地理高頻考點：地理信息技術(shù)

　　一、遙感（RS）技術(shù)

　　1．概念：人們利用一定的技術(shù)裝備，在航空器（如飛機）或航天器（如飛船、衛(wèi)星）上，對遙遠的事物進行感知，就是遙感。遙感是人們視力的延伸，遙感是指不直接接觸物體，通過高層或外層空間各種運載工具上的傳感器，接收來自地面目標物發(fā)射或反射的電磁波信息，并以圖像膠片或資料磁帶記錄下來，傳送到地面接收站，對遙感信息經(jīng)過處理和判讀分析，來實現(xiàn)地面物體形狀、大小、位置、性質(zhì)及其與環(huán)境關(guān)系的認識，并經(jīng)過野外實地驗證，最終服務(wù)于資源勘探、動態(tài)監(jiān)測和有關(guān)部門的規(guī)劃決策。其主要的基本技術(shù)程序（或稱環(huán)節(jié)）如圖所示：

　　2．主要特點：與實地測繪相比，遙感具有探測范圍大（"飛得高，探得遠"），獲得資料速度快、周期短（探測范圍大，獲得資料的速度快、周期短），受地面條件限制少即適應(yīng)性強（利用不同波段和不同的遙感儀器探測物體，自然適應(yīng)性強）等特點，與實地測繪相比，遙感還具有成本低、效益大的特點。

　　3．系統(tǒng)構(gòu)成：包括遙感平臺（承載傳感器的飛機、飛船、衛(wèi)星等）、傳感器（各種光學(xué)儀器和電子儀器等）、遙感信息的接受和處理工具三大類儀器設(shè)備。

　　4．應(yīng)用：遙感有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查（對礦產(chǎn)資源、水資源、土地資源、各種生物資源、海洋資源等進行識別、清查、監(jiān)測、評估）災(zāi)害監(jiān)測（如水旱災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害、生物災(zāi)害等進行監(jiān)測，有助于防災(zāi)減災(zāi)）、環(huán)境監(jiān)測、工程建設(shè)及規(guī)劃、軍事偵察、海上交通、海洋漁業(yè)等。

　　二、全球定位系統(tǒng)（GPS）

　　1．概念：全球定位系統(tǒng)（GPS）是指利用衛(wèi)星在全球范圍內(nèi)實時進行導(dǎo)航和定位的系統(tǒng)。也稱為"授時與測距導(dǎo)航系統(tǒng)"。GPS用戶使用GPS接收機接收到工作衛(wèi)星不間斷發(fā)來的關(guān)于自身的信息后，可知自身的三維位置、三維方向以及運動速度和時間信息等。

　　2．系統(tǒng)的組成：

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　空間位置

　　組成和分布全球定位系統(tǒng)

　　GPS衛(wèi)星星座空間由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成，24顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道平面內(nèi)

　　地面監(jiān)控系統(tǒng)地面由分布在全球的監(jiān)控站、主控站和注入站組成

　　GPS信號接收機用戶3．工作原理與特點

　　地球上任何一點，在任一時刻，地平面上空至少有4顆GPS衛(wèi)星。利用4顆GPS衛(wèi)星的空間位置，便可以解算出地面點所在的位置，這就是GPS衛(wèi)星定位的基本原理。全球定位系統(tǒng)能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間，并且具有全能性（陸地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性的特點。

　　4．應(yīng)用：

　　全球定位系統(tǒng)以其精度高、速度快、費用省、操作簡便等特性而被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、交通、探險旅游、航空、測繪、安全防范、軍事、電力、通訊、城市管理等部門和領(lǐng)域。

　　三、地理信息系統(tǒng)（GIS）

　　1．概念：地理信息系統(tǒng)（GIS）是指專門處理地理空間信息的計算機系統(tǒng)，是利用計算機采集、存儲、分析、管理、輸出地理信息的一種技術(shù)與工具。它具有圖形化、可視化、更新快等特點。它與一般信息系統(tǒng)的主要區(qū)別是：GIS所采集的信息是按地理空間分布特征來反映地理實體結(jié)構(gòu)及其動態(tài)變化規(guī)律的。

　　2．系統(tǒng)構(gòu)成：包括各種系統(tǒng)硬件（計算機、數(shù)字化儀、掃描儀、繪圖儀等各種設(shè)備）、系統(tǒng)軟件（各種應(yīng)用程序）、各種數(shù)據(jù)、應(yīng)用人員和應(yīng)用模型。

　　3．簡要工作程序：其工作流程由地理空間資料的輸入、管理、分析和表達等過程構(gòu)成（如圖所示）：

　　4．應(yīng)用：GIS能解決包括地物空間分布及地理位置分析、趨勢分析、模式分析，以及模擬結(jié)果等問題。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于資源管理、測繪、城鄉(xiāng)規(guī)劃、災(zāi)害監(jiān)測、環(huán)境管理、市場分析、宏觀決策等許多方面。其中城市管理是應(yīng)用信息系統(tǒng)最早的領(lǐng)域之一。

　　四、數(shù)字地球

　　1．概念：通俗地講就是建立一個"虛擬地球"，用數(shù)字化的方法將地球上有關(guān)的信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息裝入計算機中，實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上的流通。

　　2．系統(tǒng)構(gòu)成：信息高速公路與高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、遙感（高分辨衛(wèi)星圖象）、空間信息技術(shù)與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、可視化和虛擬現(xiàn)實技術(shù)、高性能計算機。

　　3．核心思想和主要特點："數(shù)字地球"的核心思想，是用數(shù)字化的手段整體性地解決與空間位置相關(guān)的問題和最大限度地利用信息資源。它需要很多學(xué)科，特別是信息科學(xué)技術(shù)的支撐，如信息高速公路、高分辨率衛(wèi)星影像、空間信息技術(shù)、大容量數(shù)據(jù)處理與存貯技術(shù)、可視化和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，并與遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)技術(shù)相融合。數(shù)字地球主要有以下特點：特點內(nèi)容

　　空間性、數(shù)字性和整體性的統(tǒng)一

　　這是數(shù)字地球與其他信息系統(tǒng)相區(qū)別的根本標志，數(shù)字地球必將成為人類歷史上最大、最重要的信息系統(tǒng)

　　可以迅速充實和聯(lián)網(wǎng)

　　它的數(shù)據(jù)是海量的，不僅包括地球的各類多光譜、高分辨率的遙感衛(wèi)星影像、航空影像以及不同比例尺的各類數(shù)字專題圖，還包括以表格或文本形式表達的有關(guān)自然、環(huán)境、人口、經(jīng)濟、教育和軍事等不同類別的數(shù)據(jù)

　　一種開放式的數(shù)據(jù)平臺

　　它采用動態(tài)、仿真和虛擬等先進的技術(shù)方案，具有融合并立體地、動態(tài)地顯示數(shù)據(jù)的能力

　　可以提供多種形式的服務(wù)

　　圖像、圖形、圖表、問體報告等多種形式提供局部或全球范圍的數(shù)據(jù)、信息、知識方面的服務(wù)，其中提供信息服務(wù)是最主要的任務(wù)。任何一個用戶都可以在允許的權(quán)限內(nèi)，以多種方式從中獲取信息，并進行各類可視化操作

　　服務(wù)對象覆蓋整個社會層面

　　數(shù)字地球的建設(shè)是面向全體人群的 ，無論政府機關(guān)還是私營企業(yè)，無論科教部門還是生產(chǎn)單位，無論專業(yè)技術(shù)人員還是普通老百姓都可以從中獲得所需要的信息

　　4．應(yīng)用：它的應(yīng)用領(lǐng)域小到人們?nèi)粘５墓ぷ�、生活、娛樂等，大到人類的生存與可持續(xù)發(fā)展。例如，預(yù)測氣候變化，治理環(huán)境污染，防災(zāi)減災(zāi)，保持生物多樣性，解決政治或經(jīng)濟危機，增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)出等。數(shù)字城市是數(shù)字地球的重要組成部分。它綜合運用地理信息系統(tǒng)、遙感、全球定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體及虛擬仿真等技術(shù)，以數(shù)字的形式獲取、存儲和再現(xiàn)城市的資源、基礎(chǔ)設(shè)施、人文、經(jīng)濟等各個方面的信息，從而提高城市管理效率，節(jié)約資源和保護環(huán)境，為城市可持續(xù)發(fā)展提供決策支持。

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