第十讲 “地理信息技术”篇知识体系分析 上一节 返回
 
三、全球定位系统及其应用  

全球定位系统知识点由全球定位系统的组成、全球定位系统的原理和全球定位系统的应用三个部分组成。

1. GPS的组成

GPS是利用卫星星座来获得地面某点经纬度和高程的系统;由空间部分、地面监控系统和用户设备三个相对独立的部分组成。

2. GPS的基本工作原理

基本工作原理类似于距离交汇定位方法,关键在于两点:一是如何计算信号的传输时间,二是如何接收尽量多的卫星信号。

下面通过一则例子,用通俗的语言来描述“GPS是怎样工作的”。

全球定位系统是由包括在大约17600千米高空围绕地球旋转的24颗卫星以及一些其他装备组成的。这些卫星按6条分开的路径飞过太空,它们都配备有原子钟、计算机和发射机。GPS的工作原理并不复杂:卫星以每秒1000次的速率发送自己的位置和时间;地面接收机测得接收到卫星的这类数据加以合成,就能计算出本机所在的纬度、经度和高度,从而实现近乎实时的导航定位。

GPS的特点是:覆盖全球表面,可全天候作业;功能多,应用广泛;观测时间短定位精度高;操作简单,便于携带;抗干扰性能好,保密性强。

3. GPS的应用

GPS已在测量、交通、农林、日常生活、军事等方面得到广泛应用。GPS在测量方面比传统测量方法更有优势,交通方面应用GPS为车、船、飞机等交通工具导航,农林方面应用GPS进行农田管理、森林资源调查等,日常生活中GPS为人们的出行提供更方便、更安全的保障,军事上主要用于海陆空作战时的高精度定位和导航。

四、地理信息系统及其应用  

GIS是传统地理科学和现代技术的结合,为各种涉及地理空间数据分析提供了新的技术方法,是一门综合学科。GIS作为支持空间定位信息数字化获取管理和应用的技术体系,随着计算机技术、空间技术和现代信息基础设施的飞速发展,在国家经济信息化进程中的重要性与日俱增。特别是当今“数字地球”概念的提出,使得人们对GIS的重要性有了更深的了解。20世纪90年代以来,GIS在全球得到了空前的发展,广泛应用于各个领域,产生了巨大的经济和社会效益。

地理信息系统知识点由地理信息系统的组成、地理信息系统的基本功能、地理信息系统的应用三部分组成。

1. GIS的概念

地理信息系统的概念突出了三点,第一点,GIS是以数据库为基础的;第二点,它依靠计算软件支持,是一个计算机技术系统;第三点,它对地理数据具有采集、输入、存储、管理、处理、分析和输出功能。地理数据的概念从三方面界定了地理数据的内涵:①它来源于地球表层;②它表达所有与地理位置有关的地理事物或现象;③它是一种数字。

2. GIS的组成

在GIS中,应用人员为操作人员,地理数据为操作对象,计算机系统为技术设备。三者中计算机系统是GIS的核心;地理数据是GIS的操作对象;应用人员是GIS最活跃的因素,始终处于主导地位,包括GIS的服务对象和GIS设计和管理用户。

3. GIS的功能

GIS是在计算机软硬件支持下对地理信息进行采集、存储、管理、分析、显示和应用的空间信息管理系统。其工作原理是把地理事物的空间数据和属性数据以数字的方式储存在计算机中,再利用计算机图形技术、数据库技术以及各种数学方法来管理、查询、分析和应用,输出各种地图和地理数据。

GIS的四个功能是:数据的获取与管理、数据的处理与变换、空间查询与分析、地图的制作与输出。数据的获取主要指空间数据的采集和属性数据的输入;数据的处理指地图的合并、接边、裁切处理等;数据的变换指投影变换、坐标变换、矢量数据与栅格数据的转换等;空间查询与分析是GIS的基本功能之一,包括图形与属性的关联查询、复合条件查询等;地图制作与输出是应用GIS分析地理信息的结果和目的。

4. GIS的应用

GIS是地理信息技术的核心技术,也是当今时代信息化发展的关键技术之一。GIS应用也从最初的资源与环境等领域扩展到了交通、通信、电力、公安、消防、房地产、银行、物流、电子政务等几十个行业,上百个领域。

城市信息管理应用领域。目前GIS在城市信息管理领域的应用相当广泛,它在城市街道网络分析(地址匹配、交通线路规划、区位分析与地址选择、撤离规划)和设施管理(电网负荷平衡、设施规划与维护、交通设施的能源利用)等各个方面有非常广阔的前景。如电力调度、运力调度、防御洪峰等都牵涉到大量动态的、实时的数据,对这些动态资源进行优化,是规划和紧急处理面临问题的关键。GIS技术可以提供管理、调度、应急指挥及预案分析等功能,大大提高专业机构的应变能力和指挥效率,在风险防范、科学指挥、合理调度方面充分发挥其特有的应用潜能。

小结:

GPS的导航和定位已在交通、旅游、军事和科学研究等许多领域得到广泛应用。

GIS是传统地理科学和现代技术的结合,为各种涉及地理空间数据分析提供了新的技术方法,是一门综合学科。