城市建设3S(RS、GIS、GPS)技术基础

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1、（IntroductionTo“3S”Technology）城市建设系3S技术导论第一章绪论本章学习目的:通过本章的学习，初步了解“3S”技术即遥感技术、全球定位系统、地理信息系统的基本概念，应用现状及发展前景，明确“3S”技术的学习目的。本章学习内容:地球信息科学“3S”技术的含义及其应用领域遥感的概念、发展及应用全球定位系统（GPS）的概念、发展和应用地理信息系统（GIS）概念、发展和应用第一节地球信息科学一、含义：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

2、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。第一节地球信息科学Geomatics作为解决空间问题的工具，是一门应用科学。地球——空间系统本身是复杂的、开放的、动态的，因此要用动态的、系统的方法来研究。“3S”技术是Geomatics的核心内容，Geomatics是3S技术的广义定义。二、特点：动态性、系统化、实时性、空间特征、信息科学第一节地球信息科学三、组成GIS：多种学

3、科集成的基础平台，用来搜索、存储、管理和分析空间信息数据。RS、DPS（摄影测量）、GPS：快速获取和更新地理信息的主要技术手段。地图学与图象图形学：用作地理信息的表示、分析和处理，以及地理信息成果的表达和显示。人工智能：如专家系统（ES）和人工神经网络，使数据采集、更新、分析和应用更加自动化和智能化，达到决策层次的应用。现代通讯技术：为地理信息在各部门的传播和应用提供保证图1联合收割机外貌图3作物产量传感图2监视器和控制面板GPS和GIS设备装载于联合收割机上上图（1，2，3）显示了GPS和GIS设备装载于联合收割机上的情景，可以通过GPS随时

4、提供收割机当前的精确位置，通过作物产量传感器给出当前时段的收割作物流量，通过GIS搜集和存储这些信息，以提供查询、分析和制图之用。3S应用实例：3S集成用于精准农业3S应用实例：3S与数字城市数字城市工程关键技术1)遥感对地观测技术2)GIS技术3)差分GPS技术4)虚拟现实（VR）技术5)空间数据管理系统（SDM）3S应用实例：3S在耕地保护中的应用第三节全球定位系统的概念、发展和应用一、全球定位系统（GPS）的概念：全球定位系统GPS：NavigationSatelliteTimingandRangingGlobalPositioningSy

5、stem（NAVSTARGPS）,以卫星为基础的无线电授时、定位、测距导航系统。（GPS——GlobalPositioningSystem）利用多颗导航卫星的无线电信号，对地球表面某地点进行定位、报时或对地表移动物体进行导航的技术系统。第三节全球定位系统的概念、发展和应用二、GPS定位系统的组成：GPS定位系统由三部分组成，即由GPS卫星组成的空间星座部分、由若干地面站组成的地面监控系统、以接收机为主体的广大用户部分，三者有各自独立的功能和作用，但又是有机地配合而缺一不可的整体系统。地面监控部分由一个主控站，三个注入站和五个监控站组成卫星由分布在

6、6根轨道上的24颗工作卫星和若干备用卫星所组成。用户部分主要由GPS接收机构成GPS卫星组成的卫星网GPS卫星组成的卫星网GPS卫星工作示意图GPS卫星二、GPS定位系统的组成：GPS接收机只要可以同时接收到3个卫星的信号，就可以间接推算出观测者的位置（经纬度、高程），同时可以利用第4颗卫星进行纠正。从而实现了可以实时、连续的提供地球表面任意一点的经纬度和高程。第三节全球定位系统的概念、发展和应用GPS接收机便携式GPS车载GPS第三节全球定位系统的概念、发展和应用三、GPS定位系统的特性（1）：定位精度高：相对定位精度：<50km的基线已达到

7、2ppm。适应性强：目前有24颗GPS卫星均匀分布天空，故该系统具有全天候、全球性、实时连续的精密三维导航和定位能力，适应性强。自动化程度高：GPS接收机已制造成傻瓜型，仪器安置好后，仅仅按一下电源开关健，仪器即启动开始工作，当约定时间一到或信号量批示灯闪烁时，关闭电源即可。第三节全球定位系统的概念、发展和应用三、GPS定位系统的特性（2）：经济效益高：与传统测量方法相比，GPS定位无须点间通视、不强调图形条件、不必建造昂贵的觇标，选点灵活，外业工作量少，比常规方法快3-5倍,使工期大大缩短，可节省70％，80％的工程费用。保密性好：GP

8、S卫星的信号采用了伪随机噪声码技术，使GPS的信号深埋于噪声之中；因而具有良好的抗干扰能力和保密性能。第三节全球定位系统的概念、发展和应