㈠ 地理信息技術的應用
地理信息技術的應用:搏培
一、遙感(RS)在資源普查、環境和災害監測中的應用
①資源普查:礦產、水、土地、森林草場、野生動物資源等;
②災情監測:旱情、水災、滑坡、泥石流、地震、農林病蟲害、正團森林火災等;
③環境監測:荒漠化、土壤鹽漬化、環境污染、海洋生態、全球氣候變化及其影響、植被變化、海上冰山漂流。
三、地理信息系統(GIS)
地理信息系統的主要功能:數據採集、數據分析、決策應用等,能解決的主要問題包括地物空間分布及位置分析、趨勢分析、模式分析,以及模擬結果等。
㈡ 地理信息技術的應用
地理信息技術
地理信息技術包括——地理信息系統(GIS)、遙感(RS)、全球定位系統(GPS)和數字地球技術。
地理信息系統
地理信息系統(Geographic Information System或 Geo-Information system,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。
遙感
遙感是以航空攝影技術為基礎,在本世紀60年代初發展起來的一門新興技術。開始為航空遙感,自1972年美國發射了第一顆陸地衛星後,標志著航天遙感時代的開始。經過幾十年的發展,目前遙感技術已廣泛應用於資源環境、水文、氣象,地質地理等領域,成為一門實用的,先進的空間探測技術。
遙感是利用遙感器從空中來探測地面物體性質的,它根據不同物體對波譜產生不同響應的原理,識別地面上各類地物,具有遙遠感知事物的意思。也就是利用地面上空的飛機、飛船、衛星等飛行物上的遙感器收集地面數據資料,並從中獲取信息,經記錄、傳送、分析和判讀來識別地物。
遙感技術主要特點:
1、可獲取大范圍數據資料。遙感用航攝飛機飛行高度為10km左右,陸地衛星的衛星軌道高度達910km左右,從而,可及時獲取大范圍的信息。
2、獲取信息的速度快,周期短。由於衛星圍繞地球運轉,從而能及時獲取所經地區的各種自然現象的最新資料,以便更新原有資料,或根據新舊資料變化進行動態監測,這是人工實地測量和航空攝影測量無法比擬的。
3、獲取信息受條件限制少。在地球上有很多地方,自然條件極為惡劣,人類難以到達,如沙漠、沼澤、高山峻嶺等。採用不受地面條件限制的遙感技術,特別是航天遙感可方便及時地獲取各種寶貴資料。
4、獲取信息的手段多,信息量大。根據不同的任務,遙感技術可選用不同波段和遙感儀器來獲取信息。例如可採用可見光探測物體,也可採用紫外線,紅外線和微波探測物體。利用不同波段對物體不同的穿透性,還可獲取地物內部信息。例如,地面深層、水的下層,冰層下的水體,沙漠下面的地物特性等,微波波段還可以全天候的工作。
全球定位系統
全球衛星定位系統(Globle Positioning System) 是一種結合衛星及通訊發展的技術,利用導航衛星進行測時和測距。全球衛星定位系統(簡稱GPS) 是美國從本世紀70 年代開始研製,歷時20 余年,耗資200 億美元,於1994 年全面建成。具有海陸空全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。經過近十年我國測繪等部門的使用表明,全球衛星定位系統以全天候、高精度、自動化、高效益等特點,成功地應用於大地測量、工程測量、航空攝影、運載工具導航和管制、地殼運動測量、工程變形測量、資源勘察、地球動力學等多種學科,取得了好的經濟效益和社會效益。
GPS全球衛星定位系統由三部分組成:空間部分—GPS星座(GPS星座是由24顆衛星組成的星座,其中21顆是工作衛星,3顆是備份衛星);地面控制部分—地面監控系統;用戶設備部分—GPS 信號接收機。
1、空間部分
GPS的空間部分是由24 顆工作衛星組成,它位於距地表20 200km的上空,均勻分布在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆) ,軌道傾角為55°。此外,還有4 顆有源備份衛星在軌運行。衛星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛星,並能保持良好定位解算精度的幾何圖象。這就提供了在時間上連續的全球導航能力。GPS 衛星產生兩組電碼, 一組稱為C/ A 碼( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一組稱為P 碼(Procise Code 10123MHz) ,P 碼因頻率較高,不易受干擾,定位精度高,因此受美國軍方管制,並設有密碼,一般民間無法解讀,主要為美國軍方服務。C/ A 碼人為採取措施而刻意降低精度後,主要開放給民間使用。
2、地面控制部分
地面控制部分由一個主控站,5 個全球監測站和3 個地面控制站組成。監測站均配裝有精密的銫鍾和能夠連續測量到所有可見衛星的接受機。監測站將取得的衛星觀測數據,包括電離層和氣象數據,經過初步處理後,傳送到主控站。主控站從各監測站收集跟蹤數據,計算出衛星的軌道和時鍾參數,然後將結果送到3 個地面控制站。地面控制站在每顆衛星運行至上空時,把這些導航數據及主控站指令注入到衛星。這種注入對每顆GPS 衛星每天一次,並在衛星離開注入站作用范圍之前進行最後的注入。如果某地面站發生故障,那麼在衛星中預存的導航信息還可用一段時間,但導航精度會逐漸降低。對於導航定位來說,GPS衛星是一動態已知點。星的位置是依據衛星發射的星歷—描述衛星運動及其軌道的 的參數算得的。每顆GPS衛星所播發的星歷,是由地面監控系統提供的。衛星上的各種設備是否正常 工作,以及衛星是否一直沿著預定軌道運行,都要由地面設備進行監測和控制。地面監控系統 另一重要作用是保持各顆衛星處於同一時間標准—GPS時間系統。這就需要地面站監測各顆衛星的時間,求出鍾差。然後由地面注入站發給衛星,衛星再由導航電文發給用戶設備。 GPS工作衛星的地面監控系統包括一個主控站、三個注入站和五個監測站。
3、用戶設備部分
用戶設備部分即GPS 信號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛星截止角所選擇的待測衛星,並跟蹤這些衛星的運行。當接收機捕獲到跟蹤的衛星信號後,即可測量出接收天線至衛星的偽距離和距離的變化率,解調出衛星軌道參數等數據。根據這些數據,接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定位計算,計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等信息。接收機硬體和機內軟體以及GPS 數據的後處理軟體包構成完整的GPS 用戶設備。GPS 接收機的結構分為天線單元和接收單元兩部分。接收機一般採用機內和機外兩種直流電源。設置機內電源的目的在於更換外電源時不中斷連續觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。關機後,機內電池為RAM存儲器供電,以防止數據丟失。目前各種類型的接受機體積越來越小,重量越來越輕,便於野外觀測使用。
全球定位系統具有六大特點:第一,全天候,不受任何天氣的影響;第二,全球覆蓋(高達98%);第三,七維定點定速定時高精度;第四,快速、省時、高效率;第五,應用廣泛、多功能;第六,可移動定位。
數字地球
數字地球是對真實地球及其相關現象統一的數字化重現和認識。其核心思想是用數字化的手段來處理整個地球的自然和社會活動諸方面的問題,最大限度地利用資源,並使普通百姓能夠通過一定方式方便地獲得他們所想了解的有關地球的信息,其特點是嵌入海量地理數據,實現多解析度、三維對地球的描述,即"虛擬地球"。通俗地講,就是用數字的方法將地球、地球上的活動及整個地球環境的時空變化裝入電腦中,實現在網路上的流通,並使之最大限度地為人類的生存、可持續發展和日常的工作、學習、生活、娛樂服務。
嚴格地講,數字地球是以計算機技術、多媒體技術和大規模存儲技術為基礎,以寬頻網路為紐帶運用海量地球信息對地球進行多解析度、多尺度、多時空和多種類的三維描述,並利用它作為工具來支持和改善人類活動和生活質量。
地理信息技術是個比較有專業針對性的科目類別。
近幾年來在地球物理信息技術的應用已經擴展至:高分辨地震勘探、岩石圈地球物理測量和數據處理、油氣藏描述與油氣藏表徵、復雜油氣田物探、地震波場模擬、基於模型的深度域地震成像、地球物理井間電磁測井及層析成像、水資源與工程環境勘查以及非地震探測、海洋地球物理勘察、復雜油氣田物探石油和地球探測信息分析。
總之前途無量哦。
㈢ 地理信息系統的應用有哪些
地理信息系統的應用有:城市規劃、建設管理,農業氣候區劃,大氣污染監測管理,道路交通管理,地震災害和損失估計,醫療衛生,軍事。
城市是人類活動高度集中的區域,同時也是信息、物質高度集中的區域。
隨著科技的進步和經濟的發展,城市系統越來越復雜,數據和信息越來越多,服務要求越來越高。
城市管理面臨著新的挑戰,為了城市的現代化、生態平衡和持續發展,城市需要全面的規劃,而地理信息系統給城市的規劃和管理帶來了新的工
採用新技術、新方法、新資料,開發"農業氣候區劃信息系統(Agriculture & Climate Distributed Information System,簡稱ACDIS)"軟體,建立氣候資源開發利用和保護監測體系,實行資源平面與立體,時間與空間全方位優化配置;發揮區域氣候優勢,趨利避害減輕氣候災害損失,提高資源開發的總體效益。
為各級 *** 分類指導農業生產,農村產業結構調整,退耕還林防止水土流失等提供決策依據,為地方 *** 服務。
隨著經濟的發展,環境污染直接影響了人們的生活質量,環境質量問題也得到了越來越多的重視。
污染環境包括水污染、大氣污染、固體廢棄物污染等,其中就大氣污染而言,城市區域由於受到工業生產、居民生活的影響,成為大氣污染發生的集中區域,歷史上幾次嚴重的污染事故,如倫敦煙霧事件(1952)、洛杉磯光化學煙霧事件(1943),都是發生在大城市。
近幾十年來,研究者對大氣污染問題進行了大量研究,並且通過實驗或計算來建立適合於特定區域的大氣污染物擴散模式以及確定相關參數的計算方法。
近年來,GIS在交通方面的應用得到了廣泛的重視,並形成了專門的交通地理信息系統GIS-T,以滿足道路交通管理方面的要求。
路廓設計是公路設計中的一個重要環節,是定出公路最終線向的一個步驟。
在路廓設計中,要綜合分析多種空間數據,包括大比例尺的土地利用圖、地形圖以及現有的道路網等。
對地震災害以及地震次生災害的評估對於一個區域的降低危險,資源分配以及緊急響應規劃具有重要的意義,而通過存儲和分析地質構造信息,利用GIS可以預測地震發生的"場景"並估計該區域由於地震引發的潛在損失。
此外,GIS也提供了有力的工具使得在地震實際發生時,分析災害嚴重程度的空間分布,幫助 *** 分配緊急響應資源。
地貌學理論發展和生產實踐需要加強計量地貌研究。
然而,由於地貌現象的復雜性、地貌數據的龐大等多方面的原因,需要在地貌研究中採用GIS工具,使其成為地貌定量研究的一個有效途徑。
由於流行病是用於描述和解釋某種疾病的發病率,從空間的角度來看,流行病學需要很好地描述流行病發病率空間分布特徵的手段,進而可以研究發病率模型,以發現流行病和周圍環境的關系。
通常,GIS在流行病研究中主要提供了如下三個方面的功能:流行病數據的可視化,空間數據分析,流行病模型等。
軍事是以准備和實施戰爭為中心的社會活動。
一切軍事行動都是在一定的地理環境中進行的,地理環境對軍事行動有著極其重要的影響與作用。
隨著人類社會向信息化迅速發展,未來高技術戰爭中信息對抗的含量將越來越高,特別是高技術條件下的局部戰爭,由於戰爭爆發突然,戰爭進程加快、戰機稍縱即逝等特點,對作戰指揮的時效性有了更高的要求。
指揮決策智能化、作戰指揮自動化、武器裝備信息化成為未來戰爭取勝的關鍵。
在這種需求下,出現了數字化戰場,數字化的地理環境信息已成為指揮決策的必要條件之一。
因此,作為空間軍事信息保障的軍事地理信息系統已成為現代化軍事斗爭的一項重要內容。
㈣ 地理信息系統的應用
地理信息系統廣泛應用於資源調查、環境評估和交通運輸等。
其它應用:
隨著全球工業、經濟的發展,水短缺、水污染等問題日益突出。為此,2015年國務院正式印發《水污染防治行動計劃》(簡稱「水十條」)。同時,李克強總理2016工作政府報告中指出,十三五期間我國生態環境建設的任務是「堅持在發展中保護、在保護中發展,持續推進生態文明建設。
地理信息系統(GIS)強大的空間數據管理和分析功能,在空間信息處理上有獨到的優勢,是研究區域水文水環境的空間差異的有力工具,GIS在水文水環境中的應用對解決水文水環境中許多問題起著重要的作用與意義。
這個強大的系統,它的應用和用途是永無止境的,就像它的海量地理空間數據集和資料庫一樣。分析師和研究人員每天都在創新這項技術的新應用。應用程序的數量永遠不會下降。使用GIS不僅限於以上的應用,它在各個領域有大約1000多種用途和應用。考古學、地質學、廢物管理、自然資源管理、資產管理,甚至航空和銀行業。
㈤ GIS的應用領域有哪些
1、資源管理
主要應用於農業和林業領域,解決農業和林業領域各種資源(如土地、森林、草場)分布、分級、統計、制圖等問題。主要回答「定位」和「模式」兩類問題。
2、資源配置
在城市中各種公用設施、救災減災中物資的分配、全國范圍內能源保障、糧食供應等到機構的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應用中的目標是保證資源的最合理配置和發揮最大效益。
3、城市規劃和管理
空間規劃是GIS的一個重要應用領域,城市規劃和管理是其中的主要內容。例如,在大規模城市基礎設施建設中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學校、公共設施、運動場所、服務設施等能夠有最大的服務面(城市資源配置問題)等。
4、土地信息系統和地籍管理
土地和地籍管理涉及土地使用性質變化、地塊輪廓變化、地籍權屬關系變化等許多內容,藉助GIS技術可以高效、高質量地完成這些工作。
5、生態、環境管理與模擬
區域生態規劃、環境現狀評價、環境影響評價、污染物削減分配的決策支持、環境與區域可持續發展的決策支持、環保設施的管理、環境規劃等。
6、應急響應
解決在發生洪水、戰爭、核事故等重大自然或人為災害時,如何安排最佳的人員撤離路線、並配備相應的運輸和保障設施的問題。
GIS的特點
1、公共的地理定位基礎;
2、具有採集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力;
3、系統以分析模型驅動,具有極強的空間綜合分析和動態預測能力,並能產生高層次的地理信息;
4、以地理研究和地理決策為目的,是一個人機互動式的空間決策支持系統。
發展空間:
許多學科受益於地理信息系統技術。活躍的地理信息系統市場導致了GIS組件的硬體和軟體的低成本和持續改進。這些發展反過來導致這項技術在科學、政府、企業和產業等方面更廣泛的應用。
應用包括房地產、公共衛生、犯罪地圖、國防、可持續發展、自然資源、景觀建築、考古學、社區規劃、運輸和物流。地理信息系統也分化出定位服務(LBS)。
㈥ 地理信息技術有哪些應用類型
地理信息技術主要包括三種類型:
遙感(RS),具有探測范圍大,獲取信息速度快、周期短、信息量大,受地面條件限制少等優勢,能夠實現地物信息的實時、動態監測。
全球衛星導航系統(GNSS),它利用衛星在全球范圍內進行實時定位、導航。主要由衛星星座(空間部分)、地面監控系統(地面控制部分)和信號接收系統(用戶部分)三部分組成,能夠為用戶提供精密的三維坐標、速度和時間,適用於陸地、海洋、航空和航天,具有全球性、全天候、連續性和實時性的特點。目前,全球衛星導航系統有美國的全球定位系統(GPS)、俄羅斯的全球衛星導航系統、歐洲的伽利略衛星導航系統和我國的北斗衛星導航系統(BDS)。
地理信息系統(GIS),是對地理數據進行輸人、處理、存儲、管理、查詢、分析、輸出等的計算機信息系統,利用地理信息系統的空間查詢與分析功能,可以根據不同目的對相關數據進行疊加分析。
㈦ 地理信息系統主要應用於哪些方面
用於全球環境變化動態監測
1.1987年聯合國開始實施一項環境計劃(UNEP),其中包括建立一個龐大的全球環境變化監測系統(GEMS); 2.全球森林監測和森林生態變化有關項目(1990年對亞馬遜地區原始森林的砍伐狀況進行了調繪、1991年編制了全球熱帶雨林分布圖); 3.海岸線及海岸帶資源與環境動態變化的監測; 4.全球性大氣環流形勢和海況預報等。
用於自然資源調查與管理
1.在資源調查中,提供區域多條件下的資源統計和數據快速再現,為資源的合理利用、開發和科學管理提供依據; 2.可應用於不同層次和不同領域的資源調查與管理(例農業資源、林業資源、漁業資源)
用於監測、預測
1.藉助於遙感(RS)和航測等數據,利用GIS對森林火災、洪水災情、環境污染等進行監視,例如,1998年長江流域發生特大洪水災害期間,製作洪水淹沒動態變化趨勢影像圖,為管理部門提供了有效的決策依據。 2.利用數字統計方法,通過定量分析進行預測。如加拿大金礦帶的調查,分析不宜再行開採的存在儲量危機的礦山,優選出新的開采礦區,並作出了綜合預測圖。
用於城市、區域規劃和地籍管理
1.GIS技術能進行多要素的分析和管理,可以實施城市和區域的多目標開發和規劃,包括總體規劃、建設用地適宜性評價、環境質量評價、道路交通規劃、公共設施配置等; 2.城市和區域規劃研究(研究城市地理信息系統的標准化、城市與區域動態擴展過程中的數據實時獲取、城市空間結構的真三維顯示、數字城市等); 3.地籍管理(土地調查、登記、統計、評價和使用)。
軍事應用
1.反映戰場地理環境的空間結構;完成態勢圖標繪、選擇進攻路線、合理配置兵力、選擇最佳瞄準點和打擊核心、分析爆炸等級、范圍、破壞程度、射擊諸元等。 2.如海灣戰爭中,美國利用GIS模擬部隊和車輛機動性、估算了化學武器擴散范圍、模擬煙霧遮蔽戰場的效果、提供水源探測所需點位、評定地形對武器性能的影響,為軍事行動提供決策依據。 3.美國陸軍測繪工程中心還在工作站上建立了GIS和RS的集成系統,及時地(不超過4小時)將反映戰場現狀的正射影像圖疊加到數字地圖上,數據直接送到前線指揮部和五角大樓,為軍事決策提供24小時服務。 4.科索沃戰爭中,利用3S高度集成技術,使打擊目標更精準有效。
用於輔助決策
其他
GIS還在金融業、保險業、公共事業、社會治安、運輸導航、考古、醫療救護等領域得到了廣泛的應用。
㈧ 地理信息技術的概念,類型,應用領域
1.遙感(rs)
(1)概念:遙遠的感知
(2)原理:任何物體本身都能輻射電磁波,也能反射外界的電磁波。不同的物體或同一物理不同狀態輻射或反射的電磁波的波段都會有所不同。那感測器所顯示的圖像顏色理所當然不同——原始數據圖像,我們所看到的圖像是經過專家用計算機處理過的。(必修3,a圖為處理之前的原始圖像,b圖為處理之後的圖像)
(3)功能、應用:依據其工作原理
可進行資源調查(如森林的分布、土壤的分布、水域的分布——利用不同物體輻射或反射的波段不同;農作物生長情況——利用同一物體不同的狀態輻射或反射的波段不同)、自然災害防禦(比如洪水、滑坡、泥石流、崩塌等都會造成地表的變化,地表不同的物質輻射或反射的波段不同)、環境監測(既然能進行資源調查,資源本就屬於環境的一部分,所以理所當然能進行環境監測)
2.全球衛星定位系統(gps)
(1)概念:在全球范圍內,多顆衛星進行定位和導航構成的衛星系統。
(2)功能:定位(三維坐標:緯度、經度、高度)、導航、計時
3地理信息系統(gis)
(1)概念:處理地理數據的計算機系統。(通俗來說就是一「活地圖」)
(2)工作原理:首先把處理過的資料數據儲存在電腦,用時調出到空白輪廓圖中,呈現出來.
(3)功能:依據工作原理,可知是收集、處理、管理、修改、更新、查詢的系統
像網路和其他網站的電子地圖就是利用gis製作出來的產品,只不過只能用於查詢,不能用於修改和更新。rs、gps提供數據作為信息源拱供給gis作為數據
4.數字地球:3s為主、虛擬網路、計算機等設備在全球范圍組成的網路,若這些技術應用到城市范圍就是「數字城市」。