3s技术与集成复习资料(公式版)

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。

二、简答题
1、GIS数据采集方式有哪些？GPS采集GIS数据有哪些优势？
答：采集方式包括地图数字化、遥感、航空摄影测量及基于GPS的GIS野外数据采集；
GPS采集GIS数据优势：①GPS提供高精度的空间信息；②GPS与计算机结合，实现空间数据与属性数据同时获取；
③GPS用于GIS的数据采集，速度更快，成本更低；④GPS采集GIS数据缩短更新周期。

2、3s技术的应用定义及应用范围，并举例
答：3S技术集成的应用：测绘制图；环境监测；救灾抢险；交通管理；精确农业；资源清查；国土整治；城市规划及空间决策
定义：3S是遥感（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）的统称。

举例：3S技术在车辆导航与车辆监控系统中的应用；3S技术在海洋资源开发中的应用；3S技术在精细农业发展中的应用；3S技术在土地研究中的应用；3S技术在全球变化研究中的应用
3、遥感图像的分辨率的概念及应用
A、空间分辨率：指像素所代表的的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。

利用搞空间分辨率的遥感卫星可以用于研究如作物估产，土地识别，林火检测等项目
B、波谱分辨率：指传感器探测器件接收电磁波辐射所能区分的最小波长范围。

利用多时段的遥感卫星，可以将地物波谱微弱的差异区分并记录，提高图像的可检测能力
C、时间分辨率：指在同一区域进行遥感采样的时间间隔，即采样的时间频率。

用于评价遥感系统动态监测能力和“多日摄影”系列遥感资料在多时相分析中应用能力。

4、4D产品含义及应用
含义：4D产品是以栅格数据为基本形式，兼容矢量数据，包括数字高程模型（DEM）、数字正射影像（DOM）、数字栅格地图（DRG）、数字线化地图（DLG）
应用：
DOM (数字正射影像图)Digital Orthophoto Map
利用航空相片、遥感影像，经象元纠正，按图幅范围裁切生成的影像4D 效果数据。

它的信息丰富直观，具有良好的可判读性和可量测性，从中可直接提取自然地理和社会经济信息。

DEM (数字高程模型)Digital Elevation Models
数字高程模型是以高程表达地面起伏形态的数字集合。

可制作透视图、断面图，进行工程土石方计算、表面覆盖面积统计，用于与高程有关的地貌形态分析、通视条件分析、洪水淹没区分析。

DRG (数字栅格地图)Digital Raster Graphic
数字栅格地图是纸制地形图的栅格形式的数字化产品。

可作为背景与其他空间信息相关，用于数据采集、评价与更新，与DOM 、DEM 集成派生出新的可视信息。

DLG (数字线划地图)Digital Line Graphic
现有地形图上基础地理要素分层存储的矢量数据集。

数字线划图既包括空间信息也包括属性信息，可用于建设规划、资源管理、投资环境分析等各个方面以及作为人口、资源、环境、交通、治安等各专业信息系统的空间定位基础。

5、惯性导航系统原理
建立一个空间直角坐标系，三个坐标轴分别指向东向e ，北向n 及天顶方向u 。

在三个轴向上分别安装上东向加速计，北向加速计和垂直加速计，测得沿东西方向的加速度a e ，南北方向a n ，沿天顶方向的加速度a u 。

对这三个方向的加速度分别积分得：
dt a t V t V k
t t e e k e ⎰+=0
)()(0
dt a t V t V k
t t n n k n ⎰+=0
)()(0 ①
dt a t V t V k
t t u u k u ⎰+=0
)()(0
欲求得载体在地球的位置：
dt k t t
⎰∙
+=0
0λλλ ϕ
λcos )(h N V e
+=
∙
dt k t t ⎰∙
+=00ϕϕϕ ② h
M V n
+=
∙
ϕ ③ dt h h h k t t ⎰∙
+=0
0 u V h =∙
（为载体的初始位置000,,h ϕλ）
（高程的时间变化率分别表示经度、纬度和
∙
∙∙h ,,ϕλ） （午圈，卯酉圈曲率半径分别表示地球椭球的子N M ,）
由②③得载体的瞬时位置
dt h N V k t t e
⎰
++=0cos )(0ϕ
λλ
dt h
M V k t t n
⎰
++=0
0ϕϕ dt V h h k
t t u ⎰+=0
位置而变化的关系。

位误差随卫星星座几何几何精度因子，表示点时间几何因子高程几何因子平面位置几何因子位置几何因子列的元素行的第为矩阵GDOP GDOP GDOP GDOP GDOP j i Q Q p p ij 2
44
2332
222
112
332
222
11σσσσσσσ==+=++=
6、几何精度因子
2p ·)(σδQ Cov p = 为测距协方差)(p Cov δ
若引入Q 矩阵的符号表示，则
⎥⎥⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=2442432422412342332322
31
224223222221214213212211)(σσσσσσσσσσσσσσσσδp Cov ⎥⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=4443
42
413433323124232221141312
11
q q q q q q q q q q q q q q q q Q 为时钟方差分量为三维方差分量2442442
332222p 22222211211····p p p q q q q σσσσσσσσ==== 根据GDOP 的定义：
∑=
+++==-4
1
2
442332222111)(p
ii p T p q Q Q trace GDOP σ
σσσσ。