1、GIS新技術(shù)組件式GIS 編輯組件式軟件技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今軟件技術(shù)的潮流之一，為了適應(yīng)這種技術(shù)潮流，GIS軟件象其他軟件一樣，已經(jīng)或正在發(fā)生著革命性的變化，即由過(guò)去廠家提供了全部系統(tǒng)或者具有二次開(kāi)發(fā)功能的軟件，過(guò)渡到提供組件由用戶自己再開(kāi)發(fā)的方向上來(lái)。無(wú)疑，組件式GIS技術(shù)將給整個(gè)GIS技術(shù)體系和應(yīng)用模式帶來(lái)巨大影響。時(shí)態(tài)GIS是建立在時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)、GIS、人工智能等基礎(chǔ)上的一種綜合型應(yīng)用性技術(shù)，其研究對(duì)象是時(shí)空世界中遵循著誕生、成長(zhǎng)、生存，直至死亡等自然規(guī)律的事物和現(xiàn)象的時(shí)空信息。雖然時(shí)空GIS在理論和實(shí)踐等環(huán)節(jié)的研究還不十分成熟，但它是未來(lái)GIS發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)。三維GIS隨著GI

2、S應(yīng)用的深入，人們?cè)絹?lái)越多地要求從真三維空間來(lái)處理問(wèn)題。在應(yīng)用要求較為強(qiáng)烈的部門如采礦、地質(zhì)、石油等領(lǐng)域已率先發(fā)展專用的具有部分功能的三維GIS,如加拿大LYNX Geosystems公司的LYNX軟件，但由于它們一般是針對(duì)自己的領(lǐng)域開(kāi)發(fā)的，沒(méi)有從理論上加以系統(tǒng)完整的研究，沒(méi)有面向通用平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此具有較強(qiáng)的局限性。這是由當(dāng)時(shí)的應(yīng)用要求、數(shù)據(jù)獲取手段及相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展條件決定的。網(wǎng)格gis網(wǎng)格(Grid) GIS簡(jiǎn)介它是利用現(xiàn)有的網(wǎng)格技術(shù)、空間信息基礎(chǔ)設(shè)施、空間信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)范，形成一個(gè)虛擬的空間信息管理與處理環(huán)境，將空間地理分布的、異構(gòu)的各種設(shè)備與系統(tǒng)進(jìn)行集成，為用戶提供一體化的空間

3、信息應(yīng)用服務(wù)的智能化信息平臺(tái)。網(wǎng)格GIS的特點(diǎn)：異構(gòu)性、動(dòng)態(tài)性的環(huán)境；跨多管理域（測(cè)繪、國(guó)土資源、交通、氣象、商務(wù)）及多區(qū)域的動(dòng)態(tài)的資源共享。包含技術(shù)】大數(shù)據(jù)應(yīng)用的主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)有：傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)管理技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和數(shù)據(jù)可視化技術(shù)1.大數(shù)據(jù)的定義，大數(shù)據(jù)的架構(gòu)（數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析、展示，包含哪些技術(shù)沒(méi)找到）【概念】大數(shù)據(jù)（big data），是指無(wú)法在可承受的時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合。對(duì)于“大數(shù)據(jù)”研究機(jī)構(gòu)Gartner給出了這樣的定義。“大數(shù)據(jù)”是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長(zhǎng)率和多樣化的信息資產(chǎn)。麥肯錫全球研究

4、所給出的定義是：一種規(guī)模大到在獲取、存儲(chǔ)、管理、分析方面大大超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件工具能力范圍的數(shù)據(jù)集合，具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、多樣的數(shù)據(jù)類型和價(jià)值密度低四大特征。【特點(diǎn)】大數(shù)據(jù)同過(guò)去的海量數(shù)據(jù)有所區(qū)別，其基本特征可以用4個(gè)V來(lái)總結(jié)(Vol-ume、Variety、Value和Veloc-ity)，即體量大、多樣性、價(jià)值密度低、速度快。第一，數(shù)據(jù)體量巨大。從TB級(jí)別，躍升到PB級(jí)別。第二，數(shù)據(jù)類型繁多，如前文提到的網(wǎng)絡(luò)日志、視頻、圖片、地理位置信息，等等。第三，價(jià)值密度低。以視頻為例，連續(xù)不間斷監(jiān)控過(guò)程中，可能有用的數(shù)據(jù)僅僅有一兩秒。第四，處理速度快。1秒定律。最后這一點(diǎn)也是和傳統(tǒng)

5、的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)有著本質(zhì)的不同。物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)、平板電腦、PC以及遍布地球各個(gè)角落的各種各樣的傳感器，無(wú)一不是數(shù)據(jù)來(lái)源或者承載的方式。2.云GIS的概念、分類【概念】將云計(jì)算的各種特征用于支撐地理空間信息的各要素，包括建模、存儲(chǔ)、處理等等，從而改變用戶傳統(tǒng)的GIS應(yīng)用方法和建設(shè)模式，以一種更加友好的方式，高效率、低成本的使用地理信息資源。【分類】按照是否公開(kāi)發(fā)布服務(wù)分類：公有云、私有云、混合云。1) 公有云：可以服務(wù)所有客戶的云計(jì)算系統(tǒng)，它通常是由專門的服務(wù)提供商提供，它是隔離在企業(yè)防火墻以外的系統(tǒng)。2) 私有云：私有云服務(wù)只服務(wù)于企業(yè)內(nèi)部，它被部署在企業(yè)防火墻內(nèi)部，私

6、有云提供的所有應(yīng)用只對(duì)內(nèi)部員工開(kāi)放。3) 混合云：混合云，是目標(biāo)架構(gòu)中公有云、私有云和/或者公眾云的結(jié)合。由于安全和控制原因，并非所有的企業(yè)信息都能放置在公有云上，這樣大部分已經(jīng)應(yīng)用云計(jì)算的企業(yè)將會(huì)使用混合云模式。很多將選擇同時(shí)使用公有云和私有云，有一些也會(huì)同時(shí)建立公眾云。按照服務(wù)類型分類：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS），平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS）。1) IaaS(Infrastructure-as-a- Service)：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)。消費(fèi)者通過(guò)Internet可以從完善的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施獲得服務(wù)。例如：硬件服務(wù)器租用。2) PaaS(Platform-as-a- Servi

7、ce)：平臺(tái)即服務(wù)。PaaS實(shí)際上是指將軟件研發(fā)的平臺(tái)作為一種服務(wù)，以SaaS的模式提交給用戶。因此，PaaS也是SaaS模式的一種應(yīng)用。但是，PaaS的出現(xiàn)可以加快SaaS的發(fā)展，尤其是加快SaaS應(yīng)用的開(kāi)發(fā)速度。例如：軟件的個(gè)性化定制開(kāi)發(fā)。3) SaaS(Software-as-a- Service)：軟件即服務(wù)。它是一種通過(guò)Internet提供軟件的模式，用戶無(wú)需購(gòu)買軟件，而是向提供商租用基于Web的軟件，來(lái)管理企業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。例如：陽(yáng)光云服務(wù)器。3.論述一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)+GIS的應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)實(shí)際應(yīng)用的大家自己發(fā)揮吧4.智慧城市的概念，實(shí)際應(yīng)用？【概念】智慧城市就是運(yùn)用信息和通信技術(shù)手段感測(cè)、分

8、析、整合城市運(yùn)行核心系統(tǒng)的各項(xiàng)關(guān)鍵信息，從而對(duì)包括民生、環(huán)保、公共安全、城市服務(wù)、工商業(yè)活動(dòng)在內(nèi)的各種需求做出智能響應(yīng)。其實(shí)質(zhì)是利用先進(jìn)的信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市智慧式管理和運(yùn)行，進(jìn)而為城市中的人創(chuàng)造更美好的生活，促進(jìn)城市的和諧、可持續(xù)成長(zhǎng)。【應(yīng)用】1) 智慧公共服務(wù)：建設(shè)智慧公共服務(wù)和城市管理系統(tǒng)。通過(guò)加強(qiáng)就業(yè)、醫(yī)療、文化、安居等專業(yè)性應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，通過(guò)提升城市建設(shè)和管理的規(guī)范化、精準(zhǔn)化和智能化水平，有效促進(jìn)城市公共資源在全市范圍共享，積極推動(dòng)城市人流、物流、信息流、資金流的協(xié)調(diào)高效運(yùn)行，在提升城市運(yùn)行效率和公共服務(wù)水平的同時(shí)，推動(dòng)城市發(fā)展轉(zhuǎn)型升級(jí)。2) 智慧城市綜合體：采用視覺(jué)采集和識(shí)別、各類傳

9、感器、無(wú)線定位系統(tǒng)、RFID、條碼識(shí)別、視覺(jué)標(biāo)簽等頂尖技術(shù)，構(gòu)建智能視覺(jué)物聯(lián)網(wǎng)，對(duì)城市綜合體的要素進(jìn)行智能感知、自動(dòng)數(shù)據(jù)采集，涵蓋城市綜合體當(dāng)中的商業(yè)、辦公、居住、旅店、展覽、餐飲、會(huì)議、文娛和交通、燈光照明、信息通信和顯示等方方面面，將采集的數(shù)據(jù)可視化和規(guī)范化，讓管理者能進(jìn)行可視化城市綜合體管理。3) 智慧政務(wù)城市綜合管理運(yùn)營(yíng)平臺(tái)：此類項(xiàng)目已有實(shí)際落地案例，天津市和平區(qū)的“智慧和平城市綜合管理運(yùn)營(yíng)平臺(tái)”包括指揮中心、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、智能監(jiān)控系統(tǒng)、和平區(qū)街道圖書(shū)館和數(shù)字化公共服務(wù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)四個(gè)部分內(nèi)容，其中指揮中心系統(tǒng)囊括政府智慧大腦六大中樞系統(tǒng)，分別為公安應(yīng)急系統(tǒng)，公共服務(wù)系統(tǒng)，社會(huì)管理系統(tǒng)，

10、城市管理系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)分析系統(tǒng)，輿情分析系統(tǒng)，該項(xiàng)目為滿足政府應(yīng)急指揮和決策辦公的需要，對(duì)區(qū)內(nèi)現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)換代，增加智能視覺(jué)分析設(shè)備，提升快速反應(yīng)速度，做到事前預(yù)警，事中處理及時(shí)迅速，并統(tǒng)一數(shù)據(jù)、統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)數(shù)據(jù)中心、共享平臺(tái)，從根本上有效的將政府各個(gè)部門的數(shù)據(jù)信息互聯(lián)互通，并對(duì)整個(gè)和平區(qū)的車流、人流、物流實(shí)現(xiàn)全面的感知，該平臺(tái)在和平區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中將為領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)指揮決策提供技術(shù)支撐作用。4) 智慧安居服務(wù)。開(kāi)展智慧社區(qū)安居的調(diào)研試點(diǎn)工作，在部分居民小區(qū)為先行試點(diǎn)區(qū)域，充分考慮公共區(qū)、商務(wù)區(qū)、居住區(qū)的不同需求，融合應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信等各種信息技術(shù)，發(fā)展社區(qū)政務(wù)、智慧家居系統(tǒng)、智慧樓

11、宇管理、智慧社區(qū)服務(wù)、社區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)控、安全管理、智慧商務(wù)辦公等智慧應(yīng)用系統(tǒng)，使居民生活“智能化發(fā)展”。加快智慧社區(qū)安居標(biāo)準(zhǔn)方面的探索推進(jìn)工作，為今后全市新建樓宇和社區(qū)實(shí)行智能化管理打好基礎(chǔ)。5) 智慧教育文化服務(wù)：積極推進(jìn)智慧教育文化體系建設(shè)。建設(shè)完善我市教育城域網(wǎng)和校園網(wǎng)工程，推動(dòng)智慧教育事業(yè)發(fā)展，重點(diǎn)建設(shè)教育綜合信息網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)校、數(shù)字化課件、教學(xué)資源庫(kù)、虛擬圖書(shū)館、教學(xué)綜合管理系統(tǒng)、遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)等資源共享數(shù)據(jù)庫(kù)及共享應(yīng)用平臺(tái)系統(tǒng)。繼續(xù)推進(jìn)再教育工程，提供多渠道的教育培訓(xùn)就業(yè)服務(wù)，建設(shè)學(xué)習(xí)型社會(huì)。繼續(xù)深化“文化共享”工程建設(shè)，積極推進(jìn)先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)文化的發(fā)展，加快新聞出版、廣播影視、電子娛樂(lè)等行業(yè)信

12、息化步伐，加強(qiáng)信息資源整合，完善公共文化信息服務(wù)體系。構(gòu)建旅游公共信息服務(wù)平臺(tái)，提供更加便捷的旅游服務(wù)，提升旅游文化品牌。6) 智慧服務(wù)應(yīng)用。組織實(shí)施部分智慧服務(wù)業(yè)試點(diǎn)項(xiàng)目，通過(guò)示范帶動(dòng)，推進(jìn)傳統(tǒng)服務(wù)企業(yè)經(jīng)營(yíng)、管理和服務(wù)模式創(chuàng)新，加快向現(xiàn)代智慧服務(wù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。智慧物流：配合綜合物流園區(qū)信息化建設(shè)，推廣射頻識(shí)別（RFID）、多維條碼、衛(wèi)星定位、貨物跟蹤、電子商務(wù)等信息技術(shù)在物流行業(yè)中的應(yīng)用，加快基于物聯(lián)網(wǎng)的物流信息平臺(tái)及第四方物流信息平臺(tái)建設(shè)，整合物流資源，實(shí)現(xiàn)物流政務(wù)服務(wù)和物流商務(wù)服務(wù)的一體化，推動(dòng)信息化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化的物流企業(yè)和物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展。智慧貿(mào)易：支持企業(yè)通過(guò)自建網(wǎng)站或第三方電子商務(wù)平臺(tái)

13、，開(kāi)展網(wǎng)上詢價(jià)、網(wǎng)上采購(gòu)、網(wǎng)上營(yíng)銷，網(wǎng)上支付等電子商務(wù)活動(dòng)。積極推動(dòng)商貿(mào)服務(wù)業(yè)、旅游會(huì)展業(yè)、中介服務(wù)業(yè)等現(xiàn)代服務(wù)業(yè)領(lǐng)域運(yùn)用電子商務(wù)手段，創(chuàng)新服務(wù)方式，提高服務(wù)層次。結(jié)合實(shí)體市場(chǎng)的建立，積極推進(jìn)網(wǎng)上電子商務(wù)平臺(tái)建設(shè)，鼓勵(lì)發(fā)展以電子商務(wù)平臺(tái)為聚合點(diǎn)的行業(yè)性公共信息服務(wù)平臺(tái)，培育發(fā)展電子商務(wù)企業(yè)，重點(diǎn)發(fā)展集產(chǎn)品展示、信息發(fā)布、交易、支付于一體的綜合電子商務(wù)企業(yè)或行業(yè)電子商務(wù)網(wǎng)站。建設(shè)智慧服務(wù)業(yè)示范推廣基地。積極通過(guò)信息化深入應(yīng)用，改造傳統(tǒng)服務(wù)業(yè)經(jīng)營(yíng)、管理和服務(wù)模式，加快向智能化現(xiàn)代服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型。結(jié)合我市服務(wù)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，加快推進(jìn)現(xiàn)代金融、服務(wù)外包、高端商務(wù)、現(xiàn)代商貿(mào)等現(xiàn)代服務(wù)業(yè)發(fā)展。7) 智慧健康保障體

14、系建設(shè)。重點(diǎn)推進(jìn)“數(shù)字衛(wèi)生”系統(tǒng)建設(shè)。建立衛(wèi)生服務(wù)網(wǎng)絡(luò)和城市社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)體系，構(gòu)建全市區(qū)域化衛(wèi)生信息管理為核心的信息平臺(tái)，促進(jìn)各醫(yī)療衛(wèi)生單位信息系統(tǒng)之間的溝通和交互。以醫(yī)院管理和電子病歷為重點(diǎn)，建立全市居民電子健康檔案；以實(shí)現(xiàn)醫(yī)院服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化為重點(diǎn)，推進(jìn)遠(yuǎn)程掛號(hào)、電子收費(fèi)、數(shù)字遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)、圖文體檢診斷系統(tǒng)等智慧醫(yī)療系統(tǒng)建設(shè)，提升醫(yī)療和健康服務(wù)水平。8) 智慧交通。建設(shè)“數(shù)字交通”工程，通過(guò)監(jiān)控、監(jiān)測(cè)、交通流量分布優(yōu)化等技術(shù)，完善公安、城管、公路等監(jiān)控體系和信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，建立以交通誘導(dǎo)、應(yīng)急指揮、智能出行、出租車和公交車管理等系統(tǒng)為重點(diǎn)的、統(tǒng)一的智能化城市交通綜合管理和服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)交通信息

15、的充分共享、公路交通狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控及動(dòng)態(tài)管理，全面提升監(jiān)控力度和智能化管理水平，確保交通運(yùn)輸安全、暢通。5.車聯(lián)網(wǎng)的概念，實(shí)際應(yīng)用？【概念】車聯(lián)網(wǎng)是以車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)和車載移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，按照約定的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)，在車-X（X：車、路、行人及互聯(lián)網(wǎng)等）之間，進(jìn)行無(wú)線通訊和信息交換的大系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，是能夠?qū)崿F(xiàn)智能化交通管理、智能動(dòng)態(tài)信息服務(wù)和車輛智能化控制的一體化網(wǎng)絡(luò)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通系統(tǒng)領(lǐng)域的典型應(yīng)用。1.3S集成技術(shù)【概念】3S分別為RS(遙感系統(tǒng))、GPS(全球定位系統(tǒng))、GIS(地理信息系統(tǒng))。顧名思義，3S集成技術(shù)即將遙感系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)融為一個(gè)統(tǒng)一的有機(jī)體。它是

16、一門非常有效的空間信息技術(shù)。就在集成體中的作用及地位而言，GIS相當(dāng)于人的大腦，對(duì)所得的信息加以管理和分析；RS和GPS相當(dāng)于人的兩只眼睛，負(fù)責(zé)獲取海量信息及其空間定位。RS、GPS、和GIS三者的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成了整體上的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)對(duì)地觀測(cè)、分析和應(yīng)用的運(yùn)行系統(tǒng)，為科學(xué)研究、政府管理、社會(huì)生產(chǎn)提供了新一代的觀測(cè)手段、描述語(yǔ)言和思維工具。2.移動(dòng)GIS【概念】移動(dòng)GIS (Mobile GIS)，是以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為支撐、以智能手機(jī)或平板電腦為終端、結(jié)合北斗、GPS或基站為定位手段的GIS系統(tǒng)，移動(dòng)GIS主要由四部分組成：移動(dòng)終端、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)、地理應(yīng)用服務(wù)器、空間數(shù)據(jù)庫(kù)。3.LiDAR【概念】LiD

17、ARLight Detection And Ranging，即光探測(cè)與測(cè)量。是利用GPS和IMU（Inertial Measurement Unit，慣性測(cè)量裝置）機(jī)載激光掃描。其所測(cè)得的數(shù)據(jù)為數(shù)字表面模型的離散點(diǎn)表示，數(shù)據(jù)中含有空間三維信息和激光強(qiáng)度信息。應(yīng)用分類技術(shù)在這些原始數(shù)字表面模型中移除建筑物、人造物、覆蓋植物等測(cè)點(diǎn)，即可獲得數(shù)字高程模型，并同時(shí)得到地面覆蓋物的高度。激光雷達(dá)最基本的工作原理與無(wú)線電雷達(dá)沒(méi)有區(qū)別，即由雷達(dá)發(fā)射系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)信號(hào)，經(jīng)目標(biāo)反射后被接收系統(tǒng)收集，通過(guò)測(cè)量反射光的運(yùn)行時(shí)間而確定目標(biāo)的距離。至于目標(biāo)的徑向速度，可以由反射光的多普勒頻移來(lái)確定，也可以測(cè)量?jī)蓚€(gè)或多個(gè)距

18、離，并計(jì)算其變化率而求得速度，這也是直接探測(cè)型雷達(dá)的基本工作原理。由此可以看出，直接探測(cè)型激光雷達(dá)的基本結(jié)構(gòu)與激光測(cè)距機(jī)頗為相近。因?yàn)楣馑偈且阎模愿鶕?jù)發(fā)射光的發(fā)出時(shí)間和后向散射光的接收時(shí)間的時(shí)間差就可計(jì)算出激光器與污染劑的距離。這就是激光雷達(dá)能測(cè)距的原理。部件組成：激光測(cè)量裝置、GPS接收機(jī)、慣性測(cè)量裝置、數(shù)碼相機(jī)、其他相關(guān)設(shè)備。【應(yīng)用】測(cè)污：在世界范圍內(nèi)，大氣污染問(wèn)題日益嚴(yán)重。要治理這種環(huán)境污染，首先就要探測(cè)污染源頭。激光雷達(dá)是探測(cè)污染源頭在哪里的最有威力的手段。使用它可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)某個(gè)地域上空的空氣污染情況，甚至探測(cè)出某個(gè)煙囪都排放出哪些污染物，從而為迅速采取對(duì)策提供依據(jù)。這是說(shuō)的民用

19、方面。激光雷達(dá)測(cè)污(或探測(cè)化生戰(zhàn)劑)具有下列幾大優(yōu)點(diǎn)。第一，它無(wú)需興師動(dòng)眾去收集樣品，也就省去了樣品預(yù)處理方面的繁瑣手續(xù)，因而方法簡(jiǎn)便，分析速度快；第二，檢測(cè)人員不同污染物接觸，因而可避開(kāi)諸如有毒、骯臟、高溫、險(xiǎn)峻等等惡劣環(huán)境；第三，因激光雷達(dá)具有測(cè)距功能，故用它可以實(shí)時(shí)測(cè)出污染劑的三維空間(立體)分布狀況，根據(jù)不同時(shí)間的三維分布又可勾畫(huà)出污染劑的移動(dòng)速度、路線和濃度變化圖，有利于預(yù)報(bào)。在防化領(lǐng)域意義更重大，它能提供更多預(yù)警時(shí)間，讓部隊(duì)較從容而充分地采取防護(hù)措施，減少傷亡，也就等于削弱了敵化生襲擊的效果。軍事探測(cè)：在軍事上，對(duì)付敵化學(xué)生物襲擊的最重要措施之一是迅速發(fā)現(xiàn)化生戰(zhàn)劑的存在，以便及時(shí)地

20、采取各種相應(yīng)的防護(hù)，而用激光雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行探測(cè)，由于其探測(cè)距離遠(yuǎn)、獲得結(jié)果快速和手續(xù)簡(jiǎn)便，使它遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過(guò)其他任何一種常規(guī)的生化戰(zhàn)劑的檢測(cè)方法。軍事上常常希望飛機(jī)低空飛行，但飛機(jī)飛行的最低高度受到機(jī)上傳感器探測(cè)小型障礙物能力的限制。且不說(shuō)阻塞氣球線這樣的對(duì)抗設(shè)施，在60米以下，各種動(dòng)力線，高壓線鐵塔，桅桿、天線拉線這樣的小障礙物也有明顯的危險(xiǎn)性。 現(xiàn)有的飛機(jī)傳感器，從人眼到雷達(dá)，均難以事先發(fā)現(xiàn)這些危險(xiǎn)物，這種情況，在夜間和惡劣天氣條件下尤其突出。而掃描型激光雷達(dá)因其具有高的角分辨率，故能實(shí)時(shí)形成這些障礙物有效的影像，提供適當(dāng)?shù)念A(yù)警。據(jù)1993年5月出版的軍事技術(shù)報(bào)導(dǎo)，在法國(guó)政府和英國(guó)政府的倡議下，由

21、法國(guó)達(dá)索電子公司和英國(guó)GEC-馬可尼航空電子學(xué)公司雷達(dá)系統(tǒng)分部組成的聯(lián)合體研制出一種緊湊的激光雷達(dá)（CLARA）。其主要功能即是發(fā)現(xiàn)飛機(jī)航線上有危險(xiǎn)的障礙物。并顯示給駕駛員，且不論白天、黑夜及天氣的好壞，均能對(duì)前面所提到的各種障礙物進(jìn)行實(shí)時(shí)探測(cè)、分類和顯示。選用的工作波長(zhǎng)不受陽(yáng)光的影響，有良好的穿透煙、霧的特性。為了保證飛機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)始終提供適當(dāng)?shù)木洌瑐鞲衅鞑捎昧舜笠晥?chǎng)。緊湊激光雷達(dá)的另一功能是進(jìn)行地形跟蹤和目標(biāo)確定，這要求系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)處理飛機(jī)前方地形的回波，以產(chǎn)生飛行控制指令。緊湊激光雷達(dá)由三部分組成，即傳感器頭，掃描器及信號(hào)與數(shù)據(jù)處理器。傳感器頭的核心是激光器組件與探測(cè)器組件，前者包括兩臺(tái)CO

22、2激光器，一臺(tái)提供脈沖或連續(xù)波發(fā)射光束；另一臺(tái)是小功率本機(jī)振蕩器，用于與回波進(jìn)行外差相干。而探測(cè)器組件則為寬波段紅外探測(cè)器上光學(xué)元件的組合，并采用超低溫冷卻，以減小量子噪聲，提高探測(cè)靈敏度。探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，送往信號(hào)處理器進(jìn)行處理，掃描器的核心是陀螺穩(wěn)定的雙反射鏡及其他可旋轉(zhuǎn)光學(xué)部件，要求能適應(yīng)不同的工作模式。在障礙物告警模式下，首先要找到目標(biāo)的大致方位，因而無(wú)需很多的分辨率，但必須有較大的掃描視場(chǎng)；與此相反，在瞄準(zhǔn)模式下，目標(biāo)的大致位置已知，因此無(wú)需很大的掃描視場(chǎng)，但要求有很高的距離和視角分辨率，并能以高精度跟蹤所選目標(biāo)。4.數(shù)字地球【概念】 通俗地講，就是用數(shù)字的方法將地球、地球

23、上的活動(dòng)及整個(gè)地球環(huán)境的時(shí)空變化裝入電腦中，實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上的流通，并使之最大限度地為人類的生存、可持續(xù)發(fā)展和日常的工作、學(xué)習(xí)、生活、娛樂(lè)服務(wù) 嚴(yán)格地講，數(shù)字地球是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲(chǔ)技術(shù)為基礎(chǔ)，以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶運(yùn)用海量地球信息對(duì)地球進(jìn)行多分辨率、多尺度、多時(shí)空和多種類的三維描述，并利用它作為工具來(lái)支持和改善人類活動(dòng)和生活質(zhì)量【內(nèi)容】 可以理解為對(duì)真實(shí)地球及其相關(guān)現(xiàn)象統(tǒng)一的數(shù)字化重現(xiàn)和認(rèn)識(shí)。 其核心思想是用數(shù)字化的手段來(lái)處理整個(gè)地球的自然和社會(huì)活動(dòng)諸方面的問(wèn)題，最大限度地利用資源 使普通百姓能夠通過(guò)一定方式方便地獲得他們所想了解的有關(guān)地球的信息 其特點(diǎn)是嵌入海量地理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多分辨

24、率、三維對(duì)地球的描述，即“虛擬地球” 【技術(shù)基礎(chǔ)】 高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的快速獲取技術(shù) 地球空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理 超媒體空間信息系統(tǒng) 地理信息的分布式計(jì)算 地理信息的共享領(lǐng)域服務(wù) 空間查詢服務(wù) 空間分析服務(wù) 空間制圖服務(wù) 地理信息的特定任務(wù)服務(wù) 無(wú)比例尺數(shù)據(jù)庫(kù) 空間數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù) 空間數(shù)據(jù)融合 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 元數(shù)據(jù)1.高光譜遙感技術(shù)高光譜遙感是高光譜分辨率遙感(Hyperspectral Remote Sensing)的簡(jiǎn) 稱,是指利用很多很窄的電磁波波段從感興趣的物體,獲取許多非常窄 且光譜連續(xù)的圖像數(shù)據(jù)的技術(shù)。目前,一般將波長(zhǎng)間隔10nm以下,波段 數(shù)36個(gè)以上的遙感系統(tǒng)定義為高光譜遙感。高光譜

25、遙感的傳感器是成像光譜儀(Imaging Spectrometer),它為每個(gè) 像元提供數(shù)十至數(shù)百個(gè)窄波段(通常波段寬度<10nm)的光譜信息,能 產(chǎn)生一條完整而連續(xù)的光譜曲線。因此高光譜遙感又通常被稱為成像光 譜遙感。高光譜遙感技術(shù)是近些年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種全新遙感技術(shù)，它是集探測(cè)器技術(shù)、精密光學(xué)機(jī)械、微弱信號(hào)檢測(cè)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的綜合性技術(shù)。在成像過(guò)程中，它利用成像光譜儀以納米級(jí)的光譜分辨率，以幾十或幾百個(gè)波段同時(shí)對(duì)地表地物像，能夠獲得地物的連續(xù)光譜信息，實(shí)現(xiàn)了地物空間信息、輻射信息、光譜信息的同步獲取，因而在相關(guān)領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。同其它傳統(tǒng)遙

26、感相比，高光譜遙感具有以下特點(diǎn)：1) 波段多。成像光譜儀在可見(jiàn)光和近紅外光譜區(qū)內(nèi)有數(shù)十甚至數(shù)百個(gè)波段。2) 光譜分辨率高。成像光譜儀采樣的間隔小，一般為10nm左右。精細(xì)的光譜分辨率反映了地物光譜的細(xì)微特征。3) 數(shù)據(jù)量大。隨著波段數(shù)的增加，數(shù)據(jù)量呈指數(shù)增加。4) 信息冗余增加。由于相鄰波段的相關(guān)性高，信息冗余度增加。5) 可提供空間域信息和光譜域信息，即“圖譜合一”，并且由成像光譜儀得到的光譜曲線可以與地面實(shí)測(cè)的同類地物光譜曲線相類比。在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用：高光譜在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在快速、精確地獲取作物生長(zhǎng)狀態(tài)以及環(huán)境脅迫的各種信息，從而相應(yīng)調(diào)整投入物資的投入量，達(dá)到減少浪費(fèi)，增加產(chǎn)量，保護(hù)

27、農(nóng)業(yè)資源和環(huán)境質(zhì)量的目的。使用高光譜遙感數(shù)據(jù)估計(jì)作物的農(nóng)學(xué)參數(shù)主要有兩類方法：一是通過(guò)多元回歸方法建立光譜數(shù)據(jù)或由此衍生的植被指數(shù)與作物農(nóng)學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系；二是通過(guò)作物的紅邊參數(shù)來(lái)估計(jì)作物的物候性狀及其農(nóng)學(xué)參數(shù)。高光譜遙感憑借其極高的光譜分辨率為精細(xì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了技術(shù)保障和數(shù)據(jù)來(lái)源。在大氣和環(huán)境方面的應(yīng)用：大氣中的分子和粒子成分在太陽(yáng)反射光譜中有強(qiáng)烈反應(yīng)，這些成分包括水汽、二氧化碳、氧氣、臭氧、云和氣溶膠等。傳統(tǒng)寬波段遙感方法無(wú)法識(shí)別出由于大氣成分的變化而引起的光譜差異，而波段很窄的高光譜則能夠識(shí)別出這種光譜差異。 此外，高光譜遙感可以對(duì)人們周圍的生態(tài)環(huán)境情況做出定量的分析。環(huán)境污

28、染是近年來(lái)人們比較關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題，利用高光譜技術(shù)可以探測(cè)到污染地區(qū)的化學(xué)物質(zhì)異樣，從而確定污染區(qū)域及污染原因；高光譜圖像也可用來(lái)探測(cè)危險(xiǎn)環(huán)境因素，例如，精確識(shí)別危險(xiǎn)廢礦物，編制特殊蝕變礦物分布圖，評(píng)價(jià)野火的危險(xiǎn)等級(jí)，識(shí)別和探測(cè)燃燒區(qū)域等。 2.遙感的新定義遠(yuǎn)離人但能通過(guò)遙控儀器與目標(biāo)接觸而獲取的數(shù)據(jù)。例如機(jī) 器人獲取的測(cè)量數(shù)據(jù)也是遙感數(shù)據(jù)。3.遙感技術(shù)的發(fā)展從1960年4月1日TIROS-1氣象衛(wèi)星發(fā)射至今50多年的時(shí)間里,遙感技 術(shù)已經(jīng)發(fā)生了根本的變化。主要表現(xiàn)在遙感平臺(tái)、遙感器、遙感的基礎(chǔ) 研究和應(yīng)用領(lǐng)域等方面。我國(guó)從70年代起開(kāi)始從事空間遙感與應(yīng)用研究,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比落 后20

29、年以上,近年來(lái)印度在遙感平臺(tái)和微波遙感技術(shù)方面都比我國(guó)發(fā)展 快,已形成巨大的挑戰(zhàn)。【遙感基礎(chǔ)理論的發(fā)展】理論上,從定性發(fā)展到定量。從簡(jiǎn)單解釋輻射測(cè)量值與地表現(xiàn)象 間的關(guān)系到用輻射傳輸模型定量描述他們之間二向性反射/輻射關(guān)系。 并且從正向輻射傳輸模型,發(fā)展到對(duì)輻射傳輸模型的定量反演。從分 散(如局限于光學(xué)或熱紅外或微波)發(fā)展到集成多個(gè)波譜區(qū)間。定量遙感是利用遙感傳感器獲取的地表地物的電磁波信息,在先 驗(yàn)知識(shí)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持下,定量獲取觀測(cè)目標(biāo)參量或特性的方法與 技術(shù)。它強(qiáng)調(diào)通過(guò)數(shù)學(xué)的或物理的模型將遙感信息與觀測(cè)地表目標(biāo)參 量聯(lián)系起來(lái),定量地反演或推算出某些地學(xué)目標(biāo)參量,是當(dāng)前遙感研 究與應(yīng)用的前

30、沿領(lǐng)域。【遙感觀測(cè)技術(shù)的發(fā)展】技術(shù)上,從單一波段發(fā)展到多波段、多角度、多極化(偏振)、多時(shí)相、多模式;空間分辨率、時(shí)間分辨率及光譜分辨率普遍提高;從單一遙感器發(fā)展到多遙感器的結(jié)合;大、中、小衛(wèi)星相互協(xié)同;高、中、低軌道相結(jié)合;粗、中、細(xì)、精分辨率互補(bǔ), 全面提高探測(cè)能力,進(jìn)入 了一個(gè)多層、立體、多角度、全方位和全天候?qū)Φ赜^測(cè)的新時(shí)代。l 高空間分辨率同時(shí)寬覆蓋：衛(wèi)星遙感空間分辨率已逼近亞米級(jí),極限厘米級(jí),提高目標(biāo)探 測(cè)精度;在提高空間分辨率的同時(shí)提高覆蓋寬度,提高目標(biāo)探測(cè)效 率,如2m空間分辨率150km寬覆蓋;20m空間分辨率可達(dá)到1500km覆 蓋寬度。l 高時(shí)間分辨率：提高快速反應(yīng)能力

31、0.5天,1天,2天,2.5天.l 高光譜、全波段、多角度探測(cè) ：光譜分辨率已達(dá)到納米級(jí),高光譜分辨率傳感器是未來(lái)空間遙感發(fā) 展的核心內(nèi)容;微波遙感技術(shù)是當(dāng)前國(guó)際遙感技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)之一,微波 遙感的發(fā)展進(jìn)一步體現(xiàn)為多極化、多波段和多工作模式,微波合成孔徑 雷達(dá)全極化與干涉測(cè)量;Th赫茲等新譜段開(kāi)發(fā),達(dá)到全譜段探測(cè);對(duì)地 探測(cè)技術(shù)已利用多角度探測(cè)技術(shù)。 l 小衛(wèi)星與大衛(wèi)星發(fā)展并舉：以平臺(tái)為中心向以載荷為中心轉(zhuǎn)變,高性能敏捷小衛(wèi)星平臺(tái)技術(shù), 與高分辨率成像載荷結(jié)合,實(shí)現(xiàn)多模式成像;綜合大衛(wèi)星(多載荷)對(duì)目標(biāo)實(shí)施同步探測(cè)。代表性的如歐洲ENVISAT衛(wèi)星,擁有10個(gè)傳感器, 光學(xué)與微波等各種傳感器同步

32、觀測(cè)。 l 機(jī)載傳感器系統(tǒng)發(fā)展很快 (1)POS(定位和定向)技術(shù),提高了成像質(zhì)量 (2)航空數(shù)碼相機(jī)發(fā)展:機(jī)載三線陣相機(jī)實(shí)現(xiàn)了高分辨率掃描立體成像,組合寬角相機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高精度的相對(duì)定向 (3)利用多種傳感器實(shí)現(xiàn)多源遙感影像的全面融合 (4)機(jī)載雷達(dá)、激光雷達(dá)技術(shù)和低空傾斜攝影技術(shù) (5)無(wú)人機(jī)技術(shù) 【遙感影像處理與信息提取技術(shù)的發(fā)展】目前影像處理技術(shù)朝著多元化和企業(yè)級(jí)方向發(fā)展,除了傳統(tǒng)的桌面影像處理技術(shù)外,還有影像管理技術(shù),面向服務(wù)的影像處理技術(shù)等。在影像信息提取方面,從目視解譯發(fā)展到半自動(dòng)、自動(dòng)以及智能化提 取。除了有半自動(dòng)化人工提取工具外,在影像自動(dòng)分類方面,基于光譜 的方法除了傳統(tǒng)的

33、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,還包括了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式識(shí)別、專 家知識(shí)的決策樹(shù)分類、影像知識(shí)的挖掘等新方法,充分利用了多源數(shù)據(jù) 的特性;針對(duì)高分辨率影像提出了面向?qū)ο蟮目臻g特征提取技術(shù);分析 技術(shù)也從分類等通用算法設(shè)計(jì)發(fā)展到特定目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別算法的設(shè)計(jì)。【遙感技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展】應(yīng)用上,已從實(shí)驗(yàn)走向?qū)嵱?從單一到綜合,不斷深化;從定性到 定量;從區(qū)域應(yīng)用到全球范圍的應(yīng)用;并正在向智能化、產(chǎn)業(yè)化方向發(fā) 展,商業(yè)遙感時(shí)代到來(lái)。【遙感應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn) 】(1)影像信息提取 目前還主要依賴于人工解譯的方式,這種方式比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力,應(yīng)用層次也不高,需要進(jìn)一步開(kāi)展影像信息智能化提取和數(shù)據(jù)深層次的挖掘。(2)遙感和GIS一體化 遙

34、感信息需要進(jìn)一步挖掘,GIS平臺(tái)是一個(gè)非常好的途徑。在遙感和GIS一體化方面,需要解決數(shù)據(jù)互操作和平臺(tái)之間的無(wú)縫鏈接問(wèn)題(3)需要盡快/及時(shí)利用影像價(jià)值，影像是對(duì)一個(gè)地區(qū)的快照,在短時(shí)間內(nèi)貶值非常快,因此需要快點(diǎn)利用影像的價(jià)值。(4)海量數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和管理 現(xiàn)在遙感數(shù)據(jù)源非常多,影像的儲(chǔ)存和管理也是一個(gè)非常大的問(wèn)題。4.遙感新技術(shù)1）高分辨率遙感技術(shù)高分辨率是隨著歷史的發(fā)展不斷發(fā)展的概念。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后 期,以空間成像公司(Space Imaging Inc.)的地面分辨率為lm的 IKONOS衛(wèi)星的上天,使人類跨人到米級(jí)分辨率的衛(wèi)星遙感時(shí)代。目前 高分辨率一般指5m及其以上分辨率。高分

35、辨率影像空間信息更加豐富,地物目標(biāo)細(xì)節(jié)信息表達(dá)的更加清 楚,使得人們感興趣的大多數(shù)主要地物特征已可以直接探測(cè)。高分辨 率衛(wèi)星遙感的發(fā)展和投入實(shí)用,不僅會(huì)拓寬遙感技術(shù)的應(yīng)用廣度,而 且會(huì)使原有領(lǐng)域的應(yīng)用得以深化、細(xì)化,向更深層次發(fā)展。2）微波遙感微波遙感就是利用某種傳感器接收地面各種地物發(fā)射或反射的微波 信號(hào),藉以識(shí)別、分析地物,提取所需信息。分為主動(dòng)微波和被動(dòng)微波 遙感兩種方式。微波能穿透云霧、雨雪,且不需要太陽(yáng)的照射,具有全天候工作的 能力;對(duì)地物有一定的穿透能力;能提供不同于可見(jiàn)光和紅外遙感所能 提供的某些信息;微波遙感的主動(dòng)方式即雷達(dá)遙感,不僅可以記錄電磁 波振幅信號(hào),而且可以記錄電磁波

36、相位信息,利用雷達(dá)干涉測(cè)量技術(shù)可 以獲得地表的高程及形變信息。3）高光譜遙感高光譜遙感(Hyperspectral Remote Sensing)是在電磁波譜的可見(jiàn) 光、近紅外、中紅外和熱紅外波段范圍內(nèi),獲取許多非常窄的光譜連續(xù)的 影像數(shù)據(jù)的技術(shù)。高光譜遙感的成像光譜儀可以分離成幾十甚至數(shù)百個(gè)很窄的波段來(lái)接 收信息,光譜分辨率高,波段連續(xù)性強(qiáng);所有波段排列在一起能形成一條 連續(xù)的完整的光譜曲線;光譜的覆蓋范圍從可見(jiàn)光到熱紅外的全部電磁輻 射波譜范圍;高光譜數(shù)據(jù)是一個(gè)光譜圖像的立方體,其空間圖像維描述地 表二維空間特征,其光譜維揭示圖像每一像元的光譜曲線特征,由此實(shí)現(xiàn) 了遙感數(shù)據(jù)圖像維與光譜維信息的有機(jī)融合,具有圖譜合一的特點(diǎn)。高光 譜技術(shù)極大地增強(qiáng)了對(duì)地觀測(cè)能力和對(duì)地物的識(shí)別能力,提高了遙感