3S技术及其在深圳经济发展中的应用前景分析

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1 3S技术及其在深圳经济发展中的应用前景分析
深圳市南山区“博士论坛”报告会 3S技术及其在深圳经济发展中的应用前景分析 深圳职业技术学院3S研究中心 李崇贵

2 Geographic Information
何为3S ？ 遥感/RS Remote Sensing 地理信息系统/GIS Geographic Information System 全球卫星定位/GPS Global Positioning System 3S不是Windows、DOS、WPS

3 3S集成技术在深圳经济发展中的应用前景分析
主要介绍的内容分以下几方面 遥感/RS 地理信息系统/GIS 卫星定位/GPS 遥 感 的 概 念 遥 感 卫 星 遥 感 软 件 应 用 现 状 前 景 GIS 的 概 念 GIS 的 组 成 GIS 的 功 能 GIS 软 件 及 特 点 GPS 的 原 理 GPS 系 统 组 成 GPS 的 应 用 3S集成技术在深圳经济发展中的应用前景分析

4 何为遥感? “遥感”顾名思义，就是遥远的感知。因地球上的每一物体在绝对零度(-273ºC)以上，都会反射和辐射不同波长的电磁波。遥感就是根据这个原理来通过传感器装置，在不直接接触研究对象的情况下来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离的物体识别。 遥感图像数据反映的是成像区域内地物的电磁波辐射能，而地物反射和发射的电磁波能量又直接与地物本身的状态及属性有关，因此遥感图像数据的大小及变化主要是由地物的类型及变化引起的。人眼和普通照相机只能感受电磁波的可见光谱段，而特殊的遥感仪器却能将紫外、红外或微波的信息强弱及其空间分布记录下来，经计算机或光电设备处理，再现这些物体的影像，变成人眼可识别的图像，供广大用户使用。

5 目前遥感技术应用的电磁波谱段，其范围主要是从紫外线到微波，一般情况下，各波段波长范围的划分如下：
电磁波及电磁波谱 电磁波是在空间传播的交变电磁场，无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、 射线都是电磁波，不过它们产生的方式不同、波长不同，其变化范围也很大。将各种电磁波按其波长（或频率）的大小依次排列所构成的图谱叫电磁波谱。 目前遥感技术应用的电磁波谱段，其范围主要是从紫外线到微波，一般情况下，各波段波长范围的划分如下： 紫色光 µm~0.76 µm 蓝色光 µm~0.47 µm 青色光 µm ~0.50 µm 绿色光 µm~0.56 µm 黄色光 µm~0.59 µm 橙色光 µm~0.62 µm 红色光 µm~0.76 µm 紫外波段 µm~0.38 µm 可见光波段 µm~0.76 µm 红外波段 µm~1000 µm 微波波段 mm~1m

6 遥感图像的空间分辨率：是指遥感图像分辨具有不同反差相距一定间隔的相邻目标的能力。可以理解为单位像元对应的实地面积大小，分辨率越高面积就越小，图像的文理细节越清晰，空间结构就越丰富。
时间分辨率：是遥感图像间隔时间的一项性能指标，即连续分析、判读所具有的最小时间间隔。可以理解为同一卫星对同一地表进行重复成像的时间间隔。 光谱分辨率：是机载或星载光学遥感器的一项性能指标，指遥感器在接收目标辐射光谱时，能分辨的最小波长间隔，间隔越窄，光谱分辨率就越高。

7 遥感卫星：常用的遥感卫星包括美国陆地卫星Landsat、IKONOS卫星、NOAA卫星、法国SPOT卫星、印度IRS-IC卫星、中巴卫星CBERS等。
–  蓝 µm –  绿 µm –  红 µm –  近红外 µm –  全色 µm --空间分辨率1、4m --时间分辨率：4天

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9 Landsat7号卫星7、5、4波段的组合图像

10 Landsat7号卫星3、2、1波段组合显示图像

11 Landsat7号卫星4、5、3波段组合显示图像

12 云南思茅地区Landsat5的4、5、3波段的组合图像

13 广西南宁市SPOT卫星图像

14 常用遥感图像处理软件 ERDAS ENVI PCI ERMAP
ENVI(The Environment for Visualizing Image )是一套功能齐全的遥感图像处理系统，是处理、分析并显示多光谱数据、高光谱数据和雷达数据的高级工具。获2000年美国权威机构遥感软件测评第一。 ENVI包含齐全的遥感影像处理功能：常规处理、几何校正、定标、多光谱分析、雷达分析、地形地貌分析、矢量分析、神经网络分析、GPS联测、正射影像生成、三维地形分析、丰富的可供二次开发调用的函数库、制图、数据输入/输出等功能组成了图像处理软件中非常全面的系统。 其二次开发语言为IDL（Interactive Data Language）交互式数据开发语言，IDL语言面向矩阵，语法简单，致力于科学数据的可是化和分析。

15 应用现状及前景 遥感已广泛应用于国民经济各领域：如气象卫星用于天气预报、灾害监测、土地利用现状监测、资源监测、环境监测、城市规划、海洋监测等领域。 例如：IKONOS高分辨率影像可应用于： 水产养殖业调查； 绿地结构与三维可视化分析； 道路建设现状及规划； 城市小区生态建设与规划； 精细农业、林业等。 遥感现正在向高空间分辨率和高光谱分辨率方向发展，由于高光谱和高空间分辨率的卫星的出现，人们正在致力于研究如何有效处理相应的遥感信息，以便更有效地提取相应的地物信息。由于数字地球战略的实施，遥感将作为主要的信息获取手段，为GIS系统提供实时信息。

16 地理信息系统/GIS GIS系统：是融合计算机图形和数据库于一体，存储和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性有机的结合起来，根据用户的需要将空间信息及其属性信息准确真实，图文并茂地输出给用户，以满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的需求，借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能，进行各种辅助决策。 在全球协作的商业时代，85%的企业决策数据与空间位置相关，例如，客户的分布，客货资源，市场的地域分布，原料、运输、跨国生产、跨国销售等。面对包罗万象的信息，传统方法局限于枯燥无味的数据处理和表现等，缺乏直观和决策可视化，而GIS能够将电子表格和数据库无法看到的数据间模式和发展趋势以图形的形式清晰直观地表现出来，便于人们进行有效的决策分析。

17 GIS系统 计算机硬件 计算机软件系统 空间数据 系统使用与管理 计 算 机 系 统 软 件 GIS 系 统 软 件 专 题 应 用 程 序
是地理信息系统的重要组成部分，是系统分析加工的对象。空间数据包括：空间位置坐标数据，地理实体之间的空间拓扑关系及相应于空间位置的属性数据。 完成空间数据的输入、存储、转换、输出等功能

18 空间数据的输入管理 空间数据库管理 应用模型 空间数据处理分析 空间数据输出管理 上图为地理信息系统软件的组成模块

19 数字化仪 扫描仪 绘图仪 总线 计算机主机 （键盘、鼠标、显示器） 网络 总线 大容量硬磁盘 光盘 打印机 以上为地理信息系统硬件环境图

20 国内外常用GIS软件系统及功能 在中国市场上普遍使用的GIS软件有:
美国MAPINFO公司的MAPINFO系列软件，包括Professional，Mapbasic，SDK及Runtime运行环境。 美国ESRI公司的ArcGIS，包括ARCINFO、ARCVIEW等。 中国地质大学的MAPGIS 武汉测绘科技大学的GeoStar 北京吉奥威数据源软件公司的GeoWay 武汉奥发科技工程公司的AF Internet GIS 深圳市雅都图形软件有限公司的EFGIS 北京清华山维新技术开发有限公司的EPSW2000 …

21 全球卫星定位/GPS GPS是本世纪70年代有美国海陆空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为海、陆、空三军提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、黑爆监测和应急通讯等一些军用目的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过20多年的试验研究，耗资300多亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座已布设完成。 GPS系统 空间星座部分 地面监控部分 用户设备部分

22 空间卫星星座部分 地面监控部分 用户设备部分
空间卫星星座部分由24颗卫星组成，其中包括3颗备用卫星。卫星均匀分布在6个轨道面内，每个轨道面上分布4颗卫星。卫星轨道面相对赤道的倾角约为55º，轨道平均高度约为20200km。这种分布保证在地球上任何地点、任何时间，至少能观测到4颗卫星，最多可达11颗。空中飞行的卫星是一种动态已知点，在任一瞬间，通过接受卫星发射的信息，就能计算卫星的实时位置。 地面监控部分 地面监控部分目前是由分布在全球的5个地面站组成。其中包括卫星监控站、主控站和信息注入站。主要任务是采集数据（对空中卫星进行连续观测），推算编制各卫星的星历、卫星钟差及大气层的修正参数等，并将这些数据发送到卫星上。 用户设备部分

23 GPS基本应用 在传统测绘领域的应用 土地勘界测量 大地测量 一般控制网测量 海洋钻井平台定位测量 道桥施工测量 地壳变形观测
车船导航定位 飞机导航定位 资源调查

24 3S集成技术在深圳经济发展中的应用前景分析
GPS、GIS集成在车辆监控、自导航及交通管理中的应用 3S集成在城市旅游管理中的应用 3S集成在环境监测及土地利用现状监测中的应用 数字深圳及对人们生活的影响 街道分布、道路分布；旅游景点；交通线路；银行分布；大型商场分布；特色餐厅分布；宾馆分布、小区分布；学校分布、书店分布；公园分布；公安局、派出所分布；港口、码头、海关分布；市政机关等等。

25 数字地球最初由美国副总统戈尔提出，其核心内容是全球信息数字化。数字地球主要是指利用3S技术，以数字的方式获取、处理和应用关于地球自然和人文因素的空间数据，并在此基础上解决全球各种问题。人们可以将有关地球的大量的、多分辨率的、三维的、动态的数据按地理坐标集成起来，形成一个数字地球，借助这个数字地球，人们无论走到哪里，都可以按地理坐标了解地球上任何一处、任何方面的信息。数字地球是对真实地球及其相关现象统一性的数字化重现和认识，核心思想有两点：一是用数字化手段统一处理地球问题；二是最大限度地利用信息资源。

26 谢谢！ 深圳西丽湖深圳职业技术学院3S研究中心 电话：6731031、6731505
华南地区遥感图像处理软件ENVI及可视化软件开发语言IDL的总代销； 代销GIS数据加工套件GeoWay软件； 代销各种型号的GPS接收机、OEM板等； 3S中心具有A0幅面的高精度工程用彩色扫描仪、绘图仪，可承接各种类型的工程图纸的加工与绘制； 承接各种3S的工程项目，软件开发项目等 谢谢！