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地理信息系統圖文一體化的要求包括哪些

發布時間:2023-07-01 22:37:48

❶ 地理信息系統知識點

什麼是地理信息系統篇一:地理信息系統的基本概念

(一)數據與信息

數據是一種未經加工的原始資料,是通過數字化或記錄下來可以被鑒別的符號。數字、文字、符號、圖像都是數據。

信息(Information)是用文字、數字、符號、語言、圖像等介質來表示事件、事物、現象等的內容、數量或特徵,從而向人們(或系統)提供關於現實世界新的事實和知識,作為生產、建設、經營、管理、分析和決策的依據。信息具有客觀性、適用性、可傳輸性和共享性等特徵。信息來源於數據(Data)。

數據是客觀對象的表示,而信息則是數據內涵的意義,是數據的內容和解釋。例如,從實地或社會調查數據中可獲取到各種專門信息;從測量數據中可以抽取出地面目標或物體的形狀、大小和位置等信息;從遙感圖像數據中可以提取出各種地物的圖形大小和專題信息。

(二)地理信息

地理信息是指表徵地理圈或地理環境固有要素或物質的數量、質量、分布特徵、聯系和規律的數字、文字、圖象和圖形的總和。地理信息是有關地理實體的性質、特徵和運動狀態的表徵和一切有用的知識,它是對表達地理特徵與地理現象之間關系的地理數據的解釋。而地理數據則是各種地理特徵和現象間關系的符號化表示,包括空間位置、屬性特徵(簡稱屬性)及時域特徵三部分。空間位置數據描述地物所在位置。這種位置既可以根據大地參照系定義,如大地經緯度坐標,也可以定義為地物間的相對位置關系,如空間上的相鄰、包含等;屬性數據有時又稱非空間數據,是屬於一定地物、描述其特徵的定性或定量指標。時域特徵是指地理數據採集或地理現象發生的時刻/時段。時間數據對環境模擬分析非常重要,正受到地理信息系統學界越來越多的重視。空間位置、屬性及時間是地理空間分析的三大基本要素。

地理信息除了具有信息的一般特性,還具有以下獨特特性:

(1)空間分布性。地理信息具有空間定位的特點,先定位後定性,並在區域上表現出分布式特點,其屬性表現為多層次,因此地理資料庫的分布或更新也應是分布式。

(2)數據量大。地理信息既有空間特徵,又有屬性特徵,另外地理信息還隨著時間的變化而變化,具有時間特徵,因此其數據量很大。尤其是隨著全球對地觀測計劃不斷發展,我們每天都可以獲得上萬億兆的關於地球資源、環境特徵的數據。這必然對數據處理與分析帶來很大壓力。

(3)信息載體的多樣性。地理信息的第一載體是地理實體的物質和能量本身,除此之外,還有描述地理實體的文字、數字、地圖和影像等符號信息載體以及紙質、磁帶、光碟等物理介質載體。對於地圖來說,它不僅是信息的載體,也是信息的傳播媒介。

(三)地理信息系統

地理信息系統(GeographicInformationSystem或Geo-Informationsystem,GIS)有時又稱為「地學信息系統」或「資源與環境信息系統」。它是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟體系統支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。地理信息系統處理、管理的對象是多種地理空間實體數據及其關系,包括空間定位數據、圖形數據、遙感圖像數據、屬性數據等,用於分析和處理在一定地理區域內分布的各種現象和過程,解決復雜的規劃、決策和管理問題。

通過上述的分析和定義可提出GIS的如下基本概念:

1、GIS的物理外殼是計算機化的技術系統,它又由若干個相互關聯的子系統構成,如數據採集子系統、數據管理子系統、數據處理和分析子系統、圖像處理子系統、數據產品輸出子系統等,這些子系統的優劣、結構直接影響著GIS的硬體平台、功能、效率、數據處

理的方式和產品輸出的類型。

2、GIS的操作對象是空間數據,即點、線、面、體這類有三維要素的地理實體。空間數據的最根本特點是每一個數據都按統一的地理坐標進行編碼,實現對其定位、定性和定量的描述、這是GIS區別於其它類型信息系統的根本標志,也是其技術難點之所在。

3、GIS的技術優勢在於它的數據綜合、模擬與分析評價能力,可以得到常規方法或普通信息系統難以得到的重要信息,實現地理空間過程演化的模擬和預測。

4、GIS與測繪學和地理學有著密切的關系。大地測量、工程測量、礦山測量、地籍測量、航空攝影測量和遙感技術為GIS中的空間實體提供各種不同比例尺和精度的定位數;電子速測儀、GPS全球定位技術、解析或數字攝影測量工作站、遙感圖像處理系統等現代測繪技術的使用,可直接、快速和自動地獲取空間目標的數字信息產品,為GIS提供豐富和更為實時的信息源,並促使GIS向更高層次發展。地理學是GIS的理論依託。有的學者斷言,「地理信息系統和信息地理學是地理科學第二次革命的主要工具和手段。如果說GIS的興起和發展是地理科學信息革命的一把鑰匙,那麼,信息地理學的興起和發展將是打開地理科學信息革命的一扇大門,必將為地理科學的發展和提高開辟一個嶄新的天地」。GIS被譽為地學的第三代語言——用數字形式來描述空間實體。

GIS按研究的范圍大小可分為全球性的、區域性的和局部性的;按研究內容的不同可分為綜合性的與專題性的。同級的各種專業應用系統集中起來,可以構成相應地域同級的區域綜合系統。在規劃、建立應用系統時應統一規劃這兩種系統的發展,以減小重復很費,提高數據共享程度和實用性。

什麼是地理信息系統篇二:地理信息系統名詞解釋大全(整理版本)

地理信息系統作為信息技術的一種,是在計算機硬、軟體的支持下,以地理空間資料庫(GeospatialDatabase)為基礎,以具有空間內涵的地理數據為處理對象,運用系統工程和信息科學的理論,採集、存儲、顯示、處理、分析、輸出地理信息的計算機系統,為規劃、管理和決策提供信息來源和技術支持。簡單地說,GIS就是研究如何利用計算機技術來管理和應用地球表面的空間信息,它是由計算機硬體、軟體、地理數據和人員組成的有機體,採用地理模型分析方法,適時提供多種空間的和動態的地理信息,為地理研究和地理決策服務的計算機技術系統。地理信息系統屬於空間型信息系統。

地理信息是指表徵地理圈或地理環境固有要素或物質的數量、質量、分布特徵、聯系和規律等的數字、文字、圖像和圖形等的總稱;它屬於空間信息,具有空間定位特徵、多維結構特徵和動態變化特徵。

地理信息科學與地理信息系統相比,它更加側重於將地理信息視作為一門科學,而不僅僅是一個技術實現,主要研究在應用計算機技術對地理信息進行處理、存儲、提取以及管理和分析過程中提出的一系列基本問題。地理信息科學在對於地理信息技術研究的同時,還指出了支撐地理信息技術發展的基礎理論研究的重要性。

地理數據是以地球表面空間位置為參照,描述自然、社會和人文景觀的數據,主要包括數字、文字、圖形、圖像和表格等。

地理信息流即地理信息從現實世界到概念世界,再到數字世界(GIS),最後到應用領域。

數據是通過數字化或記錄下來可以被鑒別的符號,是客觀對象的表示,是信息的表達,只有當數據對實體行為產生影響時才成為信息。

信息系統是具有數據採集、管理、分析和表達數據能力的系統,它能夠為單一的或有組織的決策過程提供有用的信息。包括計算機硬體、軟體、數據和用戶四大要素。

四叉樹數據結構是將空間區域按照四個象限進行遞歸分割(2n×2n,且n≥1),直到子象限的數值單調為止。凡數值(特徵碼或類型值)呈單調的單元,不論單元大小,均作為最後的存儲單元。這樣,對同一種空間要素,其區域網格的大小,隨該要素分布特徵而不同。

不規則三角網模型簡稱TIN,它根據區域有限個點集將區域劃分為相連的三角面網路,區域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內。如果點不在頂點上,該點的高程值通常通過線性插值的方法得到(在邊上用邊的兩個頂點的高程,在三角形內則用三個頂點的高程)。

拓撲關系拓撲關系是指網結構元素結點、弧段、面域之間的空間關系,主要表現為拓撲鄰接、拓撲關聯、拓撲包含。根據拓撲關系,不需要利用坐標或距離,可以確定一種地理實體相對於另一種地理實體的位置關系,拓撲數據也有利於空間要素的查詢。

拓撲結構為在點、線和多邊形之間建立關聯,以及徹底解決鄰域和島狀信息處理問題而必須建立的數據結構。這種結構應包括以下內容:唯一標識,多邊形標識,外包多邊形指針,鄰接多邊形指針,邊界鏈接,范圍(最大和最小x、y坐標值)。

遊程編碼是逐行將相鄰同值的網格合並,並記錄合並後網格的值及合並網格的長度,其目的是壓縮柵格數據量,消除數據間的冗餘。

空間數據結構是指適合於計算機系統存儲、管理和處理的地學圖形的邏輯結構,是地理實體的空間排列方式和相互關系的抽象描述。

矢量數據結構是利用歐幾里得幾何學中的點、線、面及其組合體來表示地理實體空間分布的一種數據組織方式。這種數據組織方式能最好地逼近地理實體的空間分布特徵,數據精度高,數據存儲的冗餘度低,便於進行地理實體的網路分析,但對於多層空間數據的疊合分析比較困難。

柵格數據結構基於柵格模型的數據結構簡稱為柵格數據結構,指將空間分割成有規則的網格,在各個網格上給出相應的屬性值來表示地理實體的一種數據組織形式。

空間索引是指依據空間對象的位置和形狀或空間對象之間的某種空間關系按一定的順序排列的一種數據結構,其中包含空間對象的概要信息。作為一種輔助性的空間數據結構,空間索引介於空間操作演算法和空間對象之間,它通過篩選作用,大量與特定空間操作無關的空間對象被排除,從而提高空間操作的速度和效率。

空間數據編碼是指將數據分類的結果,用一種易於被計算機和人識別的符號系統表示出來的過程。編碼的目的是用來提供空間數據的地理分類和特徵描述,同時為了便於地理要素的輸入、存儲、管理,以及系統之間數據交換和共享的需要。

Delaunay三角網即由狄洛尼三角形組成的三角網,它是在地形擬合方面表現最出色的三角網,因此常被用於TIN的生成。狄洛尼三角形有三個最鄰近的點連接而成,這三個相鄰點對應的Voronoi多邊形有一個公共的頂點,此頂點同時也是狄洛尼三角形外接圓的圓心。

Voronoi多邊形即泰森多邊形,它採用了一種極端的邊界內插方法,只用最近的單個點進行區域插值。泰森多邊形按數據點位置將區域分割成子區域,每個子區域包含一個數據點,各子區域到其內數據點的距離小於任何到其它數據點的距離,並用其內數據點進行賦值。

柵格數據壓縮編碼有鍵碼、遊程長度編碼、塊碼和四叉樹編碼等。其目的,就是用盡可能少的數據量記錄盡可能多的信息,其類型又有信息無損編碼和信息有損編碼之分。

邊界代數演算法邊界代數多邊形填充演算法是一種基於積分思想的矢量格式向柵格格式轉換演算法,它適合於記錄拓撲關系的多邊形矢量數據轉換為柵格結構。它不是逐點判斷與邊界的關系完成轉換,而是根據邊界的拓撲信息,通過簡單的加減代數運算將邊界位置信息動態地賦給各柵格點,實現了矢量格式到柵格格式的高速轉換,而不需要考慮邊界與搜索軌跡之間的關系,因此演算法簡單、可靠性好,各邊界弧段只被搜索一次,避免了重復計算。

DIME文件美國人口普查局在1980年的人口普查中提出了雙重獨立地圖編碼文件。它含有調查獲得的地理統計數據代碼及大城市地區的界線的坐標值,提供了關於城市街道,住址范圍以及與人口普查局的列表統計數據相關的地理統計代碼的綱要圖。在1990年的人口普查中,TIGER取代了DIME文件。

空間數據內插即通過已知點或分區的數據,推求任意點或分區數據的方法。空間數據壓縮即從所取得的數據集合S中抽出一個子集A,這個自己作為一個新的信息源,在規定的精度范圍內最好地逼近原集合,而又取得盡可能大的壓縮比。

坐標變換實質是建立兩個平面點之間的一一對應關系,包括幾何糾正和投影轉換,他們是空間數據處理的基本內容之一。

仿射變換是GIS數據處理中使用最多的一種幾何糾正方法。它的主要特性為:同時考慮到因地突變形而引起的實際比例尺在x和y方向上的變形,因此糾正後的坐標數據在不同方向上的長度比將發生變化。

數據精度是考察數據質量的一個方面,即對現象描述的詳細程度。精度低的數據並不一定準確度也低。

空間數據引擎是一種空間資料庫管理系統的實現方法,即在常規資料庫管理系統之上添加一層空間資料庫引擎,以獲得常規資料庫管理系統功能之外的空間數據存儲和管理的能力。代表性的是ESRI的SDE。

空間數據引擎在用戶和異種空間資料庫的數據之間提供了一個開放的介面,它是一種處於應用程序和資料庫管理系統之間的中間件技術。使用不同廠商GIS的客戶可以通過空間數據引擎將自身的數據提交給大型關系型DBMS,由DBMS統一管理;同樣,客戶也可以通過空間數據引擎從關系型DBMS中獲取其他類型GIS的數據,並轉化成客戶可以使用的方式。

資料庫管理系統是操作和管理資料庫的軟體系統,提供可被多個應用程序和用戶調用的軟體系統,支持可被多個應用程序和用戶調用的資料庫的建立、更新、查詢和維護功能。

空間資料庫是地理信息系統在計算機物理存儲介質上存儲的`與應用相關的地理空間數據的總和,一般是以一系列特定結構的文件的形式組織在存儲介質之上的。

空間數據模型是關於現實世界中空間實體及其相互間聯系的概念,為描述空間數據組織和設計空間資料庫模式提供了基本的方法。一般而言,GIS空間數據模型由概念數據模型、邏輯數據模型和物理數據模型三個有機聯系的層次所組成。

分布式資料庫是一組數據的集合,這些數據在物理上分布於計算機網路的不同結點上,而邏輯上屬於同一個系統。它具有分布性,同時在邏輯上互相關聯。

對象-關系管理模式/型是指在關系型資料庫中擴展,通過定義一系列操作空間對象(如點、線、面)的API函數,來直接存儲和管理非結構化的空間數據的空間資料庫管理模式。

緩沖區分析是根據分析對象的點、線、面實體,自動建立他們周圍一定距離的帶狀區,用以識別這些實體或主體對鄰近對象的輻射范圍或影響度,以便為某項分析或決策提供依據。

疊合分析是指在統一空間參照系統條件下,每次將同一地區兩個地理對象的圖層進行疊合,以產生空間區域的多重屬性特徵,或建立地理對象之間的空間對應關系。

空間分析是基於空間數據的分析技術,它以地學原理為依託,通過分析演算法,從空間數據中獲取有關地理對象的空間位置、空間分布、空間形態、空間形成、空間演變等信息。

網路分析是運籌學模型中的一個基本模型,即對地理網路和城市基礎設施網路進行地理分析和模型化。它的根本目的是研究、籌劃一項網路工程如何安排,並使其運行效果最好。

透視圖從數字高程模型繪制透視立體圖是DEM的一個極其重要的應用。透視立體圖能更好地反映地形的立體形態,非常直觀。與採用等高線表示地形形態

相比有其自身獨特的優點,更接近人們的直觀視覺。調整視點、視角等各個參數值,就可從不同方位、不同距離繪制形態各不相同的透視圖製作動畫。

網路是一個由點、線的二元關系構成的系統,通常用來描述某種資源或物質在空間上的運動。

變數篩選分析是通過尋找一組相互獨立的變數,使相互關聯的復雜的多變數數據得到簡化的空間統計分析方法。常用的有主成分分析法、主因子分析法、關鍵變數分析法等。

變數聚類分析是將一組數據點或變數,按照其在性質上親疏遠近的程度進行分類的空間統計分析方法。兩個數據點在m為空間的相似性可以用這些點在變數空間的距離來度量。

數字地面模型簡稱DTM,是定義於二維區域上的一個有限項的向量序列,它以離散分布的平面點來模擬連續分布的地形。

數字高程模型當數字地面模型的地面屬性為海拔高程時,則該模型即為數字高程模型。簡稱DEM。

GIS應用模型是根據具體的應用目標和問題,藉助於GIS自身的技術優勢,使觀念世界中形成的概念模型,具體化為信息世界中可操作的機理和過程。

OGC即OpenGIS協會(OpenGISConsortium)其目的是使用戶可以開放地操縱異質的地理數據,促進採用新的技術和商業方式來提高地理信息處理的互操作性(Interoperablity),OGC會員主要包括GIS相關的計算機硬體和軟體製造商,數據生產商以及一些高等院校,政府部門等,其技術委員會負責具體標準的制定工作。

開放式地理信息系統(OpenGIS)OpenGIS(,OGIS-開放的地理數據互操作規范)由美國OGC(開放地理信息系統協會)提出。其目標是,制定一個規范,使得應用系統開發者可以在單一的環境和單一的工作流中,使用分布於網上的任何地理數據和地理處理。它致力於消除地理信息應用之間以及地理應用與其它信息技術應用之間的藩籬,建立一個無「邊界」的、分布的、基於構件的地理數據互操作環境,與傳統的地理信息處理技術相比,基於該規范的GIS軟體將具有很好的可擴展性、可升級性、可移植性、開放性、互操作性和易用性。

數據結構是地理實體的數據組織形式及其相互關系的抽象描述。

空間數據質量是對空間數據在表達空間位置、空間關系、專題特徵以及時間等要素時,所能達到的准確性、一致性、完整性以及它們之間統一性的度量,一般描述為空間數據的可靠性和精度,用誤差來表示。

數字地球是把浩瀚復雜的地球數據加以數字化、網路化,變成一個地球信息模型計劃。是一種可以嵌入海量地理數據、多種解析度、三維的地球表達,是對真實地球及其相關現象的統一性的數字化重現和認識。其核心思想有兩點:一是用數字化手段統一處理地球問題;二是最大限度地利用信息資源。

虛擬現實也稱虛擬環境或人工現實,是一種由計算機生成的高級人機交互系統,即構成一個以視覺感受為主,也包括聽覺、觸覺、嗅覺的可感知環境,演練者通過專門的設備可在這個環境中實現觀察、觸摸、操作、檢測等試驗,有身臨其境之感。

地圖投影是建立平面上的點(用平面直角坐標或極坐標表示)和地球表面上的點(用緯度和精度表示)之間的函數關系。

投影轉換是從一種地圖投影變換為另一種地圖投影。其實質是建立兩平面場之間及鄰域雙向連續點的一一對應的關系。

虛擬地理環境簡稱VGE,是基於地學分析模型、地學工程等的虛擬現實,它是地學工作者根據觀測實驗、理論假設等建立起來的表達和描述地理系統的空間分布以及過程現象的虛擬信息地理世界,一個關於地理系統的虛擬實驗室,它允許地學工作者按照個人的知識、假設和意願去設計修改地學空間關系模型、地學分析模型、地學工程模型等,並直接觀測交互後的結果,通過多次的循環反饋,最後獲取地學規律。

高斯-克呂格投影Gauss-KruegerProjection①是一種橫軸等角切橢圓柱投影。它是將一橢圓柱橫切於地球橢球體上,該橢圓柱面與橢球體表面的切線為一經線,投影中將其稱為中央經線,然後根據一定的約束條件即投影條件,將中央經線兩側規定范圍內的點投影到橢圓柱面上從而得到點的高斯投影。

②一種等角橫切橢圓柱投影。其投影帶中央子午線投影成直線且長度不變,赤道投影也為直線,並與中央子午線正交。

UTM投影全球橫軸墨卡托投影的簡稱。是美國編制世界各地軍用地圖和地球資源衛星象片所採用的橫軸墨卡托投影的一種變型投影。它規定中央經線長度比為0.9996。

電子地圖當紙地圖經過計算機圖形圖像系統光——電轉換量化為點陣數字圖像,經圖像處理和曲線矢量化,或者直接進行手扶跟蹤數字化後,生成可以為地理信息系統顯示、修改、標注、漫遊、計算、管理和列印的矢量地圖數據文件,這種與紙地圖相對應的計算機數據文件稱為矢量化電子地圖。

元數據[空間]是指描述空間數據的數據,它描述空間數據集的內容、質量、表示方式、空間參考、管理方式以及數據集的其他特徵,是空間數據交換的基礎,也是空間數據標准化與規范化的保證,在一定程度上為空間數據的質量提供了保障。

Web地理信息系統(WebGIS)是Web技術和GIS技術相結合,即利用Web技術來擴展和完善地理信息系統的一項新技術。從WWW的任一個節點,Internet用戶可以瀏覽WebGIS站點中的空間數據、製作專題圖、進行各種空間檢索和空間分析。

GIS互操作互操作是指在異構環境下的兩個或多個實體,盡管它們實現的語言、執行的環境和基於的模型不同,但仍然可以相互通信和協作,以完成某一特定任務。這些實體包括應用程序、對象、系統運行環境等。空間數據的互操作針對異構的資料庫和平台,實現數據處理的互操作,與數據轉換相比,它是「動態」的數據共享,獨立於平台,具有高度的抽象性,是空間數據共享的發展方向。

組件式GIS是採用了面向對象技術和組件式軟體的GIS系統(包括基礎平台和應用系統)。其基本思想是把GIS的各大功能模塊劃分為幾個組件,每個組件完成不同的功能。各個GIS組件之間,以及GIS組件與其它非GIS組件之間,都可以方便地通過可視化的軟體開發工具集成起來,形成最終的GIS基礎平台以及應用系統。

客戶機/伺服器結構即C/S結構,是一種分布式系統結構,在該體系中,客戶端通常是同最終用戶交互的應用軟體系統,而伺服器由一組協作的過程構成,為客戶端提供服務。客戶機和伺服器通常運行相同的微內核,一個客戶機/伺服器機制可以有多個客戶端,或者多個伺服器,或者兼而有之。客戶機/伺服器模式基於簡單的請求/應答協議,即客戶端向伺服器提出信息處理的請求,伺服器端接收到請求並將請求解譯後,根據請求的內容執行相應操作,並將操作結果傳

❷ GPS GIS RS 的功能分別是什麼

gps是空間定位技術,rs是遙感(即通過電磁波判讀和分析地表目標),gis是地理信息系統。三者對地圖學的綜合應用沒有找到,給你三者分開的吧,歸納一下
gis
是地理學、測量學、地圖學、遙感等與計算機科學相結合發展起來的一門新的邊緣學科[1
]
。在這些相關學科、技術中,測量和遙感主要從數據源的角度為gis
服務,而地理學和地圖學是gis
應用所關注的主要領域。早期的gis
系統,如加拿大地理信息系統cgis、美國哈佛大學開發的symap
系統等,都主要以地圖制圖為目標,地理分析功能極為簡單,更接近一個機助地圖制圖系統[2
]
。在這個時期,
gis
和地圖制圖系統基本統一,沒有明顯的區別。隨著gis
在各個專業領域的應用深入,空間關系的建立和空間分析、管理、規劃和決策成為gis
系統發展的主流。地圖制圖和gis
逐漸分離,前者強調地圖表達和地圖制圖規范,後者更關注地理空間分析。在gis中,藉助於計算機系統環境,地理空間信息的顯示不再受到制圖圖式規范的限制,更趨於靈活、方便。gis
地理空間分析強調地理空間數據的目標完整性,強調其獨立的地理意義。與之相反,地圖制圖為了符合制圖規范和讀圖者視覺的要求,往往無法保持完整的地理意義。最直接簡單的一體化解決方法是對地圖圖式規范進行變革,降低制圖要求,以適應gis
分析應用的需要。然而現有的地圖圖式規范是長期研究和經驗積累的結果,並且結合心理感受、信息傳輸和美學等諸多領域的應用探討,被人們所廣泛接受,具有極好的直觀性、協調性和藝術性等多重特點。在現代gis
快速發展的情況下,變革的目標是拋棄傳統地圖制圖中不合理的成分,在保證地理分析質量的前提下提高地圖制圖的效果,以確保地理信息表達的協調、統一。
rs遙感:遙感技術的利用促進環境信息採集手段的革新,從而出現了遙感制圖。此外由於遙感技術與計算機技術結合,使遙感制圖從目視解釋走向計算機化的軌道,並為地圖更新、研究環境因素隨時間變化情況提供了技術支持。
gps:衛星大地測量的出現,
為大地測量制圖的發展作出了巨大貢獻。一是建立了世界大地坐標系,
二是精化了地球形狀,
三是填補了海洋上的測量空白,
四是拓寬了大地測量學的應用領域,
五是提供導航和實時定位資料,
六是對傳統的常規測量提供檢測手段。

❸ 地理信息系統(GIS)在城鄉規劃中有哪些應

  1. GIS在城市規劃中的作用 GIS(地理信息系統)對於城市規劃是一項重要的技術。它可以在城市規劃的各個階段發揮重要的作用,包括專題制圖(圖框、圖例、風玫瑰)、空間疊加技術分析(現狀容積率統計、城市用地適宜性評價)、三維分析技術(三維場景模擬、地形分析和構建、景觀視域分析)、交通網路分析技術(交通網路構建、設施服務區分析、設施優化布局分析、交通可達性分析)、空間研究分析(空間句法、空間格局分析)、規劃信息管理技術(規劃管理信息系統、規劃信息資源管理)等,尤其在空間分析研究和規劃管理信息系統中甚至有著不可替代的作用。

  2. 現狀調研階段:

    利用GIS管理現狀數據(例如土地使用現狀數據、道路數據、市政設施數據等)。 利用手持GIS設備輔助現場勘測。融合GPS(全球定位系統)、RS(遙感)和GIS的手持設備可以告訴規劃師所處的位置和周邊的地理環境,以及相關地理數據,使規劃師更快、更准確的掌握現場情況。

  3. 現狀分析階段 :

    利用GIS的疊加分析功能,統計容積率,評價用地的適宜性;疊加分析將有關數據進行空間疊加產生一個新的數據圖層,例如把建築和地塊疊加,就能使建築要素擁有地塊的屬性。 製作各類現狀圖紙; 利用空間統計功能,挖掘地理事物的空間分布規律;例如分析人口規模等。 分析空間結構;對空間格局的分析首先要判斷空間分布是否存在規律,即空間分布是集聚的還是發散的,或是隨機的,然後還要分析空間集聚的類型,在什麼區域集聚,集聚區域的位置、大小、形狀等,最後還要分析集聚的原因。 分析交通可達性和交通網路結構;交通可達性分析可在路網優化、土地使用規劃、地價評估、區位分析等方面發揮重要作用。利用GIS精確地構建城市交通網路,包括道路線形、道路暢通情況、車速、路口禁轉、單行線、高架路、路障等,然後在此基礎上計算最短車行路徑和設施的服務區域。利用空間相互作用模型分析城鎮的吸引力和勢力圈,用於行政區劃調整; 模擬三圍地形地貌、虛擬城市場景;分析景觀視域; 製作城市演變的動畫等。

  4. 規劃設計階段 :

    規劃設計階段和城市演變模型結合起來(例如城市CA模型)預測城市演變; 通過多准則決策分析,預測不同政策條件下的用地變化; 交通網路優化; 市政和公共設施布局的優化;在構建交通網路模型後,利用Network Analyst模塊的新建服務區功能優化某設施在服務半徑內能覆蓋的區域。 規劃景觀的實時模擬; 場地填挖方分析; 規劃制圖等。

  5. 規劃實施階段:

    管理規劃編製成果、基礎地形、市政管線以及相關的各類信息,為規劃業務提供信息; 利用規劃管理信息系統,開展各類建設許可業務; 決策時,模擬建設的三維場景,用於多方案選擇和方案優化;查驗項目申報是否符合相關規劃等; 評價、監督階段 和遙感相結合,監測城市、區域的環境變化; 檢查建設項目是否符合規劃; 檢討規劃的實施效果等。

❹ 地理信息系統(GIS)

地理信息系統(GIS)是計算機科學、地理學、測量學、地圖學等多門學科綜合的技術。目前國際上普遍承認。雖然GIS是一門多學科綜合的邊緣學科,但其核心是計算機科學,基本技術是資料庫、地圖可視化及空間分析,是處理地理數據的輸入、輸出、管理、查詢、分析和輔助決策的計算機系統。地質環境評價主要是綜合考慮影響環境地質諸多方面的要素,藉助恰當的數學模型和專家經驗,對研究區的環境地質進行分區。

利用GIS可以實現地質環境信息的管理、可視化、查詢、輸出等功能,操作簡單、移植性強。把GIS技術應用在地質環境評價與災害預測中,其優點固然很多,但總的說來也存在如下的一些問題:

(1)在生態環境評價中,一般的GIS軟體雖然都能夠提供諸如數據檢索、疊加分析、屬性統計分析、數字地面模型(DTM)等各種空間分析功能,但是要想滿足為解決實際問題進行的專業分析的數據要求,僅僅依靠這些空間分析方法往往還很不夠,這就要求我們在GIS基礎軟體平台的基礎上進行二次開發,拓展其空間分析功能,提取我們感興趣的信息,但是具體如何操作,目前仍是一個亟需與相關學科的專家學者們相互協作、共同探討的問題。

(2)地質環境評價具有多因素、多層次、不確定性強等特點,目前在利用GIS眾多的評價預測模型中,不管是多災種還是單災種評價,人們都在努力尋求一種普遍適合的模型來解決地質環境的評價。雖然普遍的評價模型在宏觀決策中有重要的意義,適合建立面向大眾和政府的決策支持系統,但對中小尺度范圍的評價時往往不盡如人意,因此尋求特定地區特定的地質環境評價模型很有必要。

(3)地質環境評價工作是一項復雜的系統工程,數據採集和處理的工作量非常大,會涉及到地層、水文、地震及人類活動等各個方面,對於這些資料的搜集和整理,必然會涉及輸入到GIS中資料的准確性問題,因為GIS所能完成的工作只是依據所得到的資料,對其作出相應的處理,也就是說「如果輸入GIS的數據是『垃圾』,輸出的結果也只會是『垃圾』,這不會因昂貴的設備和高級技術人才而改變」。因此,我們必須對所有的資料做出必要的、合理的取捨,以保證輸入GIS的數據合理。

(4)從GIS在地質災害研究中的應用來看,就兩者的結合方式而言,大部分應用都集中在將GIS用於數據的前後期處理和結果的顯示輸出方面,兩者的結合還處於低階水平。作為緊緊追隨工業標准化要求發展的GIS技術,標准化適當數據的缺乏也構成其廣泛應用的桎梏;此外,GIS軟體處理分析能力以及對於數據誤差分析能力的不足、GIS處理包括時間在內的四維能力的不足、災害模型建立的高難度性以及機構間協調不夠而造成的成果用戶面太窄等因素都暫時限制了GIS在地質災害研究中的應用。

❺ 地理信息系統的基本功能都有什麼

空間分析能力是GIS(地理信息系統)的主要功能,也是GIS與計算機制圖軟體相區別的主要特徵。空間分析是從空間物體的空間位置、聯系等方面去研究空間事物,以及對空間事物做出定量的描述。

空間分析需要復雜的數學工具,其中最主要的是空間統計學、圖論、拓撲學、計算幾何等,其主要任務是對空間構成進行描述和分析,以達到獲取、描述和認知空間數據;理解和解釋地理圖案的背景過程;空間過程的模擬和預測;調控地理空間上發生的事件等目的。

移動GIS是通過與流動裝置結合,地理資訊系統可以為用戶提供即時的地理信息。一般汽車上的導航裝置都是結合了衛星定位設備(GPS)和地理資訊系統(GIS)的復合系統;在香港曾經很流行的地圖王,則是一套可以安裝在PDA或手提電話上的即時地圖系統。

汽車導航系統是地理資訊系統的一個特例,它除了一般的地理資訊系統的內容以外,還包括了各條道路的行車及相關信息的資料庫。這個資料庫利用矢量表示行車的路線、方向、路段等信息,又利用網路拓撲的概念來決定最佳行走路線。

地理數據文件(GDF)是為導航系統描述地圖數據的ISO標准。汽車導航系統組合了地圖匹配、GPS定位和來計算車輛的位置。地圖資源資料庫也用於航跡規劃、導航,並可能還有主動安全系統、輔助駕駛及位置定位服務等高級功能。汽車導航系統的資料庫應用了地圖資源資料庫管理。

(5)地理信息系統圖文一體化的要求包括哪些擴展閱讀

地理信息系統發展歷史

古往今來,幾乎人類所有活動都是發生在地球上,都與地球表面位置(即地理空間位置)息息相關,隨著計算機技術的日益發展和普及,地理信息系統以及在此基礎上發展起來的「數字地球」「數字城市」在人們的生產和生活中發揮著越來越重要的作用。

1.5萬年前,在拉斯考克(Lascaux)附近的洞穴牆壁上,法國的獵人畫下了他們所捕獵動物的圖案。與這些動物圖畫相關的是一些描述遷移路線和軌跡的線條和符號。這些早期記錄符合了現代地理資訊系統的二元素結構,即一個圖形文件對應一個屬性資料庫。

18世紀地形圖繪制的現代勘測技術得以實現,同時還出現了專題繪圖的早期版本,例如:科學方面或人口普查資料。約翰•斯諾在1854年,用點來代表個例,描繪了倫敦的霍亂疫情,這可能是最早使用地理方法的位置。

他對霍亂分布的研究指向了疾病的來源——一個位於霍亂疫情爆發中心區域百老匯街的一個被污染的公共水泵。約翰•斯諾將泵斷開,最終終止了疫情爆發。

20世紀60年代早期,在核武器研究的推動下,計算機硬體的發展導致通用計算機「繪圖」的應用。1967年,世界上第一個真正投入應用的地理信息系統由聯邦林業和農村發展部在加拿大安大略省的渥太華研發。

羅傑•湯姆林森博士開發的這個系統被稱為加拿大地理信息系統(CGIS),用於存儲,分析和利用加拿大土地統計局收集的數據,並增設了等級分類因素來進行分析。

20世紀80年代和90年代產業成長刺激了應用了GIS的UNIX工作站和個人計算機飛速增長。至20世紀末,GIS在各種系統中的迅速增長使得其在相關的少量平台已經得到了鞏固和規范。並且用戶開始提出了在互聯網上查看GIS數據的概念,這要求數據的格式和傳輸標准化。

❻ 什麼是地理信息系統

地理信息系統是處理地理信息的系統。

地理信息是指直接或間接與地球上的空間位置有關的信息,又常稱為空間信息。一般來說,GIS可定義為:」用於採集、存儲、管理、處理、檢索、分析和表達地理空間數據的計算機系統,是分析和處理海量地理數據的通用技術「。

GIS由計算機系統、地理數據和用戶組成,通過對地理數據的集成、存儲、檢索、操作和分析,生成並輸出各種地理信息,從而為土地利用、資源評價與管理、環境監測、交通運輸、經濟建設、城市規劃以及政府部門行政管理提供新的知識,為工程設計和規劃、管理決策服務。

在我國地理信息系統又稱為資源與環境信息系統。GIS的應用系統主要由5個部分組成,包括硬體、軟體、數據、人員和方法。

簡介:

地理信息系統(GIS) 是一種具有信息系統空間專業形式的數據管理系統。在嚴格的意義上, 這是一個具有集中、存儲、操作、和顯示地理參考信息的計算機系統。例如,根據在資料庫中的位置對數據進行識別。實習者通常也認為整個GIS系統包括操作人員以及輸入系統的數據。

地理信息系統(GIS)技術能夠應用於科學調查、資源管理、財產管理、發展規劃、繪圖和路線規劃。例如,一個地理信息系統(GIS)能使應急計劃者在自然災害的情況下較易地計算出應急反應時間,或利用GIS系統來發現那些需要保護不受污染的濕地。

❼ 地理信息系統中網格分析對空間數據有哪些基本要求

1、首先必須是可靠的,保證持續、穩定和安全的運行,不應該因斗宏為網格滲廳內部個別資源的變化而對網格應用造成影響。
2、其次必須滿足一定的標准叢銷隱,對用戶提供的服務、資源訪問的介面都是標准化和一致性的。
3、最後必須提供一個容易的訪問方式網格服務的費用應比較低廉,能夠被普遍接受和推廣。

❽ 遙感與地理信息系統一體化的詳細信息

本專題介紹以下幾個內容:
l遙感與GIS
l遙感與GIS一體化集成技術
lENVI/IDL與ArcGIS一體化集成方案
lENVI/IDL與ArcGIS一體化集成操作演示
lENVI/IDL與ArcGIS集成開發案例
1 遙感與GIS
遙感是空間數據採集和分類的有效工具,GIS是管理和分析空間數據的有效工具(彭望琭等,2002)。兩者是空間信息的主要組成部分,有著必然的聯系。遙感具有動態、多時相採集空間信息的能力,遙感影像已經成為GIS的主要信息源。作為GIS的核心組成部分,遙感影像是提供及時信息的理想方式。在遭遇災害的情況下,遙感影像是唯一我們能夠立刻獲取的地理信息;在地圖缺乏的地區,遙感影像甚至是我們能夠獲取的唯一信息;
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5 天前 22:20
圖1 遙感與GIS
在空間信息的許多行業,離開遙感影像,GIS就是不完整的。另一方面,遙感獲取豐富的、海量的空間數據有賴於GIS的有效管理與共享,同時利用GIS強大的空間分析功能提取更深層次的專題信息,全面提升影像的利用價值。
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5 天前 22:20
圖2 遙感與GIS一體化集成意義
2 遙感與GIS一體化集成技術
遙感影像類似於GIS中的柵格數據,遙感和GIS很容易在數據層次上實現集成(鄔倫等,2001)。GIS軟體沒有提供完善的圖像處理功能,遙感軟體中也缺少空間分析及數據管理工具。遙感和GIS一體化集成,可以有以下三個層次及途徑實現。
(一)數據一體化管理與共享
l數據互操作
遙感影像和圖像分析功能可以作為核心組成部分與GIS實現一體化,首先解決的問題就是遙感與GIS平台之間的數據互操作問題。數據互操作實現有兩個途徑:
一是將遙感數據或者GIS數據都以標准格式保存,兩個平台都支持;
二是遙感和GIS平台直接支持對方數據格式。很明顯後者比前者更加方便。
l柵矢數據集中和分布式管理
在遙感中,數據主要儲存格式為柵格,GIS中主要由矢量數據格式組成。柵格和矢量一體化管理,需要這樣一種數據模型,同時儲存柵格和矢量數據,支持分布式管理。
l基於服務的企業級共享
影像天然地具有企業級應用的潛力,因為它可以實現多個用戶在同一幅圖上同時進行操作。而這對於大型企業級應用更加有利,其中最主要的一項優勢就是節省成本。我們可以分享同一影像資源,從而顯著地減少成本。而影像由於自身的特點,具有很高的存儲要求,尤其是那些高空間解析度、多光譜影像。傳統以紙質影像圖或者電子文件分發的形式也能實現數據共享,但是共享效率比較低。如今基於Web services的共享方式提供了一種合理的解決方式,它集中利用了計算機資源,可以為若干個客戶端提供影像共享服務。
(二)平台一體化分析
在遙感軟體中進行的圖像處理工作流,與GIS軟體下的GIS工作流實現無縫鏈接和交換。如在遙感軟體中處理的數據通過菜單功能直接傳送到GIS軟體中,無需中間的保存、打開等步驟;GIS軟體中分析的數據,直接導入遙感軟體中,並且保持同步顯示;遙感軟體中集成GIS軟體的部分組件功能。
雖然在兩個不同的軟體平台下工作,操作感和處理效率類似在一個平台下作業。
(三)系統一體化集成開發
大多數遙感和GIS軟體平台都提供了二次開發功能。如在進行GIS系統開發時,將專業的影像數據處理和分析工具集成到GIS系統環境中,在同一系統中既能完成遙感數據的專業處理與分析,又能完成GIS空間分析和發布共享等工作,形成一個遙感與GIS一體化集成系統。
要實現一體化集成開發系統,前提是遙感和GIS軟體平台提供的二次開發介面,都能通過程序開發語言調用,並整合在一起。
3 ENVI/IDL與ArcGIS一體化集成方案
遙感與GIS不僅從數據上,還會從整個軟體構架體繫上真正實現融合,從而可以達到優勢互補,進一步提升GIS軟體的可操作性,提升空間和影像分析的工作效率,並有效節約系統成本。為了適應這種新的用戶需求和未來的技術發展趨勢,更好地為用戶提供服務,全球最大的GIS技術提供商ESRI公司與全球遙感領域的領導者美國ITT Visual Information Solutions(簡稱ITT VIS)公司,建立了全球戰略合作夥伴關系,共同開發和建設遙感與GIS一體化平台。
ENVI是由遙感領域的科學家採用IDL(互動式數據處理開發語言)開發的一套功能強大的、完整的遙感圖像處理軟體。ArcGIS是由ESRI公司開發的、全球使用最廣的GIS軟體。ENVI/IDL與ArcGIS一體化集成解決方案,在真正意義上實現了遙感與GIS一體化集成。
(一)數據一體化管理與企業級共享
lENVI/IDL與ArcGIS數據互操作
從2007年6月開始,ESRI公司和ITT VIS公司宣布兩者的商務和技術合作計劃。兩個平台互相支持對方的格式,同時兩者都支持一些通用文件格式,如GeoTiff、JPEG2000等(圖3)。
圖3 ENVI/IDL與ArcGIS數據互操作
l柵矢數據集中和分布式管理
Geodatabase是按照一定的模型和規則組合起來的存儲空間數據和屬性數據的容器,已經成為ArcGIS的核心數據模型,它實現了多源空間數據的集中和分布式管理。它是一種天然的遙感與GIS數據一體化儲存模型。根據不同的應用需求,它分為三個級別:File Based Geodatabase、Personal Geodatabase、Enterprise(SDE)Geodatabase。其中Enterprise(SDE)Geodatabase支持分布式管理與儲存。
圖4 天然的遙感與GIS數據一體化儲存模型
ENVI完全支持ArcGIS Geodatabase各個級別的讀寫,在ENVI、ENVI Zoom、ENVI EX中,都可以通過菜單Remote Connection Manager打開相應的面板,也可以通過Save to ArcGIS Geodatabase菜單將數據保存到Geodatabase。
圖5 打開Geodatabase以及服務的數據
圖6數據保存到Geodatabase
l基於服務的企業級共享
ENVI可以當作一個客戶端,打開OGC標準的服務(WCS/WMS),這些服務可以是ArcGIS Server發布的。
其中WCS服務發布的影像數據保留了原始的數據的像元值和波段信息,因此通過WCS服務獲得的影像可以做進一步的分析,跟分析本地影像效果是一樣。
圖7 遠程數據接收與本地處理、成果共享
(二)ENVI/IDL與ArcGIS平台一體化分析
最新版的ENVI4.7推出專門為GISer使用的ENVI EX模塊,這個模塊整合了部分ArcGIS®和ENVI功能,將影像處理和分析與GIS工作流無縫鏈接到一起,在ENVI EX中能完成三個方面的工作:
1)無縫鏈接GIS工作流
ENVI EX將影像處理和分析與GIS工作流無縫鏈接到一起,在ENVI EX中能實現:
輕松交換數據和圖層文件:ArcGIS中的數據或圖層文件(*.lyr)可以通過滑鼠拖拽方式放到ENVI EX上進行顯示。
查看和處理ArcGIS圖層:ENVI EX支持ArcGIS的圖層符號化顯示,即可以完全按照ArcGIS風格和樣式顯示圖層數據。
同步查看圖像處理結果:在ENVI EX下執行圖像處理過程中,動態修改參數,在ENVI EX和ArcGIS可以看到相同的變化結果。
2)向導式專業影像處理工具
ENVI EX提供GIS用戶最需要的圖像處理和分析功能,並以流程化、向導操作方式提供。並具有透視窗口隨時預覽處理結果。
3)成果共享
ENVI EX提供多種成果共享方式,將影像處理與分析結果無縫集成到GIS工作流中。
l存儲為通用格式或PowerPoint文件
l直接保存Geodatabase或輸出Shapefile
l在ENVI EX中直接調用ArcGIS制圖組件進行出圖
l通過菜單直接將成果導入ArcMap進行制圖,無需中間保存與打開過程。
同樣ENVI Zoom視窗具有ENVI EX類似的功能。
圖8 平台一體化分析方式
(三)ENVI/IDL與ArcGIS集成開發
ENVI是一個非常開放的平台,提供一個健全的函數庫(圖9),幾何涵蓋ENVI平台大部分圖像處理功能。
圖9 ENVI部分函數庫列表
同時IDL具有很好的擴展性,能很方便地與其他開發環境(VB、VC、.NET、Java等)進行集成開發。IDL可以通過以下方式與其他語言集成開發:
1)Callable技術
IDL作為動態鏈接庫被外部程序調用的技術。使用Callable 技術,外部程序可以像IDL命令行一樣使用IDL命令或調用執行IDL的程序。
簡單實現方法(在vc6.0):
1.將ITTIDL71externalinclude目錄下的idl_export.h頭文件,添加到VC工程中
2.工程→設置→連接 中的對象/庫模塊 中 添加idl.lib
3.添加Library files 安裝路徑ITTIDL71BINBIN.X86
4.系統變數path中添加IDL的安裝路徑ITTIDL71BINBIN.X86
5.進行初始化IDL_Win32Init(0,handle,NULL,0)
6.執行IDL命令行IDL_ExecuteStr(「restore,『satstretch.sav』」)
7 .IDL_Cleanup(true)
2)對象輸出助手
將IDL編寫的功能模塊輸出為Java類和COM組件(.DLL或者.OCX)。
3)IDLDrawWidget (VS2005中)
首先在建立一windows應用程序。在工具箱上右鍵→選擇項→COM組建選中IDLDrawWidget Control 3.0 拖動 控制項到窗體上 axIDLDrawWidget1.IdlPath設定IDL庫文件目錄 n = axIDLDrawWidget1.InitIDL((int)this.Handle) axIDLDrawWidget1.ExecuteStr(「」);執行IDL命令 4)COM_IDL_CONNECT
同IDLDrawWidget類似。
同時,ArcGIS提供ArcObjects軟體組件庫,它提供了模塊化、可伸縮、跨平台的通用API。
ENVI/IDL與ArcGIS集成開發可以通過以下三個途徑實現:
圖10 三種集成開發模式
1)ENVI / IDL與ArcGIS桌面定製
通過ArcGIS桌面SDK及開發語言(如Python、VBA、VB、VC、.net等),將ENVI/IDL圖像處理與分析功能集成到ArcMAP中:
圖11將 ENVI/IDL功能嵌入ArcMAP Toolbar中
圖12 ENVI/IDL功能嵌入ArcToolBox中
圖13 ENVI/IDL功能嵌入ModelBuilding(GP工具)
2)ENVI / IDL與ArcGIS Engine
ArcGIS Engine是組件式開發工具包,可以靈活、方便地定製地圖及GIS解決方案。ENVI / IDL與ArcEngine的一體化集成開發具有以下三個特點:
1.通過ArcGIS Engine解決了數據瀏覽、柵格矢量疊加、矢量編輯、渲染、專題制圖以及空間分析等問題;
2.將ENVI/IDL作為影像處理引擎,解決專業的影像處理過程;
3.基於成熟平台的二次開發,快速實現了系統無縫集成開發,而且大大減少了程序的開發量、開發周期,減少了系統開發的風險,開發者可以將大部分精力放在系統業務流程上。
圖14 ENVI/IDL與ArcEngine一體化集成開發
3)ENVI / IDL與ArcGIS Server
將ENVI/IDL圖像處理與分析功能集成在伺服器端,以ArcGIS Server作為地圖伺服器,將處理結果傳遞到客戶端,較好地實現了B/S模式下對影像實時計算處理的需求。
ENVI/IDL與ArcGIS一體化集成打破了傳統單一的遙感圖像處理流程,形成影像數據處理與分析、管理、空間分析、發布共享的空間信息工程化與流程一體化(圖15)。

圖15空間信息工程化與流程一體化的最佳組合
4 ENVI/IDL與ArcGIS一體化集成操作演示
(一)企業級共享
下面以一個比較簡單的例子演示這個過程。
1)將ENVI中處理好的數據用ArcGIS Server發布成wcs服務。
圖16 發布wcs服務
2)獲取WCS服務的URL地址。
圖17 獲得WCS服務URL
3)打開ENVI或者ENVI Zoom或者 ENVI EX,這里打開ENVI EX。在ENVI EX中,選擇File->Remote Connection Manager(圖18),在Remote Connection Manager中New一個連接,連接的屬性面板中(Connection Properies)中,Type中選擇OGC Web Coverage Servics(WCS)項,將WCS服務的URL輸入URL項中,後加一個英文半形「?」,其他信息自動從URL中獲取,單擊OK。
圖18新建一個WCS連接
4)可以看到獲取的WCS服務中的影像數據(圖19)。單擊Open按鈕,將獲取的數據在ENVI EX中打開。
圖19 獲取的WCS服務中的影像信息
5)在ENVI EX中打開的WCS服務中的影像數據(圖20),可以對這個影像數據進行分析,如這里對其進行Classification,這是一個流程化的操作,一路Next下去(也可以修改一些參數),其中可以打開Proview功能對結果隨時預覽。
圖20 對WCS服務中的影像數據進行分析
6)到輸出結果步驟時,可以選擇GDB或者Shapefile,這里選擇保存到GDB中(如圖21)。
圖21 保存結果到Geodatabase中
這樣我們就完成了一個比較典型的影像共享過程:影像服務發布(數據中心)->使用影像服務(數據使用單位)->瀏覽與分析影像->分析結果儲存與再次共享。
(二)平台一體化分析
下面以利用影像來更新矢量數據的例子演示ENVI/IDL與ArcGIS平台一體化分析過程。
1)將「舊」矢量數據和「新」的影像數據載入到ArcMAP中(圖22)。
圖22 載入矢量和影像數據的ArcMAP
2)根據「舊」矢量數據和影像目視解譯結合方法選擇部分矢量要素作為樣本。生成新的一個矢量圖層。
圖23 選取的樣本
3)打開ENVI EX(ENVI Zoom也可以),滑鼠左鍵在ArcMAP中單擊樣本矢量層拖拽到ENVI EX中,可以看到ENVI EX中已經將樣本圖層打開並保持ArcMAP一樣的專題符號。同樣的方法將影像拖拽到ENVI EX中(圖24)。
圖24ENVI EX中打開矢量樣本和影像數據
4)在ENVI EX中,滑鼠左鍵按住影像圖層拖拽到Toolbox中的Classification流程化工具中。啟動Classification流程化工具。單擊Next按鈕,選擇監督分類(Use Training data),將前面的矢量樣本導入(圖25)。
圖25 選擇矢量樣本
5)同樣可以用Preview預覽分類結果。一路Next,在Save Results同樣可以選擇保存文件還是GDB。這里選擇保存為shapefile文件。
6)在ENVI中載入獲得的結果,選擇File->Print,集成了ArcMAP制圖輸出組件,支持ArcMAP制圖模板。
圖26 列印輸出結果
7)或者在ENVI EX的Layer Manager中分類矢量結果圖層上單擊右鍵,在快捷菜單中選擇Send to ArcMap命令,可以直接將結果傳送到ArcMap平台中。
8)選擇ENVI EX中的Geo Link To ArcMap命令,可以將ENVI與ArcMap進行地理鏈接,使兩個平台瀏覽的范圍保持一致。
這個例子完成了一個GIS工作流與遙感工作流無縫鏈接的過程。
5 ENVI/IDL與ArcGIS集成開發案例
(一)城市遙感動態監測管理系統——北京建設數字科技股份有限公司
以地理信息基礎平台為基礎,3S技術一體化為核心,結合專業遙感處理軟體ENVI,實現對城市范內區域、街道、重點對象的影像特徵的采樣和分析,快速獲取其空間特徵。並利用ArcGIS Engine的疊加分析、緩沖區分析等功能,實現對多時相城市航空影像數據之間、遙感影像數據與規劃編制、規劃審批成果之間的比對分析,及時了解城市的土地利用變化情況,掌握城市建設中與規劃不符的情況。並通過核查上報、統計分析等手段,為城市規劃監察、城市管理服務。
圖27 系統主界面
圖28 遙感影像信息分類提取
(二)環北京土地利用動態監測與評價平台——2009ESRI開發大賽ENVI/IDL組一等獎作品,首都師范大學
系統的基本功能包括各種柵格數據的載入、顯示(單波段顯示和多波段合成)、數據管理、數據格式轉換、波段統計、ROI選取工具、圖像的增強等功能。
在業務功能方面,系統主要分成類三個模塊,其中包括監測指標和計算模塊、土地利用信息提取模塊和土地資源監測評價模塊。監測指標和計算模塊的功能主要包括NDVI(歸一化植被指數)、MSAVI(土壤調整植被指數)、FC(植被覆蓋度)、Slope(DEM的坡度計算)和PCA變換(主成分變換);土地利用信息提取模塊包括基本的圖像信息提取方法,如監督分類、非監督分類、目視解翻,並提供的基本的分類後處理的功能;土地資源監測評價模塊主要包括:土壤侵蝕監測評價、土地退化監測評價、土地沙化監測評價和土地鹽鹼化監測評價。其中前兩種評價主要是用IDL編寫的決策樹演算法,後兩個評價介於ArcGIS Desktop的model builder創建模型,在ArcGIS Engine的Geoprocessing中進行調用。
圖29 系統主界面
圖30 土壤侵蝕監測評價子模塊
圖31 支持向量機監督分類
(三)遙感震害快速評估技術系統——中國地震局地殼應力研究所
遙感震害快速評估技術系統是在地震遙感震害快速增強、震害分類提取與震害評估技術研究的基礎上,針對國家抗震救災指揮和地震現場評估的需要,研製的適應近地表遙感信息獲取系統獲取的多景圖像的技術系統。用戶可以利用該系統在圖像接收後2-6小時內提供初步的宏觀災情提取結果與損失評估結果,6-18小時內提供准確的宏觀災情分布結果和損失評估結果。
遙感震害快速評估技術系統的主要功能包括遙感(RS)和地理信息系統(GIS)的無縫結合,近地表數據處理,遙感影像快速校正,遙感影像快速增強,用面向對象等實用的分類技術進行震害識別,震害損失評估,與資料庫結合,成果圖像的快速顯示和制圖,專用的評估流程和集體評估的集成。
圖32綜合評估平台
圖33 影像自動配置子功能
(四)農作物調優栽培決策支持系統——國家農業信息化工程技術研究中心
農作物調優栽培決策支持系統是依託農業部公益性行業科研專項「主要農作物調優栽培信息化技術」項目,基於最新的ENVI/IDL技術、WebGIS、GPS、企業空間資料庫、通信技術、作物模擬技術等信息技術和農學知識的高度集成,建立的用於主要農作物調優栽培的信息化決策支持系統。
系統主要面向農業管理部門、農業生產部門(如農場)、作物協會(如穀物協會)及大型涉農企業的專業技術及生產管理人員,對主要農作物的產前優良品種種植區劃——產中調優栽培及產量、品質預報——產後指導按質收購等作物生產全過程進行信息化管理,最大限度地為農作物生產的信息化管理與糧食政策的制定提供決策支持。
系統通過採用ENVI/IDL編程技術實現對遙感影像的實時計算和處理,生成初步的作物分類結果以及影像光譜指數,結合野外採集的GPS定位數據、農學樣點信息,綜合分析各種常用的農學模型,通過WebGIS技術實現實時直觀的專題圖、統計圖表、細節點擊查詢等多種展現方式,實現對作物長勢監測、作物產量估算、作物品質預測、病蟲害監測、乾旱監測、凍害監測、肥水診斷等作物生產全過程的信息化管理。
系統採用Oracle10g +ArcSDE作為空間資料庫,後台採用ENVI/IDL、ArcGIS Engine、ArcIMS實現遙感影像處理與發布,前端頁面展現完全基於Ajax技術構建,綜合採用了OpenLayers、JQuery、Google Maps API等腳本庫。
圖34 自定義植被指數計算界面
圖35 作物長勢分級專題圖
6總結
隨著空間信息市場的快速發展,遙感數據與GIS的結合日益緊密。遙感與GIS的一體化集成逐漸成為一種趨勢和發展潮流。ENVI/IDL與ArcGIS為遙感和GIS的一體化集成提供了一個最佳的解決方案。

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