什么是地理信息系統(tǒng)篇一：地理信息系統(tǒng)的基本概念
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（一）數(shù)據(jù)與信息
數(shù)據(jù)是一種未經(jīng)加工的原始資料，是通過數(shù)字化或記錄下來可以被鑒別的符號。數(shù)字、文字、符號、圖像都是數(shù)據(jù)。
信息（Information）是用文字、數(shù)字、符號、語言、圖像等介質(zhì)來表示事件、事物、現(xiàn)象等的內(nèi)容、數(shù)量或特征，從而向人們（或系統(tǒng)）提供關(guān)于現(xiàn)實世界新的事實和知識，作為生產(chǎn)、建設(shè)、經(jīng)營、管理、分析和決策的依據(jù)。信息具有客觀性、適用性、可傳輸性和共享性等特征。信息來源于數(shù)據(jù)（Data）。
數(shù)據(jù)是客觀對象的表示，而信息則是數(shù)據(jù)內(nèi)涵的意義，是數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋。例如，從實地或社會調(diào)查數(shù)據(jù)中可獲取到各種專門信息；從測量數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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
地理信息是指表征地理圈或地理環(huán)境固有要素或物質(zhì)的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、聯(lián)系和規(guī)律的數(shù)字、文字、圖象和圖形的總和。地理信息是有關(guān)地理實體的性質(zhì)、特征和運動狀態(tài)的表征和一切有用的知識，它是對表達地理特征與地理現(xiàn)象之間關(guān)系的地理數(shù)據(jù)的解釋。而地理數(shù)據(jù)則是各種地理特征和現(xiàn)象間關(guān)系的符號化表示，包括空間位置、屬性特征（簡稱屬性）及時域特征三部分。空間位置數(shù)據(jù)描述地物所在位置。這種位置既可以根據(jù)大地參照系定義，如大地經(jīng)緯度坐標，也可以定義為地物間的相對位置關(guān)系，如空間上的相鄰、包含等；屬性數(shù)據(jù)有時又稱非空間數(shù)據(jù)，是屬于一定地物、描述其特征的定性或定量指標。時域特征是指地理數(shù)據(jù)采集或地理現(xiàn)象發(fā)生的時刻/時段。時間數(shù)據(jù)對環(huán)境模擬分析非常重要，正受到地理信息系統(tǒng)學界越來越多的重視?？臻g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，先定位后定性，并在區(qū)域上表現(xiàn)出分布式特點，其屬性表現(xiàn)為多層次，因此地理數(shù)據(jù)庫的分布或更新也應(yīng)是分布式。
（2）數(shù)據(jù)量大。地理信息既有空間特征，又有屬性特征，另外地理信息還隨著時間的變化而變化，具有時間特征，因此其數(shù)據(jù)量很大。尤其是隨著全球?qū)Φ赜^測計劃不斷發(fā)展，我們每天都可以獲得上萬億兆的關(guān)于地球資源、環(huán)境特征的數(shù)據(jù)。這必然對數(shù)據(jù)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(zhì)和能量本身，除此之外，還有描述地理實體的文字、數(shù)字、地圖和影像等符號信息載體以及紙質(zhì)、磁帶、光盤等物理介質(zhì)載體。對于地圖來說，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(tǒng)
地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem，GIS）有時又稱為“地學信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)處理、管理的對象是多種地理空間實體數(shù)據(jù)及其關(guān)系，包括空間定位數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等，用于分析和處理在一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種現(xiàn)象和過程，解決復雜的規(guī)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(shù)系統(tǒng)，它又由若干個相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)構(gòu)成，如數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和分析子系統(tǒng)、圖像處理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)產(chǎn)品輸出子系統(tǒng)等，這些子系統(tǒng)的優(yōu)劣、結(jié)構(gòu)直接影響著GIS的硬件平臺、功能、效率、數(shù)據(jù)處
理的方式和產(chǎn)品輸出的類型。
2、GIS的操作對象是空間數(shù)據(jù)，即點、線、面、體這類有三維要素的地理實體。空間數(shù)據(jù)的最根本特點是每一個數(shù)據(jù)都按統(tǒng)一的地理坐標進行編碼，實現(xiàn)對其定位、定性和定量的描述、這是GIS區(qū)別于其它類型信息系統(tǒng)的根本標志，也是其技術(shù)難點之所在。
3、GIS的技術(shù)優(yōu)勢在于它的數(shù)據(jù)綜合、模擬與分析評價能力，可以得到常規(guī)方法或普通信息系統(tǒng)難以得到的重要信息，實現(xiàn)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(guān)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(shù)為GIS中的空間實體提供各種不同比例尺和精度的定位數(shù)；電子速測儀、GPS全球定位技術(shù)、解析或數(shù)字攝影測量工作站、遙感圖像處理系統(tǒng)等現(xiàn)代測繪技術(shù)的使用，可直接、快速和自動地獲取空間目標的數(shù)字信息產(chǎn)品，為GIS提供豐富和更為實時的信息源，并促使GIS向更高層次發(fā)展。地理學是GIS的理論依托。有的學者斷言，“地理信息系統(tǒng)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(fā)展是地理科學信息革命的一把鑰匙，那么，信息地理學的興起和發(fā)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(fā)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(shù)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(qū)域性的和局部性的；按研究內(nèi)容的不同可分為綜合性的與專題性的。同級的各種專業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)集中起來，可以構(gòu)成相應(yīng)地域同級的區(qū)域綜合系統(tǒng)。在規(guī)劃、建立應(yīng)用系統(tǒng)時應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃這兩種系統(tǒng)的發(fā)展，以減小重復很費，提高數(shù)據(jù)共享程度和實用性。
什么是地理信息系統(tǒng)篇二：地理信息系統(tǒng)名詞解釋大全(整理版本)
地理信息系統(tǒng)GeographicInformationSystemGIS作為信息技術(shù)的一種，是在計算機硬、軟件的支持下，以地理空間數(shù)據(jù)庫（GeospatialDatabase）為基礎(chǔ)，以具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)為處理對象，運用系統(tǒng)工程和信息科學的理論，采集、存儲、顯示、處理、分析、輸出地理信息的計算機系統(tǒng)，為規(guī)劃、管理和決策提供信息來源和技術(shù)支持。簡單地說，GIS就是研究如何利用計算機技術(shù)來管理和應(yīng)用地球表面的空間信息，它是由計算機硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)和人員組成的有機體，采用地理模型分析方法，適時提供多種空間的和動態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計算機技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)屬于空間型信息系統(tǒng)。
地理信息是指表征地理圈或地理環(huán)境固有要素或物質(zhì)的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征、聯(lián)系和規(guī)律等的數(shù)字、文字、圖像和圖形等的總稱；它屬于空間信息，具有空間定位特征、多維結(jié)構(gòu)特征和動態(tài)變化特征。
地理信息科學與地理信息系統(tǒng)相比，它更加側(cè)重于將地理信息視作為一門科學，而不僅僅是一個技術(shù)實現(xiàn)，主要研究在應(yīng)用計算機技術(shù)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。地理信息科學在對于地理信息技術(shù)研究的同時，還指出了支撐地理信息技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)理論研究的重要性。
地理數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，主要包括數(shù)字、文字、圖形、圖像和表格等。
地理信息流即地理信息從現(xiàn)實世界到概念世界，再到數(shù)字世界（GIS），最后到應(yīng)用領(lǐng)域。
數(shù)據(jù)是通過數(shù)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(shù)據(jù)對實體行為產(chǎn)生影響時才成為信息。
信息系統(tǒng)是具有數(shù)據(jù)采集、管理、分析和表達數(shù)據(jù)能力的系統(tǒng)，它能夠為單一的或有組織的決策過程提供有用的信息。包括計算機硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶四大要素。
四叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是將空間區(qū)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(shù)值單調(diào)為止。凡數(shù)值（特征碼或類型值）呈單調(diào)的單元，不論單元大小，均作為最后的存儲單元。這樣，對同一種空間要素，其區(qū)域網(wǎng)格的大小，隨該要素分布特征而不同。
不規(guī)則三角網(wǎng)模型簡稱TIN，它根據(jù)區(qū)域有限個點集將區(qū)域劃分為相連的三角面網(wǎng)絡(luò)，區(qū)域中任意點落在三角面的頂點、邊上或三角形內(nèi)。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(nèi)則用三個頂點的高程）。
拓撲關(guān)系拓撲關(guān)系是指網(wǎng)結(jié)構(gòu)元素結(jié)點、弧段、面域之間的空間關(guān)系，主要表現(xiàn)為拓撲鄰接、拓撲關(guān)聯(lián)、拓撲包含。根據(jù)拓撲關(guān)系，不需要利用坐標或距離，可以確定一種地理實體相對于另一種地理實體的位置關(guān)系，拓撲數(shù)據(jù)也有利于空間要素的查詢。
拓撲結(jié)構(gòu)為在點、線和多邊形之間建立關(guān)聯(lián)，以及徹底解決鄰域和島狀信息處理問題而必須建立的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)應(yīng)包括以下內(nèi)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）。
游程編碼是逐行將相鄰同值的網(wǎng)格合并，并記錄合并后網(wǎng)格的值及合并網(wǎng)格的長度，其目的是壓縮柵格數(shù)據(jù)量，消除數(shù)據(jù)間的冗余。
空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指適合于計算機系統(tǒng)存儲、管理和處理的地學圖形的邏輯結(jié)構(gòu)，是地理實體的空間排列方式和相互關(guān)系的抽象描述。
矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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(shù)據(jù)組織方式。這種數(shù)據(jù)組織方式能最好地逼近地理實體的空間分布特征，數(shù)據(jù)精度高，數(shù)據(jù)存儲的冗余度低，便于進行地理實體的網(wǎng)絡(luò)分析，但對于多層空間數(shù)據(jù)的疊合分析比較困難。
柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基于柵格模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡稱為柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，指將空間分割成有規(guī)則的網(wǎng)格，在各個網(wǎng)格上給出相應(yīng)的屬性值來表示地理實體的一種數(shù)據(jù)組織形式。
空間索引是指依據(jù)空間對象的位置和形狀或空間對象之間的某種空間關(guān)系按一定的順序排列的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中包含空間對象的概要信息。作為一種輔助性的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，空間索引介于空間操作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(guān)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(shù)據(jù)編碼是指將數(shù)據(jù)分類的結(jié)果，用一種易于被計算機和人識別的符號系統(tǒng)表示出來的過程。編碼的目的是用來提供空間數(shù)據(jù)的地理分類和特征描述，同時為了便于地理要素的輸入、存儲、管理，以及系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換和共享的需要。
Delaunay三角網(wǎng)即由狄洛尼三角形組成的三角網(wǎng)，它是在地形擬合方面表現(xiàn)最出色的三角網(wǎng)，因此常被用于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(yīng)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，它采用了一種極端的邊界內(nèi)插方法，只用最近的單個點進行區(qū)域插值。泰森多邊形按數(shù)據(jù)點位置將區(qū)域分割成子區(qū)域，每個子區(qū)域包含一個數(shù)據(jù)點，各子區(qū)域到其內(nèi)數(shù)據(jù)點的距離小于任何到其它數(shù)據(jù)點的距離，并用其內(nèi)數(shù)據(jù)點進行賦值。
柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼有鍵碼、游程長度編碼、塊碼和四叉樹編碼等。其目的，就是用盡可能少的數(shù)據(jù)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(shù)算法邊界代數(shù)多邊形填充算法是一種基于積分思想的矢量格式向柵格格式轉(zhuǎn)換算法，它適合于記錄拓撲關(guān)系的多邊形矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為柵格結(jié)構(gòu)。它不是逐點判斷與邊界的關(guān)系完成轉(zhuǎn)換，而是根據(jù)邊界的拓撲信息，通過簡單的加減代數(shù)運算將邊界位置信息動態(tài)地賦給各柵格點，實現(xiàn)了矢量格式到柵格格式的高速轉(zhuǎn)換，而不需要考慮邊界與搜索軌跡之間的關(guān)系，因此算法簡單、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(diào)查獲得的地理統(tǒng)計數(shù)據(jù)代碼及大城市地區(qū)的界線的坐標值，提供了關(guān)于城市街道，住址范圍以及與人口普查局的列表統(tǒng)計數(shù)據(jù)相關(guān)的地理統(tǒng)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(shù)據(jù)內(nèi)插即通過已知點或分區(qū)的數(shù)據(jù)，推求任意點或分區(qū)數(shù)據(jù)的方法?？臻g數(shù)據(jù)壓縮即從所取得的數(shù)據(jù)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(guī)定的精度范圍內(nèi)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(zhì)是建立兩個平面點之間的一一對應(yīng)關(guān)系，包括幾何糾正和投影轉(zhuǎn)換，他們是空間數(shù)據(jù)處理的基本內(nèi)容之一。
仿射變換是GIS數(shù)據(jù)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，因此糾正后的坐標數(shù)據(jù)在不同方向上的長度比將發(fā)生變化。
數(shù)據(jù)精度是考察數(shù)據(jù)質(zhì)量的一個方面，即對現(xiàn)象描述的詳細程度。精度低的數(shù)據(jù)并不一定準確度也低。
空間數(shù)據(jù)引擎是一種空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，即在常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之上添加一層空間數(shù)據(jù)庫引擎，以獲得常規(guī)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)功能之外的空間數(shù)據(jù)存儲和管理的能力。代表性的是ESRI的SDE。
空間數(shù)據(jù)引擎在用戶和異種空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)之間提供了一個開放的接口，它是一種處于應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之間的中間件技術(shù)。使用不同廠商GIS的客戶可以通過空間數(shù)據(jù)引擎將自身的數(shù)據(jù)提交給大型關(guān)系型DBMS，由DBMS統(tǒng)一管理；同樣，客戶也可以通過空間數(shù)據(jù)引擎從關(guān)系型DBMS中獲取其他類型GIS的數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)化成客戶可以使用的方式。
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是操作和管理數(shù)據(jù)庫的軟件系統(tǒng)，提供可被多個應(yīng)用程序和用戶調(diào)用的軟件系統(tǒng)，支持可被多個應(yīng)用程序和用戶調(diào)用的數(shù)據(jù)庫的建立、更新、查詢和維護功能。
空間數(shù)據(jù)庫是地理信息系統(tǒng)在計算機物理存儲介質(zhì)上存儲的`與應(yīng)用相關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的總和，一般是以一系列特定結(jié)構(gòu)的文件的形式組織在存儲介質(zhì)之上的。
空間數(shù)據(jù)模型是關(guān)于現(xiàn)實世界中空間實體及其相互間聯(lián)系的概念，為描述空間數(shù)據(jù)組織和設(shè)計空間數(shù)據(jù)庫模式提供了基本的方法。一般而言，GIS空間數(shù)據(jù)模型由概念數(shù)據(jù)模型、邏輯數(shù)據(jù)模型和物理數(shù)據(jù)模型三個有機聯(lián)系的層次所組成。
分布式數(shù)據(jù)庫是一組數(shù)據(jù)的集合，這些數(shù)據(jù)在物理上分布于計算機網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)點上，而邏輯上屬于同一個系統(tǒng)。它具有分布性，同時在邏輯上互相關(guān)聯(lián)。
對象－關(guān)系管理模式/型是指在關(guān)系型數(shù)據(jù)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(shù)，來直接存儲和管理非結(jié)構(gòu)化的空間數(shù)據(jù)的空間數(shù)據(jù)庫管理模式。
緩沖區(qū)分析是根據(jù)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(qū)，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(jù)。
疊合分析是指在統(tǒng)一空間參照系統(tǒng)條件下，每次將同一地區(qū)兩個地理對象的圖層進行疊合，以產(chǎn)生空間區(qū)域的多重屬性特征，或建立地理對象之間的空間對應(yīng)關(guān)系。
空間分析是基于空間數(shù)據(jù)的分析技術(shù)，它以地學原理為依托，通過分析算法，從空間數(shù)據(jù)中獲取有關(guān)地理對象的空間位置、空間分布、空間形態(tài)、空間形成、空間演變等信息。
網(wǎng)絡(luò)分析是運籌學模型中的一個基本模型，即對地理網(wǎng)絡(luò)和城市基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)進行地理分析和模型化。它的根本目的是研究、籌劃一項網(wǎng)絡(luò)工程如何安排，并使其運行效果最好。
透視圖從數(shù)字高程模型繪制透視立體圖是DEM的一個極其重要的應(yīng)用。透視立體圖能更好地反映地形的立體形態(tài)，非常直觀。與采用等高線表示地形形態(tài)
相比有其自身獨特的優(yōu)點，更接近人們的直觀視覺。調(diào)整視點、視角等各個參數(shù)值，就可從不同方位、不同距離繪制形態(tài)各不相同的透視圖制作動畫。
網(wǎng)絡(luò)是一個由點、線的二元關(guān)系構(gòu)成的系統(tǒng)，通常用來描述某種資源或物質(zhì)在空間上的運動。
變量篩選分析是通過尋找一組相互獨立的變量，使相互關(guān)聯(lián)的復雜的多變量數(shù)據(jù)得到簡化的空間統(tǒng)計分析方法。常用的有主成分分析法、主因子分析法、關(guān)鍵變量分析法等。
變量聚類分析是將一組數(shù)據(jù)點或變量，按照其在性質(zhì)上親疏遠近的程度進行分類的空間統(tǒng)計分析方法。兩個數(shù)據(jù)點在m為空間的相似性可以用這些點在變量空間的距離來度量。
數(shù)字地面模型簡稱DTM，是定義于二維區(qū)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(xù)分布的地形。
數(shù)字高程模型當數(shù)字地面模型的地面屬性為海拔高程時，則該模型即為數(shù)字高程模型。簡稱DEM。
GIS應(yīng)用模型是根據(jù)具體的應(yīng)用目標和問題，借助于GIS自身的技術(shù)優(yōu)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(xié)會(OpenGISConsortium)其目的是使用戶可以開放地操縱異質(zhì)的地理數(shù)據(jù)，促進采用新的技術(shù)和商業(yè)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(guān)的計算機硬件和軟件制造商，數(shù)據(jù)生產(chǎn)商以及一些高等院校，政府部門等，其技術(shù)委員會負責具體標準的制定工作。
開放式地理信息系統(tǒng)（OpenGIS）OpenGIS(OpenGeodataInteroperationSpecification,OGIS-開放的地理數(shù)據(jù)互操作規(guī)范)由美國OGC（開放地理信息系統(tǒng)協(xié)會）提出。其目標是，制定一個規(guī)范，使得應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)者可以在單一的環(huán)境和單一的工作流中，使用分布于網(wǎng)上的任何地理數(shù)據(jù)和地理處理。它致力于消除地理信息應(yīng)用之間以及地理應(yīng)用與其它信息技術(shù)應(yīng)用之間的藩籬，建立一個無“邊界”的、分布的、基于構(gòu)件的地理數(shù)據(jù)互操作環(huán)境，與傳統(tǒng)的地理信息處理技術(shù)相比，基于該規(guī)范的GIS軟件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(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是地理實體的數(shù)據(jù)組織形式及其相互關(guān)系的抽象描述。
空間數(shù)據(jù)質(zhì)量是對空間數(shù)據(jù)在表達空間位置、空間關(guān)系、專題特征以及時間等要素時，所能達到的準確性、一致性、完整性以及它們之間統(tǒng)一性的度量，一般描述為空間數(shù)據(jù)的可靠性和精度，用誤差來表示。
數(shù)字地球是把浩瀚復雜的地球數(shù)據(jù)加以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)、多種分辨率、三維的地球表達，是對真實地球及其相關(guān)現(xiàn)象的統(tǒng)一性的數(shù)字化重現(xiàn)和認識。其核心思想有兩點：一是用數(shù)字化手段統(tǒng)一處理地球問題；二是最大限度地利用信息資源。
虛擬現(xiàn)實也稱虛擬環(huán)境或人工現(xiàn)實，是一種由計算機生成的高級人機交互系統(tǒng)，即構(gòu)成一個以視覺感受為主，也包括聽覺、觸覺、嗅覺的可感知環(huán)境，演練者通過專門的設(shè)備可在這個環(huán)境中實現(xiàn)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(shù)關(guān)系。
投影轉(zhuǎn)換是從一種地圖投影變換為另一種地圖投影。其實質(zhì)是建立兩平面場之間及鄰域雙向連續(xù)點的一一對應(yīng)的關(guān)系。
虛擬地理環(huán)境簡稱VGE，是基于地學分析模型、地學工程等的虛擬現(xiàn)實，它是地學工作者根據(jù)觀測實驗、理論假設(shè)等建立起來的表達和描述地理系統(tǒng)的空間分布以及過程現(xiàn)象的虛擬信息地理世界，一個關(guān)于地理系統(tǒng)的虛擬實驗室，它允許地學工作者按照個人的知識、假設(shè)和意愿去設(shè)計修改地學空間關(guān)系模型、地學分析模型、地學工程模型等，并直接觀測交互后的結(jié)果，通過多次的循環(huán)反饋，最后獲取地學規(guī)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于地球橢球體上，該橢圓柱面與橢球體表面的切線為一經(jīng)線，投影中將其稱為中央經(jīng)線，然后根據(jù)一定的約束條件即投影條件，將中央經(jīng)線兩側(cè)規(guī)定范圍內(nèi)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，并與中央子午線正交。
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(wèi)星象片所采用的橫軸墨卡托投影的一種變型投影。它規(guī)定中央經(jīng)線長度比為0.9996。
電子地圖當紙地圖經(jīng)過計算機圖形圖像系統(tǒng)光——電轉(zhuǎn)換量化為點陣數(shù)字圖像，經(jīng)圖像處理和曲線矢量化，或者直接進行手扶跟蹤數(shù)字化后，生成可以為地理信息系統(tǒng)顯示、修改、標注、漫游、計算、管理和打印的矢量地圖數(shù)據(jù)文件，這種與紙地圖相對應(yīng)的計算機數(shù)據(jù)文件稱為矢量化電子地圖。
元數(shù)據(jù)[空間]是指描述空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，它描述空間數(shù)據(jù)集的內(nèi)容、質(zhì)量、表示方式、空間參考、管理方式以及數(shù)據(jù)集的其他特征，是空間數(shù)據(jù)交換的基礎(chǔ)，也是空間數(shù)據(jù)標準化與規(guī)范化的保證，在一定程度上為空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量提供了保障。
Web地理信息系統(tǒng)（WebGIS）是Web技術(shù)和GIS技術(shù)相結(jié)合，即利用Web技術(shù)來擴展和完善地理信息系統(tǒng)的一項新技術(shù)。從WWW的任一個節(jié)點，Internet用戶可以瀏覽WebGIS站點中的空間數(shù)據(jù)、制作專題圖、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(gòu)環(huán)境下的兩個或多個實體，盡管它們實現(xiàn)的語言、執(zhí)行的環(huán)境和基于的模型不同，但仍然可以相互通信和協(xié)作，以完成某一特定任務(wù)。這些實體包括應(yīng)用程序、對象、系統(tǒng)運行環(huán)境等?？臻g數(shù)據(jù)的互操作針對異構(gòu)的數(shù)據(jù)庫和平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的互操作，與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換相比，它是“動態(tài)”的數(shù)據(jù)共享，獨立于平臺，具有高度的抽象性，是空間數(shù)據(jù)共享的發(fā)展方向。
組件式GIS是采用了面向?qū)ο蠹夹g(shù)和組件式軟件的GIS系統(tǒng)（包括基礎(chǔ)平臺和應(yīng)用系統(tǒng)）。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件開發(fā)工具集成起來，形成最終的GIS基礎(chǔ)平臺以及應(yīng)用系統(tǒng)。
客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)即C/S結(jié)構(gòu)，是一種分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在該體系中，客戶端通常是同最終用戶交互的應(yīng)用軟件系統(tǒng)，而服務(wù)器由一組協(xié)作的過程構(gòu)成，為客戶端提供服務(wù)?？蛻魴C和服務(wù)器通常運行相同的微內(nèi)核，一個客戶機/服務(wù)器機制可以有多個客戶端，或者多個服務(wù)器，或者兼而有之。客戶機/服務(wù)器模式基于簡單的請求/應(yīng)答協(xié)議，即客戶端向服務(wù)器提出信息處理的請求，服務(wù)器端接收到請求并將請求解譯后，根據(jù)請求的內(nèi)容執(zhí)行相應(yīng)操作，并將操作結(jié)果傳
（Geographical Information System, GIS）是一種采集、處理、存貯、管理、分析、輸出地理空間數(shù)據(jù)及其屬性信息的計算機信息系統(tǒng)。自20世紀60年代誕生以來，GIS發(fā)展迅速，應(yīng)用也日趨深化和廣泛，逐步融入信息技術(shù)(IT)的主流，正在成為信息產(chǎn)業(yè)新的增長點,是發(fā)展?jié)摿薮蟮牡乩硇畔a(chǎn)業(yè)的主要組成部分之一。如今GIS的應(yīng)用已經(jīng)成為我國國民經(jīng)濟和社會信息化建設(shè)的亮點，日益深入到各個專業(yè)領(lǐng)域和百姓日常生活中。
隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等的發(fā)展以及應(yīng)用的不斷深化，GIS技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出新的特點和趨勢，基于互聯(lián)網(wǎng)的Web GIS就是其中之一。Web GIS除了應(yīng)用于傳統(tǒng)的國土、資源、環(huán)境等政府管理領(lǐng)域外，也正在促進與老百姓生活息息相關(guān)的車載導航、移動位置服務(wù)、智能交通、搶險救災(zāi)、城市設(shè)施管理、現(xiàn)代物流等產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。
GIS經(jīng)歷了單機環(huán)境應(yīng)用向網(wǎng)絡(luò)環(huán)境應(yīng)用發(fā)展的過程，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境GIS應(yīng)用從局域網(wǎng)內(nèi)客戶/服務(wù)器（Client/Server，C/S）結(jié)構(gòu)的應(yīng)用向Internet環(huán)境下瀏覽器/服務(wù)器(Browser/Server，B/S)結(jié)構(gòu)的Web GIS應(yīng)用發(fā)展。隨著Internet的發(fā)展，Web GIS開始逐步成為GIS應(yīng)用的主流，Web GIS相對于C/S結(jié)構(gòu)而言，具有部署方便、使用簡單、對網(wǎng)絡(luò)帶寬要求低的特點，為地理信息服務(wù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
然而，早期的Web GIS功能較弱，主要用于電子地圖的發(fā)布和簡單的空間分析與數(shù)據(jù)編輯，難以實現(xiàn)較為復雜的圖形交互應(yīng)用（如GIS數(shù)據(jù)的修改和編輯、制圖）和復雜的空間分析，還無法取代傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)的GIS應(yīng)用，出現(xiàn)了B/S結(jié)構(gòu)與C/S結(jié)構(gòu)并存的局面，而C/S結(jié)構(gòu)涉及客戶端與服務(wù)器端之間大量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)輸，無法在互聯(lián)網(wǎng)平臺實現(xiàn)復雜的、大規(guī)模的地理信息服務(wù)。
隨著電子政務(wù)和企業(yè)信息化（電子商務(wù)）的發(fā)展，構(gòu)建由多個地理信息系統(tǒng)構(gòu)成的信息系統(tǒng)體系，跨越傳統(tǒng)的單個地理信息系統(tǒng)邊界，實現(xiàn)多個地理信息系統(tǒng)之間的資源（包括數(shù)據(jù)、軟件、硬件和網(wǎng)絡(luò)）共享、互操作和協(xié)同計算，構(gòu)建空間信息網(wǎng)格（Spatial Information Grid），成為GIS應(yīng)用發(fā)展需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。這要求將GIS的數(shù)據(jù)分析與處理的功能移到服務(wù)器端，通過多種類型的客戶端（如PC、移動終端）上Web Browser或桌面軟件調(diào)用服務(wù)器端的功能，來實現(xiàn)傳統(tǒng)C/S結(jié)構(gòu)GIS所具有的功能，最終使B/S結(jié)構(gòu)取代C/S結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，通過GIS應(yīng)用服務(wù)器之間的互操作和協(xié)同計算，構(gòu)建空間信息網(wǎng)格。
B/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用已經(jīng)由瀏覽器/網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器/數(shù)據(jù)服務(wù)器（Browser/Web Server/Data Server）三層架構(gòu)階段進入到瀏覽器/網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器/應(yīng)用服務(wù)器/數(shù)據(jù)服務(wù)器（Browser/Web Server/Application Server/Data Server）四層架構(gòu)階段。在新的四層架構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器分離，并且其間還可以插入二次開發(fā)和擴展功能，其中的應(yīng)用服務(wù)器一般為支持遠程調(diào)用的組件式GIS平臺，或由組件式GIS平臺封裝而成。將GIS復雜數(shù)據(jù)分析與處理功能（編輯、拓撲關(guān)系的構(gòu)建、對象關(guān)系的自動維護、制圖）移到GIS應(yīng)用服務(wù)器上，使客戶端與服務(wù)端的數(shù)據(jù)傳輸減少到最少的程度，為在Internet上實現(xiàn)復雜、大規(guī)模的地理信息服務(wù)提供了可能。這一架構(gòu)帶來的巨大優(yōu)勢是使服務(wù)器端具有極強的擴展性，因此作為應(yīng)用服務(wù)器的組件式GIS所具備的功能，都可以通過B/S結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，WebGIS不再是只能滿足地圖瀏覽和查詢的簡單軟件了，而是一個體系先進，功能強大的服務(wù)器端GIS（Server GIS）。新的服務(wù)器端GIS將是未來應(yīng)用的發(fā)展的主流。
鄺生愛
當今，遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)等高新技術(shù)，已成為一門新的信息產(chǎn)業(yè)正在蓬勃興起，并快速滲透到各學科領(lǐng)域、國民經(jīng)濟和人們生活之中，推動著科技和社會向更高的層次發(fā)展。
1 幾個概念
1.1 遙感（Remote Sensing）
遠距離感知目標物或遠距離探測目標物的物性。“遙”具有空間概念，即近地空間、外層空間乃至宇宙空間。“感”表示信息系統(tǒng)，包括信息獲取和傳輸、信息加工和提取、信息分析和可視化系統(tǒng)等。所謂目標物即觀測對象，就地學而言，有地表物體、地質(zhì)體、地學事件等。關(guān)于目標物的物性，主要指物體對電磁輻射的特性。人們利用物體波譜特性差異達到識別物體的目的，因而地物波譜特性成為遙感地學的重要理論基礎(chǔ)。
遙感圖像處理系統(tǒng)（Remote Sensing Image Processing System）：借助光學儀器和計算機設(shè)備對遙感圖像進行加工、分析、綜合和可視化的系統(tǒng)，目前常用的是計算機遙感數(shù)字圖像處理系統(tǒng)。
1.2 地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System）
在計算機支持下，采集、存儲、管理、分析、綜合和描述與地理分布有關(guān)的地理空間信息系統(tǒng)。
1.3 遙感地理信息系統(tǒng)（RS-GIS）
泛指遙感圖像處理系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)的集成、一體化。
1.4 全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System）
借助多衛(wèi)星進行全球?qū)Ш胶投ㄎ坏南到y(tǒng)。
2 發(fā)展概況
2.1 一門新的信息產(chǎn)業(yè)正在興起
遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡(luò)是近幾十年來才發(fā)展起來的高新技術(shù)，由于他們具有很強的先進性和實用性，在很短的時間內(nèi)由新技術(shù)轉(zhuǎn)化成新產(chǎn)業(yè)，形成自身的產(chǎn)品、產(chǎn)值、市場，并產(chǎn)生出巨大的經(jīng)濟社會效益。產(chǎn)業(yè)的興起反過來又加速他們的發(fā)展和相互融合，形成新的學科和技術(shù)方法，并滲透到其他學科領(lǐng)域和社會經(jīng)濟部門。
2.1.1 遙感（RS）
航空、航天遙感使得人們能快速準確地獲得大地域范圍以致全球的各種信息，如氣象預報、資源分布、災(zāi)害監(jiān)測、環(huán)境污染等，所以各國競相發(fā)展遙感事業(yè)。
航天遙感：蘇聯(lián)于1957年10月4日發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星以來，各國都以極大的熱情和龐大的經(jīng)濟預算來開展航天遙感，特別是美國以極快的速度和驚人的成果展現(xiàn)于世。美國于20世紀60～70年代先后發(fā)射了氣象衛(wèi)星、資源衛(wèi)星，開拓了航天飛機、地球空間站，向太空發(fā)射了多個探測器探測月球、火星、木星等行星和天體。法國、俄羅斯、加拿大、日本、印度等國也相繼發(fā)射了相應(yīng)的資源衛(wèi)星。中國已有自己的氣象衛(wèi)星和資源衛(wèi)星，實現(xiàn)了載人航天飛行，擬定了探月和太陽系行星的計劃。遙感探測地面分辨率已達到米（m）級，波譜分辨率已達到納米（nm）級，重復周期幾天至幾小時。在科學和經(jīng)濟部門的應(yīng)用逐日普及，應(yīng)用效果十分顯著，很多部門已把遙感技術(shù)納入到生產(chǎn)規(guī)范之中?？蒲胁块T和院校已設(shè)有相應(yīng)的專業(yè)，正在批量的培養(yǎng)遙感技術(shù)人才，國家和政府部門已有相應(yīng)的遙感中心和站點專門從事遙感數(shù)據(jù)的獲取、分發(fā)和使用。所有這些在發(fā)達國家和我國都已形成了遙感信息產(chǎn)業(yè)，并有了相當規(guī)模的產(chǎn)值和快速發(fā)展前景。
航空遙感：應(yīng)用飛機獲取一定地域范圍的遙感圖像已成為平常事。就中國而言一些大中城市和一些沿海經(jīng)濟發(fā)達區(qū)都已飛行獲得多個時段的遙感圖像，用于城市規(guī)劃和城市發(fā)展監(jiān)測，如北京、上海、天津、武漢、西安、沈陽、環(huán)渤海灣、長江三角洲、長江流域、珠江三角洲等城市和地區(qū)。
遙感圖像在圖像處理系統(tǒng)的加工、增強、分析和綜合處理下大大改善圖像質(zhì)量，提取各種專題信息來滿足廣大用戶的要求。圖像處理軟件層出不窮、功能越來越強大。圖像處理硬件隨著計算機的快速發(fā)展，形成了大、中、小型的處理系統(tǒng)以滿足國家、地區(qū)和個人的各種需求，特別是微機處理系統(tǒng)已相當普及。
由上可知，遙感技術(shù)的快速發(fā)展是與空間技術(shù)和計算機技術(shù)日新月異密不可分的。除此之外，在下面幾個方面，遙感技術(shù)方法和理論開拓創(chuàng)新起著十分重要的作用：傳感器——有攝像機、掃描儀、溫度輻射計、微波輻射計、熒光輻射計等；波段——有近紫外、可見光、近紅外、中紅外、遠紅外、微波等；重復周期——由早期的幾十天到現(xiàn)在幾天到幾個小時；分辨率——空間分辨率由幾十米到幾厘米，波譜分辨率由微米（μm）到納米（nm）級；圖像處理方法——由一般的增強、提取信息到人機交互對話、半自動識別；波譜信息——有實測地物波譜到直接從圖像中提取或光譜重建；多尺度——由單一尺度發(fā)展到多種不同尺度圖像融合；多數(shù)據(jù)源——由少數(shù)幾種數(shù)據(jù)源發(fā)展到多種平臺數(shù)據(jù)源，遙感信息和其他信息一起進行多元信息綜合；理論拓寬——圖像處理的理論依據(jù)由原來的概率統(tǒng)計理論拓寬到非線性理論、人工智能等多個領(lǐng)域。所以多波段、多時相、多尺度、多數(shù)據(jù)、高精度和快速，形成了遙感技術(shù)的很多特色，再加上圖像處理技術(shù)和信息提取方法，使得遙感應(yīng)用領(lǐng)域越來越寬，在某些行業(yè)已不可代替。
2.1.2 地理信息系統(tǒng)（GIS）
20世紀50年代，在歐洲剛剛萌芽的土地信息系統(tǒng)（LIS），其功能十分簡單。到70年代隨著計算機的快速發(fā)展，實用化的GIS已在美國、加拿大、德國、法國、瑞典、日本和澳大利亞相繼出現(xiàn)。80年代GIS已進入普及和推廣應(yīng)用階段，世界各國在基礎(chǔ)GIS軟件和應(yīng)用軟件的開發(fā)上取得突破性進展，其代表性的軟件有ARCINFOR、MAPGIS等，在土地利用管理、城市規(guī)劃、人口規(guī)劃、資源管理、交通運輸管理、安全管理等方面成為有關(guān)部門的必備工具。90年代隨著GIS的深入發(fā)展和數(shù)字化產(chǎn)品的普及，數(shù)字城市、數(shù)字生活、數(shù)字地球的時代已經(jīng)到來，GIS與其他學科的結(jié)合，地理信息的產(chǎn)業(yè)化已不可避免（標準化、信息共享、計算機軟、硬件資源共享等）。
2.1.3 全球定位系統(tǒng)（GPS）
為軍事目的服務(wù)的衛(wèi)星導航、定位系統(tǒng)，現(xiàn)已向全球開放，人們在地球的任何地方都可以快速獲取相應(yīng)的地理坐標位置，只需持一個小小的定位接收器便可如愿。美國已發(fā)展到第三代定位系統(tǒng)，歐盟也在確立自己的“伽利略”計劃，中國也有自己的定位系統(tǒng)（三個星），并與“伽利略”計劃合作。
2.1.4 信息網(wǎng)絡(luò)
20世紀70～80年代，人們?yōu)槭沟玫降男畔⒓坝嬎銠C硬軟件資源的共享，發(fā)展了計算機聯(lián)網(wǎng)，出現(xiàn)了局域網(wǎng)絡(luò)（如一個單位、一個局部地區(qū)），這些網(wǎng)絡(luò)一出現(xiàn)就顯示了極大的優(yōu)越性，人們坐在自己的終端前就可調(diào)用他人、他部門的信息和享用別人計算機中的資源。80～90年代，人們可以跨區(qū)、跨國界以至國際間的通訊網(wǎng)絡(luò)快速獲取有關(guān)信息，網(wǎng)絡(luò)以進入千家萬戶。隨著無線通訊的普及化，人們可隨時隨地進出網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)已成為人們生活中不可缺少的東西。盡管網(wǎng)絡(luò)會出現(xiàn)各種負面效應(yīng)，但其發(fā)展趨勢不減。
上述幾個方面的科技進步和產(chǎn)業(yè)化告知我們，遙感和全球定位系統(tǒng)快速獲取目標物的信息，以地理信息系統(tǒng)作為載體，快速流動在國際網(wǎng)絡(luò)上，“信息高速公路”已經(jīng)開通，信息革命正在我們身邊發(fā)生，數(shù)字地球的時代即將到來。
2.2 人們的思維方式和行為正在發(fā)生變化
2.2.1 由宏觀到微觀、由整體到局部的思維方式
遙感的出現(xiàn)使得人們有可能從大地域范圍以致全球角度，從宏觀、整體上認識很多問題，使得局部不能認識的，從整體得到，使人們的思維方式更加全面、完整，使得事物的整體與局部的關(guān)系具體、明確，可避免“不識廬山真面目，只緣身在此山中”的片面思維方式。
2.2.2 一套全新的技術(shù)路線和工作方法
遙感圖像處理不僅能給我們改善圖像質(zhì)量、增強和提取信息，更重要的是提供了信息綜合、圖像識別半自動化以及自動成圖的技術(shù)前景。
地理信息系統(tǒng)提供了空間信息的存儲、分析和成圖功能，實現(xiàn)地理信息系統(tǒng)成圖的自動化，大大減輕了人們的勞動力。
網(wǎng)絡(luò)使人們對社會已有的信息和計算機資源實現(xiàn)全球共享，加速信息傳播，真可謂“秀才不出門，便知天下事”。
2.2.3 出現(xiàn)了新的學科體系和機構(gòu)
以遙感為基礎(chǔ)的學科有：遙感地質(zhì)學、環(huán)境遙感學、農(nóng)業(yè)遙感學、城市遙感學、資源遙感學等。建立了很多的遙感機構(gòu)：資源衛(wèi)星發(fā)射機構(gòu)、地面衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收站、遙感應(yīng)用研究部門和遙感學科的專業(yè)及培訓中心等。
以地理信息為基礎(chǔ)的有：地理信息學，信息工程學等。建立了地理信息中心、站點、資源與環(huán)境遙感信息系統(tǒng)實驗室及學術(shù)團體等。
2.2.4 政府的決策行為
西方國家政府正采取措施加速遙感發(fā)展和促使地理信息系統(tǒng)進一步產(chǎn)業(yè)化、標準化、國際化。中國政府也十分重視，有關(guān)部門正采取對策加速遙感、地理信息系統(tǒng)的發(fā)展。
3 新進展和發(fā)展趨勢
3.1 RS技術(shù)新進展與趨勢
3.1.1 遙感數(shù)據(jù)獲取正在出現(xiàn)三多（多平臺、多傳感器、多角度）和三高（高空間分辨率、高光譜分辨率、高時相分辨率）的新技術(shù)和趨勢
多平臺——如低、中、高軌道衛(wèi)星，大、中、小、微型衛(wèi)星等。
多傳感器——如同一平臺上裝有攝像機、掃描儀、熱成像儀、不同空間分辨率的成像儀等。
多角度——如垂向與側(cè)向多角度成像。
高空間分辨率——如米級、厘米級的地面分辨率。
高光譜分辨率——如納米級的波譜分辨率（如可見光波譜范圍內(nèi)分出十幾個等級）。
高時相分辨率——如可重復觀測的時間段達到小時級。
3.1.2 遙感圖像處理正在出現(xiàn)新技術(shù)方法
海量數(shù)據(jù)壓縮，數(shù)據(jù)融合，大地域圖像無縫鑲嵌，光譜重建，混合光譜分析，超多維光譜圖像信息顯示，信息提取模型化，智能化處理的理論與方法，SAR信息處理與成像理論，多波段多極化影像分析方法等技術(shù)新進展和趨勢。
當高空間和高光譜分辨率遙感出現(xiàn)后，提出了一系列的技術(shù)方法問題：分辨率的提高遙感數(shù)據(jù)量呈幾何數(shù)量級上升，成為所謂的“海量數(shù)據(jù)”，要處理這些海量數(shù)據(jù)自然受到存儲、速度和時間的制約，所以就要進行數(shù)據(jù)壓縮；高光譜分辨率可以使我們識別出更“精細”的地物，如何從圖像的混合光譜中分離、重建和多維顯示這些精心地物的光譜就成為技術(shù)方法的關(guān)鍵。
同一平臺可獲得不同地面分辨率的數(shù)據(jù)，如何讓不同地面分辨率的數(shù)據(jù)滿足不同尺度的實際需要，數(shù)據(jù)融合必不可少，而數(shù)據(jù)融合又受到幾何精度和波譜保真的限制，為滿足實際需要又有兼顧兩個方面，所以出現(xiàn)了各種各樣的融合方法。
大地域范圍是遙感的優(yōu)勢，但是一景衛(wèi)星遙感圖像覆蓋地面的范圍總有一定的限度，而這個限度還隨著地面分辨率的提高在縮小。當今人們的需求遠遠的超出這個限制，如幾十至幾百平方公里的地域，就需要幾十景至幾百景的圖像鑲嵌，這么多景圖像可能出現(xiàn)由于時間差異帶來的色彩、色調(diào)的不協(xié)調(diào)，為使整體圖像的協(xié)調(diào)一致，無縫鑲嵌技術(shù)應(yīng)運而生。
3.2 GIS技術(shù)新發(fā)展與趨勢
屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)庫管理一體化；
多種數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換；
基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的通用化、標準化；
專業(yè)應(yīng)用二次開發(fā)；
WebGIS開發(fā)與完善等。
3.3 GPS技術(shù)新進展與發(fā)展趨勢
高精度第三代GPS；
“伽利略”GPS系統(tǒng)。
3.4 RS-GIS-GPS集成一體化（略）
4 地學應(yīng)用及實例
4.1 地學應(yīng)用
現(xiàn)在的遙感地理信息系統(tǒng)在地學中的應(yīng)用十分廣泛，雖然應(yīng)用的先后和效果不盡相同，但都受到人們的關(guān)注和重視，有的已經(jīng)成為行業(yè)規(guī)范。據(jù)不完全統(tǒng)計，可分為如下幾個方面：
（1）區(qū)域地質(zhì)調(diào)查應(yīng)用，
（2）礦產(chǎn)資源調(diào)查應(yīng)用，
（3）水資源與水環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用，
（4）土地利用監(jiān)測應(yīng)用，
（5）土地荒漠化監(jiān)測應(yīng)用，
（6）海岸帶資源開發(fā)與環(huán)境保護應(yīng)用，
（7）海洋島礁及淺海海底地形調(diào)查應(yīng)用，
（8）生態(tài)環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用，
（9）區(qū)域地質(zhì)環(huán)境調(diào)查應(yīng)用，
（10）災(zāi)害監(jiān)測應(yīng)用，
（11）城市規(guī)劃應(yīng)用（含數(shù)字城市），
（12）區(qū)域規(guī)劃應(yīng)用。
…………
4.2 實例
至今，應(yīng)用實例不勝枚舉，但有兩個方面值得注意：一方面是前人應(yīng)用中帶有規(guī)律性的認識和成果，另一方面是前沿探索性的成果。
4.2.1 帶有規(guī)律性的認識和成果
前人所作的帶有規(guī)律性的認識和成果也是相當?shù)呢S富，都值得我們?nèi)フJ真吸取，而作為有限教學時間內(nèi)的教學內(nèi)容，只能略舉一、二。依筆者認為，無論遙感地理信息系統(tǒng)在哪方面的應(yīng)用，信息提取技術(shù)方法是共同的，也是解決實際問題的技術(shù)關(guān)鍵，所以用三個不同領(lǐng)域的實例說明遙感地學信息提取模式的共性和特性。
遙感地學信息提取模式：
實例一：遙感在金礦地質(zhì)調(diào)查中應(yīng)用，
實例二：遙感在土地荒漠化監(jiān)測中的應(yīng)用，
實例三：遙感在鹽湖監(jiān)測中應(yīng)用。
4.2.2 前沿探索性成果
在眾多前沿探索性成果中，筆者認為高光譜遙感在識別礦物方面的應(yīng)用是當前的難點和熱點。實例：“高光譜遙感礦物填圖研究”（略）
5 理論、技術(shù)方法問題
5.1 理論問題
5.1.1 地物的異物同譜或同譜異物問題
前面已提到，地物電磁輻射特性是遙感最基礎(chǔ)的理論，人們利用地物波譜特性差異來識別不同地物。但是在實際應(yīng)用中，存在異物同譜或同譜異物的現(xiàn)象，即不同地物有相同的波譜特征，這時遙感就不能發(fā)揮作用。
5.1.2 地物分布的隨機性和非隨機性
遙感應(yīng)用中，普遍認為在一較大的地域范圍內(nèi)，地物分布是隨機的，于是可借用概率統(tǒng)計的一套方法來增強和提取目標地物信息，這樣做往往獲得成功，所以在圖像處理軟件中有一套完善的方法來滿足專題信息提取的要求。但實際地物的分布還存在著非隨機性，那么概率統(tǒng)計方法失效。例如有些地物分布存在著自相似性，人們采用非線性的分形分維方法加以解決。例如還有模糊理論、人工智能理論來完成相應(yīng)的任務(wù)。
5.2 技術(shù)方法問題
5.2.1 實測地物波譜與遙感圖像波譜的不一致性
實測地物波譜有室內(nèi)標準樣品波譜和野外實測地物波譜。遙感圖像波譜是瞬間獲得的實時像元混合光譜。二者在觀測時間上和像元分辨率上都存在差異，其波譜顯然有差異，有時還會很大，這就需要分析和處理。
5.2.2 地物圖像波譜的時效性和地域性
有些地物的圖像波譜會隨著時相的不同而變化，如植被、土壤等，這種變化可稱為時效性；有些地物波譜會隨著地域的不同變化，如同一種巖石在潮濕地區(qū)和干旱地區(qū)，其波譜有差異，這叫地域性。在應(yīng)用時必須注意這些特性，并采取必要的方法。
5.2.3 地物信息增強和提取方法的不唯一性
遙感圖像地物信息增強和提取方法眾多，雖然有不少方法是公認的但不是唯一的。特別是在增強和提取隱信息和微弱信息時，有些方法不奏效，并不等同不能提取，而可能是還沒有找到合適的方法，有待深入探討。
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