土地资源学拓展知识内容

土资涉及到的其他学科的知识

注:本文回答的问题是我根据大纲及个人经验在各书本上总结的,供参考使用。在此讲一下我背诵专业课的方法:个人认为,背专业课不需要照书一字不漏地背,最重要的是背关键句(也就是一大段里面的第一句话),然后用自己的话对其展开(用自己的话展开前最好看懂书上是怎么展开的)。这样子就可以做到八九不离十,而且大大节省时间以记忆更多的知识点。考试的时候也建议这么做,针对简答题和论述题很有用。

《遥感》

RS:遥感,即遥远感知,是在不直接接触的情况下,对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术。

监督分类与非监督分类

(一)监督分类:首先根据已知的样本类别和类别的先验知识,确定判别函数和相应的判别准则,其中利用一定数量的已知类别的样本的观测值求解待定参数的过程称之为学习或训练,然后将未知类别的样本的观测值代人判别函数,再依据判别准则对该样本的所属类别作出判定。

监督分类的主要步骤:

(1)确定感兴趣的类别数。首先确定要对那些地物进行分类,这样就可以建立这些地物的先验知识

(2)特征变换和特征选择。根据感兴趣地物的特征进行有针对性的特征变换,变换之后的特征影像和原始影像共同进行特征选择,以选出既能满足分类需要,又尽可能少参与分类的特征影像,加快分类速度,提高分类精度。

(3)选择训练样区。训练样区指的是图像上那些已知其类别属性,可以用来统计类别参数的区域。因为监督分类关于类别的数字特性都是从训练样区获得的,所以训练样区的选择一定要保证类别的代表性。训练样区选择不正确便无法得到正确的分类结果。训练样区的选择要注意准确性、代表性和统计性三个问题。

(4)确定判别函数和判别规则。一旦训练样区被选定后,相应地物类别的光谱特征便可以用训练区中的样本数据进行统计。

(5)根据判别函数和判别规则对非训练样区的图像区域进行分类。这步结束之后完成了监督分类的主要工作——分类编码。

(二)非监督分类:是指人们事先对分类过程不施加任何的先验知识,而仅凭遥感影像地物的光谱特征的分布规律,即自然聚类的特性进行“盲目”的分类。其分类的结果只是对不同类别达到了区分,但并不能确定类别的属性。其类别的属性是通过分类结束后目视判读或实地调查确定的。非监督分类也称聚类分析。

非监督分类的主要步骤:

(1)设定分类判定方法参数、分类数

(2)设定初始分类中心

(3)将各个像元归入设定的各类中

(4)计算各类的新中心值

(5)比较前后中心值是否一致:不一致,调整各类中心及值域;一致,分类图像输出。

几种常用的非监督分类方法:K-均值聚类法、ISODATA算法聚类分析、平行管道法聚类分析。

遥感影像信息提取方法

1.目视判读法:使用眼睛目视观察,借助一些光学仪器或在计算机显示屏幕上,凭借丰富的判读经验、扎实的专业知识和手头的相关资料,通过人脑的分析、推理和判断,提取有用的信息。

目视判读的方法:

(1)直接判读法:依据判读标志,直接识别地物属性。

(2)对比分析法:与该地区已知的资料对比,或与实地对比而识别地物属性;或通过对遥感图像不同波段、不同时相的对比分析,识别地物的性质和发展变化规律。

(3)逻辑推理法:根据地学规律,分析地物之间的内在必然分布规律,由某种地物推断出另一种地物的存在及属性。

2.计算机分类:利用计算机对地球表面及其环境在遥感图像上的信息进行属性的识别和分类,从而达到识别图像信息所相应的实际地物,提取所需地物信息的目的。

《地理信息系统》

GIS:地理信息系统,是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统,该系统设计来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。DEM:数字高程模型,是通过有限的地形高程数据实现对地面地形的数字化模拟。DTM:数字地形模型,是用数字化的形式表达的地形信息。

栅格数据和矢量数据的区别

(1)栅格数据的优缺点:

优点为数据结构简单,便于空间分析和地表模拟,现势性较强;

缺点为数据量大,投影转换比较复杂。

(2)矢量数据的优缺点:

优点为数据结构紧凑、冗余度低,有利于网络和检索分析,图形显示质量好、精度高;

缺点为数据结构复杂,多边形叠加分析比较困难。

(3)两者比较:

栅格数据操作总的来说容易实现,矢量数据操作则比较复杂;栅格结构是矢量结构在某种程度上的一种近似,对于同一地物达到于矢量数据相同的精度需要更大量的数据;在坐标位置搜索、计算多边形形状面积等方面栅格结构更为有效,而且易于遥感相结合,易于信息共享;矢量结构对于拓扑关系的搜索则更为高效,网络信息只有用矢量才能完全描述,而且精度较高。对于地理信息系统软件来说,两者共存,各自发挥优势是十分有效的。

《测量学》

DOM:数字正射影像图,是利用数字高程模型,对数字化航空影像或者遥感图像,经逐个像元进行投影差改正后,按照影像镶嵌,依据图幅范围裁剪而成的影像数据。

DRG:数字栅格地图,是纸质地形图的数字化产品,可由纸质地形图经扫描、纠正、图像处理后生成,或由地形图制图数据栅格化处理生成。

DLG:数字线划地图,是与现有线划基本一致的各地图要素的矢量数据集,且保存各要素间的空间关系和相关的属性信息。

地籍测量:是为获取和表达地籍信息所进行的测绘工作。

地籍调查:是遵照国家的法律规定,对土地及其附着物的权属、数量、质量和利用现状等基本情况进行的调查。

大地水准面:处于静止状态的平均海水面向内陆延伸所形成的封闭曲面。

地图投影:将地球椭球面上的点投影到平面上的方法成为地图投影。

《GPS》

GPS:全球定位系统,是利用人造地球卫星进行点位测量导航技术的一种。

GPS测量的误差来源

1.与GPS卫星有关的误差

(1)卫星钟差

在GPS测量中,要求卫星钟与接收机钟保持严格同步。实际上,尽管GPS卫星均设有高精度的原子钟,但它们与理想的GPS时之间仍存在着难以避免的偏差或漂移。

(2)卫星轨道误差

卫星在运行中要受到多种摄动力的影响,估计与处理卫星的轨道误差一般比较困难,而通过地面监测站又难以充分可靠地测定这些作用力并掌握它们的作用规律,卫星的轨道误差是当前利用GPS定位的重要误差来源之。

2.与卫星信号传播有关的误差

(1)电离层折射的影响

GPS卫星信号和其他电磁波信号一样当其通过电离层时,将受到这一介质弥救特性的影响,使信号的传播路径发生变化。

(2)对流层折射的影响

由于对流层的介质对GPS信号没有弥散效应,所以可认为其群折射率与相折射率相等。对流层折射对观测值的影响可分为干分量与湿分量两部分。

(3)多路径效应影响

所谓多路径效应,即接收机天线除直接收到卫星的信号外,尚可能收到天线周围地物反射的卫星信号。

3.与接收设备有关的误差

(1)观测误差

这类误差包括观测的分辨误差和接收机天线相对测站点的安置误差。

(2)接收机的钟差

接收机的钟差是接收机钟与卫星钟之间存在同步差。

(3)天线的相位中心偏差

天线的相位中心随着信号输人的强度和方向不同而有所变化,即观测时相位中心的瞬时位置(一般称相位中心)与理论上的相位中心将有所不同。

4.其他误差来源

除上述三类误差的影响外,还有其他一些可能的误差来源,如地球自转以及相对论效应对GPS测量的影响

3S

GPS主要被用于实时、快速地提供目标,包括各类传感器和运载平台的空间位置;

RS用于实时地或准时地提供目标及其环境的语义或非语义信息,发现地球表面上的各种变化,及时地对GIS进行数据更新

GIS则是对多种来源的时空数据进行综合处理、集成管理、动态存取,作为新的集成系

统的基础平台,并为智能化数据采集提供地学知识。

GIS/GPS的集成:利用GIS中的电子地图和GPS接收机的实时差分定位技术,可以组成GPS+GIS的各种电子导航系统,用于交通、公安侦破、车船自动驾驶,也可以直接用GPS 方法来对GIS实时更新。

GIS/RS的集成:遥感是GIS重要的数据源和数据更新的手段,而GIS则是遥感中数据处理的辅助信息,用于语义和非语义信息的自动提取,二者的集成主要用于变化监测和实时更新。

GPS/RS的集成:遥感中的目标定位一直依赖于地面控制点,如果要实时地实现无地面控制的遥感目标定位,则需要将遥感影像获取瞬间的空间位置和传感器姿态用GPS方法同步记录下来。

3S技术在土地管理中的具体应用

1 土地资源调查传统土地资源调查模式下,采取人工手动方法,开展调查工作,调查速度较慢,需消耗的时间很长,调查效率低下。不仅会消耗大量的资源,而且无法提高土地资源管理效益。应用3S 技术,比如GPS 技术,进行空间数据采集以及实时定位,提高了资源调查工作的效率。除此之外,应用RS技术,获得资源现状的遥感影像,为调查人员提供精准度较高的数据。GIS技术的应用,支撑空间分析和数据统计等工作的开展,优化了调查工作程序,增强了人员在土地资源统计和评价等方面的交流。

2 土地勘测定界现代土地资源管理工作中,3S 技术的应用,使得土地勘测定界工作的质量和效率得以提升,弥补了传统技术的不足。在实际应用中,结合运用GPS技术、RS 技术以及GIS技术,能够为勘测人员提供精准快速的全球地理信息精准定位服务,提供高精度水平的地理位置三维坐标,整体提升信息采集的精准性以及正确性。随着技术水平的提升,在土地管理中,3S 技术的自动化优势较为明显,能够实时更新数据库信息,保证土地信息数据的质量,提升数据的精确性,使得地理勘测定界信息采集工作人员,能够及时掌握地理信息变化情况,为相关管理部门实施土地管理,提供高质量的土地信息。

3 土地动态监测在土地资源管理工作中,资源动态监测是重点内容。随着土地管理工作要求的不断提升,对资源动态化监测,有着更高的要求。采取传统的监测手段,已经无法达到当前工作的要求和标准。而3S 技术的应用,弥补了传统技术动态监测不足的缺陷,提高了监测工作的水平和质量。在土地资源动态监测中,应用3S技术,增强了监测的实时性。基于调查数据,结合运用GPS和RS技术,能够快速采集需要的空间信息,掌握土地变化情况。

4 土地执法检查在土地执法检查中,3S 技术的应用,起到了积极的作用。比如,应用基于3G 和嵌入式GIS的土地移动执法监察系统,构建数据在线分析展示系统和土地执法监管业务管理系统以及移动执法子系统,形成完善的执法管理系统。在具体利用中,数据在线分析系统,主要负责发布数据,提供在线查询和分析以及数据挖掘等服务。利用土地执法监管系统,能够实现对执法业务的全过程监控、汇总以及分析,具有土地巡查员管理以及巡查路线汇总分析等功能。利用移动执法系统,能够为土地巡查员,提供工作支持,具有各类违法用地的监管工作实时地图和监管任务等功能模块,满足不同工作需求,提高了工作效率。除此之外,结合运用RS 技术和GIS 技术,能够精准把控被监测区域的土地利用变化情况,借助GIS 技术,将现实世界抽象为层面组合,以地理坐标或者空间位置等形式,将各类数据,输入到计算机系统内,实现存储和更新等功能,描述和分析以及模拟各类空间事物、关系等。为执法工作的开展,提供了土地利用变化信息。

5 3S技术的应用总结在土地管理工作中,应用3S 技术,能够为相关工作的开展,提

供极大的帮助。为保证技术作用的有效发挥,必须要结合工作实际,选择相应的技术及其配套设施,制定完善的技术应用计划,提高技术应用水平。具体实施的过程中,严格按照技术要求和规范执行,保证技术的应用质量和效率。

《地图学》

普通地图:是以相对平衡的程度表示地表最基本的自然和人文现象的地图。

专题地图:是根据专业的需要,突出反映一种或几种主题要素的地图。

高斯—克吕格投影:等角横切椭圆柱投影。

性质:(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)投影具有等角性质;

(3)中央经线投影后保持长度不变。

地图制图的方法

一、选取

1.资格法:是以一定的数量或质量标志作为选取的标准而进行选取的方法。

2.定额法:是规定出单位面积内应选取的制图物体的数量而进行选取的方法。

二、概括

1.制图物体的形状概括:删除制图对象图形的不重要的碎部,保留或适当夸大其重要特征,使制图对象构成更具有本质特性的明晰的轮廓。

2.制图物体数量特征的概括:指的是物体的长度、面积、高度、深度、坡度、密度等可以用数量表达的标志的选取。

3.制图物体质量特征的概括:指的是决定物体性质的特征。

三、定位优先级

随着地图比例尺的缩小,地图上的符号会发生占位性矛盾,比例尺越小,这种矛盾就越突出,编图时通常采用舍弃、移位和盖压的手段来处理,因此,要制定更加严密和具体的具有逻辑推理性的规则,这就是定位优先级。

四、地图符号矩阵

编图时对符号的争位矛盾大概采用三种方式来处理:舍弃、移位、压盖。为了便于在计算机制图中处理图面上发生的符号占位矛盾,保留符号间的拓扑关系,可以通过按其重要程度编码的方法,组成符号矩阵,在相应的交点上标记其处理方式。

地图设计的基本程序

1.确定地图的用途和对地图的基本要求

确定地图的用途是设计地图的起点,是确定地图类型的依据。横向制图任务通常在委托书中并不具有对地图在专业技术方面的要求,为此,承担任务的编辑,在接受制图任务后首先是要同有关方面充分接触,从确立地图的使用方式、使用对象、使用范围人手,就地图的内容、表示方法、出版方式、价格等同委托单位充分交换意见。

对于地形图,地图的用途和对地图的要求在规范中都有明确规定,不需要上述过程

2.分析已成图

为了使设计工作有所借鉴,在接受任务之后,往往先要收集- 些同所编地图性质上相类似的地图加以分析,明确其优点和不足,作为设计新编地图的参考。

3.研究制图资料

没有高质量的资料,就不可能生产出高质量的地图。地图生产中的资料工作包括收集、

整理、分析评价、选择制图资料等多个环节,首先是收集和整理制图资料,在经过初步分析后就要研究制图区域的地理情况,在掌握了制图区域的特点以后再反过来分析、评价和选择制图资料。

4.研究制图区域的地理情况

制图区域是地图描绘的对象,要想确切地描述它,必须先深刻地认识它。研究制图区域就是要认识制图区域的地理规律,这对以后的多项设计都有意义。

5.设计地图的数学基础

包括设计或选择一个适合于新编地图的地图投影(确定变形性质、标准纬线或中央经线的位置、经纬线密度、范围等),确定地图比例尺和地图的定向等。

6.地图的分幅和图面设计

当地图需要分幅时进行分幅设计。图面设计则是对主区位置、图名、图廓、图例、附图等的设计。国家基本比例尺地形图不需要进行分幅和图面设计

7.地图内容及表示方法设计

根据地图用途、制图资料及制图区城特点,选择地图内容,它们的分类、分级,应表达的指标体系及表示方法,针对上述要求设计图式符号并建立符号库。

8.各要素制图综合指标的确定

制图综合指标决定表达在新编地图上的地物的数量及复杂程度,是地图创作的主要环节。

9.制图工艺设计

在常规制图条件下,成图工艺方案较多,需根据地图类型、人员、设备、资料情况选择不同的工艺过程。

在计算机制图条件下,制图过程是相对稳定的,在制图硬件、软件及输人、输出方法选定后,基本上不需要进行过程设计。

10.样图试验

以上各项设计是否可行,其结果是否可以达到预期目的,常常要选择个别典型的区域做样图试验。

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