空間信息技術(shù)集成應(yīng)用與實(shí)踐

前言

自20世紀(jì)60年代加拿大人Roger Tomlinson建立第一個(gè)地理信息系統(tǒng)（GIS）以來，以地理信息系統(tǒng)、遙感（RS）、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）為核心的空間信息技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。我國從20世紀(jì)80年代初開展遙感研究與應(yīng)用，通過30年的發(fā)展，已建立起較為完備的空間信息技術(shù)學(xué)科體系，應(yīng)用領(lǐng)域也從最初的科學(xué)研究，拓展到國土、交通、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、海洋、氣象、國防、衛(wèi)生、城市管理、公共安全等行業(yè)領(lǐng)域，導(dǎo)航、位置服務(wù)等更是己深入普通民眾生活，成為空間信息技術(shù)服務(wù)于大眾的先行者。近年，我國在科技領(lǐng)域的一系列重大計(jì)劃為空間信息技術(shù)的應(yīng)用提供了前所未有的機(jī)遇和更加廣闊的發(fā)展空間。根據(jù)《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》，我國設(shè)立了“高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)”重大科技專項(xiàng)，重點(diǎn)發(fā)展基于衛(wèi)星、飛機(jī)和平流層飛艇的高分辨率先進(jìn)觀測(cè)系統(tǒng)；形成時(shí)空協(xié)調(diào)、全天候、全天時(shí)的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)：建立對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)中心等地面支撐和運(yùn)行系統(tǒng)，提高我國空間數(shù)據(jù)自給率，形成空間信息產(chǎn)業(yè)鏈。在以數(shù)據(jù)為產(chǎn)業(yè)鏈驅(qū)動(dòng)的空間信息技術(shù)領(lǐng)域，這一專項(xiàng)的實(shí)施無疑將為行業(yè)發(fā)展注入大量新活血液，促進(jìn)行業(yè)跨越式發(fā)展。此外，為擺脫對(duì)國外導(dǎo)航定位系統(tǒng)的依賴，我國已分步建設(shè)實(shí)施了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，目前已發(fā)射6顆北斗衛(wèi)星，最終將建成獨(dú)立自主、開放兼容、技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠的覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。這將促進(jìn)我國自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈的形成，推動(dòng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航在國民經(jīng)濟(jì)社會(huì)各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，成為空間信息行業(yè)發(fā)展的又一推進(jìn)劑。企業(yè)是我國空間信息技術(shù)行業(yè)應(yīng)用的主要推動(dòng)力和實(shí)施者，他們?cè)趯?shí)施過程中積累的經(jīng)驗(yàn)對(duì)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展具有積極的意義。然而，當(dāng)前的現(xiàn)狀是企業(yè)大多專注于業(yè)務(wù)拓展，總結(jié)自身經(jīng)驗(yàn)，與同行分享尚難顧及。北京東方泰坦科技股份有限公司作為一家十余年來一直從事空間信息技術(shù)研究、產(chǎn)業(yè)化的高科技企業(yè)，時(shí)刻以推動(dòng)我國空間信息產(chǎn)業(yè)為己任，樂于將企業(yè)自身的經(jīng)驗(yàn)與同行分享。我們?cè)趯?duì)企業(yè)自身歷史資料進(jìn)行梳理、總結(jié)，建立資料庫的過程中，萌生出將行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)成冊(cè)的想法。在電子工業(yè)出版社的支持下，得以正式出版面世，與同行分享。本書的編著團(tuán)隊(duì)均擁有多年的空間信息技術(shù)研究與行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，倪金生撰寫了第1、2、6章并全書統(tǒng)稿，第3章由顏偉撰寫，第4、5、7、8章由譚靖撰寫。在本書的編著過程中，得到東方泰坦公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)的大力支持，在此深表感謝。本書可作為空間信息技術(shù)領(lǐng)域工程師參考用書，也可作為高等院校地理信息類大中專院校學(xué)生的教學(xué)參考用書。由于作者水平有限，不足之處懇請(qǐng)指正。

內(nèi)容概要

　　本書論述了空間信息技術(shù)的基本理論、方法及應(yīng)用現(xiàn)狀。書中結(jié)合實(shí)際工程案例，分別闡述了空間信息技術(shù)在數(shù)字城市、土地資源管理、數(shù)字農(nóng)業(yè)、導(dǎo)航、位置服務(wù)、港VI信息化中的應(yīng)用。本書面向空間信息技術(shù)領(lǐng)域的王程實(shí)踐，提供了空間信息工程項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)、技術(shù)實(shí)施方面的案例經(jīng)驗(yàn)。　　本書可供空間信息技術(shù)領(lǐng)域的工程師參考，也可作為高等院校地理信息類專業(yè)的教學(xué)參考書。

書籍目錄

第1章  空間信息技術(shù)概述　1.1  全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)    1.1.1  GNSS的概念    1.1.2  GNSS的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀    1.1.3  GNSS的發(fā)展趨勢(shì)　1.2  遙感(RS)技術(shù)    1.2.1  RS的概念    1.2.2  RS的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀    1.2.3  RS的發(fā)展趨勢(shì)　1.3  地理信息系統(tǒng)(GIS)  　1.3.1  GIS的概念  　1.3.2  GIS的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀  　1.3.3  GIS的發(fā)展趨勢(shì)　1.4  空間信息技術(shù)集成及應(yīng)用    1.4.1  空間信息系統(tǒng)集成的原理與方法    1.4.2  空間信息技術(shù)集成概念    1.4.3  空間數(shù)據(jù)集成    1.4.4  空間信息系統(tǒng)集成的模式    1.4.5  空間信息技術(shù)集成的應(yīng)用第2章  空間信息技術(shù)在數(shù)字城市中的應(yīng)用　2.1  數(shù)字地球與數(shù)字城市概述  　2.1.1  “數(shù)字地球”及其意義  　2.1.2  空間信息資源開發(fā)  　2.1.3  “數(shù)字城市”及其意義　2.2  數(shù)字城市的發(fā)展歷程與趨勢(shì)　2.3　數(shù)字城市的理論框架與技術(shù)體系　2.4　數(shù)字化市政設(shè)施管理系統(tǒng)建設(shè)實(shí)踐  　2.4.1  系統(tǒng)總體框架  　2.4.2  系統(tǒng)主要功能模塊第3章  空間信息技術(shù)在數(shù)字林業(yè)中的應(yīng)用　3.1　數(shù)字林業(yè)概述　……第4章　空間信息技術(shù)在土地資源管理中的應(yīng)用第5章　空間信息技術(shù)在數(shù)字農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用第6章　網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航綜合服務(wù)應(yīng)用實(shí)踐第7章　移動(dòng)位置服務(wù)應(yīng)用實(shí)踐第8章　空間信息技術(shù)在港口信息化中的應(yīng)用參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：      1）基于空間信息技術(shù)的土地資源調(diào)查  常規(guī)辦法是指利用遙感資料（航空或航天）直接或間接（經(jīng)過全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量處理）進(jìn)行野外調(diào)繪，再將調(diào)繪的成果在數(shù)字化軟件上數(shù)字化后導(dǎo)入GIS中或直接在GIS軟件平臺(tái)上數(shù)字轉(zhuǎn)換到入庫；非常規(guī)的方法是直接攜帶計(jì)算機(jī)到調(diào)繪現(xiàn)場(chǎng)，以計(jì)算機(jī)為操作平臺(tái)，以遙感影像數(shù)據(jù)為參照，以GPS為數(shù)據(jù)源，以GIS為軟件平臺(tái)直接繪出圖斑，標(biāo)注地類屬性，直接完成資源調(diào)查，與傳統(tǒng)的調(diào)查方法相比，大大提高了精度和效率。這兩類方法正在應(yīng)用。例如，在兩北地區(qū)土地資源動(dòng)態(tài)調(diào)查建立國家級(jí)基本資源遙感動(dòng)態(tài)信息系統(tǒng)項(xiàng)目中，以西北地區(qū)土地資源的分類系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過對(duì)遙感數(shù)據(jù)的人機(jī)交互解譯矢量圖編輯地理信息系統(tǒng)的全數(shù)字方式，完成1：10萬的西北地區(qū)土地資源信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)；利用空間信息技術(shù)完成了江西省的土地資源調(diào)查工作；尤淑撐等探索GPS技術(shù)用于土地變更調(diào)查的工作流程，以獲取變化圖斑的準(zhǔn)確空間位置；黃俊華設(shè)計(jì)了基于web GIS技術(shù)，面向地、縣、鄉(xiāng)三級(jí)應(yīng)用的B／S模式的土地詳查信息系統(tǒng)方案，可達(dá)到詳查數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)、現(xiàn)勢(shì)的目的。  2）基于空間信息技術(shù)的土地利用變更與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的研究  土地利用變更和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是土地管理工作的重要內(nèi)容之一。依靠常規(guī)的手段不僅更新速度慢、難以主動(dòng)發(fā)現(xiàn)變化區(qū)域，而且成圖周期長、誤差大。利用遙感（RS）手段可以主動(dòng)快速地發(fā)現(xiàn)變化區(qū)域，運(yùn)用差分GPS技術(shù)可以精確獲取土地利用變化的數(shù)量和性質(zhì)，GIS則是管理土地利用的圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)（如土地利用類型、權(quán)屬、圖斑號(hào)等）成為土地利用變化與監(jiān)測(cè)的有效工具。  目前綜合利用RS與GIS技術(shù)的較多，通過對(duì)不同時(shí)期的遙感數(shù)據(jù)的分類和比較來獲取土地利用變化信息，因此遙感數(shù)據(jù)的判讀分類顯得尤為重要，但是目前影像分類的方法正經(jīng)歷目視解譯－人工交互式解譯－基于知識(shí)等自動(dòng)分類方法過渡，分類的精度和自動(dòng)化有待提高，但目前已充分利用各種方法來提取信息，反映土地利用的變化，如通過目視解譯和GIS空間分析土地利用現(xiàn)狀和制圖的研究、土地利用時(shí)空特征的研究；通過交互式解譯的土地利用變化驅(qū)動(dòng)力模型研究，通過人工干預(yù)的自動(dòng)分類方法來提取土地利用和變化的信息探討土地利用變化的時(shí)空特征和驅(qū)動(dòng)力分析，并對(duì)土地利用變化進(jìn)行預(yù)測(cè)，為土地利用規(guī)劃的調(diào)整和土地利用用途的管制、監(jiān)察提供決策和技術(shù)支撐。同時(shí)建立土地利用變化數(shù)據(jù)庫和建立健全土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的工作也正在進(jìn)行。  另外，基于RS和GIS的對(duì)城市和土地利用空間結(jié)構(gòu)與城郊擴(kuò)展的研究，為城市土地利用優(yōu)化配置、城市化進(jìn)程中建設(shè)用地與農(nóng)用地的矛盾等問題解決提供了依據(jù)。

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