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出版者:Mit Pr

作者:Hill, Linda L.

出品人:

页数:280

译者:

出版时间:2006-8

价格:$ 39.55

装帧:HRD

isbn号码:9780262083546

丛书系列:

图书标签:

• 地理参考
• 遥感
• GIS
• 空间数据
• 地图学
• 大地测量
• 图像处理
• 坐标系统
• 数据采集
• 定位

《绘制真实世界的坐标》 一部关于地理空间信息构建与应用的深度解析 在信息爆炸的时代，地理空间信息已成为理解我们世界、规划未来发展的基石。无论是城市规划、环境保护、灾害预警，还是物流配送、自动驾驶，都离不开对物体真实地理位置的精确把握。然而，数字化的世界并非总是与现实世界完美契合，地理空间数据的“坐标”问题，即如何将采集到的信息准确地定位到地球表面，一直是一个关键且复杂的技术挑战。 《绘制真实世界的坐标》一书，便是一部深入探讨这一核心问题的专业著作。它并非一本简单的操作手册，而是从理论到实践，从基础概念到前沿应用，为读者提供了一套系统而全面的地理空间数据精确化解决方案。本书旨在揭示地理空间数据“从哪里来，到哪里去”的根本逻辑，以及如何通过严谨的方法和先进的技术，赋予数据以真实的地理生命。 内容概览： 本书的结构设计精巧，层层递进，力求为不同背景的读者提供有效的知识路径。 第一部分：地理空间数据的基石——坐标系统与投影 在深入探讨地理空间数据的定位之前，必须理解其赖以存在的坐标系统。本部分将从最基础的椭球体模型讲起，详细介绍大地测量学中的关键概念，如参考椭球体、大地基准等，并梳理全球和区域性的主要坐标系统。读者将了解到，看似简单的“经纬度”背后，蕴含着复杂的数学模型和严谨的定义。 椭球体模型与大地基准： 介绍地球的真实形状（通常用椭球体近似）及其在测量中的重要性。深入阐述大地基准（如WGS84、GCS_2000等）作为地理坐标系统的参考框架，以及不同基准之间的转换原理和影响。 地理坐标系统： 详细解析经纬度的概念、度量方式以及其在球面上的表示。 投影转换的奥秘： 认识到将三维地球表面投影到二维平面地图上的必然性，并深入探讨各种地图投影方法的原理、特点、适用范围和失真分析。从等角投影、等面积投影到等距离投影，本书将一一剖析，并辅以实例说明，帮助读者理解为何不同的地图投影会产生不同的视觉效果和度量偏差。 坐标系统的选择与应用： 指导读者如何在实际项目中根据数据精度要求、应用场景和地理范围，选择最合适的坐标系统和投影方式，避免因坐标系统不匹配而导致的误差累积。 第二部分：地理空间数据的“定魂”——地理配准（Georeferencing）的核心原理 这一部分是本书的重中之重，将详细阐述地理配准（Georeferencing）这一核心概念。地理配准是指将地理空间数据（如老旧地图、航空影像、手绘草图等）与一个已知的、具有真实地理坐标的参考数据集（如现代卫星影像、GIS数据库等）进行关联，从而赋予这些数据真实地理坐标的过程。本书将从理论层面深入剖析地理配准的数学模型和算法。 地理配准的基本概念与流程： 明确地理配准的定义、目标和主要步骤，包括控制点选取、变换模型选择、参数估计和误差评估。 控制点（Ground Control Points, GCPs）的选取与质量控制： 强调控制点是连接源数据和参考数据的“桥梁”。本书将详细介绍如何识别和选取高质量的控制点，包括控制点的数量、分布、精度要求以及可能遇到的挑战，并提供实用的选点技巧。 变换模型（Transformation Models）： 深入解析各种常用的地理配准变换模型，如仿射变换（Affine Transformation）、多项式变换（Polynomial Transformation）、薄板样条变换（Thin-Plate Spline Transformation）等。本书将详细讲解每种模型的数学原理、适用场景、以及它们在处理不同类型畸变时的优势和局限性。读者将理解为何一种模型在某些情况下优于另一种。 参数估计与误差传播： 解释如何通过最小二乘法等数学方法，利用选取的控制点来估计变换模型的参数，并探讨误差在变换过程中的传播机制，以及如何通过残差分析来评估配准精度。 重采样（Resampling）技术： 在完成几何变换后，如何根据变换后的坐标，重新计算目标栅格数据的像素值，这是重采样技术的核心。本书将介绍邻近法（Nearest Neighbor）、双线性插值（Bilinear Interpolation）、三次卷积（Cubic Convolution）等主流重采样方法的原理、特点及对数据质量的影响。 第三部分：地理空间数据的“精雕细琢”——高级地理配准技术与挑战 随着数据源的多样化和应用需求的提升，地理配准也面临着新的挑战。本部分将探讨更高级的配准技术，以及在实际操作中可能遇到的复杂问题。 影像匹配（Image Matching）与自动配准： 探讨基于特征匹配、区域匹配等影像匹配技术，以及如何利用这些技术实现影像间的自动或半自动配准，从而提高效率并减少人工干预。 线性和非线性畸变的处理： 针对传感器本身产生的畸变、地球曲率的影响、以及老旧地图的褶皱、撕裂等非线性畸变，本书将提供相应的处理策略和算法。 多源数据融合与配准： 讨论如何将不同来源、不同精度、不同坐标系统的地理空间数据进行有效的配准和融合，以构建更全面、更一致的空间数据库。 不确定性分析与精度评估： 深入探讨如何量化地理配准的不确定性，并提供多种科学的精度评估方法，如均方根误差（RMSE）、残差图分析、独立验证等，以确保数据的可靠性。 特定领域的高级应用： 结合实际案例，例如文物古迹的数字化测绘、历史影像的复原与分析、遥感影像的形变监测等，展示高级地理配准技术在解决实际问题中的强大能力。 第四部分：地理空间数据的“价值释放”——地理配准的应用场景 地理配准的最终目的在于让数据“可用”并“可靠”。本部分将重点介绍地理配准在各个领域的广泛应用，以及它如何为这些领域带来价值。 城市规划与管理： 通过对历史地图、早期航测影像的配准，可以进行城市变迁研究、历史地图的数字化和城市现状的精确对比，为城市规划提供决策依据。 环境保护与资源管理： 对不同时期、不同尺度的环境监测数据进行精确配准，可以有效地分析地表覆盖变化、森林砍伐、水体萎缩等环境问题，为环境保护和资源可持续利用提供科学支撑。 灾害监测与应急响应： 在地震、洪水、滑坡等灾害发生后，对灾前影像和灾后影像进行精确配准，可以快速评估灾害范围和损失程度，为应急救援和灾后重建提供关键地理信息。 考古与文化遗产保护： 对古代遗址、文物进行高精度测绘和数字化存档，通过配准不同时期、不同视角的影像，可以深入研究遗址的演变过程，为文化遗产的保护和修复提供科学依据。 导航与定位服务： 无论是传统的地图绘制，还是现代的GPS导航，都离不开精确的地理配准。本书将探讨其在自动化导航、LBS（位置服务）等方面的基础作用。 军事与安全应用： 在军事侦察、目标识别、战场态势感知等领域，精确的地理配准是信息准确性的前提。 本书特色： 理论与实践并重： 本书不仅深入阐述地理配准的数学原理和算法，还结合丰富的实例和图表，使得抽象的概念变得具体易懂。 系统性强： 从基础概念到高级技术，再到实际应用，本书构建了一个完整的知识体系，帮助读者全面掌握地理配准的知识。 前沿性： 关注地理配准领域的新技术和新发展，为读者提供前瞻性的视野。 适用范围广： 无论您是地理信息科学、测绘工程、遥感科学等领域的学生、研究人员，还是从事GIS开发、地图制作、影像处理、城市规划、环境监测等行业的专业人士，本书都将是您不可或缺的参考。 《绘制真实世界的坐标》将带领您一同探索地理空间数据背后的奥秘，掌握将其精准“定格”在地球表面的关键技术，最终实现对真实世界的深度认知和有效管理。它不仅仅是一本书，更是您在数字化世界中，绘制精准、可靠地理信息地图的得力助手。

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