第七章3S空间信息技术及GIS新技术
3S技术应用现状与发展趋势
3S技术应用现状与发展趋势1. 引言1.1 定义和背景《引言》3S技术是指遥感技术（Remote Sensing）、地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）和全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）这三种技术的综合应用。
这三种技术各自拥有独特的功能和应用范围，通过集成和互补可以实现更为精准和全面的空间数据获取、处理和分析。
随着科技的飞速发展，3S技术已经成为当前热门的研究方向之一，也被广泛运用于各个领域。
遥感技术可以通过卫星、飞机等手段获取地球表面的大量信息；地理信息系统则可以对这些数据进行整合、分析和可视化展示；全球定位系统则提供了高精度的位置信息。
这三种技术的结合，不仅可以为城市规划、农业、环境保护等领域提供数据支持，还可以为人们的日常生活带来便利。
在本文中，将重点探讨3S技术在不同领域的应用现状和发展趋势，以期为读者提供更深入的了解和认识。
也将分析3S技术在各行业的广泛应用和未来的发展前景，希望能够为相关研究和实践工作提供一定的参考和借鉴。
1.2 重要性3S技术具有重要的意义，对于现代科学技术和社会经济发展起着至关重要的作用。
3S技术可以实现对地理空间信息的高效获取和处理，为各行业提供了精准的数据支持。
3S技术在城市规划、土地管理、环境保护、资源开发等领域的广泛应用，可以有效促进社会经济的可持续发展。
随着科技不断进步，3S技术的应用范围不断扩大，其在国防安全、灾害监测和预警、气候变化研究等领域也发挥着越来越重要的作用。
深入了解和研究3S技术的应用现状和发展趋势，对于推动科学技术的进步和社会经济的发展具有重要的意义。
1.3 研究目的研究目的：本文旨在对3S技术的应用现状和发展趋势进行深入探讨，探索遥感技术、地理信息系统和全球定位系统在不同领域的实际应用情况。
通过对3S技术在城市规划、农业、环境保护等领域的分析，揭示其在各行业中的价值和影响。
3s技术及应用
3s技术及应用3S技术是一种综合应用技术，包括卫星遥感技术（Remote Sensing）、全球定位系统（Global Positioning System，GPS）和地理信息系统（Geographic Information System，GIS）。
它们之间相互关联、相互支持，通过数据采集、处理与应用，为地理空间信息的分析与研究提供了坚实的技术基础。
3S技术应用广泛，覆盖农业、城市规划、林业、水利、环境保护等领域，对于实现资源管理、环境保护和科学决策等具有重要作用。
下文将对3S技术及其应用进行详细解释。
1. 卫星遥感技术卫星遥感技术是利用遥感卫星获取地球表面信息的一种技术。
这种技术可以获取广阔范围的数据，不受地形地貌、气象、人类干扰等影响，具有全球覆盖、实时数据获取和大量数据处理等特点。
卫星遥感技术利用不同波段的传感器获取不同的地球表面信息，包括地表温度、植被覆盖、土地利用等，为资源管理、环境保护、灾害监测等提供了基础数据。
卫星遥感技术在资源管理领域的应用主要包括农业、林业、水利等领域。
在农业领域，卫星遥感技术可以帮助农民制定合理的农业生产计划，监测土地利用，识别病虫害等，提高农业生产效率。
在林业领域，卫星遥感技术可用于森林生长状况的监测、森林资源类型的调查、森林采伐与复制等，实现了对森林资源的可持续利用。
在水利领域，卫星遥感数据与其他数据的结合运用，可以有效监测湖泊、水利建设、水资源利用等方面的情况，为水资源管理提供定量分析和评价手段。
2. 全球定位系统全球定位系统是一种利用卫星技术进行位置定位的系统。
通过GPS定位系统，可以获取精准的坐标数据，包括位置、速度、方向等信息，对于军事、交通、物流等领域有着重要作用。
GPS在科学研究、生产管理、环境监测等方面的应用也越来越受到关注，例如GPS在地质灾害监测、海洋气象预测、城市规划等方面均有广泛的应用。
在农业领域，GPS定位系统可以实现准确的土地测绘、农田水利设施的规划和建设、播种种植的精准施肥、精准喷药等，为农业管理提供了科技化的手段。
“3S”技术发展现状及应用领域
“3S”是遥感（RS，Remote Sensing）、地理信息系统（GIS，Geography Information System）和全球定位系统（GPS，Globe Positioning System）的英文缩写的简称。
其中，地理信息系统问世于20世纪60年代，且自问世后，它一直是地理学、资源与环境科学、地球系统科学中最富有生命力的部分和重要的发展方向之一。
大学地理类院系中新设地理信息系统专业的数量迅速增长，也已成为地理类中的热门专业。
第二种引人瞩目的技术是全球定位系统。
全球定位系统是在当代最先进的空间技术、通讯技术及微电子技术基础上发展起来的第二代卫星导航系统，在地理野外考察、城市规划方面有重要的作用，所以也成为地理研究中的重要技术之一。
第三部分则是遥感技术。
遥感技术在地理研究中的应用则有相对长的历史，主要用于基础地理数据的采集、资源、灾害、农作物生产等监控。
因为这三种技术经常被放在一起使用，又因为三者的英文简称最后都是“S"，所以，人们习惯称为“3S"。
一、“3S”技术发展现状及应用领域地理信息系统（GIS）是从60年代开始，由机助制图发展起来的，其存在与发展已历经30余年。
随着数据库技术的发展、计算机性能的提高、网络技术的普及，不断升级换代，已由60年代初用于地图系统，倍受公众关注。
GIS以其强大的空间与属性信息一体化管理及空间分析能力在不同的领域、行业获得了广泛的应用，基于客户机／服务器体系的GIS、网络GIS、组建式GIS、多媒体GIS 等GIS系统不断进入科研和应用领域。
近年来，随我国经济建设的迅速发展，加速了GIS应用的进程。
目前，GIS已成功地应用到了包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域的规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等9大类别的100多个领域。
尤其是在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制图等领域发挥了重要的作用，取得了良好的经济效益和社会效益。
3s的技术特点及应用区别
3s的技术特点及应用区别3S技术是指遥感技术、地理信息系统(GIS)技术和全球定位系统(GPS)技术的综合应用。
本文将从技术特点和应用区别两个方面详细介绍3S技术。
一、技术特点1. 遥感技术特点：遥感技术通过采集、获取、处理和分析地物信息，能够实现对大范围地表信息的全面、连续、动态和定性、定量的观测与监测。
具体特点包括：（1）获取数据便捷：遥感技术可以通过卫星、航空器和无人机等载具获取地表信息，避免了传统勘测方式的大量人力和物力投入。
（2）信息获取面广：遥感技术可获取的信息包括大气、海洋、水文、地形地貌等大范围的地表信息。
（3）非破坏性观测：遥感技术不需要进行实地勘测，避免了对地表环境的破坏。
（4）数据更新快：遥感技术可以实现对地表信息的连续观测和监测，数据更新速度快。
2. GIS技术特点：GIS技术是一种集成处理、管理、分析空间数据的信息系统。
具体特点包括：（1）空间数据处理能力强：GIS技术可以对各种地理特征的空间数据进行处理、管理和分析，实现对地理信息的集成管理。
（2）空间数据分析功能丰富：GIS技术可通过数据叠加、空间查询、缓冲区分析等方法，进行空间关系和空间分析，为决策提供支持。
（3）多源数据整合能力强：GIS技术可以对来自不同来源、不同类型的数据进行整合，实现跨领域的数据共享和协同分析。
（4）地图可视化：GIS技术通过将地理数据在地图上可视化展示，更直观、清晰地表达出地理信息。
3. GPS技术特点：GPS技术是一种全球导航卫星系统，通过使用一组卫星定位和测量接收器，可以确定地球上的任意位置。
具体特点包括：（1）高精度位置测量：GPS技术可以实现对地球上的点位置进行精确定位，定位精度可达几米~几厘米。
（2）全球覆盖：GPS技术依靠全球部署的卫星系统，可以在全球范围内提供准确的定位和导航服务。
（3）实时定位能力：GPS技术可以实时获取卫星信号，实时计算出接收器的位置，并提供导航指引。
（4）与其他技术融合：GPS与其他定位技术如GLONASS、北斗系统等可以互补使用，提高定位精度和可靠性。
3s技术的特点及其相互关系
3S技术的特点及其相互关系3S集成（Integration of GPS,RS and GIS technology），即将全球定位系统(GPS)、遥感(RS)技术和地理信息系统(GIS)根据不同的应用需要，有机地组合成一体化的、功能更强大的新型系统的技术。
3S 技术形象的代表了测绘学科与其他相关学科的融合与交叉，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地理信息及各种变化，GIS 则是多源时空数据的综合处理和应用分析的平台。
应用中可根据实际需要实现两种技术的集成，也可以是三种技术的集成。
当前，3S 技术在国民经济建设、国家安全保障、资源环境管理以及灾害监测上发挥着重要作用，同时也为科学研究、社会生产提供了新一代的观测手段、描述语言和思维工具。
1 3S技术概述3S 集成，顾名思义，应该有三种技术相互支撑，下面分别介绍遥感（RS）、全球定位系统（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(Remote Sensing)，是指在不直接接触的情况下，利用遥感器对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术，它根据不同物体对波谱产生不同响应的原理，识别地面上各类地物，具有遥远感知事物的意思。
也就是利用地面上空的飞机、飞船、卫星等平台上搭载的遥感器收集地面数据资料，并从中获取信息，经记录、传送、分析和判读来识别地物。
遥感出现于1962 年，而遥感技术在世界范围内迅速的发展和广泛的使用，是在1972年美国第一颗地球资源技术卫星(LANDSAT-1)成功发射并获取了大量的卫星图像之后。
经过几十年的迅速发展，遥感技术以其获取数据范围大、精度高；获取信息周期短、手段多等特点已广泛应用于农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领域。
在未来的几年中，预计遥感技术将步入一个能快速、实时提供多种对地观测数据的新阶段。
3S技术及其应用
空间定位 空间导航 网络GIS
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Internet/GIS/GPS/RS
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其中GIS在城市建设和管理中的典型应用
1、城市规划与管理 3、土地利用与管理
2、基础设施管理
4、生态环境管理
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GIS在交通管理中
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GIS在道路管理中
【例6】下图中左图是一幅具有林木、河流和房屋的景观地图，
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2、地理信息系统与一般信息系统的区别：
一般信息系统：只能存储、管理数据，不 能将数据在空间上的分布表现出来。
地理信息系统：除了一般信息系统的功能 外，还能显示数据的空间分布，并且有强大的 空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能。
如目前我国已应用GIS对各地区各时段的“甲型Ｈ
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打造“高科技农民”
每隔3~5天给农民送去他们庄稼地的高分辨 率卫星影像，农民在计算机网络终端上可以 从影像图中获得他的农田的长势征兆，通过 GIS作分析，制定出行动计划，然后在车载 GPS和电子地图指引下，实施农田作业，及 时地预防病虫害，把杀虫剂、化肥和水用到 必须用的地方，而不致使化学残留物污染土 地、粮食和种子，实现真正的绿色农业。
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让生活更惬意
数字地球将容纳大量行业部门、企业和私人添
加的信息，进行大量数据在空间和时间分布上的研 究和分析。例如国家基础设施建设的规划、全国交 通运输的规划、城市发展的规划、海岸带开发以及 西部开发。从贴近人们的生活看，房地产公司可以 将房地产信息链接到数字地球上；旅游公司可以将 酒店、旅游景点，包括它们的风景照片和录像放入 这个公用的数字地球上；世界著名的博物馆和图书 馆可以将其收藏品以图像、声音、文字形式放入数 字地球中；甚至商店也可以将货架上的商品制作成 多媒体或虚拟产品放入数字地球中，让用户任意挑 选。
高考地理中的“3S”技术
“3S”技术究竟是什么？所谓的3S实际上就是指以上三个含有S的英文单词，即遥感（RS）、全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）。
下面就为大家一一揭开它们的神秘面纱。
3S技术指的是遥感技术（Remote Sensing，简称RS）、地理信息系统(Geography Information Systems，简称GIS)和全球定位系统(Global Positioning Systems，简称GPS)的统称。
是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。
今天，小童地理跟大家分享高考地理中非常重要的技术——3S技术。
你可能对这个名词有些陌生，但它却在地理领域发挥着巨大的作用。
首先，让我们来了解一下3S技术的概念。
3S技术是由遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）组成的一种高效的地理空间数据处理和分析工具。
通过这些技术的综合应用，我们能够获取、处理和分析各种地理数据，从而提供全面而准确的地理信息。
遥感技术是3S技术中的重要组成部分。
它通过卫星以及航空和地面传感器，获取地球表面上的各种数据，例如植被覆盖、土地利用、气候和水资源等。
遥感技术的应用让我们能够实时监测和分析地球上发生的变化，例如气候变化、森林砍伐和城市发展等。
这有助于我们更好地了解和保护我们的地球家园。
可以说，地理信息系统（GIS）是3S技术的“大脑”。
GIS利用计算机技术和软件，将各种地理数据整合到一个统一的空间数据库中，并进行有效的管理和分析。
通过GIS，我们可以创建地图、模拟自然灾害、规划城市和资源管理等。
它不仅为决策者提供了重要的决策支持工具，还促进了城市规划和环境保护等领域的发展。
全球定位系统（GPS）则是3S技术的“眼睛”。
通过使用卫星信号，GPS 能够精确测量地球上任何一个点的经度、纬度和海拔高度。
3S技术
3S技术"3S"技术是英文遥感技术（Remote Senescing RS）、地理信息系统（Geographical information System GIS）、全球定位系统（Global Positioning System GPS）这三种技术名词中最后一个单词字头的统称。
RS（遥感）技术:RS技术是一种远离目标，在不与目标对象直接接触的情况下，通过某种平台上装载的传感器获取其特征信息，然后对所获取的信息进行提取、判定、加工处理及应用分析的综合性技术。
GIS（地理信息系统）技术:GIS是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件技术的支持下，对空间相关的数据进行采集、管理、操作、分析、显示并采用地理模型分析方法，适时提供各种空间的动态的地理信息，为地理研究和决策服务建立起计算机技术系统。
GPS（全球定位系统）技术:GPS指利用卫星技术，实时提供全球地理坐标的技术系统。
该系统具有全球连续覆盖，导航定位精度高、速度快、抗干扰性强等优点，现已在全球广泛应用。
GIS（Geographic Information System）地理信息系统。
顾名思义，地理信息系统是处理地理信息的系统。
地理信息是指直接或间接与地球上的空间位置有关的信息，又常称为空间信息。
一般来说，GIS可定义为："用于采集、存储、管理、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术"。
从GIS系统应用角度，可进一步定义为："GIS由计算机系统、地理数据和用户组成，通过对地理数据的集成、存储、检索、操作和分析，生成并输出各种地理信息，从而为土地利用、资源评价与管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府部门行政管理提供新的知识，为工程设计和规划、管理决策服务"（陈述彭，1999）。
人类生活在地球上，80%以上的信息与地球上的空间位置有关。
3S技术及其发展与应用
3S技术及其发展与应用3S技术是一种集成了遥感技术、地理信息系统（GIS）技术和全球定位系统（GPS）技术的综合应用技术。
该技术的发展与应用在现代社会中起着重要作用。
首先，3S技术的发展可以追溯到上世纪70年代，当时遥感技术在军事和航空领域得到广泛应用。
随着遥感技术的发展，人们开始意识到将遥感数据与地理信息进行整合的潜力。
于是，GIS技术应运而生，它可以对地理数据进行管理、分析和展示。
再加上全球定位系统的引入，使得地理空间信息可以更精确地获取和使用。
3S技术的发展对灾害管理、城市规划、资源管理等领域起到了重要的作用。
例如，在灾害管理方面，3S技术可以通过遥感数据获取灾害发生地的实时影像，再利用GIS技术进行分析，提供相应的灾害预警和应急措施。
在城市规划方面，3S技术可以对城市基础设施进行优化和规划，提高城市的可持续发展水平。
在资源管理方面，通过3S技术可以更好地掌握资源的分布和利用情况，实现资源的合理配置。
此外，3S技术还在农业、环境保护、地质勘察等领域有广泛的应用。
在农业领域，利用3S技术可以对土壤、水资源、农作物生长情况等进行监测和分析，实现农业生产的可持续发展。
在环境保护方面，3S技术可以监测和评估环境的变化，及时发现和治理环境问题。
在地质勘察领域，3S技术可以提供地质勘察的高分辨率影像、地理信息和位置定位数据，帮助科学家更好地开展勘察工作。
随着科技的不断进步，3S技术也在不断发展，进入了3D时代。
通过3D技术的引入，地理信息可以以三维形式展示，增强了数据的可视化效果。
同时，结合虚拟现实和增强现实技术，3S技术在教育、旅游、娱乐等领域也有了广泛的应用。
人们可以通过虚拟现实技术身临其境地体验旅游景点，通过增强现实技术在现实场景中获取相关信息。
总之，3S技术作为遥感、地理信息系统和全球定位系统的综合应用，对现代社会的发展起到了重要推动作用。
在各个领域的应用中，3S技术不断改进和创新，为我们的生活带来了便利和效益。
3S技术及其发展与应用
利用多个时期的航空遥感影像图进行城市用地变迁动态研究，结合数理统计方法进行城市重心移动、离散度、紧凑度和放射状指数等形态测度评价，利用叠加分析、缓冲区分析、拓扑分析等工具进行商业服务设施和中小学的服务范围分析、交通可达性评价和建设条件适宜性评价，这有助于总结城市发展规律，发现存在的问题，增加空间分析的深刻性。
[7]．常庆瑞．遥感技术导论[M]．北京：科学出版社，2004：5-8,．
[8]詹庆明，肖映辉．城市遥感技术[M]．武汉：武汉大学出版社，1999：2-4．
[9]党安荣．遥感技术在城市规划研究中的应用[J]_，J、城镇建设，2001(7)：22—23．
[0]何香玲，张跃，郑钢，等．GPS全球定位技术的发展现状、动态及应用[J]．微计算机信息，2002，18(5)：3—5．
1、精准农业与3S的应用
精准农业(Precision Agriculture，Precision Farming，Precision Crop Management)又称精细农业、精确农业、精准农作和处方农作．是近年来国际上农业科学研究的热点领域，实际上是主要应用3S技术，还有作物生产管理辅助决策支持系统和智能化农业机械装备技术，在定位采集地块信息的基础上，根据各地块土壤、水肥、作物病虫害、杂草、产量等在时间与空间上的差异，进行相适宜地耕种、施肥、灌水、用药，其目的是以合理的投入获得最好的经济效益，并保护环境，确保农业可持续发展．通俗地说：精准农业就是利用RS作宏观控制；用GPS精确定位地面位置；用GIS将地面信息(地形、地貌、作物种类和长势、土壤质地和养分、水分状况等)进行储存，按区内要素的空间变量数据，精确设定最佳耕作、施肥、播种、灌溉、喷药等多种操作，变传统的粗放型经
2．2现状调查与数据管理
3S技术复习材料(新修改)解析
第一章绪论地球信息科学：地球信息科学（ Geoinformatics 或 Geomatics），又译为地理信息科学，是测绘学、拍照丈量与遥感学、地图学、地理科学、计算机科学、卫星定位技术、专家系统技术与现代通信技术等的有机集成，即多种学科的综合。
是用各样现代化方法采集、量测、剖析、储存、管理、显示、流传和应用与地理和空间散布有关数据的一门综合的计算机信息科学、技术和家产实体。
特点：动向性、系统化、及时性、空间特点、信息科学构成：1、 GIS：多种学科集成的基础平台，用来搜寻、储存、管理和剖析空间信息数据。
2、 RS、DPS（拍照丈量）、 GPS：快速获取和更新地理信息的主要技术手段。
3、地图学与图像图形学：用作地理信息的表示、剖析和办理，以及地理信息成就的表达和显示。
4、人工智能：如专家系统（ ES）和人工神经网络，使数据采集、更新、剖析和应用更为自动化和智能化，达到决议层次的应用。
5、现代通信技术：为地理信息在各部门的流传和应用供应保证。
RS（抽象）：安装在平台上的传感器，借助于某种信息流传媒介来感测遥远事物的过程。
RS 技术（详细）：从不一样高度的平台（如飞机、人造卫星等）使用传感器采集地物的电磁波信息，再将这些信息传输到地面并加以办理，进而达到对地物的辨别与监测的全过程的综合技术。
遥感种类：（一）按遥感对象分：1、宇宙遥感2、地球遥感（二）按遥感平台分：1、航天遥感2、航空遥感3、地面遥感（三）按流传媒介分：1、电磁波遥感2、声波遥感3、力场遥感4、地震波遥感（四）按传感器工作方式分：1、被动遥感2、主动遥感（五）按资料获取方式分：1、成象方式： (1) 光学拍照 (2) 扫描成象2、非成象方式（六）按应用领域分：农业遥感、林业遥感、地质遥感、大气遥感等等。
被动遥感：传感器自己不发射任何人工探测信号，只好被动地接受来自对象的信息。
如不用闪光灯的拍照。
主动遥感：传感器自己带有电磁波的辐射源，工作时向目标发射信号，接收目标物反射这类辐射波的强度。
什么是3S技术及其应用
什么是3S技术及其应用3S技术是遥感（Remote Sensing）、地理信息系统(Geographical Information System)、全球定位系统（Global Position System）的统称。
因这三个概念的相应英文中都分别含一个S而得名。
遥感遥感，顾名思义，就是遥远地感知。
传说中的“千里眼”、“顺风耳”就具有这样的能力。
人类通过大量的实践，发现地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反射信息和能量，其中有一种人类已经认识到的形式－电磁波，并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。
遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。
例如，大兴安岭森林火灾发生的时候，由于着火的树木温度比没有着火的树木温度高，它们在电磁波的热红外波段会辐射出比没有着火的树木更多的能量，这样，当消防指挥官面对着熊熊烈火担心不已的时候，如果这时候正好有一个载着热红外波段传感器的卫星经过大兴安岭上空，传感器拍摄到大兴安岭周围方圆上万平方公里的影像，因为着火的森林在热红外波段比没着火的森林辐射更多的电磁能量，在影像着火的森林就会显示出比没有着火的森林更亮的浅色调。
当影像经过处理，交到消防指挥官手里时，指挥官一看，图像上发亮的范围这么大，而消防队员只是集中在一个很小的地点上，说明火情逼人，必须马上调遣更多的消防员到不同的地点参加灭火战斗。
上面的例子简单的说明了遥感的基本原理和过程，同时涉及到了遥感的许多方面。
除了上文提到的不同物体具有不同的电磁波特性这一基本特征外，还有遥感平台，在上面的例子中就是卫星了，它的作用就是稳定地运载传感器。
除了卫星，常用的遥感平台还有飞机、气球等；当在地面试验时，还会用到地面象三角架这样简单的遥感平台。
传感器就是安装在遥感平台上探测物体电磁波的仪器。
针对不同的应用和波段范围，人们已经研究出很多种传感器，探测和接收物体在可见光、红外线和微波范围内的电磁辐射。
“3S”技术的定义、特点及应用
3S是遥感技术RS、地理信息技术GIS、以及全球定位技术GPS的统称。
“3S” 技术在水利行业中广泛地应用于水资源调查、生态环境管理、旱情监测、灌溉面积监测与规划、水环境评估、防洪减灾、水土保持、河口与河道及河势演变动态监测、水利工程选址、水库库容与湖泊动态变化监测、水库移民等方面的工作。
1全球定位技术全球定位技术拥有定位精度高、观测时间短、执行操作简便、测站间无需通视、可提供三维坐标、功能多、应用广和抗干扰性强、保密好的特点，可应用于规划设计中工程测量、水文地质测量等，在防洪减灾、水资源信息实施控制、水土保持、生态建设中起到关键性作用。
2遥感技术遥感技术泛指从远处探测、感知物体或事物的技术。
一般意义上指空对地的遥感，相比传统的观测方法，遥感具有以下特点：1、观测范围大，综合、宏观，2、信息量大，手段多技术先进，3、获取信息快，更新周期短，可动态监测。
常用的遥感图像处理软件主要用来实现数据显示、格式转换、数据预处理、光谱分析、图像分析、GIS分析和三维可视化分析等主要功能。
利用遥感技术分析，可全面理清土地利用现状、河流水系现状、工程建设现状等，同时进行数据处理，规划分析。
3地理信息系统地理信息系统是在计算机软硬件平台支撑下，以采集、存储、管理、分析和描述整个地球表面与空间地理分布有关数据的一种特定的空间信息系统。
其具有以下特点：1、具有采集。
管理、分析和输出多种地理信息的能力，具有空间性和动态性，2、有计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析芳芳，作用于空间数据，产生有用信息，3、能以快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定为和过程动态分析。
一般由硬件系统、软件系统、地理空间数据和开发、管理系统四部分构成。
精品课件-地理信息系统及3S空间信息技术-第7章
第7章 3S空间信息技术及GIS新技术 图7-2 多光谱扫描仪示意图［Curran］
第7章 3S空间信息技术及GIS新技术
从遥感的定义中可以看出， 首先， 遥感器不与研究对象 直接接触， 也就是说， 这里的“遥”并非指“遥远”； 其 次， 遥感的目的是为了得到研究对象的特征信息； 最后， 通过传感器装置得到的数据， 在被使用之前， 还要经过一个 处理过程。 图7-3描述了从获取遥感数据到应用的过程。
第7章 3S空间信息技术及GIS新技术
第 7 章 3S空间信息技术及GIS新技术
7.1 3S技术 7.2 数字地球简介 7.3 GIS新技术 复习与思考题
第7章 3S空间信息技术及GIS新技术
7.1 3S 7.1.1
遥感(Remote Sensing)， 通常是指通过某种传感器装置， 在不与研究对象直接接触的情况下， 获得其特征信息， 并对 这些信息进行提取、 加工、 表达和应用的一门科学技术。
遥感图像分类有两类方法， 即监督分类(Supervised Classification)和非监督分类(Unsupervised Classification)， 前者需要事先确定各个类别及其训练区 (Training Area)， 并计算训练区像元灰度统计特征， 然后 将其他像元归并到不同类别； 后者则直接根据像元灰度特征 之间的相似和相异程度进行合并和区分， 形成不同的类别。
(5) 空间详细程度高， 航空相片的空间分辨率可以高达 厘米级甚至毫米级。
几种常用的遥感卫星及其遥感器参数见表7-1。
第7章 3S空间信息技术及GIS新技术
第7章 3S空间信息技术及GIS新技术
7.1.2 GIS 简而言之， 地理信息系统是用于分析和显示空间数据的
《3S 技术的集成及其应用》 讲义
《3S 技术的集成及其应用》讲义一、3S 技术概述3S 技术是指地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）和遥感（RS）这三种技术的统称。
这三种技术各具特点，又相互关联，在现代社会的多个领域中发挥着重要作用。
地理信息系统（GIS）是一种用于采集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的计算机系统。
它能够将地理数据与属性数据相结合，通过空间分析和建模等功能，为决策提供支持。
全球定位系统（GPS）则是一种基于卫星的导航和定位系统，可以实时、准确地获取地面点的位置、速度和时间等信息。
遥感（RS）是指不直接接触物体，通过传感器获取目标物体的电磁波信息，并对其进行处理和分析，以获取有关目标物体的特征和状态等信息。
二、3S 技术的集成3S 技术的集成并非简单的组合，而是通过不同技术之间的数据交换、功能互补和协同工作，实现更强大的应用能力。
数据集成是 3S 技术集成的基础。
GPS 提供的精确位置信息可以作为 GIS 和 RS 数据的空间参考，而 RS 所获取的大面积、多时相的地表信息可以为 GIS 提供丰富的数据来源。
功能集成是 3S 技术集成的关键。
例如，利用 GPS 进行实地调查和数据采集，将获取的数据输入到 GIS 中进行处理和分析，同时结合 RS 图像进行解译和监测。
三、3S 技术集成在资源调查中的应用在土地资源调查方面，通过 RS 技术可以快速获取大面积的土地利用现状信息，而 GPS 可以用于实地调查样点的定位，GIS 则用于对数据的整理、分析和管理，实现土地资源的动态监测和合理规划。
在森林资源调查中，RS 能够提供森林覆盖范围、植被类型等信息，GPS 有助于确定样地的位置和边界，GIS 用于对森林资源数据的存储和分析，为森林资源的保护和管理提供科学依据。
在水资源调查中，RS 可以监测水体的分布和变化，GPS 用于测量水文站点的位置，GIS 用于整合和分析水资源相关数据，为水资源的合理开发和利用提供决策支持。
第七章 3S空间信息技术及GIS新技术图文新版
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Computer
Cable
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二、“数字地球”的背景与内涵
美国总统克林顿1993年2月签署法令,建设全美的“信息高 速公路”,1994年4月又签署了“建立国家空间数据基础设施” 令,为未来信息社会提供信息资源. 因而,“数字地球”是以信息高速公路和国家空间数据基础 设施(NSDI)为依托的整体性﹑导向性的战略思想,它必然会引起 国际社会的高度重视. “数字地球”概念的提出,是第二次世界大战以来,特别是本 世纪70年代以来“新技术革命”的一个自然发展,地球信息的集 成和整体化发展都是信息技术进步的一个重要趋势. 当前,政府﹑学术团体﹑各界人士都认识到发展“中国数字 地球”不仅是必要的和迫切的,而且是可能的和现实的.同时,还 需要国家层次的战略措施.
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7.3 GIS新技术——Web GIS 一、网络的基本概念
计算机网络（Computer Network）是指实现计算机之间通讯的软件 和硬件系统的统称，从广义上讲，利用磁盘在两台微机之间拷贝 数据也可以认为是一种特殊的网络。它的更加具体的定义是“以 共享资源为目的，通过数据通讯线路将多台计算机互联而组成的 系统”，共享的资源包括计算机网络中的硬件设备、软件或者数 据。
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Web GIS 三、分布式GIS 1、分布式系统和C/S模型 1）分布式系统（Distributed System）定义： 一组独立计算机的集合，但从用户的角度来看，如同一台计算机。 2）C/S模型（Client/Server，客户机/服务器）
城市建设3S(RS、GIS、GPS)技术_遥感系统和遥感技术物理基础
第二节电磁波和电磁波谱
RS技术使用电磁波段分类名称和波长范围
名称 紫外线
可见光
近红外
红 中红外
外 线
远红外
超远红外
毫米波
微 波
厘米波
分米波
波长范围 0.01～ 0.38mm 0. 38～ 0.76mm 0.76～3mm 3～6mm 6～15mm 15～1000mm 1～10mm 1～10cm 1～10dm
第一节 遥感技术概述
一、遥感的基本概念
• 广义：泛指各种非接触的、远距离的探测技 术。 （《遥感大词典》）
电磁波遥感 ：光、热、无线电 力场遥感 ：重力、磁力 声波遥感 地震波遥感
空对地 地对空 空对空
用传播信息载体 或媒介来定义
用目标与观测者 的相对位置关系 来定义
第一节 遥感技术概述
一、遥感的基本概念
第二节电磁波和电磁波谱
一、电磁波及其特性 • 波是振动在空间的传播。如在空气中传播的声波，在
水面传播的水波以及在地壳中传播的地震波等，它们都 是由振源发出的振动在弹性介质中的传播，这些波统称 为机械波。 • 光波、热辐射、微波、无线电波等都是由振源发出的 电磁振荡在空间的传播，这些波叫做电磁波。在电磁波 里，振荡的是空间电场矢量E和磁场矢量B。电场矢量E 和磁场矢量B互相垂直，并且都垂直于电磁波传播方向V。 • 电磁波是通过电场和磁场之间相互联系传播的。 • 实际上电磁振荡是沿着各个不同方向传播的。这种电 磁能量的传递过程（包括辐射、吸收、反射和透射等） 称为电磁辐射。电磁波是物质存在的一种形式。
第二节电磁波和电磁波谱
• 波动的基本特点是时、空周期性。 • 电磁辐射以波动的形式在空间传播。因此，电磁波具有波动
的特性（如干涉、衍射、偏振和色散等现象）。同时，电磁 波还具有粒子（量子）性。电磁辐射在传播过程中，主要表 现为波动性；当电磁辐射与物质相互作用时，主要表现为粒 子性，这即谓电磁波的波粒二象性。遥感传感器所探测到的 目标物在单位时间辐射（反射或发射）的能量，由于电磁辐 射的粒子性，所以某时刻到达传感器的电磁辐射能量才具有 统计性。电磁波的波长不同，其波动性和粒子性所表现的程 度也不同， • 一般来说，波长愈短，辐射的粒子特性愈明显，波长愈长， 辐射波动特性愈明显。遥感技术正是利用电磁波波粒二象性 这两方面特性，达到探测目标物电磁辐射信息的。
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六﹑数据挖掘与知识发现
数据必须经过优选﹑深加工才能成为有效信息;信息再经 过科学的深加工过程,才能发现新知识,升华成为知识经济. 数据挖掘是‚数字地球‛战略至关重要的终端环节,也是 目前最薄弱的环节,最有开发潜力的环节. 数据挖掘本身是一项非常复杂的高新技术和系统工程;需 要有体现科学规律的概念模型设计,便于运用的电脑软件系统, 能够实现时空多维显示的技术,具备虚拟环境的功能.
三、关键技术
‚数字地球‛的核心思想:一是用数字化手段统一地处理地球问题;二 是最大限度地利用信息资源. ‚数字地球‛的体系构成: 数据获取与更新体系; 数据处理存储体系; 信息提取与分析体系; 数据与信息传播体系; 数据库体系﹑网络体系; 专用软件体系,等. ‚数字地球‛可以包容80％以上的人类信息资源,是未来信息资源的 主体核心.
数字地球技术框架
卫星遥感 互操作 高速网络 仿真与虚拟 元数据 海量数据 存储与处理 专业应用 关 键 技 术 数字 地球 实 现 层 应用层 城市与区域 科研与教育 国 家 区域、城市 地 区 认知科学 地球科学 信息科学
基础科学
全 球
政治与外交
四、数字中国与数字城市
‚数字地球‛不仅仅在于超越空间和时间的界限,更在于它能帮助人类 缓解环境危机﹑预防自然灾害﹑打击犯罪和持续发展.中国政府和学术界 在‚数字地球‛的基础上提出‚数字中国‛的构想. 在数字城市的建设中,‚数字北京‛是一个由基础层﹑应用层和决策层 组成的完整体系.在‚基础层‛,北京市要加快首都公用信息平台的建设;在 ‚应用层‛,要加快建设环境与生态﹑资源管网﹑城市建设规划﹑交通管 理﹑社区服务﹑电子政务﹑电子商务﹑远程教育﹑远程医疗等核心子系统. 虽然,我国‚数字城市‛建设的软件硬件及整体解决方案与国际相比还 有距离,像北京﹑上海﹑广州等‚数字城市‛榜样的推广还有待探索;但像 南海市﹑东莞市石龙镇这样信息化发达的城市,15年内就能完全实现现代 化.看来,‚数字城市‛已经不再是一个遥远的梦想.
2）为遥感应用分析提供一个良好的环境 3）有助于提高遥感信息识别的精度和效率
（图）
GIS与GPS 结合
GIS与GPS集成的系统结构模型
“3S"的综合应用
• “3S”的综合应用是一种充分利用各自的技术特点，快 速准确而又经济地为人们提供所需要的有关信息的新技 术。 • 基本思想: 利用RS提供最新的图像信息， 利用GPS提供图像信息中的“骨架”位置信息，利用GIS 为图像处理、分析应用提供技术手段，三者一起紧密结 合可为用户提供精确的基础资料(图件和数据)。
Web GIS 二、因特网 因特网是指全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的计算机 网络，其形成和发展无疑是信息技术发展过程中最为激动人心的事情， 目前大专院校，大学，政府部门，图书馆，企业以及个人都已经连接 到因特网，它允许网络使用者在任何时间、任何地点查阅任何网络上 的信息，它给信息传播带来了巨大便利，它正在改变着整个人类社会 的生活方式。 •因特网发展历史 •因特网提供的应用服务 •网络协议(Protocol)和TCP/IP •因特网的地址、域名 •WWW、HTML和URL •企业内部互连网
例如,为全家去黄石国家公园度假作准备,她计划徒步去看天然喷泉,她刚刚阅读到关于野
牛和落基山羊的知识.事实上,在她离开故乡的博物馆之前她就能够进行虚拟旅游.她学习法国 的历史,细读被数字地球表面覆盖的数字化地图﹑新闻短片﹑口述历史﹑报纸等主要的历史资 料.她向自己的电子邮件信箱发送一些有用的信息,以便今后学习.时间序列从这里延伸到遥远 的过去,这里的时间概念能以天﹑年表征,也能以世纪表征,甚至可以是地质学意义上的年代概 念,因为那些年代有助于她对恐龙的了解.
Web GIS
四、 WebGIS
3、WebGIS与一般GIS相比特点 1）基于C/S模式 2）信息传输是全球性的 3）是一分布式系统，用户、服务器可分布在不同地点和计算机平台上。
五、地球信息的四维时空特征
随着席卷全球的信息技术革命的迅猛发展,人类组织﹑传输和显示 各类与地理坐标有关的海量信息的观念与方式正在发生翻天覆地的变 化.人们设想把有关地球的海量的﹑多分辨率的﹑三维的﹑动态的数据 按地理坐标集成起来,构建起一个‚数字地球‛. 这样,人们不论走到哪里,都可以按地理坐标了解地球上任何一处﹑ 任何方面的信息.从而实现全球信息传递的数字化和网络化.
计算机网络中，网络结点(Node)计算机或者终端的连接方式称为网络的拓 扑结构，它影响着网络的设计、功能、可靠性以及通讯费用等方面，常 见的拓扑结构有以下类型： 星形拓扑结构； 总线拓扑结构； 环形拓扑结构； 树形拓扑； 完全连接结构； 相交环形； 不规则拓扑结构等等。
Computer
Cable
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Web GIS 三、分布式GIS 1、分布式系统和C/S模型 1）分布式系统（Distributed System）定义： 一组独立计算机的集合，但从用户的角度来看，如同一台计算机。 2）C/S模型（Client/Server，客户机/服务器）
Web GIS 三、分布式GIS 2、GIS与分布式
二、‚数字地球‛的背景与内涵
美国总统克林顿1993年2月签署法令,建设全美的‚信息高 速公路‛,1994年4月又签署了‚建立国家空间数据基础设施‛ 令,为未来信息社会提供信息资源. 因而,‚数字地球‛是以信息高速公路和国家空间数据基础 设施(NSDI)为依托的整体性﹑导向性的战略思想,它必然会引起 国际社会的高度重视. ‚数字地球‛概念的提出,是第二次世界大战以来,特别是本 世纪70年代以来‚新技术革命‛的一个自然发展,地球信息的集 成和整体化发展都是信息技术进步的一个重要趋势. 当前,政府﹑学术团体﹑各界人士都认识到发展‚中国数字 地球‛不仅是必要的和迫切的,而且是可能的和现实的.同时,还 需要国家层次的战略措施.
7.1 3S 技术
3S集成概念
随着科学技术的发展， “3S"以其各自的技术特点日趋紧密结合，在资源与 环境动态监测与趋势预报，重大自然灾害监测与预警以及灾情评估与减灾对策 的制定，城市及经济开发区的规划、开发与管理等方面，有着广阔的应用前景。
GPS是空间实体快速、精密定位的现代化工具；
GIS是空间信息集成、分析、处理的有力武器； RS是空间信息覆盖面最大最迅速的采集手段。
由于GIS固有特点，使得运行于网络上的分布式系统特别适合于构 造较大规模的GIS应用，其表现为： 1） 数据的分布
2) 应用功能的分布
3）外设共享 4）并行计算
Web GIS
四、WebGIS
1、Web技术（World Wide Web, Web网） 1)Web原理
Web结构为浏览器/服务器,其原理是用浏览器下载服
Cable (2)
网络拓扑结构 （1）总线结构 （2）环形结构 （3）星形结构 （4）树形结构 （5）完全连接 （6）相交环形 （7）不规则拓扑结构
Web GIS 一、网络的基本概念 计算机网络的种类繁多，性能各异，按照不同的原则可以有 不同的分类方式，最常见的是根据其空间分布范围的大小， 分为 •局域网(LAN-Local Area Network) •城域网(MAN-Metropolitan Area Network) •广域网(WAN-Wide Area Network)
7.3 GIS新技术——Web GIS 一、网络的基本概念
计算机网络（Computer Network）是指实现计算机之间通讯的软件 和硬件系统的统称，从广义上讲，利用磁盘在两台微机之间拷贝 数据也可以认为是一种特殊的网络。它的更加具体的定义是“以 共享资源为目的，通过数据通讯线路将多台计算机互联而组成的 系统”，共享的资源包括计算机网络中的硬件设备、软件或者数 据。
务器管理的文件并显示出来。浏览器通过统一资源定位 符URL来访问服务器并请求取得文档.
Web GIS
四、 WebGIS
1、Web技术（World Wide Web,Web网） 2）URL
统一资源定位符URL
Web GIS
四、 WebGIS
2、WebGIS的应用 Web GIS是建立在Web技术上的一种特殊环境下的地理信息 系统，利用Web技术来扩展和完整GIS的一项新技术。 Web GIS的应用分为： 1）空间数据发布 2）空间查询检索 3）空间模型服务 4）Web资源组织
7.2 数字地球简介
一、概念
1998年1月31日,美国副总统阿尔·戈尔在加利福尼亚科学 中心的讲演中正式提出了‚数字地球‛(Digital Earth)的概念. 他说:‚我相信我们需要一个‘数字地球’,即一种可以嵌入海 量地理数据﹑对我们星球所做的多分辩率﹑三维的描述方式. 按照戈尔提出的时间表,‚数字地球‛的基本实现预计在 2020年,而‚数字地球‛的初步实现设定在2005年左右.
3S 集成
3S 相互作用
1）RS和GPS向GIS提供或更新区域信息以及空间定位；
Hale Waihona Puke 2）GIS进行相应的空间分析，综合集成RS和GPS提供的海量数据。
GIS
定点查 几何配准、 辅助分类等 询专题 信息 提供或更新 提供或更新 空间定位 区域信息
GPS 几何校正、训练区选择及分类验证等 提供定位遥感信息查询 RS
第七章 3S空间信息技术及GIS新技术
3S技术是英文遥感技术（Remote Sensing RS）、地理信息系统 （Geographical information System GIS）、全球定位系统（Global Positioning System GPS）这三种技术名词中最后一个单词字头的统称。 是现代信息技术与空间分析研究的主要技术手段和发展方向。广义的 3S技术包括空间信息获取、传感器和信息探测、图形图像处理、空间 定位、动态监测、信息管理与存储、预测评价与决策分析等。
GIS与RS结合
GIS与遥感结合的必要性