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《3S 技术的集成及其应用》讲义一、引言在当今科技飞速发展的时代，3S 技术——遥感（Remote Sensing，RS）、地理信息系统（Geographic Information System，GIS）和全球定位系统（Global Positioning System，GPS），已经成为了地理信息科学领域的重要支柱。
这三项技术各自具有独特的功能和优势，而它们的集成应用更是为众多领域带来了前所未有的机遇和变革。
二、3S 技术概述1、遥感（RS）遥感是一种非接触式的对地观测技术，通过传感器获取远距离目标物的电磁波信息，并对其进行处理和分析，从而获取地物的特征和状态。
遥感技术能够快速、大面积地获取地表信息，包括土地利用、植被覆盖、水资源等。
2、地理信息系统（GIS）GIS 是一种用于采集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的计算机系统。
它可以将地理数据与属性数据相结合，进行空间分析、地图制作、决策支持等操作。
3、全球定位系统（GPS）GPS 是一种基于卫星的导航定位系统，能够为用户提供高精度的位置、速度和时间信息。
GPS 在导航、测量、农业、交通等领域有着广泛的应用。
三、3S 技术的集成方式1、两两集成（1）RS 与 GIS 的集成RS 为 GIS 提供了丰富的数据源，而 GIS 则可以对遥感数据进行处理、分析和管理。
例如，将遥感影像进行分类处理后，可以导入 GIS中与其他地理数据进行叠加分析。
（2）GPS 与 RS 的集成GPS 可以为遥感影像的获取提供精确的空间定位信息，有助于提高遥感数据的精度和准确性。
（3）GPS 与 GIS 的集成GPS 可以实时获取地理对象的位置信息，并将其更新到 GIS 数据库中，实现动态监测和管理。
2、完全集成将RS、GIS 和GPS 三者进行深度融合，构建一个统一的系统平台。
在这个平台上，可以实现数据的实时采集、处理、分析和应用，大大提高了工作效率和决策的科学性。
3S复习资料RS部分1、遥感的分类⽅法很多，主要有以下⼏种：按遥感平台分–地⾯遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感；按传感器的探测波段分–紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感；按⼯作⽅式分–主动遥感和被动遥感、成像遥感和⾮成像遥感；按传感器成像原理和所获取图像性质不同分类分类 - 摄影机成像、扫描成像、雷达成像；按遥感的应⽤领域分–资源遥感、⽓象遥感、环境遥感、⽔⽂遥感、农业遥感、林业遥感、渔业遥感。
2、⿊体：是⼀个理想体，它能够吸收外来的全部电磁辐射，并且不会有任何的反射与透射。
也就是说，⿊体对于任何波长的电磁波的吸收系数为1，透射系数为0。
普朗克热辐射定律：斯忒藩-玻⽿兹曼定律：维恩位移定律：随着温度的升⾼，辐射最⼤值对应的峰值波长向短波⽅向移动。
3、⼤⽓窗⼝：通常把电磁波通过⼤⽓层时较少被反射、吸收、散射，⽽透过率较⾼的波段称为⼤⽓窗⼝。
⼤⽓窗⼝的光谱段主要有：可摄影窗⼝（0.3 - 1.3µm），紫外线、可见光、近红外波段，摄影成像的最佳波段；近红外窗⼝（1.5 - 2.5µm），近红外、中红外波段，⽩天⽇照条件好时扫描成像的常⽤波段；中红外窗⼝（3 - 5µm），中红外波段，反射+地物⾃⾝热辐射；远红外窗⼝（8 - 14µm），⼜叫热红外窗⼝，远红外波段，注意为热辐射能量，适于夜间成像；微波窗⼝（0.8 – 2.5cm），微波波段，主动遥感，全天候观测。
4、传感器：是收集、量测和记录遥远⽬标的信息的仪器，是遥感技术系统的核⼼。
⼀般由信息收集、探测系统、信息处理和信息输出4部分组成。
5、摄影像⽚的解译标志：直接判读标志 - 能够直接反映和表现⽬标地物信息的遥感图像的各种特征，包括遥感摄影像⽚上的形状、⼤⼩、⾊调、阴影、纹理、图型等；间接判读标志 - 能够间接反映和表现⽬标地物信息的遥感图像的各种特征。
遥感扫描影像的判读：应遵循“先图外、后图内，先整体，后局部，勤对⽐，多分析”的原则。
3S考试复习资料3S1、⾼斯克吕格投影答：⾼斯—克吕格投影是横轴等⾓椭圆柱投影。
等⾓横切椭圆柱，中央经线和⾚道投影为互相垂直的直线，且为投影的对称轴，中央经线投影后的长度不变，经线为向极点收敛的弧线，距中央经线愈远，变形愈⼤，除⾚道外的其余纬线，投影后为凸向⾚道的曲线，并以⾚道为对称轴。
经线和纬线投影后仍然保持正交。
所有长度变形的线段，其长度变形⽐均⼤于1，随远离中央经线，⾯积变形也愈⼤。
2、GPS系统由三⼤部分组成，分别是？答：GPS由三部分组成：空间部分、地⾯监控部分、⽤户部分。
空间部分分为GPS 卫星和GPS卫星星座；⽀持整个系统正常运⾏的地⾯设施成为地⾯监控部分，它由主控站、监测站、注⼊站以及通信和辅助系统组成；⽤户部分由⽤户及GPS 接收机等仪器设备组成。
3、栅格数据和⽮量数据的特征和区别？答：栅格数据：结构简单属易于数据交换，叠置分析和地理现象模拟较易，利于与遥感数据的匹配应⽤，输出速度快成本低廉。
但是现象识别效果不如⽮量⽅法，难以表达拓扑，图形数据量⼤，数据结构不严密，投影转换困难，图形质量较低，图形输出不美观，需增加栅格数据来美化，增加数据⽂件。
⽮量数据：便于⾯向现象（⼟壤、⼟地利⽤单元），结构紧凑，冗余度低便于描述线或边界，利于⽹络，检索分析，提供有效拓扑编码，图形显⽰质量好。
但是数据结构复杂，不便于数据标准化和规范化，数据交换困难，多边形叠置分析困难，没有栅格有效，表达空间变化性能⼒差，软硬件技术要求⾼，显⽰与绘图成本⾼。
4、不规则三⾓⽹的构建算法？答：不规则三⾓⽹的建⽴通过不规则分布的地形点⽣成连续三⾓⾯的地形模型来接近地形表⾯，其构造过程是将临近的三个离散点连接成初始三⾓形，再以这个三⾓形的每条边向外扩展，寻找新的临近的离散点构成新的三⾓形，如此下去，直到所有的三⾓形的边都⽆法继续向外扩展成新的三⾓形，⽽所有的离散点都包含在三⾓形顶点中为⽌，然后在进⾏等值线的追踪，将等值线进⾏曲线拟合。
《3S 技术的集成及其应用》讲义一、3S 技术概述3S 技术是指地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）和遥感（RS）这三种技术的统称。
这三种技术各具特点，又相互关联，在现代社会的多个领域中发挥着重要作用。
地理信息系统（GIS）是一种用于采集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的计算机系统。
它能够将地理数据与属性数据相结合，通过空间分析和建模等功能，为决策提供支持。
全球定位系统（GPS）则是一种基于卫星的导航和定位系统，可以实时、准确地获取地面点的位置、速度和时间等信息。
遥感（RS）是指不直接接触物体，通过传感器获取目标物体的电磁波信息，并对其进行处理和分析，以获取有关目标物体的特征和状态等信息。
二、3S 技术的集成3S 技术的集成并非简单的组合，而是通过不同技术之间的数据交换、功能互补和协同工作，实现更强大的应用能力。
数据集成是 3S 技术集成的基础。
GPS 提供的精确位置信息可以作为 GIS 和 RS 数据的空间参考，而 RS 所获取的大面积、多时相的地表信息可以为 GIS 提供丰富的数据来源。
功能集成是 3S 技术集成的关键。
例如，利用 GPS 进行实地调查和数据采集，将获取的数据输入到 GIS 中进行处理和分析，同时结合 RS 图像进行解译和监测。
三、3S 技术集成在资源调查中的应用在土地资源调查方面，通过 RS 技术可以快速获取大面积的土地利用现状信息，而 GPS 可以用于实地调查样点的定位，GIS 则用于对数据的整理、分析和管理，实现土地资源的动态监测和合理规划。
在森林资源调查中，RS 能够提供森林覆盖范围、植被类型等信息，GPS 有助于确定样地的位置和边界，GIS 用于对森林资源数据的存储和分析，为森林资源的保护和管理提供科学依据。
在水资源调查中，RS 可以监测水体的分布和变化，GPS 用于测量水文站点的位置，GIS 用于整合和分析水资源相关数据，为水资源的合理开发和利用提供决策支持。
3S技术：是遥感技术(Remote sensing，RS)、地理信息系统(Geography information systems，GIS)和全球定位系统(Global positioning systems，GPS)的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。
GIS（地理信息系统）：是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
GIS是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理（简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析）。
GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。
RS：Remote sensing，遥感是指非接触的，远距离的探测技术。
一般指运用传感器/遥感器对物体的电磁波的辐射、反射特性的探测，并根据其特性对物体的性质、特征和状态进行分析的理论、方法和应用的科学技术。
GPS：是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。
利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统。
GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息。
系统由空间星座、地面控制和用户接收机三部分组成。
数字地球：一个以地球坐标为依据的、具有多分辨率的海量数据和多维显示的地球虚拟系统。
数字地球看成是“对地球的三维多分辨率表示、它能够放入大量的地理数据”。
戈尔的数字地球学是关于整个地球、全方位的GIS与虚拟现实技术、网络技术相结合的产物。
大数据：或称巨量资料，指的是所涉及的资料量规模巨大到无法通过目前主流软件工具，在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助企业经营决策更积极目的的资讯。
一、名词解释遥感：从远处探测、感知物体或事物的技术。
即不直接接触物体本身，从远处通过各种传感器探测和接收来自目标物体的信息，经过信息的传输及其处理分析，来识别物体的属性及其分布等特征的综合技术。
GPS：全球定位系统（Global Position System，简称GPS）是20世纪70年代由美国国防部批准，海陆空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。
其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国全球战略的重要组成部分。
GIS：地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS），以采集、存储、管理、描述、分析地球表面与空间和地理分布有关的数据的信息系统。
通俗地讲就是计算机地图管理和分析处理技术,它是整个地球或部分区域的资源、环境在计算机中的缩影。
大气窗口：将电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的、透过率较高的波段。
重采样：就是根据一类象元的信息内插出另一类象元信息的过程。
辐射校正：指对由于外界因素，数据获取和传输系统产生的系统的、随机的辐射失真或畸变进行的校正，消除或改正因辐射误差而引起影像畸变的过程。
监督分类：又称训练分类法，即用被确认类别的样本像元去识别其他未知类别像元的过程。
非监督分类：也称为聚类分析或点群分析。
即在多光谱图像中搜寻、定义其自然相似光谱集群组的过程。
二、填空1、3S技术包括RS、GIS 、GPS 。
2、GPS系统由空间部分、地面控制部分、用户接收设备三大部分组成。
3、GIS系统由系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员、应用模型五部分组成。
4、地理空间实体分为空间位置、属性、时间三种。
5、可见光与近红外波段的波长范围分别为0.38—0.76μm、0.76-3.0μm。
6、大气散射包括瑞利散射、米氏散射、非选择性散射。
7、卫星轨道参数包括卫星高度、运行周期、重复周期、扫描带宽度、偏心率、截距。
1.★“3S”技术的含义：即遥感RS、全球定位系统GPS和地理信息系统GIS。
2.★遥感的概念1)RS（抽象）：安装在平台上的传感器，借助于某种信息传播媒介来感测遥远事物的过程。
2)RS技术（具体）：从不同高度的平台（如飞机、人造卫星等）使用传感器收集地物的电磁波信息，再将这些信息传输到地面并加以处理，从而达到对地物的识别与监测的综合技术。
3.★遥感的分类：1）按遥感平台分：航天遥感、航空遥感、地面遥感。
2）按传感器工作方式分：被动遥感（传感器本身不发射任何人工探测信号，只能被动地接受来自对象的信息）。
主动遥感（传感器本身带有电磁波的辐射源，工作时向目标发射信号，接收目标物反射这种辐射波的强度）。
4.★全球定位系统（GPS）或卫星导航系统：是由一系列卫星组成的导航星座，对地面、海面、空中物体的三维位置、三维速度和一维时间进行实时、连续、全天侯精确测量的技术系统。
5.★地理信息系统（GIS）：在计算机软件和硬件的支持下，以一定的格式输入、存贮、检索、显示和综合分析现实世界的各类空间数据及属性特征的技术系统。
由于它有自已完整的理论体系，现已发展成为一门学科。
1.★黄道面：地球绕地轴（地球旋转轴）自转的同时也绕太阳公转，地球绕太阳公转的平面即称为黄道面。
2.★地图投影：由于球面的不可展示性，为了将椭球面上各点的大地坐标，按着一定的数学法则，变换为平面上相应点的平面直角坐标。
实质是。
3.★我国的地图投影主要采用高斯—克吕格投影。
在大比例尺时，采用高斯—克吕格投影（横轴等角切椭圆柱投影），在中小比例尺时，采用兰勃特投影（正轴等角割圆锥投影）。
4.★高斯投影的特点：1）中央经线和赤道投影后为互相垂直的直线，且为投影的对称轴；2）投影具有等角的性质（投影后经纬线相垂直）；3）中央经线投影后保持长度不变。
5.★高斯—克吕格投影的优点：1）等角性适合系列比例尺地图的使用与编制；2）经纬网和直角坐标的偏差小，便于阅读使用；3）计算工作量小，直角坐标和子午收敛角值只需计算一个带。
第一章绪论地球信息科学：地球信息科学（ Geoinformatics 或 Geomatics），又译为地理信息科学，是测绘学、拍照丈量与遥感学、地图学、地理科学、计算机科学、卫星定位技术、专家系统技术与现代通信技术等的有机集成，即多种学科的综合。
是用各样现代化方法采集、量测、剖析、储存、管理、显示、流传和应用与地理和空间散布有关数据的一门综合的计算机信息科学、技术和家产实体。
特点：动向性、系统化、及时性、空间特点、信息科学构成：1、 GIS：多种学科集成的基础平台，用来搜寻、储存、管理和剖析空间信息数据。
2、 RS、DPS（拍照丈量）、 GPS：快速获取和更新地理信息的主要技术手段。
3、地图学与图像图形学：用作地理信息的表示、剖析和办理，以及地理信息成就的表达和显示。
4、人工智能：如专家系统（ ES）和人工神经网络，使数据采集、更新、剖析和应用更为自动化和智能化，达到决议层次的应用。
5、现代通信技术：为地理信息在各部门的流传和应用供应保证。
RS（抽象）：安装在平台上的传感器，借助于某种信息流传媒介来感测遥远事物的过程。
RS 技术（详细）：从不一样高度的平台（如飞机、人造卫星等）使用传感器采集地物的电磁波信息，再将这些信息传输到地面并加以办理，进而达到对地物的辨别与监测的全过程的综合技术。
遥感种类：（一）按遥感对象分：1、宇宙遥感2、地球遥感（二）按遥感平台分：1、航天遥感2、航空遥感3、地面遥感（三）按流传媒介分：1、电磁波遥感2、声波遥感3、力场遥感4、地震波遥感（四）按传感器工作方式分：1、被动遥感2、主动遥感（五）按资料获取方式分：1、成象方式： (1) 光学拍照 (2) 扫描成象2、非成象方式（六）按应用领域分：农业遥感、林业遥感、地质遥感、大气遥感等等。
被动遥感：传感器自己不发射任何人工探测信号，只好被动地接受来自对象的信息。
如不用闪光灯的拍照。
主动遥感：传感器自己带有电磁波的辐射源，工作时向目标发射信号，接收目标物反射这类辐射波的强度。
一、名词解释1、地理信息系统计算机软硬件支持下，应用地理信息科学和系统工程理论，科学管理和综合分析地理数据，提供管理、模拟、决策预测预报等任务所需的各种地理信息的技术系统。
2、黑体与朗伯源黑体是指入射的全部电磁波被完全吸收，既无反射也没有透射的物体。
朗伯源是指辐射亮度L和观察角B无关的辐射源。
3、三角网三角网是由一系列连续三角形构成的网状的平面控制图形，是中布设连续三角形的两种主要扩展形式，同时向各方向扩展而构成网状，优点为点位分布均匀、各点之间互相牵制、图形强度较高，缺点是扩展较缓慢4、地物反射波普曲线地物的反射波谱是研究地面物体反射率随波长的变化规律。
通常用二维几何空间内的曲线表示。
横坐标表示波长入，纵坐标表示反射率p。
地物反射曲线的形态很不相同，表明反射率随波长变化的规律不同5、监督分类从研究区域选择具有代表性的训练场地作为样本。
根据已知训练区提供的样本，通过选择特征参数（如像素亮度均值、方差等），建立判别函数，据此对样本像元进行分类，依据样本类别的特征来识别非样本像元的归属类别。
6全球卫星定位系统（GPS）是利用多颗导航卫星的无线电信号，对地球表面某地点进行定位、报时或对地表移动物体进行导航的技术系统。
7、辐射亮度假定有一辐射源呈面状，向外辐射的强度随辐射方向而不同，则辐射源在某一方向，单位投影表面，单位立体角内的辐射通量即为辐射亮度，单位：瓦/弧度•平方米。
8、遥感图像目视解译又称目视判读，或目视判译，它指专业人员通过直接观察或借助辅助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。
9、大气窗口通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段成为大气窗口。
10、非监督分类是在没有先验类别（训练场地）作为样本的条件下，即事先不知道类别特征，主要根据像元间相似度的大小进行归类合并（即相似度大的像元归为一类）的方法。
11、遥感数字图像以数字表示的遥感图像，其最基本的单元是像素.像素是成像过程的采样点，也是计算机处理图像的最小单元•像素具有空间特征和属性特征•二、计算1、解：太阳辐射通量=太阳常数*4 n2（r为日地距离）太阳辐射出射度=太阳总辐射通量/4 n2（r为太阳线半径）已知太阳常数=1.360*10 3W/m2,日地距离=1.4959787*10 11m,太阳线半径=6.96*10 8m根据公式得出太阳辐射出射度=太阳总辐射通量/4 n2=太阳常数*4 n2/4 n2=太阳常数*r2/r2=1.360*10 3*（1.4959787*10 11）2/（6.96*10 8）2=6.283*10 7W/m2三、论述1、遥感目视解译概念，并分别从色形位三个方面简述遥感目视解译的标志。
3s技术与集成复习资料一、名词解释1、3s技术集成：就是将RS、GPS、GIS技术和用这些技术得到的多时相、多尺度、多类型等多资源地学信息统一在同一坐标系中进行信息的动态管理、综合分析和技术应用。
2、POS系统：（Position and Orientation System）将GPS技术与空三摄影测量技术及INS惯性导航技术相结合，实现无控制点的空间数据的实时采集。
3、发射光谱曲线:以横坐标表示波长的变化，纵坐标表示发射率，即构成反映发射光谱特性的曲线，称为发射光谱曲线。
4、虚拟现实:又称灵镜技术，是指通过三维立体显示器、数据手套、三维鼠标、数据衣、立体声耳机等使人能完全沉浸在计算机生成的一种特殊三维图形环境中的技术，人可以操作控制三维图形环境，实现特殊的目的。
5、惯性导航系统:是利用惯性敏感元件测量航行体相对惯性空间的线运动和角运动参数，在给定的运动初始条件下由计算机推算出航行体的姿态、方位、速度和位置等参数，从而引导航行体完成预定的航行任务。
6、LIDAR：是一种集激光、全球定位系统和惯性导航系统三种新技术于一身的系统，用于获得高精度、高密度的三维坐标数据，并构建目标物的三维立体模型。
7、遥感图像融合：遥感图像融合是一个对多遥感器的图像数据和其他信息的处理过程，它着重于把那些在空间或时间上冗余或互补的多源数据，按一定的规则（或算法）进行运算处理，获得比任何单一数据更精确、更丰富的信息，生成一幅具有新的空间、波谱、时间特征的合成图像。
8、波谱相应曲线：根据遥感器对波谱的相对响应（用百分数表示）与波长的关系在直角坐标系中描绘出曲线。
9、光谱响应特征曲线：光谱波长与其他量变间的关系曲线、根据遥感器对波谱的相对响应与波长的关系在直角坐标系中描绘出曲线。
10、惯性导航系统：是利用惯性敏感元件测量航行体相对惯性空间的线运动和角运动参数，在给定的运动初始条件下，由计算机推算出航行体的姿态、方位、速度和位置等参数，从而引导航行体完成预定的航行任务。
一1、3S RS作为信息源GIS作为平台GPS准确定位，数据源3、红、绿、蓝、近红外光谱蓝：0.43~0.47 绿：0.5~0.56 红：0.62~0.76 近红外：0.76~35、影响植物反射光谱因子：叶的形状、表面构造、表层解剖特点、色素含量、富叶度6、GPS空间卫星-星座、地面监控系统、用户系统；GIS由硬件、软件、数据、人员和方法二1表面粗糙、颜色发暗、热惯性大，有保温作用、温度高3快鸟分辨率高，微波穿透力强三1、数字地球数字地球是以计算机、多媒体和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并以此为工具，支持和改善人类活动和生活质量2、4D产品是指数字高程模型（DEM）、数字正射影像（DOQ）、数字栅格地图（DRG）和数字矢量专题信息（DLG或DTI)这四种数字产品。
生产4D系列产品的技术称为4D技术3、GPS是利用多颗导航卫星的无线电信号，对地表某地点进行定位、报时或对地表移动物体进行导航的技术系统4、GIS是在计算机硬件和软件支持下，运用地理信息科学和系统工程理论，科学管理和综合分析各种地理数据，提供管理、模拟，决策、规划、预测和预报等任务所需的各种地理信息的技术系统5、遥感(RS)是指从远距离、高空乃至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等，通过摄影、扫描、信息感应、传输和处理，识别地面物质的性质和运动状态的现代化技术系统四1、①像素数指标。
像素越多，照片的颗粒就越细。
相应地拍摄对象的细节部分就表现得越好。
并且要注意是指“有效像素数”②摄影元件尺寸。
如果像素数相同，摄影元件越大，每个像素的尺寸就越大，所能处理的数据量就会增加，从而就能够区别微细光线的颜色和强度，即能生成层次感丰富的照片。
③变焦倍率。
变焦倍率越大，远景拍摄就越方便。
当然相应地镜头就越大，价格也更高。
体现相机性能的是光学变焦2、GIS软件国外ArcView ArcGIS MapInfo 国内Geoway MapGIS ViewGIS Citystar3、地理空间表示点：城镇、山头、主要地名、景点等线：河流、道路、铁路、防火线等面：水面、土壤类型、植被类型等五1、卫星遥感图怎么买：①空间分辨率（地面分辨率）：像素所代表的地面范围的大小②波谱分辨率（光谱分辨率）：传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔③辐射分辨率：传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。
一、名词解释（6*5）1 遥感（RS）：是通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，获取其反射、辐射或散射的电磁波信息（如电场、磁场、电磁波、地震波等信息），并进行提取、判定、加工处理和分析，来识别物体的属性及其分布等特征的综合技术。
2.地理信息系统（GIS）：它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述，以便解决复杂的规划和管理问题的技术系统。
3.GPS: 即全球卫星定位系统，该系统是由美国研制的以卫星为基础的无线电导航系统，具有全能性、全球性、全天侯和实时连续性的导航功能。
能为为地球表面绝大部分地区提供准确的定位、测速和高精度的授时等各种服务。
4.大气窗口：将电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的、透过率较高的波段称为大气窗口。
5.空间分辨率：表示遥感图像上最小单元所表示的地物实际尺寸，是用来表征图像分辨地面目标细节能力的指标。
6、多路径误差:在 GPS 测量中，被测站附近的物体所反射的卫星信号（反射波）被接收机天线所接收，与直接来自卫星的信号（直接波）产生干涉，从而使观测值偏离真值产生所谓的“多路径误差”。
（由于多路径的信号传播所引起的干涉时延效应称为多路径效应)二、论述1、简单论述 GIS 中的栅格数据和矢量数据的概念，二者各有什么优缺点？矢量数据栅格数据定矢量数据是通过记录空间对象的坐标及空栅格数据是以规则像元阵列表示空间对象间关系来表达空间对象的位置的数据结构的数据结构，阵列中每个数据表示空间对义类型象的属性特征的数据结构类型。
1、用离散的点描述空间对象与特，定位明1、离散的量化栅格值表示空间对象显，属性隐含2、位置隐含,属性明显特2、用拓扑关系描述空间对象之间的关系3、数据结构简单,易于遥感数据结合,但数3、面向目标操作，精度高，数据冗余度小据量大点4、与遥感等图象数据难以结合4、几何和属性偏差5、输出图形质量好，精度高5、面向位置的数据结构,难以建立空间对象之间的关系1、表示地理数据的精度较高1、数据结构简单2、严密的数据结构，数据量小2、空间数据的叠置和组优3、完整的描述空间关系合方便点：4、图形输出精确美观3、各类空间分析很易于5、图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现进行6、面向目标，不仅能表达属性，而且能方便的记录每个目标4、数学模拟方便的具体属性信息1、数据结构复杂1、图形数据量大缺2、矢量叠置较为复杂2、用大像元减少数据量时，精度和信息量受损点：3、数学模拟比较困难3、地图输出不美观4、技术复杂，特别是软硬件4、难以建立网络连接关系5、投影变换比较费时1 / 62、陆地卫星 Landsat 有几个波段？每个波段能干什么？Landsat 陆地卫星系列提供了大量地球资源观测数据，为各种学科和领域的用户和研究人员提供他们所需要的遥感影像信息，对整个地球科学来说都具有重大的价值和意义。
精品文档技术：3S Global全球定位系统(、地理信息系统(Geography information systems，GIS)和是遥感技术(Remote sensing，RS)相结合，的统称，是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术positioning systems，GPS) 多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。
：GIS（地理信息系统）关地理分布数据进是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进术系统。
GIS行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技技术把地图这种独特的视GIS 行分析和处理（简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析）。
觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。
：RS遥感器对物体的电磁波的辐射、/Remote sensing，遥感是指非接触的，远距离的探测技术。
一般指运用传感器反射特性的探测，并根据其特性对物体的性质、特征和状态进行分析的理论、方法和应用的科学技术。
：GPS定位卫星，在全球范围内实时进行GPSSystem（全球定位系统）的简称。
利用是英文Global Positioning定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统。
GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息。
系统由空间星座、地面控制和用户接收机三部分组成。
数字地球：一个以地球坐标为依据的、具有多分辨率的海量数据和多维显示的地球虚拟系统。
数字地球看成是“对地球的三维多分辨率表示、它能够放入大量的地理数据”。
戈尔的数字地球学是关于整个地球、全方位的GIS与虚拟现实技术、网络技术相结合的产物。
大数据：或称巨量资料，指的是所涉及的资料量规模巨大到无法通过目前主流软件工具，在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助企业经营决策更积极目的的资讯。
3S期末复习资料题型：填空20%（0.5分/空）、名词解释20%（2分/题）、简答题30%（5—6题）、论述题20%（10分/题）、计算或证明10%第一章绪论1、地球信息科学（Geoinformatics或Geomatics）：又译为地理信息科学，是测绘学、摄影测量与遥感学、地图学、地理科学、计算机科学、卫星定位技术、专家系统技术与现代通讯技术等的有机集成，即多种学科的综合。
是用各种现代化方法采集、量测、分析、存储、管理、显示、传播和应用与地理和空间分布有关数据的一门综合的计算机信息科学、技术和产业实体。
2、地球信息科学的特点：动态性、系统化、实时性、空间特征、信息科学。
6、遥感的分类：1）按遥感平台分：航天遥感（平台处于海拔高度大于80km的空中，如火箭、人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等）。
航空遥感（平台处于海拔高度小于80km的空中，如飞机、气球等）。
地面遥感（平台处于地面。
如三脚架、遥感车、塔、船等）。
2）按传感器工作方式分：被动遥感：传感器本身不发射任何人工探测信号，只能被动地接受来自对象的信息。
如不用闪光灯的摄影。
主动遥感：传感器本身带有电磁波的辐射源，工作时向目标发射信号，接收目标物反射这种辐射波的强度。
如使用闪光灯的摄影和侧视雷达。
7、遥感的特性：空间特性、时间特性、光谱特性。
这三大特性构成了遥感信息地学评价的三个基本标准（空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率）。
11、地理信息系统（GIS-Geographical Information System）：在计算机软件和硬件的支持下，以一定的格式输入、存贮、检索、显示和综合分析现实世界的各类空间数据及属性特征的技术系统。
12.全球定位系统gps：以卫星为基础的无线电授时、定位、测距导航系统实现精确的定位。
第二章空间信息技术基础2、黄道面：地球绕地轴(地球旋转轴)自转的同时也绕太阳公转，地球绕太阳公转的平面即称为黄道面。
3、我国常用的国家大地坐标系有：BJ54（1954年北京坐标系）、GDZ80（1980年国家大地坐标系）、WGS-84（全球公用的地球坐标系）。
4、地图投影：将椭球面上各点的大地坐标，按着一定的数学法则，变换为平面上相应点的平面直角坐标。
地图投影变换：由于球面的不可展示性，为了用平面坐标来表示球面上目标的空间位置，必须进行球面坐标到平面坐标的转换，这就是地图的投影变换。
5、我国的地图投影主要采用高斯—克吕格投影。
在大比例尺时（大于100万），采用高斯—克吕格投影（横轴等角切椭圆柱投影），在中小比例尺时（1:100万），采用兰勃特投影（正轴等角割圆锥投影）。
6、高斯投影的特征：1）中央经线和赤道投影后为互相垂直的直线，且为投影的对称轴；2）投影具有等角的性质(投影后经纬线相垂直)；3）中央经线投影后保持长度不变。
7、高斯--克吕格投影的优点：1）等角性适合系列比例尺地图的使用与编制；2）经纬网和直角坐标的偏差小，便于阅读使用；3）计算工作量小，直角坐标和子午收敛角值只需计算一个带。
8、我国高斯投影的分带方法：在1:2.5万至1:50万的地形图，采用6 °带，全球共分为60个投影带（我国位于东经72 °到136 °间，共含11个投影带）；1:1万及更大比例尺图采用3 °带，全球共120个带。
9、地形图的分幅与编号（计算题）1）我国基本地形图的分幅和编号是按国际规定的在1:100万地形图基础上，按经纬度进行。
1:100万地形图的分幅和编号：按纬差4度，经差6度分,J-50；2）1:50万， 1:20万，1:10万地形图的分幅和编号,这三种图在1:100万地形图基础上，按经纬度划分。
1:50万按纬差2度，经差3度分,分4幅图,J-50-A ；1:20万按纬差40’，经差1度分, 分36幅图,J-50-A-[1]；1:10万按纬差20’，经差30’分,分144幅图,J-50-144。
3）1:5， 1:2.5万，1:1万地形图的分幅和编号，这三种图在1:10万地形图基础上，按经纬度划分。
1:5万按纬差10’，经差15’,分4幅图,J-50-144-A ；1:2.5万按纬差5’，经差7.5’,分16幅图,J-50-144-A-10；1:1万按纬差2.5’，经差3.75’,分64幅图,J-50-144-A-[1]。
8、地形图的公里网：在大于1:10万的地形图上绘有高斯－克吕格投影平面直角坐标网，其方格为正方形，以公里为单位，故又称公里网。
9、公里网在地图上的间隔是随地图比例尺大小不同而不同的。
在1﹕1万地形图中，公里网间隔10cm ，实地距离1km 。
在1﹕2.5万地形图中，公里网间隔4cm ，实地距离1km 。
在1﹕5万地形图中，公里网间隔2cm ，实地距离1km 。
在1﹕10万地形图中，公里网间隔2cm ，实地距离2km 。
第三章 GPS 的构成1、GPS 定位系统由三部分组成，即空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分。
4、地面监控部分包括有：一个主控站（监测站）、三个注入站（监测站）、一个监测站。
5）调制：将低频信号（不仅是二进制数字码序列信号，也可以是不规则的人的声音信号、音乐信号）“装载”到高频电磁波的过程。
7）随机码：凡是具有3个特点的二进制数字码序列的码称之。
9）伪距：将接收机中GPS 复制码对准所接收的GPS 码所需要的时间偏移并乘以光速化算的距离。
此时间偏移是信号接收时刻(接收机时间系列)和信号发射时刻(卫星时间系列)之间的差值。
7、GPS 定位的特点：1)全球地面连续覆盖，从而保障全球、全天候连续、实时、动态导航、定位。
2)功能多，精度高，可为各类用户连续提供动态目标的三维位置、三维航速和时间信息。
3)实时定位速度快，可在1秒内完成。
4)抗干扰性能好，保密性强。
5)操作简单。
6)两观测点间不需通视。
7)可同时提供三维坐标。
8)全天候作业。
8、GPS 定位原理（单点定位原理）：设有i=1,2,3,4四颗卫星，在某一时刻tj 的瞬时坐标为i(Xi,Yi,Zi)，欲确定地面上某点P 的三维坐标(Xp,Yp,Zp)，通过GPS 接收机测得P 点到各卫星的空间距离Si(i=1,2,3,4)。
误差方面：由于接收机钟为质量较低的石英钟，故其测时误差σT 不可忽略；至于卫星钟，均配有原子钟，其测时精度较高，在阐述单点定位原理时可忽略；另外，对流层、电离层对测距的影响，卫星星历等误差对测距的影响可以忽略。
因而，可得到方程： （1）式其中，i=1、2、3、4…；C 为光速。
式中有Xp 、Yp 、Zp 、δT 共计4个未知数，4颗卫星测距恰好能确定，解上式4个四元二次方程可得之，当多于4颗卫星或观测历元tj 更多时，可用最小二乘原理解之。
第四章 全球定位系统定位方法和测量1、定位方法按照定位分为：单点定位、静态相对定位、差分定位。
2、差分定位或动态相对定位的基本原理：是在两个测站上安置接收机同步观测，其中一个测站的空间位置是已知点，通过对已知点的观测得到已知数据与观测数据之间的差值，然后用此差值对未知点的观测数据进行改正。
12222()()()i p i p i p i t S X X Y Y Z Z C δ⎡⎤=-+-+-+*⎣⎦3、差分定位主要有伪距差分、位置差分、载波相位差分等基本定位模式。
4、差分定位按时间状态可分为实时差分和后处理差分，包括：①RTD：以码相位为观测值的实时差分GPS定位技术。
②RTK：以载波相位为观测值的实时动态差分技术。
5.SA技术：主要包括下列两个内容①有意识地在广播星历中加入误差，在(1)式中起始计算数据Xi,Yi,Zi中加入误差，使星历精度降低，称之为ε技术。
②有意识地在卫星钟的钟频信号中加入误差，使钟频相对于标准频率10.20MHz产生±2Hz的抖动，变化周期约10分钟，从而使(1)式中Si有误差，即降低观测值精度，称之为δ技术。
第五章遥感系统和遥感技术的物理基础4、电磁波谱：按照波长的长短顺序将各种电磁波排列制成的一张图表叫做电磁波谱。
5、可见光、红外线、微波是RS中常用的三大波段。
7、根据辐射的波长与散射微粒的大小之间的关系，可将散射作用分为三种：瑞利散射（d<λ）、米氏散射（d≈λ）和非选择性散射（即d＞λ）。
8、大气窗口：电磁波在大气中传输时，通过大气层未被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段范围。
10、地物的反射光谱特性：地物的反射率随入射波长变化而变化的规律。
地物反射光谱曲线：以波长为横坐标，反射率为纵坐标，绘成的曲线图。
11、植物的发射光谱曲线的绘制及其影响因素1）规律：在蓝光波段（0.38～0.50μm）反射率低，绿光波段（0.50～0.60μm）的中点0.55μm左右，形成一个反射率小峰，这就是植物叶子呈绿光的原因。
在红光波段（0.60～0.76μm），起先反射率甚低，在0.65μm附近达到一个低谷，随后又上升，在0.70～0.80μm反射率陡峭上升，到0.80μm附近达到最高峰。
（详见下图）2）影响植物反射率的主要因素包括叶绿素、细胞结构和含水量等。
第六章遥感技术体系1、航空摄影的种类：1）按象片倾斜角分类（象片倾斜角：是航空摄影机主光轴与通过镜头中心的铅垂线间的夹角α。
）：①垂直摄影：α<3︒，得到水平象片，各部分比例尺大致相同，可量测距离。
②倾斜摄影：≥α3︒，得到倾斜象片，变形大，但摄取面积大。
2）按摄影的实施方式分类：单片摄影、航线摄影、面积摄影。
单片摄影：为特定目标或小地块进行的摄影，一般获得一张象片。
航线摄影：沿一条航线对地面上狭长地带或线状地物进行连续的摄影。
一般地，航线的长度限制为30-120km 。
面积摄影：沿数条平行航线对广大区域进行的连续的摄影。
对于航线摄影和面积摄影而言，象片之间存在着一定的重叠，包括：①航向重叠（纵向重叠）：在同一条航线上相邻两张象片间的重叠；重叠度为53%～60%； 用于相邻象片地物的互相衔接和立体观察。
②旁向重叠（横向重叠）：相邻航线间相邻象片的重叠；重叠度为15%～30%；用于象片镶嵌等。
2、航空象片的几何特性：中心投影和垂直投影。
中心投影：空间任意点A 均通过一固定点（投影中心）投影到一平面上，投影中心S 、投影平面P 和空间点A 三者之间的关系任意。
航片是地面的中心投影。
垂直投影：所以投影光线互相平行且垂直地投影到投影面上。
6、航空象片由于地形起伏产生的投影差为： 计算题 证明：∵ △Saa0∽△SA0'A0∴又 ∵ △Sao ∽△AA0'A0∴ ∴ 同理， （ 其中ao 、bo 为象点到象主点的距离，即r 。
；以δh 表示 aa0 、bb0） 则有：7、投影差规律（对于水平象片）：1）投影差大小与象点距离象底点的距离成正比，距象底点愈远，δh 愈大，象底点无象点位移。
