3s技术的特点及其相互关系

3S技术的特性及其相 互关系 姓名：张久华 学号：20090 20048 教师：杨武年教授 2010 3S技术的特征及其相 互关系 3S 集成（Integ ratio GIStechn ology ），即将全球定 位系统 (GPS)、遥感(RS)技术和物理 信息系统(GIS)根据不同的应用应该，有机地组合成 一体化的、功能更强大的新型平台 的科技。3S 技术形象的代表了测绘学科与其 相关学科的整合与交叉，其本身也在 走向集成。在 3S 技术集成中 ，GPS 主要 是实时、快速的提供目标的空间 位置，RS 用于实时、快速的提供大面积地表物 体及其环境的几何与物理信息及 各种差异3s技术的发展，GIS 则是多源时空数据的综合处理 和应用探讨的系统。应用中可依据实际应该推动两种科技的集成，也可以是三 种科技的集 当前，3S技术在国民经济建设、国家安全保障、资源环境管控以及灾害监 测上发挥着重要功用，同时也为科学研究、社会制造提供了新一代的观测方法 、描述语言和 思维工具。 3S技术概 3S集成，顾名思义，应该有三种科技相互支撑，下面分别介 （GPS）、地理信息系统（GIS）以及它们之间相互关系 1.1遥感技术（RS） 遥感(Remot Sensing)，是指在不直接接触的状况下，利用遥感器对目标或 然现象远距离探测和认知的一种技术，它依据不同物体对光谱产生不同响应的机理，识别地面上诸多地物，具有遥远感知事物的含义。

也就是利用地面上 空的客机、飞船、卫星等系统上配备的遥感器收集地面，并从中获取 信息，经记录、传送、分析和测量来辨别地物。遥感出现于 1962 年，而遥感 技术在全球范围内快速的演进和广泛的 使用，是在 197 2年美国第一颗地球资源 技术卫星 (LANDS AT-1)成功发射并获得了长期的卫星图像时候。经过几十年的 迅速发展，遥感科技以其获得数据范围大、精度高；获取信息周期短、手段多 等特性已广泛应用于农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领 数据的新阶段。遥感图像的空间分辨率，光谱分辨率和时间分辨率就会有极大的提升。其应用领域随着空间技术的演进，尤其是地理信息系统和中国定位 统技术的演进及相互渗透，将会越来越广泛。 1.2 全球定位系 统（GPS） 全球定位系 统(GPS, Globa Position-ing Syste m)是运用人造地球卫星进行点 位测量导航技术的一种，其它的卫星定位导航平台有 GLONASS，欧 洲空间局 NAVSAT，国际移动卫 星组织的 等等。

GPS全称是 NAVST AR(NAVigation Satellite Timin Ranging)/GPS，由中国海军组织研发 1973年开始实行，到九十年代初完成。目前其应用已经十分广泛，定 位误差可 mm级，水平可达 2cm，垂直可达 3cm，可应用于大地测量、板块 运动检测等；用于动态定位时，根据不同需求其效率可 达cm、dm 应用于卫星、火箭、导弹、飞机、汽车等导航定位之用。GPS 定位平台由于定 位的高度灵活性和实时性，成为监测学科中的革命性变化。其本质是运用空间 三角测量的机理通过空中卫星和地面接收站获取经纬度坐标，高程和时间之间 的关系，从而为测高 、测距、导航(定位)等服务。 1.3 地理信息系 统（GIS） 地理信息系 统（Geogr aphic Infor ma-tion Syste m）指在计算机软件支持下， 对具备空间内涵的物理信息输入、存贮、查询、运算、分析、表达的科技系 统，同时它可以用于物理信息系统的动态描述，通过时空构模，分析物理系统 的演进变化和完善过程，从而为咨询、规划和决策提供服务。

其应用已涵盖与 地理空间有关的领域，从中国变化、持续演进到城镇交通、公共设备规划及建 筑选址、地产策划等方面，地理信息系统技术正深刻地妨碍着甚至颠覆着很多 领域的探究方式及 动作模式。GIS 的本质就是对不同类的信息进行探讨、处理 和加工 地理信息系统在今天的30 多年内获得了惊人的发展，广泛应用于资源调 查、环境检测、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通信、交通运输、军事 、水利电业、公共设施管理、农林畜牧、统计、商业金融等 几乎所有领 域，正受到越来越的青 3S技术集 3S技术是一个有机的整体 信息;GPS 用于空间数据快 速定位，为遥感数据提供空间坐 进行校准和检测; GIS 用于对空间数据进行存储、管理、查询、分析和可视 将长期抽象的统计数据成为直观的专题图和统计报表等。集 RS、GPS、GIS 技术 的功用为一 体，可构成高度自动化、实时化和智能化的物理 信息系统，为诸多应 提供科学的决策咨询，以缓解客户可能提出的诸多复杂问 2.1GIS S的集成与应用 GIS S的集成主要用于变化检测和实时升级,RS 具有实 快速、动态 获取大范围地表信 息的能力,而 GIS 具有很强的地学分析方法 。

充分结合 GIS技术,可以迅速、快速、准确、动态的显示绝大部分的 地表信息,并据此做出 分析。GIS S的集成方式主要有如下三种:(1)分开但垂直的结合。主要在数据 层面结合，两个数据处理系统相互独立存在。它们在数据层面进行数据交换。(2) 表面无缝的 结合。使用统一的 用户界面,但为不同的软件和数据 库。(3)整体结合。 在界面、工具和方面均推动无缝的用途集成和数 据集成。 2.2 GPS 与GIS 的集成与应 随着GPS 的定位误差 越来越小,GIS 的空间预测功能越来越完善,将 GPS 接到GIS系统中,实现在GI S可视化图形界面上观 察GPS 定位点的运动 过程。利 GIS中的电子地 图和GPS 接收机的实时差分定位 技术，可以组成 GPS+GIS 的诸多手动电子导航平台，用于交通指 挥调度、侦破、车船导航、农田作业 理、渔船捕鱼等多方面。 2.3 GPS 与RS 的集成与应 一直以来遥感中的目标定位都依赖于地面控制点,如果要推动实时无地面控 制的遥感 目标定位,则应该借助 GPS 记录遥感影像瞬间的外方位 元素。

GPS 的集成科技主要是运用GPS 的准确定位功 能为 RS 影像提供实时处理与迅速 编码,实现快速准确地测量坐 标。目前GPS 动态相位差分已用于航 空/航天摄影测 量进行无地面空中三角 测量,并适于制造,从而大大提高工作强度 和效率。 2.4 3S 技术集 成与应用 RS、GIS、GPS 合,实际上是将空间技术、传感器科技、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相 结合,实现多学科高度集成的对空间信息 进行采 制的车载“3S”集成平台和中国研发的 机载/星载“3S” 集成平台。“3S”集 成系统可以手动、实时地收集、处理和升级 数据,还能够智能化地剖析和 运用数 据,为诸多应用提供科学的 辅助决策,并无法回答用户提出的诸多复杂问 3S的整体 集成应用更为广泛，相互之间取长补短，功能也更为 强大。例如 PS+GIS组成手动导航平台中加 CCD摄像机组成移动式测绘系统可 用于高速公路、铁路和各种线路的自动监测和管控，也可实行战时现场自动指 挥系统。美国的和爱国者导弹上安 装了3S 集成平台，可以推动自动导 航、自动追踪、自动辨识目标，以进行精确的拦截和遏制。

从现在来看 3S 集成 3S技术应用领域及特 3.13S 技术在地质基础调查中的应用 地质基础调 查是综合性的地质工作 它为国土规划、矿产普查、地质科研、环境地质普查等众多方面提供基础性地质资料。地质图是体现地质和地质 科研成果的重要方式 是地质矿产信息的最重要表达方法之一 因此图形的编制、制作、使用的信息化就作为地质调查信息化的重要发展态势。常规的地质 调查、研究都是基于长期的地质实地调查资料基础上 进行的 需要花费少量的人力和 才力。采取 3S 技术进行大范围地质调查和研 而且可有效地弥补野外地质工作无法观察到的状况。地质基础 查计划以125 万综合调查评价为 基本查清主要经济区带的基础地质、矿产地质、生态地质环境等基本状 主要的工作内容是 125 万区域地质调 综合利用各类遥感图像 的劣势 对区域地质资源进行彻底摸清和调查。利用先进的 GIS技术构建了多种基础性数据 这些基础的特征是门类齐全、空间覆盖全 标准化程度高、海量数据存储。涵盖地 质、地球物理、地球化学、矿产勘探、环境地质等多种地质调 查成果 其资料包含 全国从 各种数据基本按统一标准入库 由于包含了少量图形数据和多图层属性数据 并由此加强 GIS评价探讨工作产生了一系列 多种成果 并可以经过剖析得出相互关联的图件及信息资料。

3S 技术使特色的地 日本等国将GIS GPS、DBS结合 起来 用于125 110万区域地 已经成功地完成了多幅区域地质图的填绘和出版工作。 3.2 3S 技术在矿产资源调查中的应用 由于矿产资源调查面向的对象显然是空间实体 ，如岩层、矿体、构造等，具 有空间特 3S技术正是解决空间信息问题的 实用科技。因此，3S 技术在矿 业中有着广泛的应用前途。矿产资源调查评价项目是以重点成矿区带矿产资源 潜力评 价为核心。以国家急缺矿种为重点 ，调查全国矿产资源潜力。其重点是我 国中、西部地质工作程度较低的待研发地区和矿藏潜力很大的地区。这些地区 山峻岭，地质条件复杂，常规的地面工作很难推进。资源卫星资料可望在该区 超前调查、地质工作战略部署和为发现成矿远景区及找矿靶区等方面提供主要 分析服务。同时，利用其不受区域限制的宏观特征，进行我国边界地区的境内 外成矿地质条件分析 对比研究，推进边境地区矿产调查 的步伐。近年来，以 3S 技术为借助的计算机多元信息成矿分析平台演进迅速 ，预测出一大批有价值的 成矿靶区，取得了很好的找矿效果 ，改变了过去单纯依靠地质画圈圈、钻机钻孔 找矿路子，由注重勘查变为注重分析，代表着地质调查技术演进的潮流和 发展 方向。

3.3 3S 技术在地质灾害研究中的应用 我国是地质灾难最为严重的国家之 一，地质灾害种 类多、分布广、危害大， 严重影响着许多地质灾难多发地区的经济发展 ，威胁着人民生命财产安全。在地 质灾害 的研究中，如泥石流、崩塌、边坡稳定性、断裂、地震等方面 ，目前已基 实现了RS 密结合，个别项目超过了 3S 技术整 体结合。RS 作为 GIS 主要的地质灾害体专题空间数据源和数据升级方式 GIS提供空间数据和体现目标属性的专题数 GIS获取地表灾害体目标要素的空间坐标数 GIS提供对多源数据的储存、管理、处理、分析、分类等辅助 提供对多源地学数据的空间预测和 趋势探讨 以及对分析成果的二维和三维表达。因此， 3S 技术是地质灾害预报及减灾、防灾的重要工具和手段 ，在地质灾害防治中发 越来越重要的作用。 特别是在汛 期，受气象原因 的影响，崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾难 频繁出现 ，经常导致重大伤亡。国土资源部与中国气象局将充分利用两部局在地 质灾害预防和气象方面的科技力 量及成果，提高国内大陆地质灾害监测预报工作 的科技含量和分析预 报精度，最大限度地防止和提高地质灾难导致的人员死伤和 财产伤亡。

中国国土资源部与中国气象局联合召开的美国大陆地质灾难气象预 预警从2003年 局借助中国中央电视台新闻联播之后的时段向社会公布全球大陆地质灾难气象预报预警信息 3S技术应 用案例 2008 年南方遭受罕 见洪水，3S 集成技术能为救灾做点什么贡献呢？雪灾的 恶劣天气，对交通、电力、环境、生活、生产都制约很大，对于人们的出行带 大不便。可以借助3S技术对每一路段的交通状况和危险情况进行图形化表 ，对于出现交通事故的地段予以特别标明，同时链接相关截图和新闻。利用车载导航平台实时向客户提供重要的信息，这样就导致了弊端事故 。同时运用 的矢量预测来为客户提供实时的气象信息。对于阻塞在路上的旅客，利用 车载3 S技术可以查询到所在城镇的基本生活状况，电力供应，食物供应，以保 持基本的生活意愿，这样就尽量减少出现一些危险状况。同时，政府也需要 3S电子政府，方便群众查询，这样老百姓充分利用政府公共资源，对于解 决一些突发性的灾害有很好 的作用。 5.12 汶川灾难牵动多少国内人的心3s技术的发展，每一个国人都在为灾区同胞祈福，希 望多了解一些灾区的 情况。

3S 技术能为客户提供实时 的查询功能，对于每一个 区域，我们都能获得到相应的代价信息，救援信息，目前城镇状态，即使不能 自到灾区，我们也能借助虚拟城市漫游，真真切切的感受到灾区的困难，让 所有国内人都明白我们同胞正在面临什么样 的挫折。通过 GIS 分析，能大致估 地震的代价，能得到解决唐家山堰塞湖问题的方案以及粗略确定失事飞机的位置，这些都对科学抗灾起到很大的推动 作用。 在奥运会中，奥运安保工作比较重要 ，3S 技术能提供实时的陆海空三维信 息，便于安保工作人员作出科学的判定 。通过GPS 单点定位，当然也可以用我国 的北斗定位平台，可以测定精 确位置，根据 RS 影像变化监 GIS分析，可 以判断出一些可疑情况，这样才能确保奥运安保工作的成功 进行。利用 3S 技术 可以为汽车进行导航，这样很方便外国友人参 观奥运会，利用城市3 S系统，能 让越来越多的外国人充分认识中 国，同时3S 技术针对火炬的释放也起到十分重 结语3S 技术以其获得信息的实时性，准确性，便捷性，综合性等优点正越来越 快的演进，但现在在中国的应用并 不是很多，很多民众并没有体会到它的弊端。

随着时代的演进，科技的进步，世界将要步入到“数字地球”时代。而以遥感 术、地理信息系统和中国定位平台为核心科技的3 S技术成为数字地球的核心 技术已从各自独立演进进入相互交融、共同发展的阶段。在当下信息时代，网 络科技、三维可视化技术、虚拟现实技术、神经网路技术、海量数据处理技 术、等科技的突飞猛进的状况下 ，和3S 技术密切结合将在国民经济建设 中发挥更加雄厚的 威力。3S 技术有力地推动各学科突破传统的方式向纵深 方向 技术基础。3S等科技应用于国家建设也有时代需求的必然结果，代表了信 化的今后趋势。同时3S 技术还应该很长的路要走，需要我国相应的科技人才 不断努力 进步！

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