3S复习题.docx

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3S复习题

3S复习题

一、名词解释

1、什么是3S技术：

地理信息系统（GIS）、遥感应用技术（RS）、全球定位系统（GPS）

2、地理信息系统：

指的是由电子计算机网络系统所支撑的，对地理环境信息进行采集、存储、检索、分析和显示的综合性技术系统。

信息可以分为三大类型：

图形/图像/语音；

数字/文字；

地理位置（地理空间信息）。

地理位置信息特点：

地球为椭球体，地表信息在平面上表达，以不同的投影方式进行表达；

地理信息的属性和时间变化；

地理位置可以是绝对的坐标/经纬度；

地理位置更多的是一个相对的拓扑关系。

3、遥感：

遥感技术是指从远距离、高空，以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等探测仪，通过扫描、信息感应、传输和处理，从而识别地面物质性质和运动的技术。

4、全球定位系统：

GPS为基于空间的无线电定位系统。

它是由若干颗卫星组成空间系统，并随时确定地表或地表附近的三维空间位置和时间。

5、地球空间模型：

为了深入研究地理空间，进行长度、面积和体积等几何测量和分析而建立起的地球表面的几何模型，

6、WGS84坐标系统

该坐标系为绝对地理坐标系，该坐标系以地球质心为原点O，X轴指向格林尼治中央子午线同赤道的交点，Y轴指向东，Z指向北极点，XYZ-O构成右手系。

7、地图投影：

宙飞船、航天飞机。

3微波为什么具有穿云透雾的特性？

微波是一种频率非常高的电磁波，其波长范围为1mm到1m，对应的频率范围为3*108Hz到3*1011Hz，由于微波的波长较长，因而散射相对较小，在大气中衰减少，对云层、雨区的穿透能力较强，基本不受烟、云、雨的限制。

对于热带雨林地区更有意义。

4请画出A与B两个图层叠置的结果图层C的示意图，并标注属性，其中C的属性为C=A+B。

5简述地理信息系统的组成

计算机和网络硬件，地理信息系统软件，空间数据库，分析应用模型，图形用户界面及系统人员。

6试述遥感数字图像处理包含了哪些内容？

（1）颜色的描述与颜色立体（颜色的描述：

明度、色调和饱和度。

在颜色立体中，中间的垂直轴代表明度，中间的水平面的圆周代表色调，圆周上的半径大小代表饱和度。

）；

（2）颜色对比与亮度对比；

（3）数字图像的直方图（直方图中，横轴是亮度值等级，纵轴是对应像素亮度值等级上的像素个数或者频率）；

（4）数字图像的变换分析（傅里叶变换、离散余弦变换、K-L变换、K-T变换和小波变换等）；

7、空间数据分析主要有那些方法？

空间数据分析的主要方法：

（1）空间数据探查与查询：

（探查性空间数据分析、空间数据的查询）

（2）空间数据的统计分析：

（.基本统计量、离散统计量、聚类与分级、栅格邻域统计量）

（3）基于数字高程模型的分析：

（坡度和坡向、剖面分析、视域分析）

（4）空间数据的重叠分析：

（基于矢量数据的重叠分析、基于珊格数据的重叠分析）

（5）空间数据的缓冲区分析：

（基于矢量数据的缓冲区分析、.基于珊格数据的缓冲区分析）

（6）空间插值分析：

（泰森多边形方法、反向距离加权插值法、克里金插值法、密度估计）

（7）路径和网络分析：

（基于矢量模型的最短路径分析、基于栅格模型的最短路径分析、定位及其分配）

8、3S技术集成综合应用

（1）Google地球（3S技术集成综合应用在Google地球上充分体现，如GoogleEarth,,GoogleMaps等在网络通信中的应用）。

（2）在车辆导航与车辆监控系统中的应用,可以对行驶中的车辆进行定位和提供导航功能。

例如.VISAT系统，该系统是3S技术综合集成系统的一个经典的例子。

应用在车辆上，通过与GIS数据的比较，可以实时的监测变化，数据更新和自动导航。

（3）在精细农业发展中的应用：

遥感技术可以客观、准确、及时的提供作物生态环境和作物生长的各种信息。

GPS产业可以用于农田测量、定位信息采集。

地理信息系统可以用于农田土地数据管理，查询土壤、自然条件、作物苗情、作物产量等数据

（4）在土地研究中的应用：

应用遥感技术可以快速获得土地利用和土地覆盖的动态变化信息；地理信息系统最早是由土地部门发展起来的；GPS由于其定位的高精度和应用的灵活性，母亲已经成为土地调查中进行空间定位的主要手段

（5）在全球变化研究中的应用：

利用遥感技术获取全球变化信息，时间周期短；在全球变化中的涉及大气、海洋、地理、水文和生态多种学科的大量数据和资料，需要利用GIS技术进行管理、检索和查询；利用GPS定位技术监测气候变暖导致的海平面上升，利用高精度GPS测量地球表层的版块运动。

（6）其他3S应用：

1、环境动态监测与环境保护

（7）防灾、减灾、救灾

（8）城市规划与城市管理

9、空间数据的基本特征

（1）空间特征：

　　空间特征是地理信息系统或者说空间信息系统所独有的。

空间特征是指空间地物的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻地物的空间关系。

（2）专题特征 

专题特征亦指空间现象或空间目标的属性特征，它是指除了时间和空间特征以外的空间现象的其他特征，如地形的坡度、波向、某地的年降雨量、土地酸碱度、土地覆盖类型、人口密度、交通流量、空气污染程度等

（3）时间特征 

空间数据总是在某一特定时间或时间段内采集得到或计算得到的。

由于有些空间数据随时间的变化相对较慢，因而，有时被忽略。

10、DEM分析的主要应用

（1）在国家数据库中存储数字地形图的高程数据；

（2）计算道理设计、其它民用和军事工程中挖填土石方量；

　　（3）为军事目的（武器导向系统、驾驶训练）的地表景观设计与规划（土地景观构筑）等显示地形的三维图形；

　　（4）越野通视情况分析（也是为了军事和土地景观规划等目的）；

　　（5）规划道路线路、坝址选择等；

　　（6）不同地面的比较和统计分析；

　　（7）计算坡度、坡向图，用于地貌晕渲的坡度剖面图。

帮助地貌分析，估计侵蚀和径流等；

　　（8）显示专题信息或将地形起伏数据与专题数据如土壤、土地利用、植被等进行组合分析；

　　（9）提供土地景观和景观处理模型的影像模拟所需的数据；

　　（10）用其它连续变化的特征代替高程后，DEM还可以表示如下方面：

通行时间和费用、人口、直观风景标志、污染状况及地下水水位等。

11、3S集成的作用和意义

作用：

空间定位系统（目前主要指GPS全球定位系统）、遥感（RS）和地理信息系统（GIS）是目前对地观测系统中空间信息获取、存贮管理、更新、分析和应用的3大支撑技术（以下简称“3S”）,是现代社会持续发展、资源合理规划利用、城乡规划与管理、自然灾害动态监测与防治等的重要技术手段,也是地学研究走向定量化的科学方法之一。

RS与GIS集成：

遥感数据是GIS的重要信息来源，GIS则可作为遥感图像解译的强有力的辅助工具。

GIS作为图像处理工具，可以进行几何纠正和辐射纠正，图像分类和感兴趣区域的选取；遥感数据作为GIS的重要信息来源，可以进行线和其他地物要素的提取，DEM数据的生成，以及土地利用变化和地图更新。

GIS与GPS集成：

定位（旅游、探险）、测量（土地管理、城市规划）、监控导航（车辆船只的动态监控）。

GPS+RS：

几何校正、训练区选择以及分类验证，提供定位遥感信息查询；

GPS+GIS：

定点查询专题信息，提供或更新空间点位；

GIS+RS：

几何配准、辅助分类等，提供和更新区域信息。

3S集成的意义：

3S结合应用，取长补短是自然的发展趋势，三者之间的相互作用形成了"一个大脑，两只眼睛"的框架，即RS和GPS向GIS提供或更新区域信息以及空间定位，GIS进行相应的空间分析，以从提供的大量数据中提取有用信息，并进行综合集成，使之成为科学决策的依据。

实际应用中，较为多见的是两两之间的结合。

12、GIS的主要数据来源及输入方法

主要数据来源：

地图数据，遥感数据，文本数据，统计数据，实测数据，多媒体数据和已有系统的数据。

输入方法有：

1、手工输入方法；2、交互输入方法；3、根据关键字进行属性连接的方法；4、基于空间位置的属性数据连接方法。

13、地统计分析克里格方法的分类与适用条件

克里格分类：

a）普通克里格（OrdinaryKriging）

b）简单克里格（SimpleKriging）

c）泛克里格（UniversalKriging）

d）概率克里格（ProbabilityKriging）

e）析取克里格（DisjunctiveKriging）

f）协同克里格（CoKriging）

适用条件：

1）当数据服从正态分布时，选用对数正态克里格，若不服从简单分布时，选取析取克里格

2）当数据存在主导趋势时，选用泛克里格

3）当只需了解数据是否超过某一阈值时，选用指示克里格）

4）当假设的属性值的期望值为某一已知常数时，选用简单克里格，当假设的属性值的期望值为是未知的，，选用普通克里格

符合以下指标是最优的：

标准平均值（meanstandardized）最接与0

均方根误差（root-mean-square）最小

平均标准差（averagestandarderror）最接近于均方根误差

标准均方根预测误差（root-mean-square-standardized）最接近于1

14参照图，综合论述太阳辐射传播到地球表面又返回到遥感传感器这一整个过程中所发生的物理现象及传感器接收到的能量特征。

物理过程及能量特征：

太阳辐射能→大气传输：

部分被大气中微粒散射和吸收而衰减。

波长位于大气窗口的能量才能通过大气层，并经大气衰减后到达地表→与地表相互作用：

不同波长的能量到达地表后，被选择性反射，吸收，透射，折射。

→再次通过大气层：

包含不同地表特征波谱响应的能量，再次经大气吸收，散射衰减。

不仅使传感器接收的地面辐射强度减弱，而且由于散射产生天空散射光使遥感影像反差降低并引起遥感数据的辐射，几何畸变，图像模糊，直接影像到图像的清晰度，质量和解译精度。

遥感系统：

通过遥感系统记录辐射值。

遥感器接受的信号包括两大部分：

一是大气本身作为一个反射体（散射体）的程辐射，此部分不包含地物的信息。

二是地面目标对遥感器的贡献，包含四个部分：

（1）光线直接入射到地面并经地面反射到遥感器的部分

（2）光线经大气散射到达地面并经地面直接反射到遥感器的部分3）光线直接入射到地面并经地面反射和大气散射到遥感器的部分（4）光线经大气散射到地面，并经地面反射和大气散射到遥感器的部分，以及地面与大气经多次相互散射到达遥感器的部分。

7结合你所熟悉的某个生态学具体领域（如生态评价、生态规划、生态监测、保护区、生态多样性等），试述3S技术在生态领域应用的理解（必须结合具体内容，全班考试不可雷同。

）

●RS在生态学上的直接应用包括收集数据信息源、生态调查和动态监侧，间接应用包括预测预报和灾害危险等级确定等。

●GIS具体可解决以下生态学问题：

生物群落生存地调查；不同生物群落间的相关性；不同环境因素影响下生物群落的分布；植物群落分布随时间推移而变化的规律；生物群落未来分布的演化规律等。

●GPS在生态学上主要应用于监测动物活动行踪；制作专题地图（生境图，植被图，土地分布图）；航空照片和卫星遥感图像的定位和地面校正．一般与RS、GIS结合起来使用。

珍稀野生动物作为生物多样性研究和保护的重点，因其数量少，生境复杂多变进行实地调查难度大，效率低。

利用GPS导航、准确定位功能，寻找样带起点，并根据输入的样带终点座标引导调查人员实地调查，保证样带的准确性：

利用遥感图像大范围、全天候的特点对生境及栖息地进行监测，确定与野生动物密切相关的生态因子；利用GIS将种群数量、分布规律及栖息地状况联系起来进行系统的分析，从而实现高效、准确、低投入的野生动物现状调查与动态监测。

同时利用遥感和GPS提供的动态信息，通过GIS对数据进行实时更新，建立模型，为生物多样性保护途径提供了可靠的决策支持，对生物多样性的分析与评价具有十分重要的意义。