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1、第四章第四章 土地信息系统的数据获取与输出土地信息系统的数据获取与输出第一节 遥感、全球定位系统与土地数 据获取第二节 土地信息系统的数据采集第三节 土地信息系统产品的输出第一节第一节 遥感、全球定位系统与土地遥感、全球定位系统与土地数据获取数据获取一 土地信息系统的数据源二 遥感概述三 全球定位系统简介四 遥感、全球定位系统与土地信息系统数据的获取3S(RS、GPS、GIS)集成应用一、土地信息系统的数据源1 测绘数据测绘数据：提供测绘数据与测绘图件。2 遥感影像遥感影像：光学影像光学影像数字影像数字影像光学图像处理技术数字图像处理技术地位日益上升，相比测绘数据，单位信息量的成本低。是目前的
2、主要数据来源，其地位不可替代。4 文献档案资料文献档案资料：土地资源日常管理中出现的各种文献资料。5 现存的各种数据库现存的各种数据库：已经建成的各种数据库、专题信息系统数据。3 专业图件专业图件：土地利用、行政区划、地形、地质、气候、水文、土壤、植被等专业图件。想一想：LIS课程与其它相关课程的联系课程与其它相关课程的联系测量学与地籍测量学遥感技术与应用计算机绘图地图编绘数据库原理与应用计算机技术基础获取获取土地数据数据表达，特别是空间数据表达空间数据表达数据处理数据处理基础属性数据属性数据管理土地信息系统空间空间数据、属性属性数据管理与分析管理与分析返回本节二、遥感概述二、遥感概述1 遥感
3、定义与特点遥感定义与特点2 遥感技术系统遥感技术系统3 土地信息系统中常见的遥感数据源土地信息系统中常见的遥感数据源4 土地信息工程中遥感应用的步骤土地信息工程中遥感应用的步骤5 遥感技术的发展遥感技术的发展二、遥感概述二、遥感概述1 遥感的定义与特点遥感的定义与特点遥感的特点遥感的特点 1）宏观宏观特性特性(视野大，可大面积同步观测)2）光谱光谱特性(观测可见光之外的波段，全天候全天候观测)3）时相时相特性(可周期性周期性观测，研究动态变化)4）经济经济性(投入产出比高)遥感遥感(Remote Sensing)的定义的定义 利用现代仪器设备利用现代仪器设备由远处感知、获取被测物体由远处感知、
4、获取被测物体的信息的信息，从而对物体进行探测和识别。，从而对物体进行探测和识别。二、遥感概述二、遥感概述2 遥感技术系统遥感技术系统遥感平台遥感平台航天遥感航天遥感：轨道卫星、载人飞船、航天飞机、火箭地面遥感地面遥感：高塔、车船、观测架航空遥感航空遥感：飞机、探空气球传感器传感器主动传感器主动传感器：雷达被动传感器被动传感器：摄像机、多波段扫描仪、红外扫描仪等遥感信息收装置遥感信息收装置：直接回收直接回收、间接回收间接回收(地面接收站地面接收站)。3 土地信息系统中常见的遥感信息源土地信息系统中常见的遥感信息源1）航空像片航空像片：空间分辨率达到分米级2）Landsat卫星影像卫星影像：3）S
5、POT卫星影像卫星影像：空间分辨率 10米4）中巴资源卫星中巴资源卫星：空间分辨率 19.5米5）小卫星系列小卫星系列：IKONOS 卫星(最高分辨率1米)Quickbird(最高分辨率0.61米)6）雷达影像：雷达影像：(航天雷达，机载雷达航天雷达，机载雷达(预警机预警机)二、遥感概述二、遥感概述MSS 影像：分辨率79米TM 影像：分辨率30米ETM 影像：分辨率15米这张这张30米分米分辨率的卫星辨率的卫星图像是日广图像是日广州地区州地区ETM遥感图像遥感图像。由由7、4、2波段合成的波段合成的彩色图像彩色图像返回这张分辨率为这张分辨率为1米的纽约曼米的纽约曼哈顿的卫星照哈顿的卫星照片，
6、是片，是 2000年年6月月30日由空日由空间图像公司的间图像公司的 IKONOS 卫星卫星拍摄的。这张拍摄的。这张图像是从南方图像是从南方拍摄的，中间拍摄的，中间是是 110 层高的层高的世界贸易中心世界贸易中心的双塔。的双塔。返回4 土地信息工程中遥感应用的步骤土地信息工程中遥感应用的步骤二二 遥感概述遥感概述1）根据应用目的选择遥感信息源。）根据应用目的选择遥感信息源。（考虑因素：（考虑因素：空间分辨率、时间分辨率、波段、价格）空间分辨率、时间分辨率、波段、价格）2）数据处理。）数据处理。（几何纠正、辐射纠正、影像增强、（几何纠正、辐射纠正、影像增强、影像复合、彩色合成、分类判读等）常用
7、遥感软影像复合、彩色合成、分类判读等）常用遥感软件图像处理软件：件图像处理软件：Erdas、ENVI、Idrisi等）等）3）数据分析。）数据分析。（对数据进行分析、解决实际应用（对数据进行分析、解决实际应用问题）问题）5 遥感发展方向遥感发展方向二、遥感概述二、遥感概述1）定量遥感。定量遥感。（从定性描述（从定性描述一一定量模型）定量模型）2）高分辨率、高光谱。）高分辨率、高光谱。（空间分辨率高，多波（空间分辨率高，多波段）段）3）小卫星群，多时相数据）小卫星群，多时相数据（时间分辨率高）（时间分辨率高）遥感技术是一个综合性的系统，它涉及到遥感技术是一个综合性的系统，它涉及到航空、航空、航天
8、、光电、物理、计算机和信息科学航天、光电、物理、计算机和信息科学以及诸以及诸多的应用领域，它的发展与这些学科紧密相关多的应用领域，它的发展与这些学科紧密相关。三、全球定位系统全球定位系统(Global Positioning System)简介1 GPS组成组成2 GPS特点特点3 美国美国SA政策与差分政策与差分GPS4 GPS的应用与发展的应用与发展1 全球定位系统的组成全球定位系统的组成1）空间星座空间星座：21颗工作卫星，3颗备用卫星。2）地面监控系统地面监控系统：（调度、改变、修（调度、改变、修正卫星轨道）。正卫星轨道）。1个主控站个主控站(科罗拉多科罗拉多)，3个注入站个注入站(大
9、西、印大西、印度、太平洋度、太平洋)，5个监个监测站测站(夏威夷夏威夷)。1 GPS的组成的组成3）用户接收装置用户接收装置：接收卫星信号，实现GPS信号的跟踪、锁定、测量。包括硬件、软件硬件、软件（数据处理包）两部分。2 GPS的特点的特点1）全球地面连续覆盖；）全球地面连续覆盖；2）功能多，精度高，应用广；）功能多，精度高，应用广；3）实时定位，可提供三维坐标；）实时定位，可提供三维坐标；4）抗干扰性号，保密性强；）抗干扰性号，保密性强；5）全天候作业，操作简便。）全天候作业，操作简便。3 美国美国SA政策与差分政策与差分GPS（1）SA政策政策美国美国SA(Selective Avail
10、ability)政策：政策：人为将误差引入卫星时钟和卫星数据中，人为将误差引入卫星时钟和卫星数据中，降低降低GPS定位精度，降低精度后水平精度定位精度，降低精度后水平精度约为约为100M，垂直精度约为，垂直精度约为157M。1991年年7月开始实施月开始实施SA政策。政策。2000年年5月月1日，日，SA停止实施。停止实施。（主要是考虑到（主要是考虑到GPS技术的发展趋势，技术的发展趋势，GPS产业涉及到美国产业涉及到美国10万人以上的就业和万人以上的就业和百亿美元以上的年收益）百亿美元以上的年收益）（2）差分）差分GPS 差分技术：在一个测站对两个目标进行观测，将差分技术：在一个测站对两个目
11、标进行观测，将观测值求差；或在两个测站上对同一个目标进行观观测值求差；或在两个测站上对同一个目标进行观测，对观测值求差；或在一个测站上对一个目标，测，对观测值求差；或在一个测站上对一个目标，两次观测求差。两次观测求差。将一台将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测，根接收机安置在基准站上进行观测，根据基准站已知精密坐标，计算基准站到卫星的距离据基准站已知精密坐标，计算基准站到卫星的距离改正数，并由基准站将这一改正数发出去。用户接改正数，并由基准站将这一改正数发出去。用户接收机在进行收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站的改观测的同时，也接收到基准站的改正数，并对定位结果进行改正，从而提高定
12、位精度。正数，并对定位结果进行改正，从而提高定位精度。我国已经建立了拉萨、乌鲁木齐、北京、上海、我国已经建立了拉萨、乌鲁木齐、北京、上海、武汉、西安等永久性的武汉、西安等永久性的GPS跟踪站。跟踪站。4 GPS的应用与发展的应用与发展（1）实时动态精确定位，用于军事、导航、工）实时动态精确定位，用于军事、导航、工程、定位与测速。程、定位与测速。（2）GPS产业化。产业化。GPS将像目前汽车、无线将像目前汽车、无线电通信等一样形成产业，我国已经有一些单电通信等一样形成产业，我国已经有一些单位生产车载位生产车载GPS，武汉成立了中国，武汉成立了中国GPS工程工程中心。中心。（3）GPS进入日常生活
13、。进入日常生活。GPS手持机的价格手持机的价格越来越便宜，可以上传越来越便宜，可以上传/下载下载GPS信息，使用信息，使用精确到街道级的地图软件，实时跟踪你的位精确到街道级的地图软件，实时跟踪你的位置或自动导航。将成为旅游者的忠实导游。置或自动导航。将成为旅游者的忠实导游。（4）多元化的空间资源环境）多元化的空间资源环境美国的美国的GPS：1993年全部建成。年全部建成。俄罗斯的俄罗斯的GLONASS（GLObal NAvigation Satellite System）：1996年开始运行，计划发射年开始运行，计划发射3个轨道面中的个轨道面中的30颗导航卫星，因资金、技术等问题，未成功推颗导
14、航卫星，因资金、技术等问题，未成功推广使用，最近正与印度合作开发导航系统。广使用，最近正与印度合作开发导航系统。欧盟欧盟 GALILEO：（加利略计划）计划（加利略计划）计划在在3个轨道上发个轨道上发射射30颗卫星。颗卫星。原原计划计划2008年建成，因企业间之间利益矛盾，年建成，因企业间之间利益矛盾，已推迟已推迟2011年，甚至更迟。年，甚至更迟。4 GPS的应用与发展的应用与发展中国中国“北斗计划北斗计划”：双星定位，多媒体，预计在双星定位，多媒体，预计在2020年建成。从年建成。从2000年到现在共发射了八颗卫星（北斗二年到现在共发射了八颗卫星（北斗二号）。我们的目标是，在号）。我们的目
15、标是，在2008年之前构建能够在整个亚洲范年之前构建能够在整个亚洲范围内使用的系统，并最终向太空发射围内使用的系统，并最终向太空发射35颗卫星，覆盖全世界。颗卫星，覆盖全世界。这个系统将主要用于国家经济建设，为交通运输、气象、石这个系统将主要用于国家经济建设，为交通运输、气象、石油、海洋、森林、通信、公安等部门以及其它特殊行业提供油、海洋、森林、通信、公安等部门以及其它特殊行业提供高效的导航定位服务。高效的导航定位服务。免费提供定位、测速和授时服务，定位精度为免费提供定位、测速和授时服务，定位精度为10米，授时精米，授时精度为度为50纳秒，测速精度纳秒，测速精度02米秒米秒只有建立多元化的空间
16、定位导航资源，才能从根本上只有建立多元化的空间定位导航资源，才能从根本上摆脱对单一摆脱对单一GPS系统的依赖，形成国际共有、共享的系统的依赖，形成国际共有、共享的安全资源环境，世界才能进入真正的卫星导航时代。安全资源环境，世界才能进入真正的卫星导航时代。北斗导航系统示意图相关新闻：相关新闻：我国首个基于双卫星的综合应用服务系我国首个基于双卫星的综合应用服务系统统哈尔滨市连续运行卫星导航定位综合应用服务哈尔滨市连续运行卫星导航定位综合应用服务系统，将于系统，将于2007年内在哈尔滨建成并投入使用。年内在哈尔滨建成并投入使用。这套系统是基于双卫星这套系统是基于双卫星美国的和俄罗斯美国的和俄罗斯的的
17、综合应用服务定位系统。的的综合应用服务定位系统。覆盖哈尔滨市区以及周边区、县（市）覆盖哈尔滨市区以及周边区、县（市）3.2万平方公万平方公里的土地，能够提供毫米至厘米级精度的定位服务。里的土地，能够提供毫米至厘米级精度的定位服务。用途：可以佩戴在老人、孩子和智障者身上，了解用途：可以佩戴在老人、孩子和智障者身上，了解其所处方位，防止其迷路或丢失；可用于保全贵重物其所处方位，防止其迷路或丢失；可用于保全贵重物品和物流配送的监控；可以为规划、国土、城建等部品和物流配送的监控；可以为规划、国土、城建等部门提供厘米级精度的定位服务，为地壳形变监测和大门提供厘米级精度的定位服务，为地壳形变监测和大型建筑
18、物变形监测提供毫米级精度的定位服务；可以型建筑物变形监测提供毫米级精度的定位服务；可以服务于飞机、轮船的进出港等特种车辆调配。服务于飞机、轮船的进出港等特种车辆调配。四、遥感、全球定位系统与土地信息系统数据的四、遥感、全球定位系统与土地信息系统数据的获取（获取（3S（GIS RS GPS）技术集成）技术集成）遥感（RS）GPSGIS（含LIS）提供数据源提供数据源对数据进行分对数据进行分析，提供市场析，提供市场3S的相互作用与集成的相互作用与集成 邬伦邬伦 3S（RS，GPS，GIS）是目前对地观测）是目前对地观测系统中空间信息获取、存贮管理、更新、分析系统中空间信息获取、存贮管理、更新、分析
19、和应用的三大支撑技术。和应用的三大支撑技术。3S集成，在实际的应用中，较为常见的是集成，在实际的应用中，较为常见的是3S两两之间的集成，如两两之间的集成，如GIS/RS集成，集成，GIS/GPS集集成或者成或者RS/GPS集成等集成等。3S集成技术的发展，形成了综合的、完整的、集成技术的发展，形成了综合的、完整的、动态的对地观测系统，提高了人类认识地球的动态的对地观测系统，提高了人类认识地球的能力。它拓展了传统测绘科学的研究领域，产能力。它拓展了传统测绘科学的研究领域，产生了地理学新的分支学科生了地理学新的分支学科Geomatics（地（地理信息科学），同时是理信息科学），同时是“数字地球数字
20、地球”这一概念这一概念提出的基础。提出的基础。第二节第二节 土地信息系统数据采集土地信息系统数据采集一、数据加工与整理一、数据加工与整理二、数据输入二、数据输入三、数据检核三、数据检核四、数据存储四、数据存储一、数据加工与整理一、数据加工与整理（1）数据的分类标准）数据的分类标准（2）基础原始数据的确定）基础原始数据的确定（3）原始数据项目的确定）原始数据项目的确定（4）数据标准的准确性确定）数据标准的准确性确定（5）数据录入表设计）数据录入表设计二、数据输入二、数据输入（1）空间数据的输入）空间数据的输入手扶跟踪数字化（数字化仪）手扶跟踪数字化（数字化仪）扫描数字化（扫描仪）扫描数字化（扫描
21、仪）数字化测量（数字摄影测量系统）数字化测量（数字摄影测量系统）格式转换（其它数据格式）格式转换（其它数据格式）（2）属性数据的输入）属性数据的输入（3）空间数据与属性数据的连接）空间数据与属性数据的连接 空间数据空间数据 属性数据属性数据关键字二、数据输入二、数据输入（4）图形输入在地理图形输入在地理/土地信息系统中地位土地信息系统中地位:建库在系统建设中占有建库在系统建设中占有70的工作量，的工作量，图形输入是基础，属性数据在图形框架基图形输入是基础，属性数据在图形框架基础上按位填充。础上按位填充。（5）图形输入要解决的问题图形输入要解决的问题数据准确采集，数据准确采集，拓扑数据自动生成，
22、拓扑数据自动生成，表达图形与属性的关联关系。表达图形与属性的关联关系。三、数据检查和核对三、数据检查和核对（1）一般检核）一般检核（2）误差检核）误差检核空间数据不完整或重复空间数据不完整或重复空间数据位置不准确空间数据位置不准确空间数据比例尺不准确空间数据比例尺不准确变形变形空间数据与属性数据连接有错误空间数据与属性数据连接有错误属性数据不完整属性数据不完整（3）数据检核）数据检核叠加比较、打印比较、程序检核叠加比较、打印比较、程序检核四、数据编辑与存贮四、数据编辑与存贮（1）数据编辑）数据编辑差错修改、图幅拼接、格式转换、坐标转换、差错修改、图幅拼接、格式转换、坐标转换、拓扑关系建立、数据
23、更新。拓扑关系建立、数据更新。（2）数据存贮）数据存贮第三节第三节 土地信息系统数据输出土地信息系统数据输出土土地地信信息息系系统统分分析析和和处处理理的的过过程程或或结结果果可可以以通通过过输输出出设设备备，如如显显示示器器、打打印印机机和和绘绘图图机机等等以以各各种种图图形形、表表格格、数数据据或或文文字字等等形形式式输输出出。地地理理信信息息的的输输出出除除必必须须具具备备硬硬件件设设备备以以外外，还还必必须须有有相相应应的的软件支持。软件支持。土地系统信息产品输出 屏幕显示打印机输出 绘图机输出 电子地图的编制 一一 LIS的产品输出类型的产品输出类型1 地图地图2 图像图像3 统计图表、报表统计图表、报表4 其它数字产品其它数字产品(多媒体、动画等多媒体、动画等)Digital Line GraphicDigital Raster GraphicDigital Elevation ModelDigital Orthophoto Map 4D产品产品数字线划图数字线划图（矢量地图）（矢量地图）Digital Line Graphic数字栅格地图数字栅格地图Digital Raster Graphic数字高程模型数字高程模型Digital Elevation Model数字正射影像地图数字正射影像地图 Digital Orthophoto Map