Información geoespacial(1)
Los sistemas de información geográfica se pueden dividir en globales, regionales y locales según el alcance de la investigación; según los diferentes contenidos de la investigación, se pueden dividir en integrales y temáticos. Varios sistemas de aplicaciones profesionales del mismo nivel se pueden concentrar en áreas correspondientes para formar sistemas integrados regionales del mismo nivel.
Un sistema de información geográfica completo se compone principalmente de datos espaciales, hardware del sistema y software del sistema. Utiliza principalmente tecnologías como recopilación de datos, proyección y conversión de sistemas de coordenadas, modelado de datos, análisis espacial, representación de datos y datos. manipulación.
Las características del SIG son: (1) El objeto de operación son los datos espaciales (2) La ventaja técnica radica en sus capacidades de análisis espacial (3) Está estrechamente relacionado con la geografía y la topografía;
Las aplicaciones de los SIG incluyen principalmente el seguimiento dinámico de los cambios ambientales globales, la investigación y gestión de los recursos naturales, el seguimiento y predicción de desastres, la toma de decisiones, la planificación urbana regional y la gestión catastral. En el ejército, los sistemas de información geográfica también se utilizan ampliamente.
4. Tecnología de navegación y posicionamiento por satélite
Tomemos como ejemplo el sistema GPS de EE. UU. El sistema de posicionamiento por satélite es un sistema satelital compuesto por 24 satélites que cubren el mundo. Este sistema puede garantizar que se puedan observar cuatro satélites en cualquier momento y en cualquier punto de la Tierra, garantizando así que los satélites puedan recopilar la longitud, latitud y altitud del punto de observación, realizando así funciones de posicionamiento, navegación y sincronización.
El principio básico del posicionamiento por satélite es intentar calcular la distancia entre un satélite con una posición conocida y el receptor del usuario, y luego combinar los datos de múltiples satélites para conocer la ubicación específica del receptor. Para lograr este propósito, la posición del satélite se puede encontrar en las efemérides del satélite en función de la hora registrada por el reloj del satélite. La distancia del usuario al satélite se obtiene registrando el tiempo que tarda la señal del satélite en llegar al usuario y multiplicándolo por la velocidad de la luz.
La navegación por satélite se basa en el posicionamiento por satélite en tiempo real. El punto de ubicación que siempre está conectado con el receptor es una trayectoria. Al comparar la trayectoria real y la trayectoria preestablecida, puede saber si hay una desviación en la dirección actual. Si se encuentra una desviación dentro de un día, la dirección se puede corregir de acuerdo con la desviación específica y regresar a la órbita preestablecida para lograr la navegación por satélite.
Sus usos principales incluyen: (1) Aplicaciones terrestres, que incluyen principalmente navegación de vehículos, observación de física atmosférica de respuesta a emergencias, exploración de recursos geofísicos, medición de ingeniería, monitoreo de deformaciones, monitoreo de movimientos de la corteza terrestre, control de planificación municipal, etc. (2) Aplicaciones marinas, incluida la determinación de rutas de viaje óptimas para buques transoceánicos, despacho y navegación de buques en tiempo real, rescate oceánico, exploración oceánica, estudios hidrogeológicos, posicionamiento de plataformas marinas, seguimiento de las fluctuaciones del nivel del mar, etc. (3) Aplicaciones aeroespaciales, incluida la navegación aérea, el control de actitud por teledetección aérea, la determinación de la órbita de los satélites de órbita baja, el guiado de misiles, el rescate aéreo y la protección y detección de naves espaciales tripuladas.
5. Fotogrametría
Utiliza la fotografía o la teledetección para obtener datos de imágenes de los objetos objetivo, extrae información geométrica y física de ellos y expresa la topografía y la cartografía en forma de gráficos. Imágenes y números. Disciplinas de logro. Sus principales contenidos de investigación incluyen: obtener imágenes del objetivo, procesar las imágenes y expresar los resultados obtenidos con gráficos, imágenes o números. Debido al desarrollo de la tecnología espacial y la tecnología informática modernas, la tecnología de detección remota contemporánea puede proporcionar información de imagen más rica que las fotografías en blanco y negro obtenidas mediante fotografía óptica. Por lo tanto, la tecnología de detección remota se ha introducido en la fotogrametría, promoviendo el desarrollo de la cartografía espacial. La fotogrametría incluye fotografía aérea, fotografía aeroespacial, fotogrametría aeroespacial, fotogrametría terrestre, etc. La fotografía aérea es una tecnología que utiliza cámaras aéreas para capturar imágenes de escenas terrestres en aviones u otros vehículos aéreos. La fotografía espacial es una tecnología que utiliza cámaras en vehículos espaciales (satélites, transbordadores espaciales, naves espaciales) u otros detectores de teledetección (sensores) para obtener datos de imágenes de la Tierra y datos relacionados. Es una expansión y desarrollo de la fotografía aérea. La fotogrametría aeroespacial consiste en obtener información terrestre y trazar mapas topográficos a partir de imágenes tomadas desde tierra por vehículos aéreos o espaciales. La fotogrametría terrestre es una tecnología que utiliza imágenes estereoscópicas capturadas por cámaras especiales colocadas en ambos extremos de la línea de base terrestre para estudiar y mapear el sujeto.
6. Geodesia
La teoría y tecnología que estudia la forma, el tamaño y el campo gravitatorio de la Tierra, determinando la posición geométrica de los puntos terrestres y el movimiento general y local de la Tierra. . En geodesia, determinar el tamaño de la Tierra se refiere a determinar el tamaño del elipsoide de la Tierra; estudiar la forma de la Tierra se refiere a estudiar la forma del geoide (o el achatamiento del elipsoide de la Tierra); se refiere al uso de la El elipsoide de la Tierra es una superficie de referencia para determinar la ubicación de los puntos terrestres. Un punto terrestre se proyecta sobre el elipsoide de la Tierra a lo largo de la dirección normal del elipsoide. La posición horizontal del punto está representada por la longitud geodésica y la latitud del punto proyectado en el elipsoide. La elevación geodésica del punto está representada por la normal. Distancia desde el suelo hasta el punto proyectado en el elipsoide de la Tierra. En algunos campos de aplicación, como los proyectos de conservación de agua, es necesario calcular la altura a partir del nivel medio del mar (es decir, el geoide), que comúnmente se conoce como altitud. La posición geométrica de un punto también se puede representar mediante una coordenada tridimensional con el centro de masa de la Tierra como origen. Estudiar el campo gravitatorio terrestre se refiere a utilizar la gravedad terrestre para estudiar la forma de la Tierra y resolver las tareas propuestas por la geodesia. Tradicionalmente existen dos métodos: método geométrico y método físico. Con la aparición de 20 satélites nació el método satelital. El método geométrico utiliza observaciones geométricas (distancia, ángulo, dirección, diferencia de altura) para establecer una red de control de plano o una red de control de elevación para proporcionar la posición horizontal o elevación de los puntos del terreno. El método físico consiste en utilizar la teoría y el método de medir el campo de gravedad de la Tierra y otros conceptos físicos para calcular la distancia entre el geoide y el elipsoide de la Tierra (llamado espacio del geoide) y el achatamiento del elipsoide de la Tierra (la forma de la Tierra). ). El método satelital utiliza satélites terrestres artificiales para medir el espacio de posicionamiento y proporcionar las coordenadas tridimensionales de los puntos terrestres en el sistema de coordenadas geocéntricas. Con la mejora continua de la precisión geodésica, se pueden utilizar métodos geodésicos modernos para estudiar y determinar el estado de movimiento de la Tierra y sus mecanismos geofísicos.
7. Ingeniería Topográfica
Ciencia que estudia la teoría y la tecnología de medición en todas las etapas de la construcción de ingeniería y el desarrollo de recursos naturales. Es una aplicación directa de la topografía y cartografía en la economía nacional y la construcción de la defensa nacional, por lo que incluye medición en la etapa de planificación y diseño, medición en la etapa de construcción y medición en la etapa de operación y gestión. El enfoque y los requisitos del trabajo de medición en cada etapa son diferentes. El estudio en la etapa de planificación y diseño proporciona principalmente datos topográficos y coopera con la exploración geológica y las pruebas hidrológicas. La medición durante la fase de construcción tiene como objetivo principal calibrar con precisión la posición plana y la elevación de cada parte de la estructura de ingeniería en el sitio de acuerdo con los requisitos de diseño, como base para la construcción e instalación. Las mediciones durante la fase de operación se refieren a mediciones periódicas repetidas después de la finalización del proyecto para monitorear el estado del proyecto y garantizar la seguridad, es decir, la observación de la deformación.
8. Estudio y cartografía de los océanos
La investigación científica sobre las teorías y métodos de estudio y cartografía de las masas de agua y los fondos marinos incluye principalmente hidrografía, geodesia oceánica, estudio topográfico de los fondos marinos y especialización oceánica. Cartas topográficas y náuticas, fondos marinos. Recopilación de mapas topográficos, mapas temáticos marinos diversos y atlas marinos, etc. Los estudios hidrográficos tienen como objetivo garantizar la seguridad de la navegación, detectar profundidades de agua y estudios costeros, y detectar sedimentos y obstáculos en las aguas superficiales de la Tierra y terrenos adyacentes. La geodesia marina es un trabajo geodésico que determina la forma de la superficie del mar, la topografía del fondo marino y la gravedad del océano y sus cambios. La topografía del fondo marino es un estudio que determina el relieve del fondo marino, la estructura y las características de los sedimentos. El estudio temático marino es un estudio dirigido a los elementos temáticos geográficos del área marina. La cartografía náutica es el trabajo de diseñar, compilar, decorar e imprimir cartas náuticas, que es básicamente lo mismo que la cartografía terrestre. En comparación con los estudios terrestres, las teorías básicas, los métodos técnicos y los instrumentos y equipos de medición de los estudios marinos tienen muchas características únicas. La razón principal es que el contenido de la medición es integral y requiere una variedad de instrumentos para coordinar la medición y completar una variedad de proyectos de observación al mismo tiempo. Las condiciones en el área de medición son complejas, afectadas por las mareas, la meteorología y el mar; la superficie fluctúa. La mayoría de ellas son operaciones dinámicas y los topógrafos no pueden ver el fondo del agua a simple vista, lo que dificulta la medición con precisión. Para determinar puntos de control y puntos de medición de posicionamiento se utilizan generalmente sistemas de radionavegación, telémetros de ondas electromagnéticas, sistemas de posicionamiento hidroacústico, sistemas integrados de navegación por satélite, sistemas integrados de navegación inercial y métodos astronómicos. Para medir la profundidad del agua y la topografía del fondo marino se utilizan instrumentos hidroacústicos, instrumentos láser y métodos de fotogrametría submarina; los estudios geofísicos marinos utilizan tecnología satelital, estudios aéreos, estudios de la gravedad del océano y estudios magnéticos.
9. Cartografía
La cartografía es una rama de la ciencia topográfica y cartográfica. Es la teoría básica del estudio de mapas analógicos y digitales, los métodos técnicos de diseño y compilación de mapas. reproducción, y Las disciplinas a las que se aplica. El contenido específico de la cartografía tradicional generalmente incluye: proyección de mapas, el estudio de la teoría y el método para representar la cuadrícula de latitud y longitud del elipsoide terrestre en el plano del mapa de acuerdo con ciertos principios matemáticos, es decir, representar la cuadrícula de latitud y longitud en la superficie inextensible como gráfico en el plano. El carácter y tamaño de las diversas distorsiones provocadas, y el método de proyección cartográfica. La compilación de mapas es el estudio de la teoría y la tecnología de la producción de mapas, que incluye principalmente el análisis y procesamiento de datos cartográficos, la preparación de mapas originales y el diseño de leyendas, métodos de representación, colores, gráficos y esquemas de impresión. El diseño de mapas es el trabajo de formular el contenido, la expresión y las técnicas de producción de nuevos mapas a través de la investigación y la experimentación. Aplicación de mapas, estudio de análisis de mapas, evaluación de mapas, lectura de mapas, medición de mapas y operaciones de mapas. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología modernas, la cartografía ha entrado en una nueva etapa de desarrollo. Sus principales características y tendencias son las siguientes: (1) Como disciplina regional, el enfoque de investigación de la cartografía ha pasado de la cartografía general a la cartografía temática, y se ha desarrollado hacia una cartografía integral, una cartografía práctica y una cartografía sistemática. (2) La cartografía, como disciplina técnica, ha realizado la cartografía asistida por computadora, y la cartografía asistida por computadora ha reemplazado gradualmente a la cartografía manual que ha durado miles de años. (3) Con la penetración mutua de la cartografía y otras disciplinas, han surgido algunos conceptos y teorías nuevos. Por ejemplo, la teoría de la información cartográfica y la teoría de la transmisión de mapas se centran en la visualización, transmisión, conversión, almacenamiento, procesamiento y utilización de información espacial gráfica de mapas; se estudia la teoría de patrones de mapas que establece modelos matemáticos y digitales de mapas a través del modelado gráfico de mapas; la teoría de la percepción es Estudiar el proceso y el efecto de la percepción de los usuarios de los gráficos y colores de los mapas, estudiar y establecer la semiótica del lenguaje de los mapas;
10. Otras disciplinas
Análisis de aviación: Disciplina que describe gráficamente las características naturales y artificiales de la Tierra y proporciona metadatos, específicamente para la navegación aérea o la planificación de operaciones aéreas.
Análisis de datos geoespaciales: abstracción de datos geoespaciales, uso de sistemas de información geográfica para revelar y describir relaciones y patrones entre diversos datos geoespaciales para resolver problemas militares o de inteligencia.
El tema de la pregunta.
Análisis de imágenes: La disciplina de convertir la información de la imagen en inteligencia, que es muy importante para actividades y eventos importantes.
Describe los objetivos, equipamiento y zona geográfica.
Ciencia de imágenes de teledetección: ciencia y tecnología del uso de imágenes de teledetección para desarrollar productos y servicios de información geoespacial.
Análisis hidrológico: Disciplina que analiza y describe profesionalmente datos oceanográficos, hidrológicos, batimétricos y metadatos auxiliares relacionados para proporcionar datos e información de apoyo para la navegación u operaciones marítimas.
Análisis Regional: El estudio de la geografía, geopolítica o inteligencia de un país o región específica.
Análisis de fuentes de información: la disciplina de analizar fuentes de información, incluidos los expertos en análisis de fuentes de información que desarrollan estrategias de desarrollo de recopilación de información, identifican información y necesidades de información, gestionan fuentes de información, coordinan y evalúan la recopilación de información de diversas fuentes y preparan información para la recopilación de información. Los expertos en análisis proporcionan las fuentes de información más útiles para resolver problemas de información específicos.