3S技術(shù)基礎(chǔ)的內(nèi)容主要涉及地理信息系統(tǒng)、遙感、全球定位系統(tǒng)中的基本數(shù)學(xué)模型及其原理以及三者集成的框架�！陡叩仍盒Ｐ畔⒓夹g(shù)規(guī)劃教材：3S技術(shù)基礎(chǔ)》的特點(diǎn)是：以空間數(shù)據(jù)管理為目的，注重基本概念、數(shù)據(jù)特性和數(shù)學(xué)模型、工作原理的闡述。全書(shū)共分為8章，包括概論、坐標(biāo)系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng)、地理空間數(shù)據(jù)、遙感技術(shù)、遙感圖像處理技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、地理信息系統(tǒng)以及3S技術(shù)的綜合應(yīng)用。
《高等院校信息技術(shù)規(guī)劃教材：3S技術(shù)基礎(chǔ)》可以作為信息系統(tǒng)與信息管理、信息系統(tǒng)工程、電子信息和計(jì)算機(jī)類(lèi)（非地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)專(zhuān)業(yè)）各相關(guān)專(zhuān)業(yè)的本科生教材，也可供空間信息管理相關(guān)的研究、設(shè)計(jì)和工程開(kāi)發(fā)人員參考。
《高等院校信息技術(shù)規(guī)劃教材：3S技術(shù)基礎(chǔ)》特色：在內(nèi)容編排上以空間數(shù)據(jù)為主線(xiàn)，有機(jī)結(jié)合遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)，形成系統(tǒng)性的知識(shí)體系。將空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)相結(jié)合，多學(xué)科高度集成。內(nèi)容涉及空間位置相關(guān)信息的全周期，包括采集、處理、管理、分析、表達(dá)、傳播和應(yīng)用。重點(diǎn)涵蓋空間信息管理的基本概念、基本理論、基本方法和基本應(yīng)用，以概念為引導(dǎo)，以理論為基礎(chǔ)，以方法為手段，以應(yīng)用為目的。幫助讀者掌握理論、熟悉應(yīng)用，從而建立從理論基礎(chǔ)到實(shí)踐應(yīng)用的思路和途徑。相關(guān)課件可以從清華大學(xué)出版社網(wǎng)站下載。
3S技術(shù)是遙感（RS) 、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）有機(jī)地結(jié)合在一起的應(yīng)用技術(shù)。RS是大范圍空間和環(huán)境信息獲取和更新的重要技術(shù)手段，GPS能夠精確測(cè)量位置和實(shí)時(shí)獲取運(yùn)動(dòng)實(shí)體的空間位置和時(shí)間，而GIS是一種地理信息管理、分析和表現(xiàn)的信息系統(tǒng)。因此以GIS為核心的3S技術(shù)的集成，構(gòu)成了對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、更新、處理、分析和管理的新技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域。3S技術(shù)和系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)防、軍事和民用領(lǐng)域。過(guò)去雖然有獨(dú)立的地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)和遙感原理等課程，但是三者的結(jié)合和關(guān)聯(lián)越來(lái)越緊密，非地理信息系統(tǒng)、遙感信息處理專(zhuān)業(yè)的信息類(lèi)學(xué)生需要了解有關(guān)3S技術(shù)方面的基本概念和術(shù)語(yǔ)，掌握其中的基本技術(shù)原理和應(yīng)用方式，學(xué)習(xí)3S系統(tǒng)基本功能的操作和使用。過(guò)去，信息類(lèi)課程的教學(xué)內(nèi)容多涉及字符數(shù)值類(lèi)型的數(shù)據(jù)管理，但是缺乏對(duì)3S空間數(shù)據(jù)的管理內(nèi)容，本書(shū)就是針對(duì)這個(gè)需求而撰寫(xiě)的。
本書(shū)的基本理念是知識(shí)學(xué)習(xí)與知識(shí)運(yùn)用相結(jié)合。內(nèi)容突出技術(shù)概念和原理的講授，讓學(xué)生掌握基本的技術(shù)知識(shí)；通過(guò)配套的實(shí)踐教材（另外出版）來(lái)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。建議教師側(cè)重從技術(shù)學(xué)習(xí)和3S技術(shù)綜合運(yùn)用的角度進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施，介紹地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)和全球定位系統(tǒng)的基本概念、原理和術(shù)語(yǔ)的含義，并通過(guò)課程演示、上機(jī)和課程綜合設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生掌握3S應(yīng)用系統(tǒng)的基本操作和使用方法，使得學(xué)生能夠自主運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，加深對(duì)課堂知識(shí)的理解。
希望學(xué)生通過(guò)本書(shū)及其課程的學(xué)習(xí)，了解空間信息獲取、處理、管理和操縱的整體框架，掌握地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)和全球定位技術(shù)的基本原理、技術(shù)概念和術(shù)語(yǔ)的含義，并能夠運(yùn)用這些知識(shí)。
本書(shū)的講義已經(jīng)在新開(kāi)設(shè)課程“3S技術(shù)基礎(chǔ)”中用過(guò)多次，并經(jīng)過(guò)多次修改。但是由于時(shí)間匆忙，其中肯定還有一些錯(cuò)誤和不足，我們將繼續(xù)修改和完善本書(shū)的內(nèi)容。隨后我們還將編寫(xiě)與本書(shū)配套的實(shí)驗(yàn)教材。
在講義編寫(xiě)過(guò)程中，參考了許多相關(guān)教材和書(shū)籍（見(jiàn)參考文獻(xiàn)）以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)精品課程的資料，在此對(duì)相關(guān)作者一并表示衷心的感謝。
作 者2012年10月于長(zhǎng)沙
第1章 概論
1.1 3S技術(shù)的基本概念
1.1.1 什么是地理信息系統(tǒng)
1.1.2 什么是全球定位系統(tǒng)
1.1.3 什么是遙感技術(shù)
1.1.4 什么是3S技術(shù)
1.2 3S技術(shù)的發(fā)展
1.2.1 GIS技術(shù)的發(fā)展
1.2.2 RS技術(shù)的發(fā)展
1.2.3 GPS技術(shù)的發(fā)展
1.2.4 3S技術(shù)的發(fā)展
1.3 3S系統(tǒng)的基本組成
1.3.1 3S系統(tǒng)的組成
1.3.2 3S系統(tǒng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)
1.4 3S技術(shù)的應(yīng)用
1.5 本章小結(jié)
第2章 坐標(biāo)系統(tǒng)與時(shí)間系統(tǒng)
2.1 地球及其空間模型
2.1.1 地球及其地理網(wǎng)格
2.1.2 地球空間模型
2.1.3 大地基準(zhǔn)
2.2 天球及其天文基本概念
2.2.1 天球及其春分點(diǎn)
2.2.2 歲差與章動(dòng)
2.3 地球坐標(biāo)系統(tǒng)
2.3.1 空間直角坐標(biāo)系統(tǒng)
2.3.2 大地坐標(biāo)系統(tǒng)
2.3.3 地圖投影
2.3.4 常用的地圖投影及其坐標(biāo)系統(tǒng)
2.4 天球坐標(biāo)系統(tǒng)
2.4.1 地平坐標(biāo)系統(tǒng)
2.4.2 赤道坐標(biāo)系統(tǒng)
2.5 常用坐標(biāo)系統(tǒng)簡(jiǎn)介
2.6 時(shí)間系統(tǒng)
2.6.1 世界時(shí)系統(tǒng)
2.6.2 歷書(shū)時(shí)系統(tǒng)
2.6.3 原子時(shí)系統(tǒng)
2.6.4 協(xié)調(diào)世界時(shí)系統(tǒng)
2.6.5 GPS時(shí)系統(tǒng)
2.7 本章小結(jié)
第3章 地理空間數(shù)據(jù)
3.1 地理空間信息的描述
3.1.1 地圖的概念
3.1.2 地理信息的表達(dá)
3.1.3 幾何數(shù)據(jù)對(duì)地理空間的表達(dá)
3.1.4 遙感圖像對(duì)地理空間的表達(dá)
3.2 矢量數(shù)據(jù)模型
3.2.1 地理要素的幾何表示
3.2.2 拓?fù)潢P(guān)系
3.2.3 非拓?fù)潢P(guān)系
3.2.4 不規(guī)則三角網(wǎng)
3.3 柵格數(shù)據(jù)模型
3.3.1 地理要素的柵格表示
3.3.2 柵格數(shù)據(jù)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)
3.3.3 柵格數(shù)據(jù)的編碼
3.4 柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)的集成
3.5 柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換
3.5.1 矢量數(shù)據(jù)向柵格數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換
3.5.2 柵格數(shù)據(jù)向矢量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換
3.6 本章小結(jié)
第4章 遙感技術(shù)
4.1 遙感基礎(chǔ)
……
第5章 遙感圖像處理技術(shù)
第6章 衛(wèi)星定位技術(shù)
第7章 地理信息系統(tǒng)
第8章 3S技術(shù)的綜合應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
附錄 中英文詞匯對(duì)照
參考文獻(xiàn)
1959年，蘇聯(lián)宇宙飛船“月球3號(hào)”拍攝了第一批月球照片。20世紀(jì)60年代初人類(lèi)第一次實(shí)現(xiàn)了從太空觀(guān)察地球的壯舉，并取得了第一批從太空拍攝的地球圖像。這些圖像大大地開(kāi)闊了人們的視野，引起了廣泛關(guān)注。隨著新型傳感器的研制成功和應(yīng)用以及信息傳輸與處理技術(shù)的發(fā)展，美國(guó)在一系列試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，于1972年7月23日發(fā)射了用于探測(cè)地球資源和環(huán)境的地球資源技術(shù)衛(wèi)星ERTS-1（后更名為L(zhǎng)andSat-1），為航天遙感的發(fā)展及廣泛應(yīng)用開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)新局面。
衛(wèi)星遙感把遙感技術(shù)推向了全面發(fā)展和廣泛應(yīng)用的嶄新階段，從1972年第一顆地球資源衛(wèi)星發(fā)射升空以來(lái)。美國(guó)、法國(guó)、俄羅斯、歐空局、日本、印度和中國(guó)等都相繼發(fā)射了眾多對(duì)地觀(guān)測(cè)衛(wèi)星，通過(guò)不同高度的衛(wèi)星，不間斷地獲得地球上的各種信息�，F(xiàn)代遙感充分發(fā)揮航空遙感和航天遙感的各自?xún)?yōu)勢(shì)，并融合為一個(gè)整體，構(gòu)成了現(xiàn)代遙感技術(shù)系統(tǒng)，為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和研究地球以及合理開(kāi)發(fā)地球資源和保護(hù)地球環(huán)境提供了強(qiáng)有力的現(xiàn)代化手段。衛(wèi)星遙感的傳感器已能全面覆蓋大氣窗口的所有部分，實(shí)現(xiàn)了光學(xué)遙感、熱紅外遙感到微波遙感的全面發(fā)展，拓展和豐富了人類(lèi)的感知能力。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使遙感數(shù)據(jù)的分析處理技術(shù)進(jìn)入了半自動(dòng)化和智能化，改變了過(guò)去僅依靠人和光學(xué)設(shè)備進(jìn)行目視解譯的狀況。遙感應(yīng)用領(lǐng)域大為拓展，從傳統(tǒng)的軍事偵察和測(cè)繪發(fā)展到林業(yè)、地質(zhì)、農(nóng)業(yè)和土地利用、氣象、環(huán)境和工程選址等各種行業(yè)。
當(dāng)前，就遙感的總體發(fā)展而言，美國(guó)在運(yùn)載工具、傳感器技術(shù)、遙感圖像處理、基礎(chǔ)理論及應(yīng)用等遙感各個(gè)領(lǐng)域均處于領(lǐng)先地位，體現(xiàn)了現(xiàn)今遙感技術(shù)發(fā)展的水平。前蘇聯(lián)也曾是遙感的超級(jí)大國(guó)，尤其在其運(yùn)載工具的發(fā)射能力以及遙感資料的數(shù)量及應(yīng)用上都具有一定的優(yōu)勢(shì)。此外，西歐各國(guó)、加拿大和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家也都在積極地發(fā)展各自的空間技術(shù)，研制和發(fā)射自己的衛(wèi)星系統(tǒng)，例如法國(guó)的SPOT衛(wèi)星系列、日本的JERS和MOS系列衛(wèi)星等。許多第三世界國(guó)家對(duì)遙感技術(shù)的發(fā)展也極為重視，紛紛將其列入國(guó)家發(fā)展規(guī)劃中，大力發(fā)展本國(guó)的遙感基礎(chǔ)研究和應(yīng)用，如中國(guó)、巴西、泰國(guó)、印度、埃及和墨西哥等，都已建立起專(zhuān)業(yè)化的研究應(yīng)用中心和管理機(jī)構(gòu)，形成了一定規(guī)模的專(zhuān)業(yè)化遙感技術(shù)隊(duì)伍，取得了一批較高水平的成果，顯示出第三世界國(guó)家在遙感發(fā)展方面的實(shí)力及其應(yīng)用上的巨大潛力。
縱觀(guān)遙感技術(shù)的發(fā)展歷程，當(dāng)前遙感技術(shù)仍處于從實(shí)驗(yàn)階段向生產(chǎn)型和商業(yè)化過(guò)渡的階段，在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)處理能力、觀(guān)測(cè)精度及定量化水平、遙感信息機(jī)理以及應(yīng)用模型建立等方面仍不能滿(mǎn)足或不能完全滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用要求。因此，今后遙感技術(shù)將進(jìn)入一個(gè)更為艱巨的發(fā)展歷程，為此需要各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的科技人員協(xié)同努力，深入研究和實(shí)踐，共同促進(jìn)遙感技術(shù)的更大發(fā)展。
……
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