RS、GIS和GPS集成——3S技術(shù)系統(tǒng)

當(dāng)前，以地理信息系統(tǒng)為核心的三S技術(shù)（遙感技術(shù)RS、地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS）與多媒體（MM）技術(shù)有機(jī)結(jié)合一體化，以其強(qiáng)大的空間信息（數(shù)據(jù)）采集、處理、分析綜合和表達(dá)與管理能力，為各行業(yè)實(shí)際應(yīng)用部門提供了各種有用的決策信息，大大提高應(yīng)用部門的生產(chǎn)力及其管理水平，已成為直接為國(guó)土資源勘查、生態(tài)環(huán)境和自然災(zāi)害調(diào)查、評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)與防治等工作及社會(huì)生產(chǎn)與管理部門服務(wù)的一種實(shí)用技術(shù)方法。

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20.2.1 地理信息系統(tǒng)（GIS）

20.2.1.1 地理信息系統(tǒng)的概念及其作用

地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System，簡(jiǎn)稱GIS）集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測(cè)繪、環(huán)境科學(xué)、空間科學(xué)、地質(zhì)學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)等為一體的多學(xué)科結(jié)合的新興邊緣學(xué)科。它以空間數(shù)據(jù)為研究對(duì)象，以計(jì)算機(jī)為工具，通過(guò)人的參與進(jìn)行一系列空間操作和分析，為地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)、工程設(shè)計(jì)乃至企業(yè)經(jīng)營(yíng)等工作提供規(guī)劃管理的決策科學(xué)信息。

地理信息系統(tǒng)已被廣泛用于國(guó)土資源勘查和環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)等方面，特別在遙感制圖、礦產(chǎn)資源定量預(yù)測(cè)、工程布置的點(diǎn)位優(yōu)選、勘探靶區(qū)優(yōu)選等等方面，已有相當(dāng)?shù)某晒?shí)例與經(jīng)驗(yàn)。目前，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)作為一種主要的信息產(chǎn)業(yè)，取得了顯著的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)際上，地理信息系統(tǒng)所研究的對(duì)象及覆蓋面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了地理學(xué)的范疇。

地理信息系統(tǒng)是管理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?？臻g數(shù)據(jù)是指不同來(lái)源的用遙感和非遙感手段所獲取的數(shù)據(jù)，它有多種數(shù)據(jù)類型，包括地圖、遙感影像、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等，其共同特點(diǎn)是都有確定的空間位置——地理坐標(biāo)參照系統(tǒng)。其工作過(guò)程主要是通過(guò)空間實(shí)體的空間位置與空間關(guān)系來(lái)進(jìn)行的，當(dāng)然也可以通過(guò)它們的屬性來(lái)進(jìn)行。它對(duì)空間數(shù)據(jù)除管理、檢索、查詢外，還必須進(jìn)行各種運(yùn)算和分析。其輸出除表格、文字、數(shù)據(jù)外，主要的形式是圖形。地理信息系統(tǒng)主要用來(lái)分析和管理在一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種地學(xué)、社會(huì)現(xiàn)象和過(guò)程。它是地學(xué)、計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)工程等學(xué)科知識(shí)的融合，是跨學(xué)科的技術(shù)系統(tǒng)。

遙感是地理信息系統(tǒng)重要的數(shù)據(jù)源和強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)更新手段。遙感的多時(shí)相、量綱統(tǒng)一的、動(dòng)態(tài)的全球范圍內(nèi)的快速監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，是其他手段所不能替代和比擬的，因而地理信息系統(tǒng)作為一種空間數(shù)據(jù)管理、分析的有效技術(shù)，可為遙感提供各種有用的輔助信息和分析手段。目前，地理信息系統(tǒng)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)，是加強(qiáng)空間信息管理系統(tǒng)與遙感圖像處理系統(tǒng)的結(jié)合，以提高資源與環(huán)境信息系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)分析、監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)方面的能力，改善遙感分析的精度。

20.2.1.2 系統(tǒng)構(gòu)成

地理信息系統(tǒng)主要是由GIS的硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)（庫(kù)）和系統(tǒng)的管理操作人員四個(gè)部分組成。

GIS硬件主要是計(jì)算機(jī)，包括必備的外部設(shè)備如數(shù)字化儀、打印機(jī)及繪圖儀?？蛇x設(shè)備有掃描儀、激光繪圖儀及打印機(jī)、磁帶機(jī)等。

地理空間數(shù)據(jù)是指以地球表面空間位置作為參照系的各種景觀數(shù)據(jù)（如自然的、社會(huì)的、人文經(jīng)濟(jì)的等）。這些數(shù)據(jù)可以是圖形、圖像、文字、表格和數(shù)字等形式，由系統(tǒng)的建立者通過(guò)有關(guān)的量化工具和介質(zhì)輸入GIS，是系統(tǒng)程序作用的對(duì)象，是GIS所表達(dá)的現(xiàn)實(shí)世界經(jīng)過(guò)模型抽象的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容。

早期的GIS一直是以各種類型的地圖作為主要的數(shù)據(jù)源。隨著遙感技術(shù)的興起，遙感信息以其周期性、動(dòng)態(tài)性、信息豐富、獲取效率高并可直接以數(shù)字方式記錄傳送等優(yōu)點(diǎn)成為重要的GIS信息源和數(shù)據(jù)更新手段。遙感與GIS的結(jié)合是空間技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。

系統(tǒng)開發(fā)、管理和使用人員是GIS的重要構(gòu)成因素。因?yàn)镚IS是一個(gè)動(dòng)態(tài)的地理模型，光有系統(tǒng)軟硬件和數(shù)據(jù)不能構(gòu)成完整的GIS，需要由人進(jìn)行系統(tǒng)的組織、管理、維護(hù)和數(shù)據(jù)更新，使系統(tǒng)不斷得到完善，并合理使用地理分析模型提取多種信息，為研究和決策服務(wù)。

GIS軟件是GIS技術(shù)的核心，它既是GIS技術(shù)的集中體現(xiàn)，又是這一技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)。一般商品化產(chǎn)品，如美國(guó)的ARC／INFO系統(tǒng)，中國(guó)的MAPGIS，主要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)輸出五部分構(gòu)成。

（1）數(shù)據(jù)采集

其功能是完成地學(xué)數(shù)據(jù)采集與輸入工作，可用掃描儀、數(shù)字化儀、圖形終端或其他系統(tǒng)的磁盤數(shù)據(jù)文件輸入。主要的信息源有：專題地圖（包括地形圖）、統(tǒng)計(jì)表格、遙感影像、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)以及其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)文件。

數(shù)據(jù)采集方式主要有以下幾種：① 手工式，是早期和試驗(yàn)時(shí)采用的方法，效率和精度均低。② 手扶跟蹤數(shù)字化，是當(dāng)前最有效的地圖數(shù)字化方式，在手扶跟蹤數(shù)字化儀和數(shù)字化板支持下進(jìn)行。通過(guò)這種方式可得到矢量格式的地圖數(shù)字化數(shù)據(jù)。③ 自動(dòng)掃描，是最有前途的數(shù)字化方式。由掃描儀進(jìn)行，掃描儀可以每英寸300～600點(diǎn)（線）采集地圖或影像的灰度或顏色，形成點(diǎn)陣像元數(shù)據(jù)或多波段數(shù)據(jù)。④ 數(shù)據(jù)通訊，是在聯(lián)網(wǎng)方式下獲取有關(guān)的其他信息系統(tǒng)的一種方式。無(wú)論用何種方式采集，其目的都是要把數(shù)據(jù)源變?yōu)镚IS可以存貯管理和分析的形式。

（2）數(shù)據(jù)管理

其功能是實(shí)現(xiàn)空間（幾何）數(shù)據(jù)和屬性（非幾何）數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索、查詢、編輯、修改。GIS與其他信息系統(tǒng)最大的不同之處是對(duì)空間數(shù)據(jù)的管理。如何實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲(chǔ)、檢索、查詢、編輯和修改是評(píng)價(jià)GIS的一個(gè)重要方面。

一個(gè)功能強(qiáng)大的GIS產(chǎn)品能夠提供一個(gè)統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，提供各種范圍內(nèi)的雙向查詢、編輯、建模功能，允許快速地修正并更新空間數(shù)據(jù)及有關(guān)的描述數(shù)據(jù)。例如，最新推出的許多GIS軟件都使用了一個(gè)優(yōu)化的、面向目標(biāo)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，可以快速地存取大型關(guān)系文件，它把現(xiàn)實(shí)物體的空間關(guān)系、特征和屬性存儲(chǔ)在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)分布式關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，所以做圖、拓?fù)鋽?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是這種數(shù)據(jù)模型的特征。

（3）數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析部分借助地學(xué)模型（預(yù)置式模型或用戶自定義模型），完成地理數(shù)據(jù)的分析和計(jì)算工作，是GIS的核心內(nèi)容。目前比較成熟的分析功能有地面數(shù)字高程模型、網(wǎng)絡(luò)分析模型、鄰近分析模型、區(qū)域分析模型、拓?fù)浞治瞿Ｐ鸵约翱臻g距離搜索模型等。

數(shù)字地面模型（DTM）在自然地理、地貌、水利、工程設(shè)計(jì)、管道布線等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。當(dāng)?shù)貓D被數(shù)字化后，利用等高線通過(guò)插值可以生成數(shù)字地面高程模型（DEM），并由DEM進(jìn)一步產(chǎn)生坡度、坡向、溝谷、山脊、地表粗糙度等10多個(gè)地形要素，構(gòu)成DTM數(shù)據(jù)。利用這些地表信息與植被、土壤、人文要素的相關(guān)性，可建立不同的地學(xué)應(yīng)用模型。

網(wǎng)絡(luò)分析模型在經(jīng)濟(jì)地理、市場(chǎng)分析、交通管理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。此模型根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫再|(zhì)，可以在兩點(diǎn)間選擇最短路徑，并繪出其長(zhǎng)度和有關(guān)信息，也可以比較各個(gè)市場(chǎng)中心服務(wù)范圍和影響區(qū)域。

定距離空間搜索（Buffer）模型和鄰近區(qū)域分析模型在區(qū)域規(guī)劃、國(guó)土整治、土地管理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。通過(guò)指定空間搜索距離，用戶可以方便地進(jìn)行空間檢索、查詢，了解在一定范圍內(nèi)地理現(xiàn)象的空間分布；通過(guò)鄰近區(qū)域分析模型，用戶可方便地進(jìn)行鄰近區(qū)域檢索、查詢、了解區(qū)域周圍的環(huán)境情況。由于用模式來(lái)定義表，表和空間數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起，這樣用戶能進(jìn)行集成的空間和屬性處理、報(bào)表生成、專欄處理、屬性標(biāo)記和相互作用的屬性修改、更新等項(xiàng)內(nèi)容。

點(diǎn)、線、多邊形是GIS圖形數(shù)據(jù)的基本單元，與之相應(yīng)的拓?fù)浞治瞿Ｐ驮谧匀毁Y源管理、生態(tài)評(píng)價(jià)、土地評(píng)價(jià)和規(guī)劃等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。它通過(guò)多幅專題圖或?qū)ｎ}圖與圖像合并辦法，生成新的專題圖及新的屬性表，為運(yùn)用不同評(píng)價(jià)和規(guī)劃模型，完成地理信息的分析和地理數(shù)據(jù)的計(jì)算提供了極大方便。

上述系統(tǒng)底層通用分析模型僅提供了某些數(shù)據(jù)分析的工具。在具體應(yīng)用領(lǐng)域還需結(jié)合專業(yè)知識(shí)和實(shí)際要求建立用戶的應(yīng)用模型。

（4）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

是提供不同空間數(shù)據(jù)集的集成途徑?？臻g數(shù)據(jù)都是用矢量和柵格格式進(jìn)行采集、存貯和處理的。矢量結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)更能表達(dá)我們的空間想像，因此它最常用于手工的數(shù)據(jù)采集。但是，數(shù)據(jù)自動(dòng)采集方式往往產(chǎn)生與計(jì)算機(jī)的規(guī)則結(jié)構(gòu)相匹配的柵格結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。因此，現(xiàn)代GIS應(yīng)兼容矢量和柵格兩種數(shù)據(jù)格式，提供多種方法進(jìn)行兩種數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換，滿足多源信息綜合分析的需求。

（5）數(shù)據(jù)輸出

數(shù)據(jù)輸出部分將GIS信息或分析結(jié)果以可視的形式表示，如屏幕，繪圖儀、打印機(jī)輸出等。系統(tǒng)同時(shí)支持軟硬件拷貝顯示，使用戶能夠獲得在屏幕上所見(jiàn)結(jié)果，即在地圖成圖之前，用戶能預(yù)先看到硬拷貝輸出的圖形。用戶還可以在圖形窗口內(nèi)編輯地圖，包括彩色設(shè)計(jì)，圖廓整飾、生成比例尺、注記、圖例、表格、公里網(wǎng)格等，最后由繪圖儀或打印機(jī)輸出。

20.2.2 全球定位系統(tǒng)（GPS）

全球定位系統(tǒng)（GPS：Global Position System）是美軍自20世紀(jì)70年代初期開始研制的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)。它由21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星組成。工作衛(wèi)星分布在6個(gè)軌道面內(nèi)，衛(wèi)星軌道面相對(duì)地球赤道面的傾角為55°，每個(gè)軌道平面配置3顆衛(wèi)星，每隔一條軌道平面配備一顆備用衛(wèi)星，軌道的平均高度約為20200 km，衛(wèi)星運(yùn)行周期為11小時(shí)58分。因此，在同一測(cè)站上，每天出現(xiàn)的衛(wèi)星分布圖相同，只是每天提前幾分鐘。每顆衛(wèi)星對(duì)地球的可見(jiàn)面積為地球總表面積的38%，每顆衛(wèi)星每天約有5小時(shí)在地平線上。同時(shí)位于地平線上的衛(wèi)星數(shù)目最少為4顆，最多為11顆。這樣的空間配置，可保證在地球上任何時(shí)間，任何地點(diǎn)至少可同時(shí)觀測(cè)到4顆衛(wèi)星，加上衛(wèi)星信號(hào)的傳播和接收不受天氣的影響，因此GPS是一種全球、全天候的連續(xù)實(shí)時(shí)導(dǎo)航定位系統(tǒng)。GPS的出現(xiàn)，為大量的野外高精度定位工作提供了極大方便，使定位與導(dǎo)航在精度和速度上都產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，進(jìn)入了電子化和自動(dòng)化時(shí)代。

GPS作為新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。不僅具有全球性、全天候、連續(xù)的精密三維導(dǎo)航與定位能力，而且具有良好的抗干擾性和保密性等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在已廣泛地在全球應(yīng)用。需要指出，全球定位系統(tǒng)的導(dǎo)航和定位在概念上是有所不同的，所謂定位是指運(yùn)動(dòng)載體，如汽車上安裝GPS信號(hào)接收機(jī)，然后實(shí)地測(cè)出接收天線所在的位置，這稱為GPS定位，也稱GPS動(dòng)態(tài)定位。動(dòng)態(tài)的意思是指定位是在極短的時(shí)間內(nèi)完成的。如果GPS接收機(jī)在測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體實(shí)時(shí)位置的同時(shí)，還測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的速度，時(shí)間和方位等狀態(tài)參數(shù)，進(jìn)而可“引導(dǎo)”運(yùn)動(dòng)載體駛向預(yù)定的目標(biāo)位置，這稱為導(dǎo)航。由此可知，導(dǎo)航是一種廣義的動(dòng)態(tài)定位。

GPS是從軍事方面發(fā)展起來(lái)的，出于軍事目的，它提供兩種服務(wù)即標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)SPS（Standard Positioning Service）和精確定位服務(wù)PPS（Precise Positioning Service）。前者用于民用事業(yè)，后者為美國(guó)軍方服務(wù)。美國(guó)政府為限制非軍事用戶和其他國(guó)家使用GPS的精度，分別在 1991年和 1994年實(shí)施了“SA（Selective Availability）”技術(shù)和“AS（Anti-spoofing）”技術(shù)，即“有選擇可用性”技術(shù)和“反電子欺騙技術(shù)”。使SPS服務(wù)水平定位精度降低到100 m，而在密碼保護(hù)下的PPS服務(wù)精度提高到1 m。

針對(duì)實(shí)施的“SA”技術(shù)，各國(guó)紛紛采用技術(shù)對(duì)策，出現(xiàn)了差分GPS即DGPS（Differential GPS）?！安罘帧钡母拍钤跓o(wú)線電導(dǎo)航領(lǐng)域早就被采用，差分GPS的提出，使差分技術(shù)提高到過(guò)去從未有過(guò)的重要地位。采用差分GPS幾乎可以完全消除“選擇可用性”帶來(lái)的誤差。它利用某些地面發(fā)射站送出的已知精確位置的基準(zhǔn)信號(hào)，將其與GPS的定位信號(hào)進(jìn)行比較和修正。這樣，通過(guò)建立基準(zhǔn)通訊鏈方式，使GPS數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)精確校正。目前利用差分技術(shù)可使定位精度超過(guò)單獨(dú)使用PPS所得到精度。因此，美國(guó)比其他許多國(guó)家更快地將DGPS投入到實(shí)際使用中，目前其精度可達(dá)1 cm，用它可監(jiān)視地球和冰川的微小運(yùn)動(dòng)。2001年美國(guó)取消了“SA”技術(shù)限制，GPS的定位精度大大提高。

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的迅速發(fā)展，引起了各國(guó)軍事部門和廣大民用部門的普遍關(guān)注。GPS定位技術(shù)的高度自動(dòng)化及其所達(dá)到的高精度和具有的潛力，也引起了廣大測(cè)量工作者的極大興趣。特別是近十多年來(lái)，GPS定位技術(shù)在應(yīng)用基礎(chǔ)的研究、新應(yīng)用領(lǐng)域的開拓、軟件和硬件的開發(fā)等方面都取得了迅速發(fā)展。廣泛的科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)為這一新技術(shù)的應(yīng)用展現(xiàn)了極為廣闊的前景，經(jīng)典的大地測(cè)量技術(shù)經(jīng)歷了一場(chǎng)意義深遠(yuǎn)的變革，從而進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代。

目前，GPS精密定位技術(shù)已經(jīng)廣泛地滲透到了經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域，尤其對(duì)經(jīng)典大地測(cè)量學(xué)的各個(gè)方面產(chǎn)生了極其深刻的影響。它在大地測(cè)量學(xué)及其相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域，如地球動(dòng)力學(xué)、海洋大地測(cè)量學(xué)、天文學(xué)、地球物理勘探、資源勘察、航空與衛(wèi)星遙感、工程變形監(jiān)測(cè)、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的測(cè)速以及精密時(shí)間傳遞等方面的廣泛應(yīng)用，充分地顯示了這一衛(wèi)星定位技術(shù)的高精度與高效益。

20.2.3 RS、GIS和GPS多功能綜合

作為空間信息處理的3S技術(shù)系統(tǒng)，在空間信息管理中各具特色，均可獨(dú)立完成自身的功能。同時(shí)，它們所能解決的問(wèn)題之間又有很多關(guān)聯(lián)性，在解決問(wèn)題的功能上又各自存在著優(yōu)點(diǎn)和不足：GIS具有較強(qiáng)的空間查詢，分析和綜合處理能力，但獲取數(shù)據(jù)困難；RS能高效地獲取大面積的區(qū)域信息，但受光譜波段的限制，且數(shù)據(jù)定位及分類精度差；GPS能快速地給出目標(biāo)的位置，對(duì)空間數(shù)據(jù)的精確定位具有特殊意義，但它本身通常無(wú)法給出目標(biāo)點(diǎn)的地理屬性。因此，只有三者有機(jī)結(jié)合起形成一個(gè)多功能綜合的技術(shù)系統(tǒng)，才能發(fā)揮更大的作用（圖20-3）。在3S系統(tǒng)中，簡(jiǎn)單地說(shuō)，GIS相當(dāng)中樞神經(jīng)，RS相當(dāng)傳感器，GPS相當(dāng)定位器，三者的共同作用將使地球能實(shí)時(shí)感受到自身的變化，使其在資源環(huán)境和區(qū)域管理等眾多領(lǐng)域中發(fā)揮巨大作用。RS，GIS和GPS三者的結(jié)合與集成已成為當(dāng)今空間信息系統(tǒng)的發(fā)展方向，也是空間科學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

圖20-3 3S技術(shù)系統(tǒng)

20.2.3.1 GIS與RS的結(jié)合

GIS和RS都是獨(dú)立發(fā)展起來(lái)的支撐現(xiàn)代地學(xué)的空間科學(xué)技術(shù)，其中GIS是管理與分析空間數(shù)據(jù)的有效工具，RS是空間數(shù)據(jù)采集和分類的有效工具，它們的研究對(duì)象都是空間實(shí)體，二者關(guān)系十分密切。

GIS和RS的結(jié)合主要表現(xiàn)在RS對(duì)GIS動(dòng)態(tài)地提供和更新各種數(shù)據(jù)，而GIS作為空數(shù)據(jù)處理分析的技術(shù)工具，可大大提高RS空間數(shù)據(jù)的分析能力及分析精度。在實(shí)踐中，RS和GIS結(jié)合的主要形式是利用遙感圖像經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)圖像處理、信息提取、目視解譯等方式，編制各種專題圖，而后通過(guò)數(shù)字化儀等輸入設(shè)備將專題圖上所需信息輸入到地理信息系統(tǒng)中，或者遙感數(shù)據(jù)經(jīng)圖像處理、分類和模式識(shí)別等方式提取有關(guān)信息直接進(jìn)入地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。這種結(jié)合方式的實(shí)質(zhì)是用遙感形成專題系列數(shù)據(jù)庫(kù)（包括遙感圖像庫(kù)）提供給地理信息系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)中各專題要素因來(lái)自同一信息源，保證了時(shí)相和圖幅位置配準(zhǔn)，所以很適合在地理信息系統(tǒng)中進(jìn)行多重信息的綜合與復(fù)合分析，從而派生出綜合性數(shù)據(jù)及圖件，最大限度地發(fā)揮有關(guān)數(shù)據(jù)的作用。例如，在流域綜合治理中，根據(jù)單要素的坡度圖、土壤類型圖、地貌類型圖及植被類型圖，通過(guò)地理信息系統(tǒng)中的有關(guān)模型分析可得到土地利用評(píng)價(jià)圖及土地利用規(guī)劃圖等。

20.2.3.2 RS與GPS的結(jié)合

GPS和RS都可看作為GIS的數(shù)據(jù)源的獲取系統(tǒng)，而且，GPS和RS既分別具有獨(dú)立的功能，又可以互相彌補(bǔ)其不足。

首先，GPS的精確定位功能解決了RS獲取目標(biāo)信息定位困難的問(wèn)題。在GPS問(wèn)世以前，地面同步光譜測(cè)量、遙感的幾何校正和定位等都是通過(guò)地面控制點(diǎn)進(jìn)行大地測(cè)量才能確定的，這不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且當(dāng)無(wú)地面控制點(diǎn)時(shí)更無(wú)法實(shí)現(xiàn)，從而嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)。GPS的快速定位為RS數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、快速進(jìn)入GIS系統(tǒng)提供了可能。也就是說(shuō)，借助GPS可使RS迅速進(jìn)入GIS分析系統(tǒng)，保證了RS數(shù)據(jù)及地面同步監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)獲取的動(dòng)態(tài)配準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)地進(jìn)入GIS數(shù)據(jù)庫(kù)。

其次，利用RS數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)GPS定位遙感信息查詢。此外，利用GPS形成了一系列新技術(shù)，如GPS氣象遙感技術(shù)，利用GPS衛(wèi)星和接收機(jī)之間無(wú)線電訊號(hào)在大氣電離層和對(duì)流層中的延遲時(shí)間，了解電離層中電子濃度和對(duì)流層中溫度濕度獲得大氣參數(shù)及其變化情況。因而目前建立和正在建立的全球許多GPS觀測(cè)網(wǎng)將是提供大氣參數(shù)的一個(gè)重要新數(shù)據(jù)源。對(duì)天氣預(yù)報(bào)尤其是短期天氣預(yù)報(bào)發(fā)揮巨大作用。

20.2.3.3 GPS與GIS的結(jié)合

GPS和GIS的結(jié)合，不僅能取長(zhǎng)補(bǔ)短使各自的功能得到充分的發(fā)揮，而且還能產(chǎn)生許多更高級(jí)功能，從而使GPS和GIS的功能都邁上一個(gè)新臺(tái)階。

通過(guò)GIS系統(tǒng)，可使GPS的定位信息在電子地圖上獲得實(shí)時(shí)的，準(zhǔn)確的形象的反映及漫游查詢。通常GPS接收機(jī)所接收信號(hào)無(wú)法輸入底圖。若從GPS接收機(jī)上獲取定位信息后，再要回到地形圖或?qū)ｎ}圖上查找，核實(shí)周圍地理屬性，該工作十分繁雜，而且花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，在技術(shù)手段上也是不合理的。如果把GPS的接收機(jī)同電子地圖相配合，利用實(shí)時(shí)差分定位技術(shù)，加上相應(yīng)的通信手段組成各種電子導(dǎo)航和監(jiān)控系統(tǒng)，可廣泛用于交通、公安偵破、車船自動(dòng)駕駛、科學(xué)種田和海上捕魚等方面。

GPS為GIS及時(shí)采集、更新或修正數(shù)據(jù)，例如在外業(yè)調(diào)查中通過(guò)GPS定位得到的數(shù)據(jù)，輸入給電子地圖或數(shù)據(jù)庫(kù)，可對(duì)原有數(shù)據(jù)進(jìn)行修正、核實(shí)、賦予專題圖屬性以生成專題圖。

RS和GIS的區(qū)別是什么

兩者都是3S技術(shù)之一

RS是遙感（Remote Sensing），是通過(guò)人造地球衛(wèi)星上的遙測(cè)儀器把對(duì)地球表面實(shí)施感應(yīng)遙測(cè)和資源管理的監(jiān)視(如樹木、草地、土壤、水、礦物、農(nóng)家作物、魚類和野生動(dòng)物等的資源管理)結(jié)合起來(lái)的一種新技術(shù)。

GIS是地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有時(shí)又稱為“地學(xué)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(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)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(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。

其聯(lián)系可以說(shuō)RS利用衛(wèi)星獲取遙感圖像，然后為GIS提供數(shù)據(jù)源。

兩者可以互為利用，RS感知物體后，通過(guò)GIS的分析功能更好的表達(dá)出來(lái)，其實(shí)RS本身也是具有表達(dá)共能的，但是不具有分析的功能，而使用者往往要看他的實(shí)用性。

所以兩者同時(shí)結(jié)合。

3s技術(shù)中還包括一個(gè)GPS，GPS主要是用于定位，一個(gè)強(qiáng)烈表達(dá)關(guān)系的實(shí)例是災(zāi)情，需要及時(shí)獲得信息，分析救援位置，定位救援，應(yīng)用rs感知某地區(qū)出現(xiàn)災(zāi)情，及時(shí)反映，然后通過(guò)分析，得到救援位置，并且計(jì)算救援面積，點(diǎn)位等，最后利用gps去定位救援。

同RS一樣，也可以說(shuō)GPS為GIS提供數(shù)據(jù)源。

下面一個(gè)圖可以簡(jiǎn)單地說(shuō)明下其中之間的關(guān)系

RS和GIS的區(qū)別是什么？

RS和GIS的區(qū)別：RS即遙感技術(shù)，利用衛(wèi)星獲取遙感圖像，提供給GIS，是GIS的重要數(shù)據(jù)源之一；

GIS則是對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)（RS數(shù)據(jù)，GPS數(shù)據(jù)，地圖數(shù)據(jù)等）進(jìn)行挖掘開發(fā)。

RS和GIS的區(qū)別與對(duì)比：

RS遙感：遙感技術(shù)的利用促進(jìn)環(huán)境信息采集手段的革新，從而出現(xiàn)了遙感制圖。此外由于遙感技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，使遙感制圖從目視解釋走向計(jì)算機(jī)化的軌道，并為地圖更新、研究環(huán)境因素隨時(shí)間變化情況提供了技術(shù)支持。

GIS是地理學(xué)、測(cè)量學(xué)、地圖學(xué)、遙感等與計(jì)算機(jī)科學(xué)相結(jié)合發(fā)展起來(lái)的一門新的邊緣學(xué)科。在這些相關(guān)學(xué)科、技術(shù)中，測(cè)量和遙感主要從數(shù)據(jù)源的角度為GIS 服務(wù)，而地理學(xué)和地圖學(xué)是GIS 應(yīng)用所關(guān)注的主要領(lǐng)域。

早期的GIS系統(tǒng)，如加拿大地理信息系統(tǒng)CGIS、美國(guó)哈佛大學(xué)開發(fā)的SYMAP 系統(tǒng)等，都主要以地圖制圖為目標(biāo)，地理分析功能極為簡(jiǎn)單，更接近一個(gè)機(jī)助地圖制圖系統(tǒng)。在這個(gè)時(shí)期，GIS和地圖制圖系統(tǒng)基本統(tǒng)一，沒(méi)有明顯的區(qū)別。隨著GIS在各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用深入，空間關(guān)系的建立和空間分析、管理、規(guī)劃和決策成為GIS系統(tǒng)發(fā)展的主流。

GIS和RS的區(qū)別在于什么啊？

地理信息系統(tǒng)(GIS)與遙感(RS)的區(qū)別：

1.學(xué)科不同：

GIS 是地理學(xué)、測(cè)量學(xué)、地圖學(xué)、遙感等與計(jì)算機(jī)科學(xué)相結(jié)合發(fā)展起來(lái)的一門新的邊緣學(xué)科。 在這些相關(guān)學(xué)科、技術(shù)中，測(cè)量和遙感主要從數(shù)據(jù)源的角度為GIS 服務(wù)，而地理學(xué)和地圖學(xué)是GIS 應(yīng)用所關(guān)注的主要領(lǐng)域。

2.技術(shù)不同：

由于遙感技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，使遙感制圖從目視解釋走向計(jì)算機(jī)化的軌道，并為地圖更新、研究環(huán)境因素隨時(shí)間變化情況提供了技術(shù)支持。

3.應(yīng)用不同：

RS 獲得的主要是地物的圖像信息， GPS 獲得地物的具體位置信息；而 GIS 則對(duì)以上信息及其它渠道的信息進(jìn)行處理。

4.特點(diǎn)不同：

在自然災(zāi)害方面， RS 主要獲取圖像信息，速度快、效率高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)。而 GIS 需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析以后才能進(jìn)行監(jiān)測(cè)以及預(yù)測(cè)等，所以相對(duì)而言過(guò)程較長(zhǎng)、速度較慢、效率低一些，但準(zhǔn)確度高。

5.綜合區(qū)別：

遙感是利用遙感器從空中來(lái)探測(cè)地面物體性質(zhì)的，它根據(jù)不同物體對(duì)波譜產(chǎn)生不同響應(yīng)的原理，識(shí)別地面上各類地物，具有遙遠(yuǎn)感知事物的意思。也就是利用地面上空的飛機(jī)、飛船、衛(wèi)星等飛行物上的遙感器收集地面數(shù)據(jù)資料，并從中獲取信息，經(jīng)記錄、傳送、分析和判讀來(lái)識(shí)別地物。

從技術(shù)和應(yīng)用的角度， GIS 是解決空間問(wèn)題的工具、方法和技術(shù)；從學(xué)科的角度， GIS 是在地理學(xué)、地圖學(xué)、測(cè)量學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門學(xué)科，具有獨(dú)立的學(xué)科體系； 從功能上， GIS 具有空間數(shù)據(jù)的獲取、存儲(chǔ)、現(xiàn)示、編輯、處理、分析、輸出和應(yīng)用等功能；從系統(tǒng)學(xué)的角度， GIS 具有一定結(jié)構(gòu)和功能，是一個(gè)完整的系統(tǒng)。

參考資料1.百度百科——RS

參考資料2.百度百科——GIS

網(wǎng)站欄目：RS和GIS集成技術(shù) 在3s集成應(yīng)用中,rsgpsgis分別有何用途?
網(wǎng)站地址：http://jinyejixie.com/article28/ddojejp.html

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