GIS和GPS简介

sxm_alice · 发表于 2003-12-2 00:00:00

GIS系统

一、什么是地理信息系统
GIS（地理信息系统，Geographical Information System）它是六十年代开始迅速发展起来的地理学研究技术，是多种学科交叉的产物。地理信息系统是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统，具有以下三个方面的特征：

　　①具有采集、管理、分析和输出多种地理实间信息的能力，具有空间性和动态性；

　　②以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有区域空间分析、多要素综合分析和动态预测能力，产生高层次的地理信息；

　　③由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。

　　地理信息系统从外部来看，它表现为计算机软硬件系统；而其内涵是由计算机程序和地理数据组织而成的地理空间信息模型，是一个逻辑缩小的、高度信息化的地理系统。

二、地理信息系统 ( G I S )能做什么?

1.进行地理信息查询和分析

GIS搜索数据库并进行地理信息查询的能力，节约了许多公司数以百万计的美元。GIS可以：

缩短回答客户请求的时间

找到适合于开发的土地

在粮食、土壤和天气之间找寻相关关系

电气线路故障定位

房地产经纪人可以用GIS在一定的区域内寻找满足下列条件的所有房屋：瓦盖的屋顶、五个房间，

并可列出它们的所有特点。

查询可以通过增加准则来进一步细化：房价必须每平方英尺少于100美元。还可以列出这些房屋离

学校在一定的距离之内。

2.改进机构集成

　　许多采用了GIS的机构发现其主要效益之一是改进了它们自己的机构和资源的管理。由于GIS
具有将数据集合和地理信息链接起来的能力，促使它们之间共享和交流局部信息。通过产生可共
享的数据库，一个部门可从另一个部门的工作中得到好处，这是由于数据只需采集一次，但应用
多次。

　　由于个人和部门之间的通讯在增加，冗余被减少，生产力提高，整体组织效率改进。因此，在一个有效的公司里，用户和基本建设数据库可以集成在一起，这样，当需要进行维护时，受影响的用户会得到计算机发出的信件。

3.做出好的决定

　　一个古老的格言“好的信息导致好的决定”，对于GIS和其他信息系统来说都是正确的。然而，一个地理信息系统（GIS），并不是一个自动决策系统，而是一个查询、分析和支持作出决策处理的图件数据工具。GIS技术已经被用于帮助完成一些任务，例如：为计划调查提供信息，帮助解决领土争端，以最小化视觉干扰为原则设置路标。

　　GIS可以用于帮助一个新房址的选定，以使其受环境影响最小，在低风险区域，离人口聚集地近。可以以地图和附加报告的方式简洁而清晰的提供这个信息，使决策者集中精力于实际的问题，而不是花时间去理解数据。由于GIS结果能够很快地获得，多个假想的结果可以被高效地评价。

4.制图
　　图件在GIS中占有重要的一席之地。GIS的制图方法比传统的人工或自动绘图方法要灵活得多。她开始于数据库的创建。已经存在的纸张图件可以进行数字化，并可以把计算机兼容的信息转换到GIS中。以GIS为基础的图形数据库是可以延续的，比例尺也不受限制。图件可以以任何地点为中心，比例尺任意，使用突出效果的特殊字符有效地显示所选择的信息。

　　地图集和地图丛书的特征可以用计算机程序编码，并与最终的数据库产品相比较。在其他GIS中使用的数字化产品还可以来自数据库的简单拷贝。在一个大的组织机构中，地形数据库可以被其他部门用作参考构架。

sxm_alice · 发表于 2003-12-2 00:00:00

GPS（全球定位系统，Global Position System），全球定位系统是由一系列卫星组成的，它们24小时提供高精度的世界范围的定位和导航信息。准确地说，它是由24颗沿距地球12000公里高度的轨道运行的NAVSTAR GPS卫星组成，不停地发送回精确的时间和它们的位置。 GPS接收器同时收听3～12颗卫星的信号，从而判断地面上或接近地面的物体的位置，还有它们的移动速度和方向等。
??GPS接收器利用GPS卫星发送的信号确定卫星在太空中的位置，并根据无线电波传送的时间来计算它们间的距离。等计算出至少3～4个卫星的相对位置后，GPS接收器就可以用三角学来算出自己的位置。每个GPS卫星都有四个高精度的原子钟，同时还有一个实时更新的数据库，记载着其他卫星的现在位置和运行轨迹。当GPS接收器确定了一个卫星的位置时，它可以下载其他所有卫星的位置信息，这有助于它更快地得到所需的其他卫星的信息。

全球定位系统的精度

??能尽管拥有高精度的原子钟，定位过程中仍旧潜伏着一些误差。Selective Availability ( SA)是美国国防部为非军方GPS用户提供的程序，出于安全方面的考虑，它把定位精度略微降低了一些。当SA起作用时，你的定位的精度在50m～100m之间。即使没有SA，其他一些误差也是要考虑的。最明显的误差是由于地球电离层的变化引起的，它们对GPS的无线电波的速度有影响。另外一个引起误差的原因是大气中的水蒸汽。不过这些误差都是极小的。GPS的精度可通过DGPS功能来提高，它是指你的接收器可以接收邻近的GPS接收器的信号的功。

全球定位系统的用途

??GPS最初就是为军方提供精确定位而建立的，至今它仍然由美国军方控制。军用GPS产品主要用来确定并跟踪在野外行进中的士兵和装备的坐标，给海中的军舰导航，为军用飞机提供位置和导航信息等。
GPS也在商业领域大显身手，消费类GPS主要用在勘测制图，航空、航海导航，车辆追踪系统，移动计算机和蜂窝电话平台等方面。
??勘测制图由一系列的定位系统组成，一般都要求特殊的GPS设备。在勘测方面的应用有：结构和工程勘测、道路测量和地质研究。收集到的数据可以以后再估算，也可以在野外实时使用。制图过程中使用大量的GIS数据库的数据，还有纸质地图的数据。许多商业和政府机构使用GPS设备来跟踪他们的车辆位置，这一般需要借助无线通信技术。一些GPS接收器集成了收音机、无线电话和移动数据终端来适应车队管理的需要。
??最近几年，越来越多普通消费者买得起的GPS接收器出现了。随着技术的进步，这些设备的功能越来越完善，几乎每月都有新的功能出现，但价格在下跌，尺寸也越来越小了。两三年前GPS设备还像艺术品一样令人望而却步，而现在消费者终于可以拥有一款梦想已久的GPS接收器了，还带有以前做梦也想不到的很多先进的功能。
??消费类GPS手持机的价格从几百元到几千元不等，它们基本上都有12个并行通道和数据功能。有些甚至能与便携电脑相连，可以上传/下载GPS信息，并且使用精确到街道级的地图软件，可以在PC的屏幕上实时跟踪你的位置或自动导航。

sxm_alice · 发表于 2003-12-2 00:00:00

“非典”期间，做的sars统计图就是gis的一个应用；美伊战争，美国进行的炮弹跟踪定位是gps系统的应用。GPS在军事和交通方面的应用很普遍。

上面介绍的是gis和gps系统，如果大家感兴趣，我会再贴些这方面的内容

免费读者 · 发表于 2003-12-2 00:00:00

GPS采用的是测时测距原理来定位的，GPS卫星本身就有精密定时，因此GPS还有一个很重要的应用途径——定时或测时，现在大部分的CDMA基站都是靠GPS定时同步的。

redperch · 发表于 2003-12-12 00:00:00

我的专业就是RS&GIS

显示全部楼层 · 发表于 2003-12-15 00:00:00

我是搞GPS算法的，有兴趣的朋友可以探讨一下。

sxm_alice · 发表于 2003-12-17 00:00:00

好高兴噢，这么多搞这个的

to LiuJian：
你搞gps算法吗？我想问问噢，你在进行地图匹配的时候用的什么思想呢？（接收信号不能在路上时候人为的拉拽到路上）

[此贴子已经被作者于2003-12-17 8:38:23编辑过]

显示全部楼层 · 发表于 2003-12-17 00:00:00

抱歉，sxm_alice：
我搞的是最基本的GPS算法，也就是定位算法，我主要是研究整数最小二乘法问题。其目的是为了更快更精确地定位。所以说，我研究的东西更偏重理论，对一些GPS的应用我不是很了解。

sxm_alice · 发表于 2003-12-17 00:00:00

以下是引用LiuJian在2003-12-17 9:17:16的发言：
抱歉，sxm_alice：
我搞的是最基本的GPS算法，也就是定位算法，我主要是研究整数最小二乘法问题。其目的是为了更快更精确地定位。所以说，我研究的东西更偏重理论，对一些GPS的应用我不是很了解。

不用这么说噢，我用的是“最短路径”的理论来作的，不过如果线路有方位应该更准确，可是现在没有方位，只能这样了，本来想用拓扑结构的

显示全部楼层 · 发表于 2003-12-17 00:00:00

Alice:
你是搞GIS的吧？看上去你做的工作与数学联系很密切啊！我不知道你所搞的方向国内的水平怎样，最好还是多看看国外最新的研究成果，否则做出来的东西跟别人一样多没意思。
本来想写一个比你的简介更详细的关于GPS的介绍，顺便挣点积分，万一能评个精华什么的。不过我发现这里好象很冷清，写出来也没人看，还是算了吧。

sxm_alice · 发表于 2003-12-17 00:00:00

以下是引用LiuJian在2003-12-17 10:48:49的发言：
Alice:
你是搞GIS的吧？看上去你做的工作与数学联系很密切啊！我不知道你所搞的方向国内的水平怎样，最好还是多看看国外最新的研究成果，否则做出来的东西跟别人一样多没意思。
本来想写一个比你的简介更详细的关于GPS的介绍，顺便挣点积分，万一能评个精华什么的。不过我发现这里好象很冷清，写出来也没人看，还是算了吧。

你写吧，我支持，我想看呢，写完给你个精华[em04]。我是搞gis和gps开发的，我是工作没有办法，能完成客户要求就可以了，等待你的大作噢

sxm_alice · 发表于 2003-12-2 00:00:00

GPS（全球定位系统，Global Position System），全球定位系统是由一系列卫星组成的，它们24小时提供高精度的世界范围的定位和导航信息。准确地说，它是由24颗沿距地球12000公里高度的轨道运行的NAVSTAR GPS卫星组成，不停地发送回精确的时间和它们的位置。 GPS接收器同时收听3～12颗卫星的信号，从而判断地面上或接近地面的物体的位置，还有它们的移动速度和方向等。
??GPS接收器利用GPS卫星发送的信号确定卫星在太空中的位置，并根据无线电波传送的时间来计算它们间的距离。等计算出至少3～4个卫星的相对位置后，GPS接收器就可以用三角学来算出自己的位置。每个GPS卫星都有四个高精度的原子钟，同时还有一个实时更新的数据库，记载着其他卫星的现在位置和运行轨迹。当GPS接收器确定了一个卫星的位置时，它可以下载其他所有卫星的位置信息，这有助于它更快地得到所需的其他卫星的信息。

全球定位系统的精度

??能尽管拥有高精度的原子钟，定位过程中仍旧潜伏着一些误差。Selective Availability ( SA)是美国国防部为非军方GPS用户提供的程序，出于安全方面的考虑，它把定位精度略微降低了一些。当SA起作用时，你的定位的精度在50m～100m之间。即使没有SA，其他一些误差也是要考虑的。最明显的误差是由于地球电离层的变化引起的，它们对GPS的无线电波的速度有影响。另外一个引起误差的原因是大气中的水蒸汽。不过这些误差都是极小的。GPS的精度可通过DGPS功能来提高，它是指你的接收器可以接收邻近的GPS接收器的信号的功。

全球定位系统的用途

??GPS最初就是为军方提供精确定位而建立的，至今它仍然由美国军方控制。军用GPS产品主要用来确定并跟踪在野外行进中的士兵和装备的坐标，给海中的军舰导航，为军用飞机提供位置和导航信息等。
GPS也在商业领域大显身手，消费类GPS主要用在勘测制图，航空、航海导航，车辆追踪系统，移动计算机和蜂窝电话平台等方面。
??勘测制图由一系列的定位系统组成，一般都要求特殊的GPS设备。在勘测方面的应用有：结构和工程勘测、道路测量和地质研究。收集到的数据可以以后再估算，也可以在野外实时使用。制图过程中使用大量的GIS数据库的数据，还有纸质地图的数据。许多商业和政府机构使用GPS设备来跟踪他们的车辆位置，这一般需要借助无线通信技术。一些GPS接收器集成了收音机、无线电话和移动数据终端来适应车队管理的需要。
??最近几年，越来越多普通消费者买得起的GPS接收器出现了。随着技术的进步，这些设备的功能越来越完善，几乎每月都有新的功能出现，但价格在下跌，尺寸也越来越小了。两三年前GPS设备还像艺术品一样令人望而却步，而现在消费者终于可以拥有一款梦想已久的GPS接收器了，还带有以前做梦也想不到的很多先进的功能。
??消费类GPS手持机的价格从几百元到几千元不等，它们基本上都有12个并行通道和数据功能。有些甚至能与便携电脑相连，可以上传/下载GPS信息，并且使用精确到街道级的地图软件，可以在PC的屏幕上实时跟踪你的位置或自动导航。

sxm_alice · 发表于 2003-12-2 00:00:00