空間信息系統(tǒng)的集成與實現(xiàn)

內(nèi)容概要

　　李德仁院士為課題主持人，由數(shù)十名教授、副教授、博士生和碩士生組成課題組，對空間信息系統(tǒng)的集成與實現(xiàn)進行了深入的理論探討和一系列的實驗。經(jīng)過數(shù)年的艱苦努力已取得重要進展,成果已被整理成50余篇論文在國內(nèi)外的刊物或?qū)W術(shù)會議上公開發(fā)表，它們涉及地球空間數(shù)據(jù)和信息從采集、處理、量測、分析、管理、存儲到顯示和發(fā)布的全過程，促進了地球空間信息科學理論框架的完善、技術(shù)體系的建立和應(yīng)用領(lǐng)域的形成。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過進一步加工和系統(tǒng)化，形成了空間信息系統(tǒng)的集成與實現(xiàn)一書。   　近二三十年來，現(xiàn)代空間信息技術(shù)的綜合應(yīng)用有了飛速發(fā)展，使得人們能夠及時和連續(xù)不斷地獲得有關(guān)地球表層及其環(huán)境的大量幾何與物理信息，形成地球空間數(shù)據(jù)流和信息流，從而促成了地球球空間信息科學技術(shù)體系的產(chǎn)生。在這個技術(shù)體系中，最基礎(chǔ)和基本的技術(shù)核心是“3S”技術(shù)及其集成。所謂“3s”是全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和遙感(RS)的統(tǒng)稱。沒有“3S”技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)實變化中的地球是不可能以數(shù)字的方式進入計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的?！?S”集成是指將上述三種對地觀測新技術(shù)及其它相關(guān)技術(shù)有機地集成在一起。這里所說的集成，是英文Integration的中譯文，是指一種有機的結(jié)合、在線的連接、實時的處理和系統(tǒng)的整體性。GPS、GIS、RS集成的方式可以在不同技術(shù)水平上實現(xiàn)?！?S”集成包括空基“3S”集成與地基“3S”集成?？栈?S”集成：用空--地定位模式實現(xiàn)直接對地觀測，主要目的是在無地面控制點(或有少量地面控制點)的情況下，實現(xiàn)航空航天遙感信息的直接對地定位、偵察、制導、測量等。地基“3S”集成：車載、艦載定位導航和對地面目標的定位、跟蹤、測量等實時作業(yè)。“3S”的提法雖已經(jīng)廣為流傳，但由于將空間定位技術(shù)(目前主要指GPS技術(shù))、遙感技術(shù)和地理息系統(tǒng)技術(shù)集成為一體，不論從理論上還是在實踐中，都是一項難度很大的工作，即使在發(fā)達國家也僅屬起步階段，而國內(nèi)實際上還處在理論探討階段。鑒于這種原因，為了跟上國際在該領(lǐng)的發(fā)展，結(jié)合過去10年中武漢測繪科技大學在GPS輔助空中三角測量、國產(chǎn)GIS軟件GeoStar和CCD實時立體攝影測量方面的成果，借助測繪遙感信息工程國家重點實驗室的支持，在國家自然科學基金重點項目“遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)集成理論與關(guān)鍵技術(shù)”的資助下，以李德仁院士為課題主持人，由數(shù)十名教授、副教授、博士生和碩士生組成課題組，對空間信息系統(tǒng)的集成與實現(xiàn)進行了深入的理論探討和一系列的實驗。經(jīng)過數(shù)年的艱苦努力已取得重要進展：  （1）在GIS與RS、GPS與RS、GPS與GIS兩兩的集成理論與關(guān)鍵技術(shù)方面已取得一系列成果；  （2）已對GPS+RS+GIS、GPS+GIS+CCD的整體集成開展了有成效的理論與實際工作；  （3）在空間信息的融合、空間概念的形成與聯(lián)想、空間知識發(fā)現(xiàn)與數(shù)據(jù)挖掘等方面做了大量開拓性的工作，它們對促進空間信息系統(tǒng)的集成有重要作用。以上成果已被整理成50余篇論文在國內(nèi)外的刊物或?qū)W術(shù)會議上公開發(fā)表，它們涉及地球空間數(shù)據(jù)和信息從采集、處理、量測、分析、管理、存儲到顯示和發(fā)布的全過程，促進了地球空間信息科學理論框架的完善、技術(shù)體系的建立和應(yīng)用領(lǐng)域的形成。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)過進一步加工和系統(tǒng)化，形成了空間信息系統(tǒng)的集成與實現(xiàn)一書。本書大致可分為五個部分。在緒論部分主要闡述了地球空間信息科學技術(shù)體系，及作為其基本技術(shù)核心的“3S”技術(shù)及其集成的理論與關(guān)鍵技術(shù)。由于空間信息的融合、空間概念的形成與聯(lián)想、空間知識發(fā)現(xiàn)與數(shù)據(jù)挖掘等是空間信息系統(tǒng)的集成與實現(xiàn)中的重要方法或手段，因而在第2至第4章作了詳盡的介紹。從第5章到第8章主要就“3S”中的集成問題進行了探討，主要涉及：車輛定位與自動導航，以及道路信息和其它環(huán)境信息的采集；將GPS動態(tài)相位差分技術(shù)用于航空航天攝影測量進行無地面空中三角測量；利用RS數(shù)據(jù)和GIS數(shù)據(jù)快速發(fā)現(xiàn)空間對象的變化，同時，對GIS數(shù)據(jù)庫進行快速更新；從GIS數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)知識用以輔助遙感數(shù)據(jù)處理；車載GPS，GIS與CCD(包括其它測繪傳感器)集成系統(tǒng)等。以空間定位技術(shù)、遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)的集成數(shù)據(jù)庫技術(shù)是空間信息集成中的熱點問題之一，它包括GPS數(shù)據(jù)、RS數(shù)據(jù)和GIS數(shù)據(jù)的一體化存貯與管理，也包括利用遙感數(shù)據(jù)制作導航數(shù)字影像地圖以及基于數(shù)據(jù)集成的3D可視化模型。第9章專門就這方面內(nèi)容作了介紹。最后一章介紹了目前國際上剛剛開始但討論很熱烈的地球空間數(shù)據(jù)框架等問題，并就它們與3S""的關(guān)系作了闡述，同時介紹了我們在這方面的工作。可以看出，空間信息系統(tǒng)的集成與實現(xiàn)一書是集體智慧的結(jié)晶，是數(shù)十名教授、副教授、博士生和碩士生辛勤勞動的成果。其中，李德仁院士不僅是整個研究的主要負責人，而且對全書進行了縝密的構(gòu)思與組織，關(guān)澤群教授在他的指導下執(zhí)筆完成此書。陳小明博士、仲思東教授、龔健雅教授、袁修孝教授、邸凱昌博士等為本書的完成也起到了重要的作用。本書的出版，得到了武漢測繪科技大學出版社任翔先生的支持，在此一并致謝。我國在空間信息系統(tǒng)集成領(lǐng)域的研究工作經(jīng)過不懈努力取得了許多優(yōu)秀成果，培養(yǎng)了一大批具有較高素質(zhì)的中青年學術(shù)骨干，為學科的發(fā)展作出了自己的貢獻。但是，我們必須清醒地認識到，由于在傳感器、計算機、通訊以及綜合國力等方面與先進國家存在較大差距，使得相當長的一段時間在空間信息系統(tǒng)集成的若干方面難以擺脫落后于國際先進水平的狀況。為國際先進水平的差距,為我國的經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)和社會發(fā)展做出自己的貢獻。

作者簡介

李德仁，男，生于1939年12月，祖籍江蘇丹徒。1985年獲得聯(lián)邦德國斯圖加特大學工學博士。中國科學院院士，中國工程院院士，武漢測繪科技大學校長，第九屆全國政協(xié)委員。長期從事攝影測量、遙感、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)的教學、科研、應(yīng)用和軟件開發(fā)工作。發(fā)表論文230余篇，主要著作有《誤差處理與可靠性理論》等7部。培養(yǎng)了100余名博士和碩士生。
    關(guān)澤群，男，1957年生于安徽合肥。博士，教授。主要從事遙感、圖像分析和地理信息系統(tǒng)的教學和科研工作。在國內(nèi)外刊物上共發(fā)表中英文論文40余篇，參與撰寫著作2部?！渡炭臻g下的遙感圖像分析理論探討》已入選中國首屆優(yōu)秀博士論文。

書籍目錄

第1章  緒  論     1．1“Geomatics”與多學科集成   1．2  地球空間信息學與數(shù)字地球   1．3  RS、GIS與GPS集成的定義、理論與關(guān)鍵技術(shù)   1．4  空間信息系統(tǒng)集成的研究思路   參考文獻第2章  空間信息的融合   2．1  互補信息和協(xié)同信息的融合     2．2商結(jié)構(gòu)下的融合     2．3  多源遙感數(shù)據(jù)的融合     參考文獻第3章  空間概念形成與概念的聯(lián)想   3．1  空間信息與空間概念     3．2形成概念的幾種方法     3．3  結(jié)構(gòu)域中的概念形成     3．4  空間數(shù)據(jù)索引與抽象     3．5概念的聯(lián)想     參考文獻第4章  空間數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)     4. 1  空間數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)的框架     4．2  從空間數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)聚類     4. 3  Rough集理論及其在GIS屬性分析和知識發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用     參考文獻第5章  全球定位系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)的集成    5．1  GPS的觀測量      5．2 GPS數(shù)據(jù)處理方法      5．3  GIS與GPS的結(jié)合    5．4  車載GPS道路信息采集系統(tǒng)    參考文獻”第6章  遙感與全球定位系統(tǒng)的集成    6．1  GPS輔助空中三角測量與自動空中三角測量的結(jié)合    6．2  GPS輔助空中三角測量中的一些關(guān)鍵技術(shù)    6．3  GPS支持下的全數(shù)字攝影測量系統(tǒng)    6．4 GPS輔助光束法平差系統(tǒng)WuCAPSGPS    參考文獻第7章  遙感與GIS的集成    7．1  將GIS數(shù)據(jù)直接納入圖像處理    7．2  典型趨勢面變化自動發(fā)現(xiàn)    7．3  在GIS中協(xié)調(diào)遙感圖像分析結(jié)果．    7．4  遙感與GIS相結(jié)合快速發(fā)現(xiàn)地表覆蓋變化    7．5  概念形成的演化過程    7．6  基于空間數(shù)據(jù)挖掘的遙感圖像分類方法研究    參考文獻第8章  GPS與GIS支持下的車載立體視覺系統(tǒng)    8．1  射影空間中攝影測量基本幾何關(guān)系式的建立    8．2  CCD陣列相機的幾何標定      8．3  車載測量系統(tǒng)中影像信息的處理    8．4  移動式GPS、GIS和多傳感器集成系統(tǒng)      參考文獻第9章  空間數(shù)據(jù)庫及其組織    9．1  多樣性的數(shù)據(jù)庫”    9．2  矢量柵格一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)    9．3  空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與索引機制    9. 4  空間數(shù)據(jù)的無縫組    9. 5  空間象系統(tǒng)的形式化描述及其相互間的關(guān)系    9. 6  矢量與柵格集成的三維數(shù)據(jù)模型    9．7基于數(shù)據(jù)集成的3D可視化模型    參考文獻第10章  從空間信息到地球空間數(shù)據(jù)框架    10．2  地球空間數(shù)據(jù)框架的信息內(nèi)容      10．3  從影像到地球空間數(shù)據(jù)框架      10．4  空間數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)開采      10．5數(shù)字地球與“3S”技術(shù)    參考文獻    8．1  圖形數(shù)據(jù)的存儲狀態(tài)    8．2  數(shù)據(jù)文件與圖形數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)    8．3  內(nèi)存索引結(jié)構(gòu)    8．4  創(chuàng)建一個新類    8．5  映像方式與坐標系統(tǒng)第九章  用鼠標在屏幕上繪制圖形    9．1  增力繪圖菜單項    9．2  用鼠標繪制圖形    9．3  圖形數(shù)據(jù)的保存    9．4  用文件中的圖形數(shù)據(jù)繪圖    9．5  改變圖幅尺寸對話框的建立第十章  組件和常用類的成員函數(shù)及其應(yīng)用    10．1  在對話框中加入敏感幫助    10．2  彈出菜單    10．3  在狀態(tài)條上顯示鼠標位置    10．4  常用類的成員函數(shù)及其應(yīng)用    10．5  動態(tài)連接庫的應(yīng)用第十一章  主要類的源代碼    11．1  視類頭文件    11．2  視類實現(xiàn)文件    11．3  文檔類頭文件    11．4  文檔類實現(xiàn)文件    11．5  對話框類頭文件    11．6  對話框類實現(xiàn)文件    11．7  框架類實現(xiàn)文件    11．8  主程序類頭文件    11．9  動態(tài)連接庫MyDLL的頭文件    11．10  動態(tài)連接庫MyDLL的實現(xiàn)文件    11．11  DrawMap的界面與功能第十二章  編程語言及其特點    12．1  pascal語言    12．2  C／C++語言    12．3  VisualBasic語言    12．4  Delphi語言    12．5  編程語言的選擇    12．6  編程注意事項  主要參考文獻

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