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地理信息数据获取方法范文1
关键词:GIS 遥感 洪水灾害
中图分类号:X43 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2012)012-112-02
1前言
进入21世纪以来,人类社会已经全面进入信息时代,信息技术(information technology,IT)正在深刻改变着人类生活和社会面貌。作为全球信息化浪潮重要组成部分的地理信息系统的建设与应用,日益受到科技界、企业界与政府部门的广泛关注。近年来,地理信息系统(GIS)和遥感技术快速的发展,为洪水灾害管理提供了有力的支持。
近年来,地理信息系统(GIS)和遥感技术快速的发展,为洪水灾害管理提供了有力的支持。地理信息系统(GIS)既是管理和分析空间数据的应用工程技术,又是跨越地球科学、信息科学和空间科学的应用基础学科。其技术系统由计算机硬件、软件和相关的方法过程所组成,用以支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题。而遥感,因为获取数据的时效性、大面积的同步观测、获取信息的非实地性等优点而被广泛利用。
在历史上,人们为了抵御洪水,更多的是采取修筑堤坝、水库等工程性的措施。防洪工程措施是以工程手段,改变洪水特性和自然环境,达到防止和减少洪水灾害的目的,但仅仅依靠这些是不够的,我国洪涝灾害的频频发生,不仅造成了许多人员伤亡,更造成我国的经济巨大损失。而地理信息系统不仅可以用于自然灾害的灾害评估,而且可以辅助减灾救灾决策。特别是通过GIS与遥感的结合应用,不仅可以更精确的分析和评价自然灾害的各种属性,而且可以重新描述和表达自然灾害现象,在全球定位的基础上,实现对灾害的分析与模拟。
2 GIS与遥感相结合在洪水风险分析中的应用
洪水风险分析是对洪水发生的潜在区域或洪水威胁区域进行危险性分析、易损性分析、洪灾损失评估分析、历史洪水规律的分析、遭受洪水风险级别的分析、抗洪救灾可行性的分析等,洪水危险性分析研究的是受洪水威胁地区可能遭受洪水影响的强度和频度,而这些都要利用GIS与RS技术相结合,利用GIS强大的数据库管理功能与RS全天候、全方位、多平台、多高度、多角度、多时相获取图像的效率。遥感,作为一种重要的数据获取手段,可以为洪灾风险管理提供多方面的信息,一方面可利用遥感资料推求各种水体,获取其自然特征信息如淹没范围、水位(流量)等,另外可利用遥感资料进行有关水文过程中的参数和变量的推求。
(1)遥感影像与数字线画图(DLG)的融合:经过正射纠正后的遥感影像,与数字线画图信息的融合,可产生影像地图,进而对发生洪水灾害地区进行图像分析而做出相应的补救措施。
(2)遥感影像与数字地形模型(DEM)的融合:数字地形模型与遥感数据的融合,有助于实施遥感影像的几何校正与配准,消除遥感影像中因地形起伏所造成的像元位移,提高遥感影像的定位精度,同时数字地形可以参与遥感影像的分类,改善分类精度,通过此方法,可以对受灾地区进行准确的定位,以不至于在抗洪过程中浪费不必要的时间,从而减少人员伤亡以及财产损失。
(3)遥感影像与数字栅格图(DRG)的融合:将数字栅格地图与遥感图像配准叠合,可以从遥感图像中快速发现已发生变化的区域,进而实现空间数据库的自动、半自动更新。
洪涝灾害监测评估是抗洪减灾中的一个重要组成部分,GIS是其中重要的技术支撑之一。洪涝灾害的监测评估除了采用常规的水位、流量观测外,遥感是监测的主要手段,而以GIS技术为基础的各类基础数据库则是风险监测及评估的技术保障。目前常用来获取洪水水体范围的遥感图像数据包括:NOAA AVHRR,LandsatTM,JERS SAR,ERA SAR,Radarsat SAR等。这些遥感图像都有各自的特点,如NOAA影响的空间分辨率相对较低,但时间分辨率较高,一天可四次获得图像,对宏观的洪水动态监测非常有利。Landsat TM图像主要适用于洪水灾害监测评估中本体水体的提取。后俩者为雷达遥感影像,由于属于微波遥感,是通过微波传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射,经过判读处理来识别地物,具有全天候、全天时、穿透云雾等特征,成为洪水灾害监测的首选数据。
在洪涝灾害的评估以及从遥感影像提取现势水体,GIS都能发挥着重大的作用。它是决定洪涝灾害监测评估水平的决定因素,尤其是评估内容,完全决定于基础背景数据库数据层的多少。洪水灾害风险区划涉及区域环境要素(如地形、坡度、土地利用)是洪水特征(如流量、水位、频率)和社会经济要素(如人口、农业、工业等)。洪水灾害风险区划,主要是对空间地域上的自然要素和社会经济要素进行分区,使用空间分布数据是洪水灾害风险研究中必不可少的部分。GIS作为管理空间数据最有力的手段,在洪水灾害风险分析与管理中具有举足轻重的作用。目前我国已经建成了洪涝灾害监测评估业务运行系统。该系统运行在Windows NT 系统平台上,以ArcInfo和Eradas作为地理信息系统和遥感图像处理系统的支撑软件。该系统可以完成遥感图像的输入输出、几何校正与配准、镶嵌切割、影像灰度调整与增强等预处理过程;进行矢量数据的编辑、格式及投影转换、多层数据之间的叠加运算等,可快速准备评估前的背景数据;可以从遥感影像中人工以及自动提取水体;通过受淹范围与土地利用基础背景数据的叠加,完成受淹范围内居民地和耕地等土地利用信息的提取以及面积计算,按县市统计计算受淹居民地和耕地面积。
3 GIS的特点
准确空间定位的特点、方便空间查询与分析的特点、数据模型支持的特点。GIS的这些特点即快速而准确地预告致灾事件,对灾难事件造成灾难的地点、范围和强度的快速评估。由于地理信息系统的数据采集功能、数据操作功能、数据存储与组织功能、数据的查询检索与统计计算功能、空间分析功能和可视化显示与输出功能,使得地理信息系统成为很多应用系统理想的集成环境。
在洪水风险监测方面,许多专家基于气象卫星遥感与GIS集成对洪水监测与预报方法进行了研究,并将其应用到很多流域的山洪预报中,该系统的原理是:
(1)由NAVV卫星提供的TIF数据、测雨雷达数据气象联网数据综合分析而获得区域降雨、蒸散发、温度场等实时物理量,并以此与GIS复合得出指定流域内上述诸物理量;
(2)通过NAVV卫星数据获取前期土壤含水量和地下水动态、水位等实时数据;
(3)通过Landsat TM数据获取土地利用、土壤类型、地形、流域特征等下垫面背景参数,并将这些参数作为流域常规水文预报模型的修正和补充,建立水文预报模型。
GIS及遥感技术的空间分析方法应用在洪水灾害模拟及损失评估方面,利用DEM数据以及遥感影象数据和建筑物属性数据可以真实的模拟该地区洪水淹没真实场景,对于确定洪水淹没区地形起着重要的作用。依据洪水水位确定洪水淹没范围后,可以结合其土地利用类型以及经济数据,对可能受淹地区的林地、耕地、居民用地等以及人口数据等进行快速评估,并进一步预测洪水灾害损失,减少了许多不必要的损失。
地理信息数据获取方法范文2
地理信息产业是应用现代测绘和地理信息系统、遥感、卫星导航定位、对地观测等高新技术,从事地理空间信息获取、加工处理和广泛开发应用的战略性新兴产业。随着互联网技术快速发展,地理信息产业已成为实现科学发展的重要支撑,增强政府治理能力和公共服务水平的重要措施,调整经济结构优化产业升级的重要抓手,维护国家安全和社会稳定的重要保证,保障和改善民生的重要内容。
近年来,湖南地理信息产业快速发展,全省地理信息产业总值年增长率达25%,服务范围已经覆盖管理决策,经济社会发展和民生的各个领域,地理信息产业迎来了需求旺盛期和发展战略机遇期。但目前来看,湖南的地理信息产业仍然存在一些制约性因素:产业聚集平台缺乏,产业基础设施尚待完善;产业结构不合理,产业链条不健全;产业规模偏小,缺乏龙头企业;高端人才缺乏,协同创新能力不足。此外,地理信息产业基础投入、数据资源的交换与共享、地理信息产品的社会化应用,以及军地测绘融合等方面还存在诸多不足,有待深化解决。
既是产业就有产业发展的周期与规律。当前,各级都高速重视地理信息产业快速发展,其时已至,其势已成。要准确把握产业发展原则,坚持市场主导与政府引导相结合,坚持整体发展与重点突破相结合,坚持科技创新与深化应用相结合,坚持融合带动与信息安全相结合。要合湖南实际,推进平台、重点领域、环境等各方面的突破。
首先,加快产业发展平台建设。主要加快建设地理信息数据交换共享平台、地理信息公共服务平台、产学研聚集的产业发展平台。
地理信息数据获取方法范文3
(上海梅山钢铁股份有限公司,南京210039)
(ShanghaiMeishanIronandSteelCo.,Ltd.,Nanjing210039,China)
摘要:本文以CityMake7.0三维地理系统为基础开发平台,以国内梅钢三维总图系统建设的案例为例,探讨了基于3DGIS系统建立工厂总图信息系统的关键技术与实现方案,以及在企业总图管理中发挥的重要作用。
Abstract:ThispapertakescityMake7.03Dgeographicinformationasthefundamentaldevelopmentplatform,takes3DgeneralinformationsystemconstructionofMeishanIronandSteelCo.,Ltd.,inChinaastheexampletodiscussthekeytechnologyandimplementationschemeofconstructinggeneralinformationsystemofthefactoryandtheimportantroleinenterprisegeneralmanagementbasedon3DGISsystem.
关键词 :三维地理信息;钢铁企业总图系统;系统开发;数据建设;管理创效
Keywords:3Dgeographicinformation;generalinformationsystemofironandsteelenterprise;systemdevelopment;dataconstruction;managementeffect
中图分类号:TM621文献标识码:A文章编号:1006-4311(2015)21-0045-04
0引言
近年来,随着国家产业结构的调整,钢铁行业运行面临“需求下降、产量下降、价格下降、环保加压”等环境压力。在市场、资源和管理理念条件新常态下,钢铁企业更深刻地认识到厂内总图运输对生产成本、运营成本、厂区环境、预留发展等之间的影响,从而更加重视全厂总图管理的能力提升。总图运输设计(designofgenerallayoutandtransportation),是根据建厂(场)地区地理、自然和环境等条件,按照工艺要求、物料流程以及有关工程建设标准,正确选定厂(场)址,合理确定工业(园)区及工业企业内,各种建构筑物、交通运输设施、综合管线的平面关系、竖向关系、空间关系及与生产活动的有机联系,系统地处理物流、人流、能源流和信息流,并且能对施工的前中后期进行立体化管理的综合性学科。在企业的规划与发展中,总图管理信息系统的建设为企业提供了重要的决策支持,其系统的高效运行及优化更能适应新常态下的管理需求。
地理信息系统(GeographicInformationSystem,GIS)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。地理信息系统的核心是空间数据,即具有空间位置信息的数据。地理信息系统以其特有的地理空间特征,广泛应用到社会生活各个领域。随着计算机技术、空间技术和信息技术、虚拟现实技术的飞速发展,GIS的表现形式也已经由二维过渡到了三维。将三维GIS技术应用于企业的精细化管理可提高运营管理水平。
各大钢厂现有总图数据主要是二维的,管理系统是单机版。在这样的背景之下,针对现有企业二维总图系统中存在的突出问题,有必要在现有的二维总图管理系统基础上建立三维总图信息管理系统。
本文以CityMaker三维地理系统为基础开发平台,以国内梅钢三维总图系统建设的案例为例,探讨了基于3DGIS系统建立工厂总图信息系统的关键技术与实现方案,以及在企业总图管理中发挥的重要作用。
1总图三维信息关键技术
1.1三维模型测绘数据获取技术
随着现代测绘、地质勘探和地球物理技术的发展,3D空间数据获取技术不断发展和丰富,已经由传统的大地测量和工程测量方式发展到一些更方便和快捷的获取3D空间数据的技术方法。其中激光扫描测量技术因其快速高效而倍受青睐。3D激光扫描测量技术由传统的单点数据获取提升为连续自动数据获取,不仅提高了观测精度和速度,而且很好的解决了柔性物体、珍贵文物和危险区域的非接触式测量问题。
1.2三维地理信息技术
三维地理信息系统由二维地理信息系统发展而来。它是将三维空间坐标(x,y,z)作为独立参数来进行空间实体对象的几何建模,其数学表示为:F=f(x,y,z),因而所建立的模型不仅可以实现三维可视化,还可以进行三维空间分析。相比于二维GIS,三维GIS的空间信息的展示更为直观。
1.3软件工程技术
软件工程是一门研究用工程化方法构建和维护有效的、实用的和高质量的软件的学科。软件工程的目标是:在给定成本、进度的前提下,开发出具有适用性、有效性、可修改性、可靠性、可理解性、可维护性、可重用性、可移植性、可追踪性、可互操作性和满足用户需求的软件产品。基于3DGIS系统的工厂总图系统的开发本质上是软件工程实施的一个案例,因此,软件工程的原则可以对3DGIS系统开发过程进行指导。
1.4系统集成技术
系统集成是指通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术,将各个分离的设备、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中,使资源达到充分共享,实现集中、高效、便利的管理。基于3DGIS系统的工厂总图系统本质上是也系统集成的一个案例,因此,系统集成技术的原则可以对其实施过程进行指导。
2系统架构
2.1系统网络架构
系统采用C/S(Client客户机/Server服务器)和B/S(Browser浏览器/Server服务器)相结合的架构。空间数据、属性数据、用户配置数据等数据都部署在服务器端,通过服务的方式数据。
C/S结构的大部分应用功能都是在客户端实现的,客户机要安装三维总图客户端程序,通过客户端程序输入分配好的用户及密码连接服务器浏览数据,该结构的最大优势在于将应用功能分布在不同的客户端计算机上,大大减轻了对服务器的负载压力。
B/S结构用户首次使用需要安装一个IE浏览器三维插件,使用IE浏览器输入分配好的用户及密码就可以访问三维总图服务器,可以浏览三维数据和使用好的相关功能。在系统安装部署时,可以根据不同的用户分别按客户端或浏览器配置。
2.2系统各功能模块框架
基于3DGIS系统的工厂总图系统以二三维一体化总图数据库为底层数据核心,以CityMaker三维地理开发平台、.NET程序开发平台以及大型关系数据库开发平台作为开发框架,通过插件式应用程序开发模式,定制专题功能插件,通过开发框架的插件引擎加载插件,构建可维护和可扩展的三维总图信息系统,系统各功能模块总体框架如图1所示。
3系统功能
3.1三维总图C/S客户端系统功能
三维地理信息系统C/S客户端功能模块的组织结构如图2,实现了下列功能要求:场景浏览、量算工具、查询与定位、高级SQL查询、缓冲区分析、通视分析、视域分析、日照分析、管线分析、系统的分级安全管理、对数据(库)的维护管理、数据输出等。
3.2三维总图B/S浏览器端系统功能
可以使用IE浏览器在企业内网主页上添加一个三维总图系统的链接,用户通过该链接使用分配好的用户名和密码可以访问三维总图服务器。三维地理信息系统B/S浏览器端相对C/S客户端功能少一些,键盘鼠标操作和C/S客户端一致,功能主要有场景浏览、信息查询、空间量测、分析统计、方案比较等。功能操作、实现效果和C/S客户端类似,不予详述。
4系统数据
CityMaker系列产品是北京伟景行数字城市科技有限公司研发的,拥有完全自主知识版权。CityMaker系列软件将二维信息融人三维场景中,并将传统的二维分析运算扩展成三维分析运算,实现可视化、分析功能的二三维一体化。
4.1CityMaker平台中,构成三维场景的数据内容主要包括部分
CityMaker平台中,构成三维场景的数据内容主要包括三个部分:一是三维模型数据;二是矢量数据;三是地形数据。
4.2数据开发
基于CityMakerSDK的3DGIS的数据开发一般遵循以下4步:
①初始化三维地球控件,设置访问权限,让客户端具有使用权限,具备一定得保密功能。
②加载三维场景数据。
③获取三维场景实体。
④业务逻辑处理。
5总图管理信息系统的建设与应用
基于CityMaker的三维总图信息系统的建设,需要采集厂区各类测绘数据,构建厂区三维模型数据,并录入三维总图信息系统。
在系统数据建设的过程中,为控制工程实施成本,需要充分利用已有的各类基础地理信息资源,并通过无人机航测、三维激光扫描仪等手段补充测绘其他相关厂区地形数据及建筑物、道路、管线等模型数据,建立厂区三维地形模型。
在此基础上,使用高分辨率数码相机或摄像机实地拍摄建构筑物、道路、管线等的立面照片,获取相应纹理;采用航测生成的高精度数字正射影像图,获得地表纹理,完成厂区的三维模型的构筑。整个系统的数据放在服务器上,各个终端通过网络实现系统数据的读取。
5.1系统建设主要工作
5.1.1现有厂区基础地理信息数据的充分利用与分析
①提取地形数据:1?誜500、1?誜1000电子版的地形图数据从质量、精度和现势性等方面完全可以满足三维总图管理系统对基础数据的要求,数据经过处理可以制作成高质量的数字高程模型。
②提取建筑物数据:利用现有厂区1?誜500、1?誜1000地形图提供的平面和基础高程数据,通过调查并使用三维激光扫描仪测量建、构筑物高度和结构信息,可以建立真实准确的建、构筑物结构模型。
③提取交通数据:利用现有厂区1?誜500、1?誜1000地形图提取道路边线,补充部分数据,可以构成道路面数据。
④提取地下管线数据:利用现有二维总图信息系统的地下管线的空间数据和属性数据,并补充调查各种检修井的空间数据,可以生成地下管线三维模型。
⑤提取植被数据:利用现有厂区1?誜500地形图提取植被面数据,可以生成植被面模型。
5.1.2厂区三维模型数据的补充测绘
①地形数据、建筑物三维模型数据、交通数据的补充测绘:利用无人机航空摄影测量补充测绘获取厂区DEM;由空三成果数据恢复立体模型,引入畸变差改正后的影像数据及空三加密成果,进行绝对定向,生成核线影像,内业判读地物,进行大型建筑屋顶结构尺寸数据采集。
②地表纹理、建筑物立面纹理、建筑物顶部纹理数据的采集:使用高分辨率数码相机或摄像机到实地拍摄建构筑物等的立面照片,照片经过裁剪、匀色、拼接等处理后贴到建构筑物框架模型立面上,可以形成真实美观的三维模型。采用航测生成的高精度数字正射影像图,获得地表纹理。
5.2系统的目标实现
本案完成了企业约5平方公里的三维建模,通过动态更新掌握总图的现势性;通过地形、高程、建构筑物和管线等矢量数据和影像数据的加载,实现厂区范围的客观场景可视化;通过地图查询、编辑和分析等功能,特别是管线断面、碰撞和通视功能的实现,有效提高了设计质量和效率;为道路、绿化、建构筑物等专业管理提供统一技术信息平台,房产信息基本实现账物统一,实现资源共享,最终得到的是专业技术管理效率的提升成为数字工厂不可或缺的子系统,为企业的规划与发展提供了重要的决策支持。
6结语
钢铁企业总图三维GIS系统,采用了当今先进的三维GIS技术和平台,兼容了原有二维系统,完成了地上和地下两大部分数据的实体构建和信息录入;使用各种地上浏览方式和地下浏览模式,可以以多种方式和从各个角度完成3D飞行,浏览与查询,为企业总图管理的实用、高效、准确和稳定提供了可靠保障,实现了企业总图管理在技术手段和管理方式上的变革,为企业信息化管理奠定了坚实的基础。
当然,本文仅就现有的成熟三维地理信息技术为依托,探讨了钢厂三维总图信息系统开发与建设的关键技术与一种系统实现的技术路线,并未深入探讨三维地理信息各项关键技术尤其是空间分析技术与工厂总图信息系统的深度结合;此外,限于技术的发展,当前的三维GIS技术在空间分析能力特别是真三维的空间分析能力还相对不足,这在一定程度上影响了其在工厂三维总图信息系统建设中的应用。这些都有待于后续工程实践中的分析与研究。
参考文献:
[1]北京伟景行数字城市科技有限公司.CityMaker6产品介绍[R].2011.
[2]刘娟.基于CityMakerSDK的3DGIS开发方法[J].城市勘测,201l(5).
地理信息数据获取方法范文4
【关键词】城市规划 建设监测 遥感技术
一、引言
我国正处于城市化加速发展阶段,《中国城市发展报告(2011)》研究结果表明2011年我国城镇化率已经达到51.27%,城镇化率首超50%,标志着我国从一个农业大国进入以城市社会为主的新历史阶段。为了实现一定时期内城市经济和社会发展目标,城市规划建设负责协调城市空间布局和各项建设的综合部署和全面安排,直接影响城市性质、规模和发展方向,影响城市土地利用,其对经济和社会发展有着深远的影响。城镇化建设加快,城市系统的变化也愈趋复杂,城市规划和建设任务更加繁重。在21世纪数字地球的时代,标准信息化是城市规划的必然,城市规划面临的首要问题就是基础数据获取,遥感技术获取数据宏观性、综合性、多源性和动态性周期性等特性,有助于更新城市基础地理信息,使其日益成为城市规划不可或缺的重要组成部分和技术支持,以适应现代城市建设与可持续发展的需要。同时面对城市规划建设中存在的许若干问题,遥感信息技术为城市规划和建设监管提供了一种实时高效的技术手段,遥感数据也因此成为城市地理信息的重要数据源。
二、城乡规划遥感监管业务与技术流程
城乡规划动态监管的主要内容是城乡规划强制性内容的落实情况,主要技术流程是应用遥感技术,通过同一地区不同时相的遥感影像提取城乡建设变化信息,将变化信息进行地物分类,与监管地区的城乡规划专题资料进行叠加对比分析,辅以外业核查,最后将城乡建设变化的空间位置和规划业务信息提交城乡规划主管部门,为城乡规划的编制、实施、监督和修改提供决策依据。监管业务流程和相关技术流程如下(图1):
图1 城乡规划监管业务流程和相关技术流程
三、遥感数据源选取及数据处理
遥感地观测技术作为城市扩展监测的主要手段,提供了丰富的城市扩展变化数据,该技术在城市扩展监测中的发展趋势主要表现在采用高分辨率、高光谱遥感数据,对光谱特征非常相似的城市地物和人工目标物加以区分和精细分类,以提高城市规划建设变化监测数据的准确性、可靠性和时效性。
(一)遥感数据源选取
陆地卫星空间分辨率最高已达到厘米级,电磁波段也由可见光、近红外波段扩展到热红外、微波波段,从二维观测发展到三维观测,从宏观的区域研究开始向复杂的城市区域研究。
遥感数据源的选择需要考虑的因素非常多,包括价格、空间分辨率、成像时间、波谱分辨率等因素。针对城市规划遥感监测任务,选择合适的遥感数据源是最先要考虑的问题之一,原则上主城区由于建筑物密度较大,地物目标类型多样,通常选用低于1m以下空间分辨率的影像,城市郊区或城乡结合部可选用分辨率在2m左右的数据(见表1)。
为了提高城乡规划建设监管的效率和准确性,结合卫星遥感影像的分辨率和性价比,用于城市规划动态监管性价比比较好的遥感影像数据源组合是:主城区采用高分辨率的IKONOS、QuickBird、GeoEye-1和WorldView2数据,城乡结合部或者规划区范围采用SPOTS数据。
(二)数据处理及信息提取
获取了遥感卫星影像后,首先利用地形图数据对影像进行几何纠正,使得遥感影像的投影方式与地形图、规划图一致,为变化信息提取与分析创造条件;通过配准步骤,使规划所描述的城市功能分区与地理坐标相关联,实现与纠正后的遥感影像数据在同一参考基准下的比对。将配准之后的同一地区的多景影像进行镶嵌工作.使之成为一幅反映被监管区域全貌的完整影像。镶嵌处理之后进行全色影像和多光谱影像数据的融合,为后续的变化信息提取做准备。
在利用遥感技术进行城市规划监管工作中,最核心的图像处理步骤即为遥感图像信息提取与挖掘。通过对城市规划监管业务和技术需求分析,结合城乡规划主管部门的职能和重点工作的要求以及当地实际,确定重点监测目标,例如城市道路、城市绿地、城市水系、城市用地和历史文化名城等。通常监测目标在遥感影像上具有一下几个特征:1.地物光谱特征;2.纹理特征;3.地理空间特征;4.位置分布特征;5.特定空间结构和空间关系。通过以上地物目标特征,选取不同的方法对多时相高分辨率遥感影像进行变化差异图斑提取,并对这些差异实现地物分类。分类结果与各专题规划图进行对比,并辅以实地核查,最终将量化和定位结果上报行政管理部门。针对目前城市规划建设中存在的若干问题:违法建设大量出现、城乡结合部建设混乱、文物毁坏大拆大建、无规则擅自批建等,遥感技术和多时相影像数据成为了一种实时有效的城市规划监管方式。
四、遥感信息模型
遥感技术不仅可以获取直观形象的信息,例如房屋、道路、绿地等,而且可以通过数据挖掘技术提取无形信息,例如建筑容积率、建筑密度、城市大气环境与热岛效应、城市绿地调查、交通流量、城市扩展过程模拟与优化等等。遥感信息模型是用遥感信息和地理信息影像化的方法建立的一种物理数学关系模型。遥感信息模型有助于提高遥感影像利用率,较好的解决大数据量、小信息量的问题,同时也能够对不同城市规划建设目标提供辅助决策信息。遥感信息模型的应用,大大提高了数据采集速度,减少人工采集工作量,是城乡数据进行空间统计分析的基础。因此遥感信息模型是遥感信息研究的重要方面及遥感信息应用的发展方向。
地理信息数据获取方法范文5
关键词:3S技术 海岸带 资源环境 可持续发展
中图分类号:X21 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0145-02海岸带是地球表层岩石圈、水圈、大气圈与生物圈相互交绥、各种因素作用应用频繁、物质与能量交换活跃、变化极为敏感的地带,也是受人类活动影响极为突出的地区。它拥有丰富的生物资源、矿产资源和无穷的动力资源,以及优越的自然环境、便利的交通和特殊的地理位置,致使该地区经济高速发展、人口与经济活动高度集聚,给原本复杂、脆弱的生态环境带来越来越大的压力。在自然因素和人类活动的双重干扰下,海岸带原有的稳定状态遭到破坏,物质组成、空间格局发生了明显变化,资源和环境遭到严重破坏,产生了一系列环境问题,已经成为海岸带可持续发展的障碍性因素。海岸带可持续发展是依靠科技进步,在保护海岸带生态和环境质量不受损害的前提下,合理、有效地开发利用海岸带资源,使其成为既满足当代人的需求、又不对后代人的需求构成危害的发展。因此,采用先进的技术方法,快速获取、动态监测海岸带资源环境变化信息,维护海岸带生态平衡,加强对海岸带资源环境的保护和管理,对该地区人和自然的和谐、可持续发展具有重要的现实意义。
在海岸带资源环境领域,国内外学者作了大量的研究工作,其研究的技术手段也有很多,一些研究成果为海岸带规划与管理起到了积极作用,然而,由于海岸带环境的复杂、多变性,常规的技术方法在资料获取、信息处理等方面具有一定的局限性,已经难以满足当前海岸带资源环境研究领域的工作需求。然而,由地理信息系统(GIS)、遥感(RS)和全球定位系统(GPS)组成的3S技术为全球变化研究提供了主要的数据源和技术手段,对地观测具有宏观、快速、综合、动态和成本低等突出优势,为海岸带的动态监测研究提供了一种方便的现代化方法[1~2]。地理信息系统(GIS)具有强大的空间分析功能,卫星遥感(RS)在大尺度的海岸带资源环境要素的监测中具有无可比拟的优越性,而空间定位技术是保证海上采样、导航的精确定位的利器,3S集成技术充分发挥各自的长处,形成了多功能综合技术系统,可以实现对海岸带海量资源环境数据获取、处理、分析和管理的实时、高效,为该领域的定量化研究提供技术手段。
1 海岸带海量资源环境数据的管理和共享
海岸带资源环境信息是开发和建设海岸带、实现海岸带可持续发展的重要基础。我国各有关部门、科研机构在海岸带资源环境方面做了大量的研究工作,投入了大量的人力、物理和财力,取得了极为丰富的资料和数据,包括历史数据、现实数据和未来数据(如预测数据),尤其是随着数据获取技术手段的进步,除了传统的统计调查、实地勘测等手段,遥感和GPS技术手段的加入致使空间数据量剧增。由于数据采集的分布性、多源性和历史性,海岸带资源环境空间数据具有数据量大、类型复杂和格式多样的显著特征,使这些宝贵的科学数据得不到充分利用,更无法实现数据的共享,造成了很大的浪费,因此有效地组织管理这些空间数据,开展海岸带资源环境信息共享,才能减少重复性投入,打破长期形成的各种数据壁垒,提高资源环境数据的使用效率。GIS的出现很好地解决了这个问题,给海量空间数据的管理提高的新的技术手段,作为计算机软硬件支持下的空间数据管理和综合分析的应用技术系统,是3S技术体系的核心,对于反应地理区域内分布的海岸带资源环境信息可以科学、合理地加以管理,同时具有强大的空间数据统计、空间分析等针功能,曾被世界海岸大会推荐位ICZM的管理工具。早在20世纪80年代加拿大就开始利用GIS技术进行海岸带渔业和海上交通管理,荷兰国际海岸带管理中心在1993年开发了一个初步的海岸带管理系统,我国在九五期间已经开始建立全国性海岸带地理信息系统,用之于海岸带管理、海岸带海洋环境监测评价、海洋渔业管理等。随着网络技术的发展,人们对数据需求已不仅仅局限于本地数据的管理,更多的转向于网络,WebGIS的发展正好迎合了这一需求,使分散的海岸带信息通过网络实现共享。应用3S技术建立海岸带地区遥感、遥测与监测、监控技术体系网络,可以实现大规模、大范围、全天候地采集海岸带资源环境领域的动态实时数据和信息,并高效地进行存储管理和分析,进而实现网络的共享服务。3S技术不仅提高了海岸带数据和信息的使用效率,而且改善海岸带资源环境数据的管理模式。
地理信息数据获取方法范文6
关键词:地籍测量;分析;技术应用
Abstract: Cadastral Survey provides the basis for accurate data, reasonable, standardized, and comprehensive further the establishment of cadastral database and cadastral management system. Cadastral survey the traditional method has been difficult to meet the need of practical work, the modern surveying and mapping technology and method is playing a great role. According to the author's practical experience of cadastral measurement technology is introduced briefly analysis.
Key words: Cadastral Survey; analysis; application
中图分类号:P25
一、现代地籍技术的测量模式
地籍测量专业性强,地籍数据具有法律效力,对数据精度要求高,配套的成果资料现时性强,同步变更需及时。因此,根据地籍测量所特有的专业性,现代测绘技术对于地籍测量来讲,主要有野外数字测量、GPS测量、数字摄影测量与遥感、内业扫描数字化测量4种模式。受环境和技术的约束,这些模式各有优、缺点,但能相互补充,从而实现地籍信息的全覆盖采集。
1.野外数字澜置模式
数字测绘技术充分利用现代信息产业和计算机制图理论发展的最新成果,成为现代测绘的主流。全野外数字测绘产品主要是全野外测绘的基础数字地形图、地籍图,是建立适用于国土、规斯.房产、城建、水利、电力等部门地理信息系统的主要基础信息库来源。地籍也是如此,地籍数据库和地籍管理系统质量的好坏,取决于运用这种测量模式采集的数据。同时如果基础数字测绘产品质量标准较好,可供不同部门使用,避免资金的重复投入。
2.GP8测量模式
GPS本身就是现代测绘技术的一种标志。在现代地籍测量中主要用GPS控制整个测区,以满足精度的需要。随着RTK技术的迅速发展,GPS+RTK技术几乎覆盖整个测量领域。这种测量模式能实时地获取地籍要素坐标信息,能在满足地籍测量高精度的前提下,在作业现场提供经过检验的测量成果,摆脱后处理的负担和外业返工的困扰。GPS―RTK技术卡要有两种方式:
(1)GPS-RTK接收机+测图软件。利用GPS―RTK接收机在野外实地测量各种地籍要素数据,经过GPS数据处理软件进行预处理,按相应的格式存储在数据文件中,同时配绘草图,供测图软件进行编辑成图。GPS-RTK接收机是一种实时、快速、高精度、远距离的数据采集设备。其显著的优点是控制点大大减少,测量效率大大提高。其存在的缺点是必须绘制测量草冈,一些无线电死角和卫星信号死角无法采集数据,必须用全站仪进行补充。
(2)GPS-RTK接收机+全站仪+掌上电脑+测图软件。这种模式将克服集中数字测量模式的缺点,发挥各自的优点,可适应任何地形环境条件和任意比例尺地籍图的测绘,实现全天候、无障碍、快速、高精度、高效的内外业一体化采集地籍信息。
3.数字摄影测量与遥感模式
应用数字摄影测量与遥感模式进行地籍测量前景非常广阔。随着航空航天影像信息获取手段朝着多平台、多时相、多传感器、高分辨率、高光谱和快速机动的方向发展,高分辨率卫星遥感影像将成为地理空间信息获取与更新的主要数据源,以激光测距系统(LIDAR)、激光成像雷达、双天线SAR系统、数字摄像机、GPS/INS为主体的机载三维数字摄影测量系统等多种数据获取手段的迅速发展,不但能完成地籍线划图的测绘,还可以得到各种专题的地籍图,同时利用卫星遥感进行土地资源调查和土地利用动态监测,为快速及时的变更地籍测量作好参照。由于地籍测量的精度要求较高,数字摄影测量主要以大比例尺航空像片为数据采集对象,利用该技术在航片上采集地籍数据,其控制点和目标点主要采用航测区域网法和光束法进行平差,即所谓的空三加密,进而通过专有数字摄影测量的数据处理软件,完成地籍测量的内外业。
4.内业扫描数字化测量模式
用扫描数字化方法对已有地形图或地籍图采集数字化地籍要素数据,而界址点的坐标数据则由之前所述的两种模式测出和计算得到,或把已有界址点的坐标数据输入计算机,然后将这两部分数据叠加,并在数据处理软件的控制下得到各种地籍图和表册。
“准地籍测量”就是近年来出现的内业扫描数字化模式,即在已有的地形图上根据地籍台账实地标绘宗地界址线,划分街道、街坊、调查区及编号,调查宗地座落、地名、门牌号码、房屋结构及层数,标示不清或精度不符时,可待日后做地籍调查和变更填补;这种地籍测量模式的前提条件是要求测区内的地形图或地籍图现时性强,并且具有完备的控制点和目标点。
二、现代地籍测绘技术的基本框架
现代测绘技术是运用到地籍测量中的一些先进的技术和方法,它是融地籍测量外业、内业于一体的综合性作业系统。其最大优点就是在完成地籍测量的同时可建立地籍数据库,并通过一定的途径建立地籍管理系统,为完成“数字国土”工程、实现电子政务和现代地籍管理奠定基础。现代地籍测绘主要是采用自动采集地籍要素的方式,利用全站仪、计算机或PDA采集地籍要素,传输到计算机上,运用专用的地籍数据处理软件,对其进行分析、整理、编辑和入库。其基本流程为:
1.资料分析:对测区已有的地籍数据进行分析,熟悉测区地形,根据本身已有的设备和最终建立地籍数据库的要求确定采用何种测量技术。在资料分析过程中,可以考虑能否使用“准地籍测量”。
2.数据获取:数据获取途径包括两种:第一种是通过上述分析,直接利用已有的资料,如原始的正确的地籍档案资料等;第二种是野外直接采集与收集。数据采集必须根据建立数据库的要求,得到适宜的数据格式。数据获取的内容,包括全要素地形数据、地籍数据、地类数据、控制数据。
3.数据编辑、整理、入库:对于获取的各种数据。按照数据库建库技术要求进行编辑、整理、人库,并进行各种统计、分析、汇总,最终建市地籍数据库,形成地籍管理系统。
三、地籍测量技术的应用
1.RTK 技术在地籍测量中的应用
地籍和测量中应用RTK 技术测定每一宗土地的权属界址点以及测绘地籍图,能实时测定有关界址点及一些地物点的位置并能达到要求的厘米级精度。将GPS 获得的数据处理后直接录入GPS 系统,可及时地精确地获得地籍图。但在影响GPS 卫星信号接收的遮蔽地带,应使用全站仪、测距仪、经纬仪等测量工具,采用解析法或图解法进行细部测量。在建设用地勘测定界测量中,RTK 技术可实时地测定界桩位置,确定土地使用界限范围、计算用地面积。利用RTK 技术进行勘测定界放样是坐标的直接放样,建设用地勘测定界中的面积量算,实际上由PS 软件中的面积计算功能直接计算并进性检核。避免了常规的解析法放样的复杂性,简化了建设用地勘测定界的工作程序。在土地利用动态检测中,也可利用RTK 技术。传统的动态野外检测采用简易补测或平板仪补测法。如利用钢尺用距离交会、直角坐标法等进行实测丈量,对于变通范围较大的地区采用平板仪补测。这种方法速度慢、效率低。而应用RTK 新技术进行动态监测,则可提高检测的速度和精度,省时省工,真正实现实时动态监测,保证了土地利用状况调查的现实性。
2.GIS在地籍测量中的运用
目前GIS 正向着数据标准化、平台网络化、数据多维化、系统集成化、系统智能化和应用社会化的方向发展。互操作地理信息系统是GIS 系统集成的平台, 它实现异构环境下多个地理信息系统及其应用系统之间的通讯协作。基于WWW的GIS (WEB GIS) 是利用Internet 技术在网络上空间信息, 供用户浏览使用, 成为GIS 社会化大众化最有效的途径。面向对象和构件的GIS 是把GIS 功能模块划分为多个标准控件, 完成不同功能, 通过可视化工具集成起来, 形成最终GIS 应用。嵌入式GIS 是将GIS 功能与嵌入式设备,嵌入式操作系统相结合创造更自由随意的GIS应用模式。三维GIS (3D GIS) 目前研究重点集中在三维数据结构的设计优化实现, 立体可视化技术的应用, 三维系统功能和模块设计等方面。数字地球是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重现和认识, 其核心思想是利用数字化手段统一处理地球问题和最大限度地利用信息资源。在GIS 软件开发方面, 更换平台和环境,扩展数据库管理系统、更改一切语言和开发模式。操作平台以原Unix 为主流更换到WindowsNT/ 2000 平台, 后者已成为发展主流。
结束语
随着以数字测绘、全球定位系统、遥感和地理信息系统为代表的现代测绘技术体系的建立,4D产品以及高精度、高效率的新型测绘仪器的出现,地籍测量与现代测绘新技术的结合逐渐紧密,使地籍测绘从理论到实践发生了根本性变化。
参考文献: