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空間信息技術原理及其應用(下冊) 版權信息
- ISBN：9787030476296
- 條形碼：9787030476296 ; 978-7-03-047629-6
- 裝幀：暫無
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
空間信息技術原理及其應用(下冊) 內容簡介
《空間信息技術原理及其應用》（下冊）是繼本書上冊系統闡述空間信息技術原理之后、圍繞該技術門類各種應用而展開敘述的高等院校相關專業的研究生教材。本書上冊闡述空間信息技術原理已有大量的前人成熟研究成果與經典基礎理論作為依據與參考，下冊敘述這門技術的實際應用則帶有編著者們更多的討論、探索創新的內容，包括：空間信息技術應用方法論的總結、帶有負權重的災害評估、信息熵理論用于地震前兆信息評估、基于條件溫度指數的農業干旱遙感監測、準確農業的實施模式、山崩土石方量估算、智慧城市的技術內涵與實施、大面積高精度網格坐標系統布設及索引、基于云端計算技術的全臺灣地區地區1m（米）網格快速搜索、經緯度與大地XY坐標高精度快速轉換、車輛信息化管理等等，其中有部分技術屬于原創性的創新，并已經投入實際應用，在靠前上已產生較大學術影響。
空間信息技術原理及其應用(下冊) 目錄
目錄
序一
序二
前言
第1章空間信息技術應用總論1
1.1空間信息技術基本功能分析1
1.2空間信息技術的主要應用領域7
1.3空間信息技術應用方法論8
1.4空間信息技術應用中常用的統計學知識21
1.5空間信息數據庫建設28
1.6空間信息技術應用系統建設34
本章小結38
思考題39
參考文獻40
第2章應用模型與相關技術41
2.1綜述41
2.2權重確定模型43
2.3相似距模型53
2.4聚類模型57
2.5預測模型61
2.6資源環境專用模型68
本章小結74
思考題75
參考文獻76
第3章資源管理77
3.1國土資源調查77
3.2土地資源質量評價88
3.3土地規劃92
3.4土地整理98
3.5土地沙漠化與石漠化監測103
3.6水資源管理107
3.7資源管理中遙感技術兩個關鍵技術的應用114
本章小結123
思考題124
參考文獻125
第4章土地資產管理126
4.1地籍管理126
4.2土地分等定級136
4.3土地市場管理139
4.4“一張圖”管地（“三圖合一”）145
4.5土地資產管理信息系統建設164
本章小結169
思考題170
參考文獻171
第5章精確農業172
5.1精確農業基本理念172
5.2精確農業主要技術環節179
5.3精確農業信息獲取的兩項關鍵技術184
5.4精確農田管理188
5.5精確農業綜合應用192
5.6精確農業技術延伸及展望200
本章小結202
思考題204
參考文獻204
第6章農業與生態環境宏觀管理206
6.1作物長勢監測與估產206
6.2農產品物流管理216
6.3農作物病蟲害與動物疫情監測與管理219
6.4作物品種試驗與推廣226
6.5特殊違禁作物種植監測229
6.6生態環境監測231
6.7海洋遙感簡介241
本章小結243
思考題245
參考文獻245
第7章防災與減災247
7.1概述247
7.2氣象災害251
7.3泥石流災害259
7.4旱災272
7.5地震280
7.6防災救災的主要措施292
本章小結294
思考題295
參考文獻296
第8章城鄉信息化建設297
8.1城鄉信息化綜述297
8.2城鄉信息系統基本硬件設備以及數據庫系統302
8.3智慧城市317
8.4應急聯動管理系統330
8.5智慧型的城鄉建設規劃335
本章小結344
思考題345
參考文獻346
第9章綠色節能智能運輸347
9.1交通運輸問題與解決策略347
9.2智能型運輸系統349
9.3交通地理信息系統355
9.4云計算技術條件下空間數據的網格化處理360
9.5交通網絡路段化管理368
9.6車隊管理系統376
本章小結383
思考題384
參考文獻385
第10章空間信息技術發展展望386
10.1空間信息技術的社會需求與社會驅動386
10.2空間信息技術及其相關技術的發展現狀391
10.3空間信息技術的發展前沿與發展趨勢397
10.4發展空間信息技術面臨的任務400
10.5自由文化的創造力403
10.6空間信息技術發展歷程的啟示404
本章小結406
思考題407
參考文獻407
彩圖
序一
序二
前言
第1章空間信息技術應用總論1
1.1空間信息技術基本功能分析1
1.2空間信息技術的主要應用領域7
1.3空間信息技術應用方法論8
1.4空間信息技術應用中常用的統計學知識21
1.5空間信息數據庫建設28
1.6空間信息技術應用系統建設34
本章小結38
思考題39
參考文獻40
第2章應用模型與相關技術41
2.1綜述41
2.2權重確定模型43
2.3相似距模型53
2.4聚類模型57
2.5預測模型61
2.6資源環境專用模型68
本章小結74
思考題75
參考文獻76
第3章資源管理77
3.1國土資源調查77
3.2土地資源質量評價88
3.3土地規劃92
3.4土地整理98
3.5土地沙漠化與石漠化監測103
3.6水資源管理107
3.7資源管理中遙感技術兩個關鍵技術的應用114
本章小結123
思考題124
參考文獻125
第4章土地資產管理126
4.1地籍管理126
4.2土地分等定級136
4.3土地市場管理139
4.4“一張圖”管地（“三圖合一”）145
4.5土地資產管理信息系統建設164
本章小結169
思考題170
參考文獻171
第5章精確農業172
5.1精確農業基本理念172
5.2精確農業主要技術環節179
5.3精確農業信息獲取的兩項關鍵技術184
5.4精確農田管理188
5.5精確農業綜合應用192
5.6精確農業技術延伸及展望200
本章小結202
思考題204
參考文獻204
第6章農業與生態環境宏觀管理206
6.1作物長勢監測與估產206
6.2農產品物流管理216
6.3農作物病蟲害與動物疫情監測與管理219
6.4作物品種試驗與推廣226
6.5特殊違禁作物種植監測229
6.6生態環境監測231
6.7海洋遙感簡介241
本章小結243
思考題245
參考文獻245
第7章防災與減災247
7.1概述247
7.2氣象災害251
7.3泥石流災害259
7.4旱災272
7.5地震280
7.6防災救災的主要措施292
本章小結294
思考題295
參考文獻296
第8章城鄉信息化建設297
8.1城鄉信息化綜述297
8.2城鄉信息系統基本硬件設備以及數據庫系統302
8.3智慧城市317
8.4應急聯動管理系統330
8.5智慧型的城鄉建設規劃335
本章小結344
思考題345
參考文獻346
第9章綠色節能智能運輸347
9.1交通運輸問題與解決策略347
9.2智能型運輸系統349
9.3交通地理信息系統355
9.4云計算技術條件下空間數據的網格化處理360
9.5交通網絡路段化管理368
9.6車隊管理系統376
本章小結383
思考題384
參考文獻385
第10章空間信息技術發展展望386
10.1空間信息技術的社會需求與社會驅動386
10.2空間信息技術及其相關技術的發展現狀391
10.3空間信息技術的發展前沿與發展趨勢397
10.4發展空間信息技術面臨的任務400
10.5自由文化的創造力403
10.6空間信息技術發展歷程的啟示404
本章小結406
思考題407
參考文獻407
彩圖
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空間信息技術原理及其應用(下冊) 節選
第1章空間信息技術應用總論 空間信息技術是在定量化的二維或三維空間中描述自然現象，以及各種物件存在、模擬其演化過程并分析其發生發展規律的技術。任何客觀存在的物件以及自然現象都在時空系統中有其時空坐標，它們的演化在時空系統中有其時空軌跡或規律。精確獲取這些時空坐標、掌握它們的時空軌跡，在可能條件下預測其發展，是研究自然現象、社會現象的核心內容之一，而研究這些現象都需要空間信息技術的支持。由此可以看出，空間信息技術具有極其廣泛的應用范圍，幾乎覆蓋了所有的自然科學領域以及一部分社會科學領域，成為這些領域的一個重要研究手段及工具。 空間信息技術應用是一個跨學科的極其廣闊、豐富并且還在不斷發展的知識領域。作為《空間信息技術原理及其應用》的下冊——應用篇的開始，這里需要回顧本書上冊敘述的內容，歸納與總結現代空間信息技術所提供的基本功能，補充必要、常用的相應知識，特別是對于應用方法論做出較系統的論述，為全書敘述該項技術在各個領域的應用做出必要的鋪墊。由于空間信息技術內容非常豐富、技術體系相互交叉、技術功能發展又很快，將所有內容涵蓋是不可能的，這里只能簡要介紹一個初步的技術內容體系。 1.1空間信息技術基本功能分析 1.1.1空間信息技術基本功能 1. 空間信息自動采集技術 1） 影像數據 地面影像數據的采集主要由遙感技術完成。遙感采集影像數據主要通過衛星、飛機、無人機三種傳感器載體攝影，使用的電磁波頻道主要包括可見光（0.38~0.78μm)、近紅外（0. 78～3μm）、中紅外(3～8μm)、熱紅外(8～12μm)、微波(0. 3～100cm)；電磁波類型包括一般電磁波、激光(laser)；衛星遙感的四種分辨率分別是：空間分辨率，又分為高分辨率(0.2～5m)、中分辨率(10 --30m)、低分辨率(250～1000m)三種；光譜分辨率，在可見光至近紅外范圍內可達到8nm；輻射分辨率*高可達212量級(MODIS)；時間分辨率可達4景/d(NOAA)。 2)點位數據 地面離散點位數據的測量采集主要由全球定位系統( GPS)完成，傳統的大地測量已經逐漸被GPS所取代。GPS是包括時間數據在內的三維空間數據測量系統，其測試水平坐標的精度可達20m，高程坐標的精度可達30m；差分式全球定位系統(DGPS)測試點位三維坐標的度可達1. 0mm；時間響應可在1秒以內，可將設備設置在飛機或汽車上測量作業；報時的誤差可在±5.0×10_8 s/a以內。GPS或DGPS采集的點位數據可直接在軟件支持下成圖。 3)地圖或遙感影像矢量化 在相應軟件支持下，將紙質地圖或遙感影像的空間數據自動矢量化，按照地形地物、土地覆蓋類別、土地屬性類別等空間信息按照點、線、面以及相應屬性分層存儲，生成數據庫。 2．空間數據處理主要性能 空間信息通常用影像的像元數據和數字地圖的點位坐標數據表現，因而空間數據處理分為影像數據處理和圖形點位數據處理。 1)影像數據處理 空間信息技術對于遙感影像數據處理主要提供以下性能。 (1)輻射校正(radiation correction)，主要是對大氣多種輻射效應的校正，包括傳感器校正、地形輻射校正、地物反射率校正以及去云校正等。 (2)幾何校正，主要是對大氣以及地形、地表曲率、遙感平臺姿態和航速航向變化帶來的像元點位偏差進行校正。 (3)激光雷達(LIDAR)數據處理，激光雷達獲取的點云數據，即孤立的三維點坐標數據，結合地面其他信息數據，經過相應的軟件處理，可變為表現各個地物的三維數據。 (4)影像埔強(image enhancement)，對單幅黑白影像灰度進行拉伸變換，以求增大表達信息的反差，突出信息顯示的層次。 (5)主成分分析(PCA)，又稱K-I．變換，是將同一地區多幅不同波段或不同成像機制的遙感影像數據進行重新組合編制，將主要信息數據集中在前幾個分量中，使用時可以舍棄后面幾個分量，以達到減少數據冗余的目的。 (6)影像鑲嵌(image mosaic)，主要是指對多景影像進行幾何和色調配準，以求較協調一致地相互拼接，形成一整幅覆蓋大面積地區的影像。 (7)影像數據融合(data fusion)，主要是指對一個地區多種來源的遙感影像數據，包括對成像機制不同的影像進行適當變換，生成一套影像數據提供使用，以求發揮各自遙感機制的技術優勢，*大化地表達有效信息。 2)圖形點位數據（坐標數據）處理 (1)幾何校正。將數字地圖中點、線、面各坐標點位批量、整體地校正到正確的點位數據上來。 (2)數據整理。將空間數據庫中數據文件的冗余數據進行整理，壓縮數據存儲空間。 (3)離散樣本點數據插值處理，包括一維線插值和二維面插值。將一維離散、斷續的時間系列數據經插值，生成連續的時間系列變化曲線數據；或者將二維離散分布的點位屬性信息數據經插值，生成連續的二維分布曲面數據，提供研究使用。 3)影像與圖形數據的格式轉換 (1)數據投影方式(projective mode)轉換。這里包括影像數據和坐標數據的投影方式轉換經緯度坐標與大地(X，Y)坐標的轉換。 (2)影像數據格式轉換。 (3)坐標數據中矢量格式數據與網格格式數據的相互轉換。 (4)圖形數據的格式轉換，主要是指來自不同GIS平臺數字化地圖的數據進行格式轉換，以求數據共享。 3．空間分析與信息挖掘的主要功能 (1)影像數據濾波(data filtering)。依據傅里葉信號分解(Fourier signal decomposi-tion)與變換理論，使用離散數據卷積(convolurion)計算對遙感影像數據進行解析，以提取某種影像信息，包括物件或地理現象的邊界。 (2)圖像分類(image classification)。其包括監督分類(superwsedclassification)與非監督分類( unsupervisedclassification)，分類結果用于地理現象以及地物的識別。這一方面的計算機遙感系統功能模塊種類繁多，依據的技術原理多種多樣，使用較多、較為普遍的分類方法有：面向對象(obj ect-oriented)的圖像分類、*大似然法(method of maximumlikelihood)分類、支持向量機(SVM)分類、灰度直方圖(grey level histogram)貧析聚類等。分類的結果可以用線劃圖形式表示，生成矢量格式數據，直接與地理信息系統銜接。 (3)遙感測量(RS survey)。其包括大面積自動測量地表的（包括水面）溫度、濕度、山體坡度、水體含沙量、大氣污染度、道路交通流量、地表植被生物量(biomass)分布，以及發現地面點狀異常物件等。 (4)圖譜(atlas)系列分析（參見本書7.4.3小節）。根據遙感時間序列圖像(1imesequence image)，分析判斷某種地理現象，如旱災、沙塵暴等時空演化過程的信息。該種分析是在建立特征空間的基礎上，使用遙感序列影像數據形成散點圖，運用相應模型對散點圖(scatter diagram)進行分析，從而挖掘地理現象演化信息。此外，還可以使用遙感多年長時間序列的影像數據，提取地物反射光譜特征數據，如NDVI，分析提取大面積、長時間的生態環境變化信息。 (5)變化信息提取。根據兩景不同時相的遙感影像或一景遙感影像與另一時相的一幅數字地圖，分析、提取土地利用或地理現象分布變化的信息，包括是否變化、從何種地類變為何種地類，統計變化面積。 (6)全球時空信息檢索。使用全球定位系統酌便攜式用戶接收器，在任何地點、任何時刻都可以獲取接收器所在位置的高精度點位數據，即地理坐標——經緯度或大地坐標(X，Y)數據，以及準確即刻時間。全球定位系統的用戶接收器可以裝置在汽車或飛機上進行連續點位測量，測量數據自動存儲在數據庫中，或連接在GIS平臺輸入端，自動顯示在電子地圖上或由GIS進行實時處理。 (7) GIS地理信息檢索。使用GIS平臺可實現圖文互訪，即在電子地圖上任意指定一點，系統可給出該點的各種屬性信息，包括地名、用地類型、權屬狀況、地理資源狀況等；反過來，用戶給出某個地名或某個需檢索信息的線索，如醫院、某土壤pH閾值(thresholdvalue)內的地塊，系統立即檢索出相應的地理位置。(8)數字地圖編輯。用戶操縱計算機鼠標相應設備，對顯示在電子屏幕上的任意一個物件或地塊進行修改、增刪，包括三維的修改、編輯(見于參與式GIS——ParticipantGIS)。修改后的地圖數據存人數據庫。 (9)地形、地貌(morphology)分析。根據DEM數據或數字等高線數據，測算各點位坡度、坡向；劃分河流流域、集水區邊界；生成地圖上指定直線或曲線的地表垂直剖面(vertical section)；分析地表（地貌）粗糙度(roughness)；測算土地平整土石方(cubicmeter of earth and stone)工程量；生成地形j維立體圖(three dimensional stereogram)。 (10)緩沖區(buffer)分析。根據數字地圖，對指定點、線或面狀地物生成該地物周邊閉合區域，這一閉合區域內任意一點與指定點、線、或面狀地物的距離小于指定閾值，這個閉合區域就稱為指定點、線或面狀地物的緩沖區。GIS平臺可以對緩沖區內覆蓋的各地類地物檢索分析其種類、面積等信息。 (11)路網(road network)分析。在顯示交通道路網絡的電子地圖上用鼠標表明出行的起點與終點，系統自動分析出沿道路的*短路徑，如果給出某種條件，如避免交通堵塞、時間*快，或安全性*優，系統還可給出*優路徑。 (12)管網(pipe network)分析。根據自來水或天然氣管網的管道直徑、閥門布設及水或氣的壓力，分析水或氣的流向。 (13)圖形疊加(overlay)分析。根據同一地區兩幅或更多幅數字地圖，GIS平臺系統支持進行地區多屬性綜合分析的功能，功能內容十分豐富，包括邏輯“與”，或稱“交集”(AND)，即兩種屬性條件都滿足的地區；邏輯“或”，或稱“并集”(OR)，即兩種屬性條件只有一個滿足即可的地區；邏輯“差”，即兩幅時間不同而屬性相同的地圖，GIS平臺系統分析出**年有而第二年沒有的地區（參見上冊第10章）。 4．空間信息輸出與信息服務 (1)地圖制作。根據用戶指令從空間數據庫中調出某個圖層或某幾個圖層的數據，自動繪制專業或綜合地圖。系統提供編制圖例、在圖面添加符號標注或文字注示、顏色標注等功能支持。 (2)生成電子地圖光盤批量供應。 (3)計算機網絡的圖像、圖形數據傳輸信息服務。 (4)三維實際地理場景顯示，用戶可以用計算機鼠標或以觸摸方式對實際場景進行檢索、修改和土地利用規劃設計。 (5)空中或她面導航。在GPS的支持下，在飛機、汽車等移動載具(mobilc carricr)環境中提供導航等信息服務。 (6)模擬(simulation)實際三維場景，實現人機互動式(interactive)的信息服務，包括模擬飛行訓練、車輛駕駛、運動教練、球類比賽，實現物件三維運行軌跡重現、物件運動跟蹤等。1.1.2空間信息技術的特點 現代空間信息技術具有以下特點。 1．適時或實時獲取宏觀、中觀以及微觀空間信息數據的能力 遙感是從地球外空間快速獲取廣域空間地表信息數據的一種技術手段。它結合傳統的測*以及地面調查可以適時( timing)或實時(real time)獲取地表宏觀、中觀以及微觀的窄間信息數據，包括地表
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