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出版者:Mit Pr

作者:Hill, Linda L.

出品人:

頁數:280

译者:

出版時間:2006-8

價格:$ 39.55

裝幀:HRD

isbn號碼:9780262083546

叢書系列:

圖書標籤:

• 地理參考
• 遙感
• GIS
• 空間數據
• 地圖學
• 大地測量
• 圖像處理
• 坐標係統
• 數據采集
• 定位

《繪製真實世界的坐標》 一部關於地理空間信息構建與應用的深度解析 在信息爆炸的時代，地理空間信息已成為理解我們世界、規劃未來發展的基石。無論是城市規劃、環境保護、災害預警，還是物流配送、自動駕駛，都離不開對物體真實地理位置的精確把握。然而，數字化的世界並非總是與現實世界完美契閤，地理空間數據的“坐標”問題，即如何將采集到的信息準確地定位到地球錶麵，一直是一個關鍵且復雜的技術挑戰。 《繪製真實世界的坐標》一書，便是一部深入探討這一核心問題的專業著作。它並非一本簡單的操作手冊，而是從理論到實踐，從基礎概念到前沿應用，為讀者提供瞭一套係統而全麵的地理空間數據精確化解決方案。本書旨在揭示地理空間數據“從哪裏來，到哪裏去”的根本邏輯，以及如何通過嚴謹的方法和先進的技術，賦予數據以真實的地理生命。 內容概覽： 本書的結構設計精巧，層層遞進，力求為不同背景的讀者提供有效的知識路徑。 第一部分：地理空間數據的基石——坐標係統與投影 在深入探討地理空間數據的定位之前，必須理解其賴以存在的坐標係統。本部分將從最基礎的橢球體模型講起，詳細介紹大地測量學中的關鍵概念，如參考橢球體、大地基準等，並梳理全球和區域性的主要坐標係統。讀者將瞭解到，看似簡單的“經緯度”背後，蘊含著復雜的數學模型和嚴謹的定義。 橢球體模型與大地基準： 介紹地球的真實形狀（通常用橢球體近似）及其在測量中的重要性。深入闡述大地基準（如WGS84、GCS_2000等）作為地理坐標係統的參考框架，以及不同基準之間的轉換原理和影響。 地理坐標係統： 詳細解析經緯度的概念、度量方式以及其在球麵上的錶示。 投影轉換的奧秘： 認識到將三維地球錶麵投影到二維平麵地圖上的必然性，並深入探討各種地圖投影方法的原理、特點、適用範圍和失真分析。從等角投影、等麵積投影到等距離投影，本書將一一剖析，並輔以實例說明，幫助讀者理解為何不同的地圖投影會産生不同的視覺效果和度量偏差。 坐標係統的選擇與應用： 指導讀者如何在實際項目中根據數據精度要求、應用場景和地理範圍，選擇最閤適的坐標係統和投影方式，避免因坐標係統不匹配而導緻的誤差纍積。 第二部分：地理空間數據的“定魂”——地理配準（Georeferencing）的核心原理 這一部分是本書的重中之重，將詳細闡述地理配準（Georeferencing）這一核心概念。地理配準是指將地理空間數據（如老舊地圖、航空影像、手繪草圖等）與一個已知的、具有真實地理坐標的參考數據集（如現代衛星影像、GIS數據庫等）進行關聯，從而賦予這些數據真實地理坐標的過程。本書將從理論層麵深入剖析地理配準的數學模型和算法。 地理配準的基本概念與流程： 明確地理配準的定義、目標和主要步驟，包括控製點選取、變換模型選擇、參數估計和誤差評估。 控製點（Ground Control Points, GCPs）的選取與質量控製： 強調控製點是連接源數據和參考數據的“橋梁”。本書將詳細介紹如何識彆和選取高質量的控製點，包括控製點的數量、分布、精度要求以及可能遇到的挑戰，並提供實用的選點技巧。 變換模型（Transformation Models）： 深入解析各種常用的地理配準變換模型，如仿射變換（Affine Transformation）、多項式變換（Polynomial Transformation）、薄闆樣條變換（Thin-Plate Spline Transformation）等。本書將詳細講解每種模型的數學原理、適用場景、以及它們在處理不同類型畸變時的優勢和局限性。讀者將理解為何一種模型在某些情況下優於另一種。 參數估計與誤差傳播： 解釋如何通過最小二乘法等數學方法，利用選取的控製點來估計變換模型的參數，並探討誤差在變換過程中的傳播機製，以及如何通過殘差分析來評估配準精度。 重采樣（Resampling）技術： 在完成幾何變換後，如何根據變換後的坐標，重新計算目標柵格數據的像素值，這是重采樣技術的核心。本書將介紹鄰近法（Nearest Neighbor）、雙綫性插值（Bilinear Interpolation）、三次捲積（Cubic Convolution）等主流重采樣方法的原理、特點及對數據質量的影響。 第三部分：地理空間數據的“精雕細琢”——高級地理配準技術與挑戰 隨著數據源的多樣化和應用需求的提升，地理配準也麵臨著新的挑戰。本部分將探討更高級的配準技術，以及在實際操作中可能遇到的復雜問題。 影像匹配（Image Matching）與自動配準： 探討基於特徵匹配、區域匹配等影像匹配技術，以及如何利用這些技術實現影像間的自動或半自動配準，從而提高效率並減少人工乾預。 綫性和非綫性畸變的處理： 針對傳感器本身産生的畸變、地球麯率的影響、以及老舊地圖的褶皺、撕裂等非綫性畸變，本書將提供相應的處理策略和算法。 多源數據融閤與配準： 討論如何將不同來源、不同精度、不同坐標係統的地理空間數據進行有效的配準和融閤，以構建更全麵、更一緻的空間數據庫。 不確定性分析與精度評估： 深入探討如何量化地理配準的不確定性，並提供多種科學的精度評估方法，如均方根誤差（RMSE）、殘差圖分析、獨立驗證等，以確保數據的可靠性。 特定領域的高級應用： 結閤實際案例，例如文物古跡的數字化測繪、曆史影像的復原與分析、遙感影像的形變監測等，展示高級地理配準技術在解決實際問題中的強大能力。 第四部分：地理空間數據的“價值釋放”——地理配準的應用場景 地理配準的最終目的在於讓數據“可用”並“可靠”。本部分將重點介紹地理配準在各個領域的廣泛應用，以及它如何為這些領域帶來價值。 城市規劃與管理： 通過對曆史地圖、早期航測影像的配準，可以進行城市變遷研究、曆史地圖的數字化和城市現狀的精確對比，為城市規劃提供決策依據。 環境保護與資源管理： 對不同時期、不同尺度的環境監測數據進行精確配準，可以有效地分析地錶覆蓋變化、森林砍伐、水體萎縮等環境問題，為環境保護和資源可持續利用提供科學支撐。 災害監測與應急響應： 在地震、洪水、滑坡等災害發生後，對災前影像和災後影像進行精確配準，可以快速評估災害範圍和損失程度，為應急救援和災後重建提供關鍵地理信息。 考古與文化遺産保護： 對古代遺址、文物進行高精度測繪和數字化存檔，通過配準不同時期、不同視角的影像，可以深入研究遺址的演變過程，為文化遺産的保護和修復提供科學依據。 導航與定位服務： 無論是傳統的地圖繪製，還是現代的GPS導航，都離不開精確的地理配準。本書將探討其在自動化導航、LBS（位置服務）等方麵的基礎作用。 軍事與安全應用： 在軍事偵察、目標識彆、戰場態勢感知等領域，精確的地理配準是信息準確性的前提。 本書特色： 理論與實踐並重： 本書不僅深入闡述地理配準的數學原理和算法，還結閤豐富的實例和圖錶，使得抽象的概念變得具體易懂。 係統性強： 從基礎概念到高級技術，再到實際應用，本書構建瞭一個完整的知識體係，幫助讀者全麵掌握地理配準的知識。 前沿性： 關注地理配準領域的新技術和新發展，為讀者提供前瞻性的視野。 適用範圍廣： 無論您是地理信息科學、測繪工程、遙感科學等領域的學生、研究人員，還是從事GIS開發、地圖製作、影像處理、城市規劃、環境監測等行業的專業人士，本書都將是您不可或缺的參考。 《繪製真實世界的坐標》將帶領您一同探索地理空間數據背後的奧秘，掌握將其精準“定格”在地球錶麵的關鍵技術，最終實現對真實世界的深度認知和有效管理。它不僅僅是一本書，更是您在數字化世界中，繪製精準、可靠地理信息地圖的得力助手。

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