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第九章 GIS 新技术与数字地球

地理系 GIS 精品课程. 地理信息系统 Geographical Information System. 第九章 GIS 新技术与数字地球. 目前，地理信息系统中的一些热点问题，包括三维问题、时态问题、数据质量、数据交换与 OGIS 、工程学问题、 WebGIS 、可视化与虚拟 GIS 、面向对象 GIS 、组件化 GIS 以及数字地球等。. Y. X. 第一节 三维和四维 GIS. Y. 三 维. Z. 二 维. X. 纹理. DEM. 坐标 (X,Y)+ 属性 (Z). Z. Y. X. 2.5 维. 纹理. 三维实体对象.

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第九章 GIS 新技术与数字地球

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Presentation Transcript

  1. 地理系GIS精品课程 地理信息系统Geographical Information System 第九章GIS新技术与数字地球

  2. 目前，地理信息系统中的一些热点问题，包括三维问题、时态问题、数据质量、数据交换与OGIS、工程学问题、WebGIS、可视化与虚拟GIS、面向对象GIS、组件化GIS以及数字地球等。目前，地理信息系统中的一些热点问题，包括三维问题、时态问题、数据质量、数据交换与OGIS、工程学问题、WebGIS、可视化与虚拟GIS、面向对象GIS、组件化GIS以及数字地球等。

  3. Y X 第一节 三维和四维GIS Y 三 维 Z 二 维 X

  4. 纹理 DEM 坐标(X,Y)+属性(Z) Z Y X 2.5 维

  5. 纹理 三维实体对象 坐标(Xi,Yi,Zi) Z Z Y Y X X

  6. Z1 Y1 Z2 Y2 T1 X1 Z3 Y3 T2 X3 T3 T X3 添加时间轴(TGIS )

  7. 第二节 WebGIS问题 一、特点： （1）适应性强。适应于不同的软硬件平台，这是基本要求； （2）应用面广。网络功能将使GIS更容易被全社会所接受，真正实现GIS无所不在，无所不能； （3）现势性强。网上发布数据，能真正做到实时更新； （4）维护社会化。数据的采集、输入、分析、发布，将在社会的调节下进行； （5）使用简单。WWW界面留给用户的只是MOUSE的移动。

  8. 二、产生的技术基础 （1）开放GIS的研究——用户可以存取广泛分布在网络上的GIS数据和处理单元 ； （2）关系数据库（RDBMS）和GIS的结合； （3）GIS构件（Component）的开发； （4）互联网（Internet），尤其是万维网（WWW），已经成为GIS的新的操作平台。

  9. 三、WEBGIS的发展 基于主机系统 的GIS软件和应用 两段式“客户-服务器”——完整的GIS系统 “客户-服务器”—— 组件化GIS

  10. 四、主要研究问题 1、网上数据发布——公共网关接口（CGI）；另一种是插入法（Plugins）。前者由服务器向浏览器提供地图图像，但下载后的图像不能再做缩放和查询。后者将地图数据（矢量、栅格）下载到客户机，再由客户机作各种GIS操作。 2、网上数据互操作； 3、网上数据采掘——从业务数据抽取或合成新数据项的过程； 4、网上数据管理。

  11. 第三节 多媒体、可视化与虚拟GIS（VGIS） 目的： 可视化技术是改善操作界面、提高结果可理解性 传统的可视化方法：二维静态地图、交互二维地图、二维+时间地图（时序动画）、三维模型、三维+时间模型（时空动画）。

  12. 根据可视化空间数据来源的不同，可将GIS可视化的任务分为：根据可视化空间数据来源的不同，可将GIS可视化的任务分为： • 现实世界的可视化； • 分析结果的可视化； • 未来规划的可视化； • 预测的可视化。 三维可视化特别是时空动画，对分析结果的可理解性特别有效 。

  13. 虚拟现实（Virtual Reality）是指由计算机生成的一种实时三维空间（称为虚拟现实环境）。用户在这种环境中看到的是全彩色立体景观，听到的是虚拟环境中的音响，感受到的是虚拟环境反馈的作用力。由此，使用户产生一种身临其境的感觉 。

  14. 第四节 组件化GIS 历史地看，GIS软件的发展大体经历了如下历程：GIS模块、集成式GIS、模块化GIS和核心式GIS。 组件化GIS基于标准的组件式GIS平台，各组件之间不仅可能自由、灵活地重组，而且具有可视化的界面和方便的标准的接口。

  15. GIS 模块 空间 模块 基本 模块 统计 模块 统计 模块 扩展 模块 …… …… …… 应用软件—GIS 应用软件—GIS 应用软件

  16. 组件式GIS具有如下特征： （1）高效无缝的系统集成。 （2）无须专门的GIS开发语言。 （3）大众化的GIS。 （4）成本低。

  17. 第五节 数字地球

  18. 一、基本概念 • 数字地球是指以地球作为对象的、以地理坐标为依据，具有多分辨率、海量的和多种数据融合的，并可用多媒体和虚拟技术进行多维(立体的和动态的)表达的，具有空间化、数字化、网络化、智能化和可视化特征的技术系统。 • 数字地球是指整个地球经数字化之后由计算机网络来管理的技术系统。

  19. “对地球的三维多分辨率表示、它能够放入大量的地理数据”。“对地球的三维多分辨率表示、它能够放入大量的地理数据”。 • “数字地球”核心思想有两点， 一是用数字化手段统一性地处理地球问题，另一点是最大限度地利用信息资源。

  20. 构成 • 空间数据 • 文本数据 • 操作平台 • 应用模型

  21. 特点 • 1）“数字地球”的数据具有无边无缝的分布式数据层结构，包括多源多比例尺多分辨率的、历史和现时的、矢量和栅格格式的数据。 • 2）“数字地球”具有一种可以迅速充实的、联网的地理数据库，以及多种可以融合并显示多源数据的机制。 • 3）“数字地球”以图像、图形、图表、文本报告这几种形式分别提供免费或收费的全球范围的数据、信息、知识方面的服务。

  22. 4）“数字地球”中的数据和信息同时也按普通、限制、保密等不同保密等级组织起来的。不同的用户对不同的数据和信息具有不同的使用权限。4）“数字地球”中的数据和信息同时也按普通、限制、保密等不同保密等级组织起来的。不同的用户对不同的数据和信息具有不同的使用权限。 • 5）用户可以以多种方式从“数字地球”中获取信息。

  23. 二、数字地球的基本框架 1.数字地球的特征和性质 • 数字地球的学科性质：数字地球是由地球系统科学与信息科学技术高度综合的学科，是位于两者之间之边缘学科。 • 数字地球的研究对象：是与地球有关的信息理论、信息技术及信息应用模型。

  24. 数字地球的研究方法：侧重运用现代信息技术，包括遥感、遥测、数据库和信息系统、宽带网及仿真与虚拟技术的综合，包括信息化的全部过程。数字地球的研究方法：侧重运用现代信息技术，包括遥感、遥测、数据库和信息系统、宽带网及仿真与虚拟技术的综合，包括信息化的全部过程。 • 数字地球的特色：为地球科学的知识创新与理论深化研究开创了实践条件，为信息技术的研究和开发提供科学试验基地。 • 数字地球的服务对象：为全球、全国、城市、区域、资源、环境、社会、经济续发展、科技与教育、行政及管理等开展全面性的服务。

  25. 数字地球的基础理论 数字地球的技术体系 数字地球的应用领域 　数字地球的框架结构 2.数字地球的基本框架

  26. 三．数字地球的技术基础 １、数字地球的主要技术 (1)信息高速公路和计算机宽带高速网 (2)高分辨率卫星影像 (3)空间信息技术与空间数据基础设施 (4)大容量数据存贮及元数据 (5)科学计算 (6)可视化和虚拟现实技术

  27. ２、数字地球中的“3S”技术 • (1)空间定位(GPS)技术 • (2)航空航天遥感(RS)技术 • (3)地理信息系统(GIS)技术 • (4)“3S”集成技术

  28. 四、数字地球的应用 • (1)数字地球对全球变化与社会可持续发展的作用 • (2)数字地球对社会经济和生活的影响 • (3)数字地球与精细农业 • (4)数字地球与智能化交通 • (5)数字地球与Cybercity • (6)数字地球为专家服务 • (7)数字地球与现代化战争

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