第十讲 “地理信息技术”篇知识体系分析  下一节 返回
 
 
一、地理信息技术概述  

1.地理信息技术的发展

地理信息技术是在传统地图技术的基础上发展起来的,它的发展主要始于20世纪。世界地理信息技术的发展主要表现在航空遥感的出现、航天遥感和地理信息系统的问世、全球定位系统的产生和数字地球四个部分。

现代地理信息技术的发展

我国地理信息技术起步比较晚,但是发展比较快。从航空测量、航天遥感实验研究、地理信息系统软件研究与中国数字地球提出,以及载人飞船发射与区域卫星定位导航系统建设四个方面反映了我国地理信息技术的发展。

2.地理信息技术的基本内容

地理信息技术是地理科学新的分支学科,是地理科学研究的关键技术。地理信息技术科学体系主要由遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)三方面的核心技术组成。另一方面,RS、GPS、GIS技术又以计算机科学、通信技术、遥测与卫星定位,以及系统论等信息技术和理论为支撑,属于地理科学与信息科学的交叉学科。

 

 

 

RS、GPS、GIS三者关系密切。RS具有广泛的应用价值,同时也是GIS 重要的数据源;GIS也反过来为RS的应用提供强有力的技术支持;GPS与GIS相辅相成,互为支撑。

二、遥感及其应用  

遥感知识点由遥感的概念、遥感的组成、遥感原理和遥感应用四部分组成。

1.遥感的概念

“遥感”,顾名思义,就是遥远感知。人类通过大量的实践,发现地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反射信息和能量,其中有一种人类已经认识到的信息能量形式——电磁波,不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波,从而提取这些物体的信息,完成远距离识别物体。

遥感技术是从地面到高空对地球和天体进行观测的各种综合技术的总称。遥感技术由遥感平台、传感器、信息接收、处理、应用等部分组成。遥感平台用于运载传感器;传感器负责获取地面目标物电磁辐射的信息,它是遥感技术系统中数据获取的关键设备;由各种传感器记录到的数字或图像信息,通过校正、变换、分解、组合等光学图像处理后,以胶片、图像或数字磁带等方式提供给用户;用户再进行分析、判断,或在地理信息系统和专家系统支持下,制成专题地图或统计图表,为资源与环境的调查和动态监测,以及军事侦察等提供服务。

2.遥感的组成和工作原理

遥感是由遥感对象、传感器、信息传播的媒介、遥感平台和信息处理与分析系统组成。遥感的基本工作原理也就是遥感的过程。包括遥感试验、遥感信息的获取、遥感信息处理及遥感信息应用四部分。遥感实现由空间信息采集系统、地面接收和预处理系统、地面实况调查系统和信息分析应用系统来完成。

遥感的功能是由遥感的特点决定的,可从观测距离、观测时间和观测使用的电磁波范围三方面归纳。

对于遥感的工作原理,可结合实例进行理解。

广义地说,凡是不直接接触被探测的目标而能收集、记录其信息,并把它们转换成人们可以识别和分析的信号或图像的技术,就是遥感技术。

人类通过大量的实践,发现地球上每一个物体都在不停地发射、反射和吸收电磁波,而且不同物体对电磁波发射、反射和吸收的特性不同。遥感就是根据这样的原理,利用传感器,感测物体的电磁波特性,远距离识别物体。

遥感工作过程中,承担感知电磁波特性的“实验室”是遥感平台,它的作用就是稳定地运载传感器。除了卫星,常用的遥感平台还有飞机、气球等。当在地面试验时,还会用到地面三角架这样简单的遥感平台。传感器就是安装在遥感平台上探测物体电磁波的仪器。针对不同的应用和波段范围,人们已经研究出很多种传感器,探测和接收物体在可见光、红外线和微波范围内的电磁辐射。传感器会把这些电磁辐射按照一定的规律转换为原始图像被地面站接收后,要经过一系列复杂的处理,才能提供给不同的用户使用,他们才能用这些处理过的影像开展自己的工作。

对遥感图像的判读是本知识点的操作技能之一。简单判读的含义是对遥感图像中的典型地物,包括水体、植被、建筑群等进行判读。

典型地物的判读表

地物类型

吸收和反射电磁波的特性

彩色航空像片

黑白近红外遥感像片

彩色近红外遥感像片

红外遥感像片

水体

1.对蓝、绿光难以吸收2.对近红外波段吸收能力很强
3.水体中的杂质对吸收能力会造成影响

1.呈蓝绿色的封闭区域
2.有时会有白点和黑色的污染物

1.呈黑色,以深灰和黑色为主
2污水颜色会相对较浅

1.呈深色,以黑色和蓝灰色为主
2.污水多呈青色甚至黄色

1.在早晨为浅色
2.在夜晚为深色

植被

1.对可见光吸收强烈,反射绿光
2.对近红外反射强烈
3.不同植物的反射能力与其叶绿素含量有关
4.不同季节植物因叶绿素含量变化使得反射能力也发生变化

1.多为绿色,成片分布
2.颜色随季节变化很大

1.色调较浅,多为灰白色
2.植物越鲜嫩(叶绿素含量多),则颜色越浅

1.色调多为浅色,多呈黄色甚至红色
2. 植物越鲜嫩(叶绿素含量多),则颜色越浅,比如粉红色

颜色较深

城市居民区

1.由于城市居民区多为混凝土结构,而混凝土吸收能力极差,反射能力极强
2.混凝土热容量很小,白天和晚上的温度差异很大

灰白色甚至白色

颜色很浅,白色和灰色

白色,浅灰色

深色

3.遥感的应用

遥感科学的发展拓宽了遥感应用研究的新领域和新方法。遥感的应用领域十分广泛,在测绘制图、自然资源调查、环境与灾害监测评价、区域分析规划、全球宏观研究以及军事等几方面得到了广泛的应用。

小结:地理信息技术科学体系主要由遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)三方面的核心技术组成。RS、GPS、GIS三者关系密切。RS具有广泛的应用价值,同时也是GIS 重要的数据源;GIS也反过来为RS的应用提供强有力的技术支持;GPS与GIS相辅相成,互为支撑。