支持系统子系统特点 遥感系统遥感系统(RSRS): 大规模数据获取大规模数据获取(遥感数据遥感数据-GISGIS数据数据) 空间要素分类与提取空间要素分类与提取全球定位系统全球定位系统(GPSGPS): 提供数据的地理定位信息提供数据的地理定位信息地理信息系统地理信息系统(GPSGPS)：地理数据
35、管理与表现，属性数据空间化：地理数据管理与表现，属性数据空间化 空间信息查询、分析与表达空间信息查询、分析与表达专家系统专家系统(ESES): 专家知识的存储，模型库，专家推理过程专家知识的存储，模型库，专家推理过程环境决策支持系统环境决策支持系统docin/sundae_meng* 遥感是以航空摄影技术为基础，在本世纪遥感是以航空摄影技术为基础，在本世纪6060年代初年代初发展起来的一门新兴技术。开始为航空遥感，自发展起来的一门新兴技术。开始为航空遥感，自19721972年年美国发射了第一颗陆地卫星后，标志着航天遥感时代的美国发射了第一颗陆地卫星后，标志着航天遥感时代的开始。经过几十年的发展
36、，目前遥感技术已广泛应用于开始。经过几十年的发展，目前遥感技术已广泛应用于资源环境、水文、气象、地质地理等领域，成为一门实资源环境、水文、气象、地质地理等领域，成为一门实用的、先进的空间探测技术。用的、先进的空间探测技术。 docin/sundae_meng* 遥感是利用遥感器从空中来探测地面物体性质的，遥感是利用遥感器从空中来探测地面物体性质的，它根据不同物体对波谱产生不同响应的原理，识别地面它根据不同物体对波谱产生不同响应的原理，识别地面上各类地物，具有遥远感知事物的意思。也就是利用地上各类地物，具有遥远感知事物的意思。也就是利用地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行物上的遥感器收集地面上空的飞
37、机、飞船、卫星等飞行物上的遥感器收集地面数据资料，并从中获取信息，经记录、传达、分析和面数据资料，并从中获取信息，经记录、传达、分析和判读来识别地物。判读来识别地物。 docin/sundae_meng* 1 1）可获取大范围数据资料。遥感用航摄飞）可获取大范围数据资料。遥感用航摄飞机飞行高度为机飞行高度为10km10km左右，陆地卫星的卫星轨道左右，陆地卫星的卫星轨道 高度达高度达910km910km左右，从而，可及时获取大范围左右，从而，可及时获取大范围 的信息。例如一张陆地卫星图象，其覆盖面积的信息。例如一张陆地卫星图象，其覆盖面积可达可达3 3万多万多kmkm2 2； docin/su
38、ndae_meng* 2 2）获取信息的速度快，周期短。由于卫星围绕地）获取信息的速度快，周期短。由于卫星围绕地 球运转，从而能及时获取所经地区的各种自然现象的球运转，从而能及时获取所经地区的各种自然现象的 最新资料，以便更新原有资料，或根据新旧资料变化最新资料，以便更新原有资料，或根据新旧资料变化 进行动态监测，这是人工实地测量和航空摄影测量无进行动态监测，这是人工实地测量和航空摄影测量无 法比拟的。例如，陆地卫星法比拟的。例如，陆地卫星4 4、5 5，每，每1616天可覆盖地球天可覆盖地球 一遍，一遍，NOAANOAA气象卫星每天能收到两次图象。气象卫星每天能收到两次图象。docin/su
39、ndae_meng* 3 3）获取信息受条件限制少。在地球上有很多地方，）获取信息受条件限制少。在地球上有很多地方，自然条件极为恶劣，人类难以到达，如沙漠、沼泽、高自然条件极为恶劣，人类难以到达，如沙漠、沼泽、高山峻岭等。采用不受地面条件限制的遥感技术，特别是山峻岭等。采用不受地面条件限制的遥感技术，特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料；航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料； docin/sundae_meng* 4 4）获取信息的手段多，信息量大。根据不同的任）获取信息的手段多，信息量大。根据不同的任务，遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。务，遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来
40、获取信息。例如可采用可见光探测物体，也可采用紫外线、红外线例如可采用可见光探测物体，也可采用紫外线、红外线和微波探测物体。利用不同波段对物体不同的穿透性，和微波探测物体。利用不同波段对物体不同的穿透性，还可获取地物内部信息。例如，地面深层、水下深层，还可获取地物内部信息。例如，地面深层、水下深层，冰下层的水体，沙漠下面的地物特性等，微波波段还可冰下层的水体，沙漠下面的地物特性等，微波波段还可以全天候的工作。以全天候的工作。docin/sundae_meng* 主要特点：主要特点： （1 1）全天候，不受天气影响；）全天候，不受天气影响； （2 2）全球连续覆盖；）全球连续覆盖； （3 3）三维
41、定点、定速定时高精度；）三维定点、定速定时高精度； （4 4）快速省时高效率；）快速省时高效率； （5 5）应用广泛多功能。）应用广泛多功能。 docin/sundae_meng* 主要用途：主要用途： （1 1）陆地应用；）陆地应用； （2 2）海洋应用；）海洋应用； （3 3）航空航天应用。）航空航天应用。 应用领域也非常广，在军事、测量、工程建设（动态监应用领域也非常广，在军事、测量、工程建设（动态监测）、海陆空交通运输导航和农林等领域中用处很广。测）、海陆空交通运输导航和农林等领域中用处很广。 docin/sundae_meng* 需要指出，全球定位系统的导航和定位在概念上有需要指出，
42、全球定位系统的导航和定位在概念上有所不同的，所谓定位是指运动载体，如汽车上安装所不同的，所谓定位是指运动载体，如汽车上安装GPSGPS信号接收机，然后实地测出接收天线所在的位置，这称信号接收机，然后实地测出接收天线所在的位置，这称为为GPSGPS定位，也称为定位，也称为GPSGPS动态定位。动态的意思是指定动态定位。动态的意思是指定位是极短的时间内完成的。如果接收机在测得运动载体位是极短的时间内完成的。如果接收机在测得运动载体实时位置的同时，还测得运动载体得到速度、时间和方实时位置的同时，还测得运动载体得到速度、时间和方位等状态参数，进而可位等状态参数，进而可“引导引导”运动载体驰向预定的目运
43、动载体驰向预定的目标位置，这称为导航。由此可知，导航是一种广义的动标位置，这称为导航。由此可知，导航是一种广义的动态定位。态定位。 GPSGPS是从军事方面发展起来的，出于军事目的，它是从军事方面发展起来的，出于军事目的，它提供两种服务即标准定位服务和精确定位服务。前者用提供两种服务即标准定位服务和精确定位服务。前者用于民用事业，后者为军方服务。于民用事业，后者为军方服务。 docin/sundae_meng* GPSGPS是建立在无线电定位系统、导航系统和定时系是建立在无线电定位系统、导航系统和定时系统基础上的空间导航系统。它以距离为基本观测量，通统基础上的空间导航系统。它以距离为基本观测量
44、，通过同时对多颗卫星进行伪距离测量来计算接收机的位置。过同时对多颗卫星进行伪距离测量来计算接收机的位置。由于测距是在极短的时间内完成的，故可实现动态测量。由于测距是在极短的时间内完成的，故可实现动态测量。docin/sundae_meng* GPSGPS卫星由卫星由2121颗工作卫星和颗工作卫星和3 3颗备用卫星组成。工作卫星分颗备用卫星组成。工作卫星分布在布在6 6个轨道面内，每个轨道平面配置个轨道面内，每个轨道平面配置3 3颗卫星，每隔一条轨道平颗卫星，每隔一条轨道平面配备面配备1 1颗备用卫星，每颗卫星对地球的可见面积为地球总表面颗备用卫星，每颗卫星对地球的可见面积为地球总表面积的积的3
45、8%38%，每颗卫星每天约有，每颗卫星每天约有5 5小时在地平线上。同时位于地平线小时在地平线上。同时位于地平线上的卫星数目最少为上的卫星数目最少为4 4颗，最多为颗，最多为1111颗。这样的空间配置，可保颗。这样的空间配置，可保证在地球上任何时间、任何地点至少同时观测证在地球上任何时间、任何地点至少同时观测4 4颗卫星，加上卫颗卫星，加上卫星信号的传播和接收不受天气的影响，因此，星信号的传播和接收不受天气的影响，因此， GPSGPS是一种全球是一种全球器、全天候的连续实时导航定位系统。器、全天候的连续实时导航定位系统。docin/sundae_meng* GPSGPS的地面监控部分由的地面监
46、控部分由5 5个监控站，个监控站，3 3个注入站和个注入站和1 1个主控个主控站组成。站组成。 监控站是数据自动采集中心，它主要为主控站提供各种观监控站是数据自动采集中心，它主要为主控站提供各种观测数据。测数据。 主控站是系统管理和数据处理的中心。其主要任务是用监主控站是系统管理和数据处理的中心。其主要任务是用监控站和本站提供的观测数据计算卫星的星历、卫星钟差和大气控站和本站提供的观测数据计算卫星的星历、卫星钟差和大气延迟修正参数，提供全球定位系统时间基准，并将这些数据传延迟修正参数，提供全球定位系统时间基准，并将这些数据传到注入站，调整卫星运行轨道，启动备用卫星等。到注入站，调整卫星运行轨道
47、，启动备用卫星等。 注入站将主控站推算出的卫星星历、钟差、导航电文等控注入站将主控站推算出的卫星星历、钟差、导航电文等控制指令注入到相应的存储系统，并监测注入信息的正确性。制指令注入到相应的存储系统，并监测注入信息的正确性。docin/sundae_meng*GPSGPS的结构组成的结构组成 用户部分用户部分接收设备接收设备监控部分监控部分5个监控站个监控站 3个注入站个注入站 1个主控站个主控站空间部分空间部分24颗卫星颗卫星docin/sundae_meng*在在GISGIS的研究和应用中，经常涉及的研究和应用中，经常涉及和和两个术语。两个术语。是通过数子化或直接记录下来的可以被鉴别的符号
48、。是通过数子化或直接记录下来的可以被鉴别的符号。 信息是人们或机器提供关于现实世界各种事实的知识，信息是人们或机器提供关于现实世界各种事实的知识，是数据、消息中所包含的意义。它不随载体的物理形式的改变是数据、消息中所包含的意义。它不随载体的物理形式的改变而改变。信息是通过数据形式来表示的，是加载在数据之上的，而改变。信息是通过数据形式来表示的，是加载在数据之上的，对数据具有含义的解释。对数据具有含义的解释。docin/sundae_meng*（1 1）信息的客观性；）信息的客观性；（2 2）信息的适用性；）信息的适用性；（3 3）信息的传输性；）信息的传输性；（4 4）信息的共享性。）信息的共
49、享性。docin/sundae_meng* 信息与数据是不可分离的，数据是信息的表达，信息与数据是不可分离的，数据是信息的表达，信息是数据的内涵。数据本身并没有意义，数据只有信息是数据的内涵。数据本身并没有意义，数据只有对实体行为产生影响时才成为信息。例如同样的数据对实体行为产生影响时才成为信息。例如同样的数据“1 1”和和“0 0”，当用来表示某一种实体在某个地域内存在，当用来表示某一种实体在某个地域内存在与否时，它就提供了有（与否时，它就提供了有（1 1表示）无（表示）无（0 0表示）的信息。表示）的信息。要从数据中得到信息，处理和解释是非常重要的环节。要从数据中得到信息，处理和解释是非常
50、重要的环节。数据处理是对实践进行运算、排序、转换、分类、筛数据处理是对实践进行运算、排序、转换、分类、筛选、检索等，其目的就是为了得到数据中包含的信息。选、检索等，其目的就是为了得到数据中包含的信息。 信息与数据虽然有词义上的差别，但信息与数据虽然有词义上的差别，但GISGIS的建立和的建立和进行，就是信息（或数据）按一定的方式流动的过程，进行，就是信息（或数据）按一定的方式流动的过程，在通常情况下，并不严格区分使用数据和信息两个术语。在通常情况下，并不严格区分使用数据和信息两个术语。docin/sundae_meng*地理信息是表示地理环境诸要素的数量、质量、地理信息是表示地理环境诸要素的数