地理信息科学前沿-热词

国家重力基础网是确定我国重力加速度值的坐标系。 重力结果广泛应用于地球形状研究、大地测量观测数据精密处理、空间技术发展、地球物理、地质勘探、地震、天文学、计量学、高能物理等领域。 目前可用的1985国家重力基础网由6个重力参考点、46个重力基本点和5个引导点组成,拥有近30万条一级重力结果和加密重力结果。 包括21个重力基准点、126个重力基本点在内的2000年全国重力基础网将在“十五”初期建成。

 

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1985年国家重力基础网布局图 2000年国家重力基础网

16.国家平面控制网

国家平面控制网是确定地形和物体平面位置的坐标系,根据控制水平和测量精度分为第一、二、三、四级网络。 目前,国家平面控制网包括154348个三角点和导线点,分为两套结果:1954年北京坐标系和1980年西安坐标系。 “十一五”期间,将对现有国家平面控制网和国家高精度卫星定位控制网进行联合处理,形成覆盖我国全境的新型动态三维地心大地坐标系。

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国家平面控制网布局示意图

17.国家高程控制网

国家高程控制网是用于确定地形、地物和高程高程的坐标系。 按控制水平和测量精度分为一、二、三、四级网络。 目前可供使用的1985年国家高程控制网共有基准结果114041条,水准路线长度为416619.1公里。 “十一五”期间,将在全面规划和前期准备的基础上,有计划、有步骤地开展新一轮高程控制网复测工作。

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国家高程控制网布局示意图

18. 国家高程系统

黄海高程系与国家85高程基准:1956年,我国规定以黄海(青岛)多年平均海平面为统一基准,称为“1956年黄海高程系” ,这是中国第一个国家高程系统,从而结束了过去复杂的高程系统。 但由于计算基准面的青岛验潮站数据系列(1950-1956年)相对较短,中国测绘部门决定采用青岛潮汐重新计算黄海平均海平面。以1952年至1979年的潮汐观测数据为计算依据,称为“1985年国家高程基准”,采用精密水准测量法测量中华人民共和国位于青岛的水平面原点, 1985年国家高程基准高程与1956年黄海高程的关系为:1985年国家高程基准高程=1956年黄海高程-0.029m。 1985年国家高程基准于1987年5月投入使用,黄海高程系统于1956年同时废止。 1956年黄海高程原点海拔为72.289米。 1985年国家高程系统水平原点高程为72.260米。 习惯上说是“新比旧低0.029m”,黄海平均海平面是“新比旧高”。

19.国家高精度卫星定位控制网

国家高精度卫星定位控制网是利用卫星定位技术建立的用于精密定位导航的新一代空间定位坐标系。 目前可供使用的国家高精度卫星定位控制网包括A级组网结果33点、B级组网结果818点。 同时初步建立了由8个GPS跟踪站组成的动态导航服务系统。 “十五”期间,国家高精度卫星定位控制网加密点数达到5000个,完成2000个国家空间定位控制网联合调整。 GPS跟踪站数量也将增加到260个,形成较为完善的动态导航定位服务体系。

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国家高精度卫星定位控制网

20. 天球

人眼所能看到的距离是有限的,星星、月亮、太阳等天体距离我们都很远,我们无法用肉眼分辨它们的远近。 它们似乎分布在半径无限大的球面上。 这会产生球的感觉。 在天文测量中,这种直观的假想球体被用作讨论问题的辅助工具。 这个球体称为天球(见下图)。

天球的半径可以视为无限大,因此空间中任何有限的距离与天球的半径相比都可以忽略不计。 为了研究问题方便,可以想象天球的中心位于地面、地球中心或太阳中心,相应的天球称为“地面天球”, “地球天球”和“日心天球”。

21.时间系统

时间是物质存在和运动的客观形式,时间单位的建立必须以物质的运动为基础。 对于所选择的物质运动形式,会有不同的时间系统。

早期,当人们把地球自转视为匀速运动时,就以地球自转作为时间测量的基准,将春分(真太阳)到连续两次高潮之间的时间间隔称为一个恒星周期(真太阳日)。 由于真实太阳的运动复杂,真实太阳时并不统一。 1895 年,纽科姆引入了一个假想的参考点,即平太阳,它定义了平太阳时。 建立了平太阳时与恒星时的相互换算关系。 1928年,国际天文学会正式将格林威治标准太阳时命名为世界时。 从此,以地球自转为基础的时间测量系统的世界时在全世界得到统一使用。 我们使用的北京时间是东经120度的平太阳时。 由于地球自转速度不均匀,所以它所测量的时间也不均匀。 从1960年开始,人们开始根据地球公转来测量时间,用年历时间系统取代了世界时间。 第二个历书时间长度定义为 1900 年 1 月 0 日 12:00 的回归年长度的 1/31 556 925.974 7,初始纪元设置为 1900 年 1 月 0 日 12:00。科学技术的发展,历书时间的准确性已经不能满足需要。 1967年后,年历时间被原子时间取代。 原子时间的时间单位是目前最准确的,但原子时间无法确定时刻。

为了获得同时具有准确时间和精确秒长的时间系统,国际上规定了协调世界时。 协调世界时的第二长度与原子时的第二长度一致,时间尽可能接近世界时(相差0.9秒以内)。

22. 时间测量和维护

不同的时间系统有不同的测量方法。

(1)恒星时:是以地球自转周期为基础的时间系统。 它的测量方法是选择春分点作为基准点,连续两次经过中转站所需要的时间称为一个恒星周期。 一个恒星日分为24恒星时,一个恒星时分为60恒星分,一个恒星日分为60恒星分。 恒星分分为 60 恒星秒。

(2)真太阳时:以真太阳为基准点,其连续两次通过测量站的高潮所需要的时间称为一个真太阳日。 时、分、秒、分与恒星时相同。

(3)平太阳时:以平太阳(假想的在赤道上匀速运动的太阳,其速度等于真实太阳每年视运动的平均速度)为参考点,经过连续两次中转站。 一段时间,称为级别

太阳日。 时、分、秒、分与恒星时相同。 世界时是以格林威治标准(东经0°)命名的平太阳时,全世界统一使用。

(4)历书时间:测量天体在某一时刻的位置,并与星历进行比较,得到该时刻的历书时间。

(5)原子时间:通过测量铯原子133在两个基态超精细结构中的能级跃迁辐射的电磁振荡周期得到,1秒相当于9 192 631 770个电磁振荡周期所经过的时间。

(6)协调时间:采用原子时间,与世界时间相差不超过0.9秒。 每年年中或年底,时间都会调整一整秒(称为跳秒)。

为了随时获得世界时间,必须使用精确的天文时计记录天文时间测量结果,并根据天文时计的运行规则随时指示出外推的世界时间。 这项工作叫做守时,就是对时间的维护。 。 第一个用来计时的钟表是天文摆钟。 第二次世界大战后,天文摆钟被石英钟淘汰,石英钟承担了计时的任务。 20世纪50年代后出现了原子钟,它比石英钟精确得多,使天文钟表发生了质的变化。 原子钟是目前最精确的天文钟表,被各国用来计时。

我国许多天文台都参与时间测量工作。 陕西省天文台定期向全国广播时间信号,进行时间校正。

23、我国地理信息系统发展概况

首先是初级阶段。 20世纪70年代初,我国开始推广电子计算机在测量、测绘、遥感领域的应用。 随着国际遥感技术的发展,我国于1974年开始引进美国地球资源卫星影像,进行遥感影像处理和解译。 1976年召开第一次遥感技术规划会议,形成了遥感技术实验和应用蓬勃发展的新局面。 在北京、天津、唐山等地开展了红外遥感实验。 新疆哈密地区航空遥感实验、天津渤海湾地区环境遥感研究、天津地区农地资源遥感清查等。 长期以来,国家测绘局系统开展了一系列航空摄影测量和地形测绘,为地理信息系统数据库的建立奠定了坚实的基础。 解析和数字测绘、机器辅助测绘、数字高程模型的研究和使用也同时进行。 1977年,第一张计算机输出的全要素图问世。 1978年,国家计委在黄山召开了首届全国数据库学术研讨会。 这些都为GIS的发展和应用做好了技术准备。

二是实验阶段。 进入20世纪80年代后,我国实施“六五”和“七五”规划,国民经济全面发展,很快热烈响应“信息革命”。 在大力发展遥感应用的同时,GIS也进入了实验阶段。 典型实验主要研究数据规范与标准、空间数据库建设、数据处理与分析算法以及应用软件开发。 以农业为重点,研究质量评价和动态分析预测相关模型和软件,并应用于水库淹没损失、水资源估算、土地资源盘查、环境质量评价、人口趋势分析等多个课题的实验研究。 专项实验应用方面,以国家大地测量和数字地面模型建设为基础,建立国家1:100万土地保留数据库系统和国家土地信息系统、1:400万国家资源环境信息系统和建成1:400万国家资源环境信息系统。 :250万水土保持信息系统,开展黄土高原信息系统、洪​​涝灾害预报分析系统等专项研究实验。 各种辅助城市规划的小型信息系统也得到了城市建设和规划部门的认可。

学术交流和人才培养取得重大进展。 多次在中国举办GIS国际学术研讨会。 1985年,中国科学院成立了“资源与环境信息系统国家重点开放实验室”。 1988年、1990年,武汉测绘科技大学建立了“信息工程专业”和“测绘遥感信息工程国家重点开放实验室”。 我国多所大学开设了不同层次的RS课程和讲习班,培养了一大批GIS研究与应用方面的博士、硕士。

三是GIS全面发展阶段。 20世纪80年代末至90年代,我国GIS随着社会主义市场经济的发展进入了全面发展阶段。 国家测绘局正在建设全国数字测绘信息产业。 1:100万地图库已公开发售,魏:25万地图库也已建成。 全国100万张地图数据库的制作建设工作已经启动。 各省测绘局正在努力建立省级1:1万基地。 地理信息系统。 数字摄影测量和遥感应用已逐渐从典型实验转向操作系统,可以确保向GIS持续提供地形和专题信息。 20世纪90年代以来,沿海、沿江经济开发区的发展、土地有偿使用、引进外资等都迫切需要GIS服务,有力地促进了城市地理信息系统的发展。 我国许多城市已经建立了城市规划、土地管理、交通、电力以及各类基础设施管理的城市信息系统。

在基础研究和软件开发方面,科技部将“遥感、地理信息系统和全球定位系统综合应用”列为“九五”重点科技攻关项目列入“九五”科技研究计划。 该项目投入了大量科研经费,支持武汉测绘大学、北京大学、中国地质大学、中国林科院、中国科学院地理研究所等单位开展我国具有自主版权的地理信息系统基础软件。 经过几年的努力,我国GIS基础软件与国外的差距迅速缩小,并出现了几款能够参与市场竞争的地理信息系统软件,如GeoStar、MapGIS、OityStar、ViewGIS等。遥感方面,在该项目的支持下,建立了基于IK4遥感影像土地分类结果的全国土地动态监测信息系统。 这一国家重大专项的实施,有力地推动了我国遥感与地理信息系统的发展。

24.工程控制网络

为工程建设铺设的测控网络。 按用途分为测量控制网、施工控制网和变形观测控制网。 按内容分为平面控制网和高程控制网。 前者常采用三角网、线网、测边网、角网等形式; 后者常采用水平网络的形式。 与国家控制网络相比,工程控制网络控制面积较小、边长较短、绝对误差较小,且多为独立网络,采用独立坐标系。

25.CCD相机

人们通常将CCD相机称为数码相机。 从科学意义上讲,CCD相机是以电荷耦合器件(Charge Coupled Device简称CCD)为核心部件的数字传感器。 电荷耦合器件是固态电子器件,利用时钟脉冲电势来产生和控制半导体势能的变化,以存储和传输电荷信息。 事实上,这是一个动态移位寄存器,用电荷来代表不同的状态。 CCD采用硅集成电路的工艺操作,器件体积小,功耗低,并具有扫描功能。 它适用于图像传感器、存储器和电信号处理器。 用其制作的遥感器中没有传统的光机扫描装置。 硅CCD成像传感器可以响应可见光和近红外辐射(光谱0.4-1.1微米),是一种重要的探测器。 因此,CCD相机已成为航天航空遥感的先进传感器。 法国的“斑点”遥感卫星采用硅CCD线成像仪从太空获取最佳遥感图像,预示着CCD相机的广阔应用前景。

26. 测量调整

由于测量仪器精度的不完善以及人为因素和外界条件的影响,测量误差总是不可避免的。 为了提高结果的质量和处理这些测量中存在的误差问题,观测次数往往多于确定未知量所需的观测次数,即进行冗余观测。 重复观测,观测结果之间必然会出现矛盾。 测量平差的目的就是消除这些矛盾,以获得观测量最可靠的结果,并评价测量结果的准确性。 测量调整的原理是“最小二乘法”。

测量平差最早由德国数学家高斯于1821年至1823年在汉诺威用于弧度测量的三角平差中首次应用。经过许多科学家的不断改进和发展,测量平差已成为测绘中非常重要的内容。 丰富的基础理论和数据处理技术之一。

27.空间数据挖掘

数据挖掘是指从数据库中识别有效的、新颖的、潜在有用的和最终可理解的模式的过程。 它包括数据选择、数据预处理、数据转换、数据挖掘和模式评估。 空间数据挖掘是数据挖掘的一个重要分支,是指从空间数据库中提取未显示的、有趣的空间模式和特征、空间与非空间数据之间的概括关系以及其他概括数据特征。 空间数据挖掘与一般数据挖掘的区别在于,空间数据挖掘的研究对象主要是空间数据库,它不仅存储空间对象的属性数据和几何属性,还存储空间对象之间的空间关系(拓扑结构)。关系、度量关系、方向关系等); 因此,它的存储结构、访问方式、数据分析和操作都不同于传统的事务处理数据库模型。 空间数据挖掘技术难度较大,涉及的技术问题较多。

28.虚拟现实

虚拟现实是涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域的综合集成技术。 它利用计算机生成逼真的三维视觉、听觉、嗅觉等感觉,让作为参与者的人传递适当的体验。 自然体验虚拟世界并与之交互的设备。

29. 元数据

它在地理空间信息中用于描述地理数据集的内容、质量、表示、空间参考、管理方法等特征。 它是实现地理空间信息共享的核心内容之一。

30. 点的注释

分为三角点、导体点、水平点和其他点。 点位记录内容包括点位名称、等级、位置、点位示意图、实埋标志石剖面图、委托保管等信息。 记录坡度控制点位置和结构状况的数据。 包括:点名、标高、点位草图及周围固定特征的相关尺寸等。

31. 多余的观察

冗余观测是指比确定未知量所需的观测更多的观测。 冗余观测有助于减少错误并提高观测质量。