3S技术在数字国土中的应用探讨

3S技术在数字国土中的应用探讨

数字国土涉及的内容较多，属于国家的基础设施建设，它的目标就是通过国土资源信息化促进经济发展，实现资源的科学合理利用。随着3S技术的应用，3S技术已经成为数字国土建设的技术支撑。文章对3S技术在數字国土应用中存在的问题进行了分析，并且对在数字国土的具体应用进行了阐述，最后对应用发展进行了展望。

标签：3S技术数学国土应用

数字国土工程主要包括动态监测报警、信息系统、总体规划、管理决策等方面的内容，是社会发展和经济发展的信息资源平台。数字化国土工程促进了经济的健康有序发展，能够为国土资源的科学运用提供了重要依据。因此，为了更好地实现数字国土，就应该将先进的3S技术引入数字国土工程。

1 3S技术与数字国土

1.1 3S技术

3S就是全球卫星定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）、遥感（RS）的统称。GIS是利用计算机处理和存储地理信息的一种工具和技术，是在计算机硬件和软件支持下，将各种环境参数和资源信息按照地理坐标和空间分布，以一定的分类编码和格式存贮、处理、输入、输出，从而满足人机交互信息系统的需要。

RS是以数字摄影技术作为基础，数字摄影成像仪通过卫星、飞船、飞机等进行搭载，利用光谱的特性，对不同地物的光谱信息进行记录，以达到地物信息得以获取的目的，以便对不同的地物进行判读和分析。

GPS是一个卫星系统，它是由24颗覆盖全球的卫星组成。这个系统能够保证在地球上的任意时刻，任意一点都可以观察到4颗卫星，从而能够保证任意一点都可以采集到高度和纬度，具有应用广泛多功能、快速省时高效、三维定时定速高精度、全球覆盖、全天候等五大特点。

1.2 数字地球与数字国土

数字地球即信息化地球，也就是对地球以及地球相关现象的数字化认识。以虚拟现实技术为特征，以空间数据为依托，以因特网为基础，具有多种分辨率和三维界面的面向公众的开放系统。

数字国土也就是信息化的、数字化的国土。这一概念是在实施全球信息化工程背景下提出来的，它被认为是数字地球的一部分。数字国土工程建设有利于加强水资源和国土资源的保护和监测，有利于农业现代化的逐步实现，并且对于国民经济的发展和综合国力的提升有着非常重要的作用。数字国土涵盖环境、资源、

人口；涵盖动态监测报警和国土资源信息系统、国土资源国力决策、国土资源信息总体规划，是经济和社会发展的信息资源平台。

数字国土采用现代化信息技术将各种国土资源成果和数据，依照统一的标准、规范和空间关系进行数字化，建设成具有辅助决策、评价预测、综合分析、信息管理等功能的各种信息系统和数据库，从而实现国土管理现代化。

2 3S集成技术

3S集成也可以称为3S一体化或者3S综合。GPS、GIS、RS三者具有优势互补性，它们各自充当着不同的角色，RS主要是采集信息；GPS就是对遥感图像或者从遥感图像中提取的信息进行定位，能够与电子地图进行套合；GIS是信息的大管家。要综合利用GPS、GIS、RS，构成为动态、实时、整体的对地应用、分析、观测的运行系统，使GIS的应用效率得到提高。3S技术为社会生产、政府管理、科学研究提供了思维工具、描述语言、观测手段。3S集成是一个发展趋势，能够取长补短，三者的结合形成一个相互作用的框架，即GPS和RS向GIS提供空间定位或者区域信息，GIS则进行空间分析，对GPS和RS提供的信息进行综合集成，获取有用的信息，为科学决策提供参考。

3S集成技术在实际应用中往往是两两集成，例如RS/GPS集成，GIS/GPS 集成或者GIS/RS集成等。GPS、GIS、RS集成的方式最简单的方法就是由用户综合使用，三者有共同的界面，最好的办法就是成为统一的系统。

3 3S技术在数字国土上的具体运用

由地理信息系统、遥感、全球定位系统组成的空间信息获取技术，是空间数据获取以及管理的基础。

3.1 GIS/RS的应用

随着科学技术的发展，对地观测体系已经得到了建立，遥感技术已经由单时、单项、单点对地进行勘查，演变为了准实时、长周期、全球性的对地进行观测，将能够使人们更加准确、更加全面地对环境演化和地球资源分布进行了解。在实际运用中，卫星遥感图像都是反映环境信息和各种资源信息并且以数字的方式进行记录，可以将这些信息存贮于国土资源信息系统，这些信息可以方便地查询、分析、输出等操作。卫星遥感图像是国土数字的直接来源，是数字国土的信息源，可以直接、快捷、方便地获取地质灾害、地质环境、海洋资源、矿产、土地等方面的信息，这些信息是国土资源数据库非常重要的组成部分。

空间实体是遥感的工作对象，主要进行数据的分类和采集，彼此之间有着较为密切的联系。遥感能够为数字国土提供强有力的数据更新和重要的数据源，能够提供大范围和综合、准确、及时的环境数据和各种资源，另外还具有动态多时相的特点，又为建立动态系统和GIS空间数据库更新提供了动态数据源。

GIS为RS的图像管理、存储、处理、分析提供了强有力的平台。GIS技术应用于国土资源调查评价体系建设、国土资源管理信息系统建设，一方面，用户对地物分布特征可以使用GIS的图形用户界面获取。在国土资源管理系统用运用GIS技术能够改善基础数据的收集方式和处理方式，能够有效地改善国土资源管理信息系统的效率；另一方面GIS具有强大的对地理对象间拓扑关系进行建立和分析的功能。利用GIS的空间分析、统计制图、数据库管理、信息查询、数据采集与编辑等功能，可以对地理位置进行确定，通过分析和运算空间数据能够对国土资源调查评价。

3.2 RS/GPS的应用控制测量是GPS技术的一个非常重要的应用，能够准确获取三维地心坐标，三维地心坐标的获取是在統一的参考框架下获取。凡是涉及到点间位置关系的确和、线、面、立体空间的点位确定都可以利用GPS技术进行解决的，这种方法较为准确、迅速。导航和定位是GPS的表面功能。从GPS 接收机上可以看到很多功能菜单，例如编辑航线、保存航点、生成航点等功能，如果科学地将这些功能结合起来，就那个较好地解决海拔高度、形状、地块、边界、点位等问题。

全球定位系统是目前较为先进的定位工具，也是GIS产业数据采集的较为重要的工具。目前，GIS型GPS接收机越来越多地用于地面上的较为详细的属性信息和地面数据。目前，GPS已经广泛地应用到质量控制、数据更新、数据采集。遥感图像所需要的精确的实时数据就是通过GPS的高动态精密三维定位获取，从而使国土资源信息系统数据与遥感图像和感图像的实时几何校正处理的精确配准成为可能。由GPS采集的数据可以GPS与计算机连接后输入，因此RS 和GPS都是非常重要的数据来源。

3.3 3S技术在数字国土应用过程中存在的一些问题及展望

目前，3S集成主要还是两者的结合例如RS/GPS集成、GIS/GPS集成、GIS/RS 集成等，这是3S集成的基础起步阶段和初级阶段，其核心也就是RS与GIS的结合。这种两者结合与单一的系统相比具有一定的优势，但是还是存在着一定的缺陷，例如数据封装的能力还不具备；空间数据与光谱数据还不同时；还缺乏统一的坐标空间。目前国土资源管理和处理是复杂的数据集合，不但包含多维空问数据，而且还包含多主题、多类、多量、多源的属性数据。数字国土应当是属性数据与三维乃至四维多源空间数据的集合，完全依靠3S是满足不了需要的。

随着GPS、Internet、RS、GIS等技术的快速发展已经形成了以地理信息系统为核心的集成技术。webGIS已经成为了GIS发展的热点，使国土真正实现信息化、数字化。

4 结语

随着3S技术的快速发展，3S技术为社会生产、政府管理、科学研究提供了新的技术保证和分析方法。通过3S技术实现了快捷地数据更新管理和数据库的建设，促进了数字国土的建设。