第 2 节
作者:天马行空      更新:2021-02-19 07:06      字数:4783
  的,那么他就把这些影像呈现在室内。重建一个立体模型,由专门的仪器,把每个点的坐标或者是每条道路,每条河流来把它测绘出来,那么这就是把得到的这些相片,然后通过一种仪器的处理,把它形成一个室内的模型,而我们测绘的人呢,就是在这个室内的模型里面,把这个山,把这些河流,把道路把它测量出来,但这种测量得到的数据,或者我们得到的这个产品的话,还是一张纸质的地图。由于以前呢,没有计算机。那么我们测的时候呢,可以把这些数据呢,一条河流呢,还是画到地图上,只不过是原来我们用野外去测的,现在呢,我们搬到室内来了,所以呢,真正来说的话,我们国家大部分的地图,是由航空摄影测量做的,而现在呢,我们还看到了一些野外测量的,那么这个野外测量的人。已经少多了,因为他主要是测城市的,一些大比例尺的地图,或者是少量的一些点,搞航空摄影呢比较困难,或这就是说没有必要,花费太大的时候我们就用,扛着经纬仪或者是平板仪,就把外面 把它测下来,但是大量的测量工作,还是用航空摄影测量的方法,我们国家已经完成了,全国的1:250000的地图,1:50000的地图,都是用航空摄影测量方法做的,1:10000的,大部分地区的这个1:10000的地图,已经做完了,那么这个、有少部分地区,像这个西藏、新疆有些地区的话,1:10000没有做完,到了城市的话,还有更大的比例尺的,有1:2000 或者是1:500的这么大的比例尺的地图,这是传统上来说的,都是测的这个纸质上的地图,那么对于现在来说的话,我们现在要把这些数据,要放在计算机里面去,现在有哪一些方法呢,我想的话,从这几个方面我们来介绍一下。
  第一个,从现有地图上来进行采集,第二个,是应用卫星导航定位系统采集的数据,第三,从航空和遥感影像上采集数据,从现有地图上采集数据,这是我们一个大量的资源,因为我们经过几十年的测绘工作,已经得到了大量的纸质地图,这些图是我们的一个基础。所以我们首先想到,把这些图进行扫描,扫描完以后,我们就把这里面的一个目标,把它重新数字化,把它变成我们的具体对象,能够分析,能够应用的,这些空间的目标,这个时候呢,再存到计算机里面去,这就是从现有的地图上,进行扫描。
  第二个,就是利用卫星导航定位系统采集数据,这个卫星导航定位技术呢,是最近二十来年发展出来的一项新的技术,最早的时候,是美国的全球定位系统,就是GPS,我们经常听到这个词,GPS,GPS它是一个这样的概念,在天上发射了24颗卫星,24颗定位卫星呢,围绕着这个天上转,这24颗卫星呢,它从不同的轨道,那么不同的时间,经过我们的地球的上空,一般情况下,我们能够得到四颗卫星的信号,就是说,当我们把一台接受机,放到野外的时候,我们可以得到,四个卫星的这个信号,得到这个信号,我们就可以通过一种计算方法,就是计算这个点,到这个卫星的距离,是吧 计算这个点到卫星的距离,那么卫星它告诉你,它当时所处的位置,那么通过这几个,当时所处的位置的话,我们可以精确地计算出,你这个接收位置,这个点的具体的坐标,就是这个点的具体坐标,这样的话,我们就可以背着一个GPS接收机,在野外就可以,直接接收这个GPS的信号,然后呢,自动算出这个点的坐标出来,同样的道理,我们如果在汽车上,装了一个GPS接收机的话,那么当它走到哪里的时候,这个数据就可以时时地计算出来,这就是我们这个GPS的导航,这个大家也听得比较多的,那么这是用的,这个将来会发展得非常快,在汽车上装一个GPS,然后装一个电子地图,那么它告诉你怎么走,当前走到哪里来了,那么这是一个技术。
  那么还一个呢,在飞机上装这个GPS,那么我们现在的这个飞机的降落,现在开始在装,这些GPS的导航设备,那么它可以,如果设计得好的话,它可以在雾天在雨天,就是看不到地面的时候,它可以精确地测出,它所处的位置,然后呢精确地定位、着落,它的定位的精度,如果单点定位的话,现在可以达到15米到30米。就是说,我们随便拿出,一台接收机去这样测量的话,可以达到30米的精度,如果用这个美国的这个军码,那么它可以达到3米的精度。
  这是一个GPS实测,野外数据的一个例子,当我们拿着这个GPS的时候,背着它走的时候,我们可以沿着这一条,假如这是一个湖,沿着这个湖的边,可以测到这个湖的边界的数据,就绕着它走一圈,我们就可以得出这个数据,而比起我们以前,用这个经纬仪和平板仪呢,那么它的效率要高多了,它只要走一圈,就可以得到这些数据,当然我们还可以,用更好的设备,来安装GPS,那么这个时候呢可以得到,更快速地得到这些信息,像这台车上装了GPS,当这个车开过去的时候,我们看到这条线就出来了,我们国家在前两年,已经把全国的骨干道路,都已经测完了,就是用GPS,这个道路测量系统去测的,那么它就是用了几十台汽车,在汽车上装了GPS接收机,当这个汽车开过了,这些道路的时候,那么它的数据呢,就测绘到家里了然后进行处理,那么建立了道路网的数据库。
  第三点呢,就是从航空和遥感影像上面采集数据,那么从航空摄影测量,刚才前面讲到的呢,是模拟摄影的测量,已经为我们人类生产这个地图,做出了巨大的贡献,那么现在仍然是这样的,就是说到了数字化的时代,这个摄影测量仍然是一个,非常重要的这个方面,这就是说 我们国家测量专业里面有一个专门的这个航空摄影测量专业,那么现在呢,对这块地形,飞机飞过来,原来我们是,得到的这个相片,是一张普通的模拟相片,或者是胶片,而现在是,直接得到这个数字相片,或者是把胶片进行了扫描以后,得到了这个数字相片,然后对这个数字相片,以后进行处理,就得到了它的数字正射影像,这是航空摄影。
  还有一个呢,就是说目前发展的更快的技术,就是说对我们来说,这个可能更有用的,一些技术就是遥感,卫星对地观测,我们前面讲的航空摄影的话,把摄影机装到飞机上,那我们知道,飞机它飞行的这个范围,或者说飞行的,这个距离是有限的,如果我们把摄影机,装到卫星上面,对卫星不停地进行摄影,那么我们可以得到大量的数据,那么这就是这个,遥感的对地观测,那么它就是通过这样的摄影,把数据传到这个卫星的平台上,然后这个数据呢,又返回到地面接收系统,就是说当卫星在飞的时候,它这个数据呢,时时地就传到地面接收系统,传到地面接收系统,我们就得到了,地面这样的遥感信息,遥感数据,那么我们就可以拿着这些数据来进行处理,得到这个我们的地理空间位置,那么这是美国华盛顿的,这个1米分辨率的影像,你可以看到这个,有多清楚,这不是航空影像,而是卫星拍摄的相片,我们可以看到这里面,这个是华盛顿纪念塔,那么这些街道、汽车,都比较清楚了,刚才我们看到了,是一种覆盖的一种影像的信息,那么这种影像的信息,对于我们的视觉效果来说,还是不错的,我们可以判别,但是它分析起来还是不够的,所以一般情况下,我们要把这个影像的信息,再进一步进行数字化,也就是说,我们要把这块稻田,再进行数字化,把这个稻田的边界,把它提取出来,然后给了它类别,那么给它一些地理的编码,这样的话就会变成,我们计算机里面,能够识别能够应用,能够分析的这个地理空间信息。
  龚老师请问一下,您刚才谈到了,那个空间数据的获取,大概主要有两种方法,一个就是传统的测绘技术,来获得那个空间数据,还有一种就是现在的,那个数字化的测绘技术,来获得这个有关地理信息的数据,那么获得了这么多,有关地理信息的数据以后,我们又怎么样在计算机里头,来对它进行管理呢?我想请问一下这个问题。
  地理信息确实是比较复杂,从我一开始来讲的话,就是说它有很多种形式,那么各种形式的,这个管理的方法不一样,怎么来进行管理呢,这是我们需要研究,或者是讨论的一个问题,也是我们这个地理信息系统,这个专业一个核心的一个课程,那么下面呢我就介绍一下,地理空间信息的管理,以及可视化。
  实际上,我们有一个专门的专业,叫做地图学与地理信息系统,整个地理信息系统的建设过程,它应该是这样的。就是说,我们可以从这里面,获得一些信息,这个信息有两种方式,一种是通过摄影的方法,刚才讲的,第二种,是通过野外测量的方法,但是它得到的数据,都是一些线划的数据,我们存在计算机里面,是一种线划的数据,存在这里面以后,就是考虑怎么管理,然后怎么可视化的问题,这就是怎么个运用,这就是怎么管理,怎么运用,整个一个过程,地理的空间信息这个很复杂,所以我下面来,就是介绍一下,这个地理空间信息有哪些种,那么它管理的方式是怎么样,第二个问题呢,我介绍一下,地理空间信息的尺度的概念,也就是说比例尺的概念。
  地理空间信息的种类,我们把它归纳一下,划分为两大类,一类呢与空间位置有关的,叫做线划图形数据,一类是非空间信息,就是与这个空间位置没有关系的,那么这是属性数据,和多媒体数据,与空间信息有关的,有线划图形 影像,和地形高程数据,那么这些数据就是组成了,整个地理的空间信息的一个集合,所以我们要在处理的时候,对这几种数据呢都要进行处理,这就是线划图的数据,这是很简单,对于这个我们的地形图,把它数字化以后,得到一条一条的线划,当然这些线划的一些关系,我们要建立起一些关系,这是一条河是吧,这是一些道路中心线,这是一些街道、这个街区,还有一些是房子,那么这个都是用线划来表示。
  第二种就是,前面讲的正射影像,那么这个影像,本身是原来有起伏的,现在呢把它做成正射的,就是作为正射的影像要进行管理,还有一种数据呢,就是高程数据,我们把地形划分成,这个不同规则的格网,然后每个格网上面,有一个高程的值,就把这个地形表现出来了,这就是这个地形的高程数据,还有一些数据,是我们讲的属性数据,和多媒体的数据,属性数据,就是说这一个省,它有一些描述信息,包括它的人口,它的省会城市,它的主要的民族,像这些的话,我们把它叫做属性的信息,就是具体描述这个目标的,一些特性的信息叫做属性信息,那么还有一些描述手段,除了我们的文字以外,有些时候描述不了,我们需要一张照片,或者需要一盒录像带来描述,一盒录像带来描述,所以这些都是属于,地理信息的一个范畴,那么也是我们,需要研究的一个内容,所以地理信息,实际上它可以分成很多层,我们把每一层每一层,把它这个叠加起来,这个可以形成它的一些叠加,像这个就是把这个,前面的那个高程,和这个影像叠在一起,组成了一个,这个三维的一个模式, 把三种数据,除了影像以外,把这个线划也叠加在一起,那么使它表现出来,那么这样的话,就更加丰富多彩,这就是把多种信息把它叠在一起。
  第二个问题,介绍一下地理空间信息的尺度的概念,就是说我们这些地理信息,它有一个分辨率,像这个遥感影像,这是30米分辨率的遥感影像,30米分辨率的,我们可以看到,这个珠江三角洲,或者广州地区这一块,那么它的一些主要的河流,或者一些城区的范围,当我们再放大的时候,这是15米分辨率的影像,大概它的比例尺是1:100000,这样的数据,那么我们可以看到,更清晰的一些街道 是吧,可以看到更清晰的一些街道,如果我们再放大的话,我们可以得到更详细的信息,这是这个广州白云机场 是吧,我们可以看到这个机场和飞机,那么这是更大比例尺,最后呢我们可以得到,1:10000的,这样的比例尺的这个显示,那么还可以得到更大比例,像1:2000,这样放大的一个比例尺,所以呢在计算机里面,地理信息呢,它是分了多个比例尺来进行表示的,来进行存储管理。
  最后一个问题来介绍一下,地理空间信息的应用,刚才我们已经介绍了,这个地理空间信息的采集管理,