大数据时代的地球空间信息学共106页
地球信息科学与技术课件
借助全球定位系统、智能传感器等技术，实现精准播种、施肥、灌溉和病虫害防治等农业生产管理。
精准农业
通过建立农产品质量追溯系统，利用物联网、二维码等技术，实现农产品从生产到销售全过程的质量监控和管理。
农产品质量追溯
04
地球信息科学前沿技术
利用机器学习、深度学习算法处理地球信息数据，实现自动化分析和预测。
通过地球信息科学与技术手段监测环境变化，为环境保护和治理提供决策支持。
灾害监测与减灾
利用遥感、GIS等技术手段进行灾害监测、预警和减灾，降低灾害风险。
城市规划与管理
利用GIS、虚拟现实等技术进行城市规划、设计和管理，提高城市可持续发展水平。
资源调查与评价
利用遥感、GIS等技术手段进行自然资源调查、评价和可持续利用研究。
总结词
GPS技术在智能交通系统中发挥着重要作用，通过实时定位和导航可以优化交通流，提高道路通行效率。
详细描述
GPS技术可以实时监测道路交通情况，包括车流量、道路拥堵等，为交通管理部门提供数据支持。同时，GPS技术还可以用于车辆导航和调度，提高公共交通和出租车等服务的运行效率。
总结词
GPS技术还可以用于智能驾驶和自动驾驶技术的开发和应用。
在使用地理信息数据时，应确保数据的真实性和准确性，不得篡改和伪造数据。
遵守法律法规
03
在使用地理信息数据时，应遵守相关法律法规和政策规定，不得违反法律法规。
06
实践案例分析
总结词：GIS技术在城市规划中发挥了重要作用，通过地理信息系统可以实现城市空间布局、土地利用、交通规划等方面的优化。
总结词：遥感技术是生态环境监测的重要手段，通过卫星遥感数据可以快速获取大范围的环境信息，为环境保护和治理提供科学依据。
西南交通大学2019年952测绘学真题与参考答案
西南交通大学2019年全日制硕士研究生招生考试入学试题试题代码:952试题名称:测绘学一、简答题（10*8=80分）1、何为卫星大地测量学?卫星大地测量学的主要内容及技术特点是什么?卫星大地测量学是利用人造卫星进行精确测量，研究利用这些观测数据解决大地测量学问题的科学。
是现代大地测量学的重要组成部分。
主要内容是:建立和维持全球性和区域性大地测量系统与大地测量框架;快速精确测定全球、区域或局部空间点的三维位置和相互位置关系;利用地面站观测数据确定卫星轨道;探测地球重力场及其时间变化，测定地球潮汐;监测和研究地球动力学(地球自转、极移、全球变化及其他全球和区域地球动力学问题) ;监测和研究电离层、对流层、海洋环流，海平面变化、冰川、冰原的时变。
技术特点:卫星大地测量技术从观测目标可分为以下三种类型:卫星地面跟踪观测;卫星对地观测;卫星对卫星观测。
从卫星大地测量学的性质来分，卫星大地测量可分为几何方法和动力方法。
首先，卫星可作为一-些高空目标，被看成是在大范围内或整个三维网中的坐标框架点。
从不同的地面站上观测卫星或接收卫星的定位信号，利用空间交会法就可确定卫星的位置或地面站的位置，卫星方法的主要优点是它能跨越远距离，可建立地面目标之间长距离的大地测量连接，实现地球框架的长距离尺度和方为控制。
其次，卫星又可看成地球重力场的探测器或传感器。
通过对地球引力场作用下的卫星或相互之间进行跟踪，可以反求地球引力场和其他动力学参数。
利用卫星观测技术确定卫星轨道和精化地面站的坐标是相互作用的，即在利用卫星大地测量方法进行卫星定轨的同时，可精化地面站的地心坐标，还可解算地球引力场、地球自转参数(地球自转、极移)以及相关的动力学参数。
2、在测量平差模型中何为函数模型，何为随机模型，何为模型误差?函数模型:描述观测量与待求未知量间的数学函数关系的模型。
随机模型:描述评查问题中的随机量(观测量)及其相互间统计相关性质的模型模型误差:由于观测量与被观测量之间的数学物理关系经常是不确定的，所建函数模型和随机模型与客观实际总会存在某种差异，这种差异成为模型误差。
地球大数据科学：支持地球可持续发展的信息框架地理空间GIS讲座课件
➢ 可视化、虚拟现实技术
商业平台 ➢ Google Earth ➢ Skyline Globe ➢ Microsoft
Virtual Earth ➢ ArcGlobe ➢ EV-Globe ➢ SuperMap GIS ➢ GeoGlobe ➢ 天地图
科学平台 ➢ Nasa World Wind ➢ JPL Eyes on Earth ➢ RADI/CAS, DEPS
人类命运共同体
跨越：数据、技术、模式、服务
0. 什么是学科
外在建制：知识载体
1. 学会 2. 专业研究机构 3. 各大学的学院、学系 4. 图书资料中心 5. 出版机构
内在建制：知识系统1. 源自别于其他学科的现实问题 2. 基本概念 3. 基本理论 4. 技术、方法体系
目录
CONTENTS
一．数字地球学科发展 二．数字地球方法体系 三．地球大数据支持可持续发展
➢ 影像对比
3. 数字地球平台：JPL Eyes on the Earth
NASA喷气推进实验室（JPL）、加州理工 学院于2010年推出的地球卫星可视化软件
主要功能 ➢ 三维地球浏览的相关功能（平移、缩放、旋转
等） ➢ 动态3D红绿 ➢ 立体天文望远镜模式 ➢ 卫星轨道计算与3D可视化 ➢ 全球变化相关产品数据查询与可视化 ➢ 卫星数据实时更新
0. 概述
Technologies needed for a Digital Earth
➢ Computational Science ➢ Mass Storage ➢ Satellite Imagery ➢ Broadband networks ➢ Interoperability ➢ Metadata
空间大数据概述(共 34张PPT)
四、空间大数据的存储
精确查询
>db.xqpoint.find({"geom.coordinates":[122.53233,52.968872]})
邻域查询
>db.xqpoint.find({"geom.coordinates":{$near:[122,52]}})
>db.xqpoint.find({"geom.coordinates":{$near:[122,52]}}).limit(5)
空间大数据
目录
一、大数据的涵义与研究意义 二、与空间信息和位置相关的大数据 三、空间大数据的应用 四、空间大数据的存储
五、总结
一、大数据的涵义与研究意义
大数据：大型复杂数据集的聚合，这些数据集的 规模和复杂程度常超出目前数据库管理软件和传统 数据处理技术在可接受时间下的获取、管理、检索、 分析、挖掘和可视化能力。
研究大数据的意义：社会变革
2009至今美国政府全面开放了40万联邦政府原始数据集。大数
社会
据已成为美国国家创新战略、国家安全战略、国家IT产业发展战略以 及国家信息网络战略的交叉领域、核心领域。
21世纪数据的价值有可能等同于20世纪的石油，大数据研究使 价值 得人们降低了对因果关系的渴求，而关注相关关系。只需要知道是什 么，而不需知道为什么。这将使得理解现实和做决定的基础也将受到 根本性挑战。
二、与空间信息和位置相关的大数据
轨迹数据
内容：个人轨迹数据、群体轨迹数据、车辆轨迹数据等
特点：数据体量大、信息碎片化、准确性较低、半结构化
出租车轨迹数据示例
二、与空间信息和位置相关的大数据
空间媒体数据
时空大数据时代的地图学
5、结论
5、结论
面向大数据的时空数据挖掘在多个领域具有广泛的应用前景，但也面临着一 些挑战和问题。本次演示对时空数据挖掘的技术、应用领域、挑战和解决方案进 行了综述。针对现有的研究不足和未来可能的研究方向，我们提出以下建议：进 一步深入研究时空数据挖掘算法和模型的性能优化问题；加强时空数据挖掘在实 际应用领域的探索和实践；时空数据隐私保护和安全问题；推动时空数据挖掘技 术的普及和应用。
三、数据展示
在用户体验方面，数据可视化和分析工具如Excel、SPSS等也广泛应用于地 图展示。通过将地图数据导入这些工具，用户可以直观地分析地理数据的分布特 征、趋势和关联性。这有助于用户更好地理解地理现象和解决实际问题。
三、数据展示
总结 时空大数据时代的地图学在数据采集、数据存储和数据展示等方面都发生了 显著的变化。新的技术和方法使得地图数据的获取、存储和展示更加高效、准确 和实时。随着技术的不断发展，我们有理由相信，地图学将在时空大数据时代的 推动下取得更加辉煌的成就。
4、挑战与解决方案
4、挑战与解决方案
4.1数据采集和预处理 时空数据的采集和预处理面临一些挑战，如数据量大、维度高、时空关联复 杂等。为解决这些问题，可以采取以下措施：选择合适的数据源和采集方法，进 行数据清洗和格式转换，建立时空索引机制以提高查询效率。
4、挑战与解决方案
4.2数据挖掘建模 时空数据挖掘建模需要处理的问题包括：如何选择合适的算法和模型，如何 考虑数据的时空关联性，如何提高模型的可解释性和泛化能力等。针对这些问题， 可以采取以下策略：结合实际应用场景选择合适的算法和模型，引入深度学习等 方法以处理复杂的时空关联模式，加强模型评估和解释性分析以提高模型的可信 度和泛化能力。
3、应用领域
地理信息系统空间数据组织与管理课件
THANKS
空间数据特点
具有空间定位性、属性特征性、 空间关系性等特点。
空间数据类型
1 2
3
矢量数据
包括点、线、面等几何要素，具有方向和长度/面积等属性 。
栅格数据
以网格情势表示地理信息，每个网格具有相应的属性值。
数字高程模型
表示地形高程的离散数据，常用于地形分析和可视化。
空间数据组织方式
空间数据库
将空间数据存储在关系型数据库中，通过数据库管理系统进行管理。
文件存储
将空间数据存储在文件中，如Shapefile、GeoTIFF等格式。
散布式存储
将空间数据分散存储在多个节点上，实现数据的散布式管理和访问。
空间索引技术
R树索引
一种用于空间数据索引的树形结构， 能够高效地查询和检索空间数据。
Quadtree索引
Geohash索引
一种基于哈希编码的空间索引方法， 能够实现高效的空间范围查询和检索 。
数据安全
03
SDBMS提供了数据加密、访问控制等安全机制，确保空间数据
的安全性和保密性。
空间数据存储方式
散布式存储
将空间数据分散存储在多 个节点上，以提高数据存 储的可靠性和可扩大性。
矢量数据存储
将矢量数据按照几何特征 进行存储，如点、线、面 等，以实现高效的空间查 询和分析。
栅格数据存储
将栅格数据按照像素或网 格进行存储，适用于图像 、卫星遥感等数据的存储 和管理。
02
它能够处理空间数据，提供地理 信息的可视化表示，并支持空间 决策和计划。
地理信息系统发展历程
01
1960年代
GIS概念的形成和
实验阶段。
02
地球空间信息学与数字地球
地球空间信息学与数字地球李德仁 李清泉 (武汉测绘科技大学)[摘要] 介绍了地球空间信息学和数字地球的概念及它们之间的有机联系,两者的结合给测绘行业所带来的一个极好发展机遇和一系列的挑战。
关键词: 地球空间信息学 空间数据基础设施 空间信息框架1 地球空间信息学地球空信息科学是以全球定位系统(GPS )、地理信息系统(GIS )、遥感(RS )等空间信息技术为主要内容,并以计算机技术和通讯技术为主要技术支撑,用于采集、量测、分析、存贮、管理、显示、传播和应用与地球和空间分布有关数据的一门综合和集成的信息科学和技术。
地球空间信息科学是地球科学的一个前沿领域,是以“3S ”技术为其代表,包括通讯技术、计算机技术的新兴学科,是地球信息科学的重要组成部分,是数字地球的基础。
111 地球空间信息学的理论基础地球空间信息科学的理论框架的核心是地球空间信息机理。
地球空间信息机理作为形成地球空间信息科学的重要理论支撑,通过对地球圈层间信息传输过程与物理机制的研究,揭示地球几何形态和空间分布及变化的规律,主要内容包括:地球空间信息的基准、标准、时空变化、认知、不确定性、解译与反演、表达与可视化等基础理论问题。
(1)地球空间信息基准地球空间信息基准包括几何基准、物理基准和时间基准,是确定一切地球空间信息几何形态和时空分布的基础。
而地球参考坐标系轴向对地球体的定向是基于地球自转运动定义的,地球动力过程使地球自转矢量以各种周期不断变化;另一方面,作为参考框架的地面基准站又受到全球板块和区域地壳运动的影响。
区域定位参考框架与全球框架的连接和区域地球动力学效应问题,是地球空间信息科学和地球动力学交叉研究的基本问题。
(2)地球空间信息标准地球空间信息具有定位特征、定性特征、关系特征和时间特征,它的获取主要依赖于航空、航天遥感等手段。
各种遥感仪器所感受的信号,取决于错综复杂的地球表面和大气层在不同电磁波段的辐射与反射率。
地球空间信息前提是信息的标准化,它作为一种把地球空间信息的最新成果迅速地、强制性地转化为生产力的重要手段,其标准化程度将决定以地球空间信息为基础的信息产业的经济效益和社会效益。
GIS读书报读书报告：地球空间信息学与数字地球告
读书报告：地球空间信息学与数字地球引言：最近有幸拜读了中国科学院院士、中国工程院院士李德仁的文章《地球空间信息学与数字地球》，感觉颇受教益。
李德仁教授，中国科学院院士，中国工程院院士，主要从事地理信息系统、摄影测量与遥感等领域的教学和科学研究工作。
代表成果：高精度摄影测量定位理论与方法；GPS辅助空中三角测量；SPOT卫星像片解析处理；数学形态学及其在测量数据库中的应用；面向对象的GIS理论与技术；影像理解及像片自动解译以及多媒体通信等。
地球空间信息科学(Geo-Spatial Information Science——Geomatics)是以全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、遥感(RS)等空间信息技术为主要内容，并以计算机技术和通讯技术为主要技术支撑，用于采集、量测、分析、存储、管理、显示、传播和应用与地球和空间分布有关的数据的一门综合和集成的信息科学和技术。
地球空间信息科学是以“3S”技术为代表，包括通讯技术、计算机技术的新兴学科。
它是地球科学的一个前沿领域，是地球信息科学的重要组成部分，是数字地球的基础。
美国副总统戈尔在《数字地球——认识21世纪我们这颗星球》的报告中阐述了数字地球的概念。
所谓“数字地球”，可以理解为对真实地球及其相关现象统一的数字化重现和认识。
其核心思想是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会活动诸方面的问题，最大限度地利用资源，并使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们想要了解的有关地球的信息，其特点是嵌入海量地理数据，实现对地球的多分辨率、三维描述，通俗地说就是虚拟地球。
内容概述：叙述了地球空间信息学和数字地球的基本概念。
讨论了地球空间信息学的形成、理论基础和技术体系，以及数字地球的关键技术和应用。
分析了两者的相互关系，提出空间数据基础设施是数字地球的基本建设，发展数字地球为传统测绘行业带来了一个极好的发展机遇和一系列的挑战。
1 地球空间信息学1.1 地球空间信息学的形成空间定位技术、航空和航天遥感、地理信息系统和互联网等现代信息技术的发展及其相互间的渗透，逐渐形成了地球空间信息的集成化技术系统。