3S技术及其应用(精)
3S技术的应用
3S技术的应用1、遥感技术在关于气候变化、臭氧耗损监测及土地覆被监测、预测等影响地球生命支撑,系统的全球环境变化研究中发挥着不可替代的作用。
卫星遥感技术在气象上的应用是目前遥感技术应用最成功、效益最显著的领域之一。
美国用于整个业务气象卫星系统的费用每年6000万美元，而由于台风监测成功减少的损失就可达20亿美元。
海洋是水圈中最主要的水体，面积约为地球表面的70．8％。
遥感在海洋调查中显示了它独特的大范围、多时相、高分辨率的特点，在河口泥沙规律研究、海水监测、海温监测、海况监测、海洋初级生产力及渔场监测、海洋污染监测等方面已发挥了重要作用，对空间规模宏大和时间变化迅速的厄尔尼诺效应、黑潮、赤潮、墨西哥湾流等的监测已取得较好的效果。
植被是地球环境中的重要组成部分，是反映地球环境的最好标志，也是遥感图像反映的最直接信息。
植物又是动物包括人类赖以生存的基础，由于人口增加、超载过牧、不合理的开垦利用已造成水土流失，沙化和荒漠化土地不断扩大。
因此对植被进行宏观监测不仅具有现实意义，也具有深远的历史意义，它关系到我们留给子孙后代将是什么样的地球。
目前利用NOAA气象卫星AVHRR遥感数据通道1和通道2计算出的归一化差植被指数可以很好地反映植被的生物量状况，植被生物量越高，植被指数值也越高。
地理信息处理软件已能进行多时相、多数据源的融合分析，可以对全球的环境演变进行动态的监测，借助于高速计算机和专家系统的支持，通过多时相的遥感图像就能对过去历史过程进行近似的再现与模拟，温故知新，对未来的环境演变进程进行仿真模拟预测。
环境演变的周期绵长，一旦环境失衡，很难复原，同时，造成的灾难也是致命的，因此监测环境的演变、模拟环境演变带来的后果，预警环境灾难的发生，防祸于未然具有非常现实的意义，3s技术在该领域的应用已体现了它的强大功能和实际价值。
2、RS+GPS在区域环境治理中的应用RS+GPS所获得的遥感图像和数据，是极其重要的信息源。
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 技术是指遥感（Remote Sensing，RS）、地理信息系统（Geographic Information System，GIS）和全球定位系统（Global Positioning System，GPS）这三种技术的集成。
这三种技术各具特点，相互补充，为解决众多领域的问题提供了强大的支持。
遥感技术是一种通过非接触方式获取目标物体信息的技术。
它利用传感器接收来自地表物体反射或发射的电磁波信号，并对这些信号进行处理和分析，从而获取地表物体的特征和状态信息。
遥感技术具有大面积同步观测、时效性强、数据综合性和可比性等优点，能够快速提供大面积的地表信息。
地理信息系统是一种用于采集、存储、管理、分析和展示地理空间数据的计算机系统。
它可以将地理空间数据与属性数据相结合，进行空间分析和建模，为决策提供支持。
GIS 具有强大的空间分析能力、数据管理能力和可视化表达能力，能够对复杂的地理现象进行深入分析和研究。
全球定位系统是一种基于卫星的导航定位系统，能够为用户提供高精度的位置、速度和时间信息。
GPS 具有高精度、全天候、全球覆盖等优点，广泛应用于导航、测绘、地质勘探等领域。
二、3S 技术的集成3S 技术的集成不是简单的叠加，而是通过数据融合、系统集成和功能互补等方式，实现更强大的功能和更广泛的应用。
数据融合是 3S 技术集成的基础。
通过将遥感获取的图像数据、GPS 测量的位置数据和 GIS 中的地理空间数据进行融合，可以获得更全面、更准确的地理信息。
例如，将遥感图像与GPS 定位数据相结合，可以实现对遥感图像的精确定位和校正；将遥感数据和GIS 数据融合，可以进行土地利用变化监测、森林资源调查等。
系统集成是将 3S 技术的硬件和软件进行集成，形成一个统一的系统平台。
例如，将遥感传感器、GPS 接收机与 GIS 软件集成在一起，可以实现数据的实时采集、处理和分析，提高工作效率和数据质量。
对3S的认识及3S技术在生活中的应用
对3S的认识及3S技术在生活中的应用什么是3S？3S指的是“5S改善法”中的前三步，即Seiri、Seiton和Seiso，分别对应着整理、整顿和清扫。
5S改善法是日本企业管理中非常重要的一项管理方法，主要用于提高劳动效率，改善工作环境，保证产品质量和提高员工的工作满意度。
Seiri（整理）：将无用的事物排除在外，只留下必要的物品。
例如在办公室中，需要分类整理文件和书籍，丢弃不必要的文件和损坏的书籍等。
Seiton（整顿）：对工作场所进行整顿，使工作流程更加顺畅。
例如将常用的物品放置在易于取用的地方。
Seiso（清扫）：对工作场所进行清洁，使工作环境更加卫生。
例如每天对办公桌进行清扫，定期清理工作场所等。
3S技术在生活中的应用3S技术虽然起源于工作环境中，但其实我们也可以将其应用于日常生活中，以使我们的生活更加方便、快捷、整洁。
下面是3S技术在生活中的应用：Seiri（整理）Seiri主要是为了减少无用的物品，使我们的环境更加整洁。
我们可以将其应用于日常生活中的物品分类整理，只留下我们需要的东西，让我们的物品更加有序，找东西更加方便。
比如，可以在整理衣柜的时候，把不常穿的衣服和不合身的衣服放到另一个柜子里或者捐出去，这样衣柜内的空间也会更加宽敞，取用衣服也更加方便。
Seiton（整顿）Seiton主要是为了把物品放置在合适的位置，增加工作效率。
在我们的生活中，我们同样可以做到把物品放置合适的位置，使我们的生活更加方便。
比如，在厨房里，将常用的调料放置于易取得的地方。
这样在做菜时，我们可以立刻取到所需的调料，省去了寻找的时间，提高了工作效率。
Seiso（清扫）Seiso主要是为了保持工作环境的清洁卫生，我们可以将其运用到日常生活中，使我们的环境更加整洁。
比如，将家里定期打扫一下，可以清除家里的垃圾，并且保持房间的整洁干净。
这样会使我们的生活环境更加卫生，并且更加舒适。
3S技术的应用范围非常广泛，不只是在企业管理中可以应用，在我们的日常生活和工作中，也有很多的应用场景。
3s技术的特点和应用及区别
3s技术的特点和应用及区别3S技术是指航空摄影测量（aerial photography）、光学遥感（optical remote sensing）和合成差分雷达干涉（synthetic aperture radar interference）技术。
它们是地理信息系统（GIS）领域中常见且重要的技术手段，被广泛应用于地理空间数据采集、处理和分析中。
1. 航空摄影测量技术：航空摄影测量技术通过航空影像采集地表数据，利用计算机处理技术，实现测绘地形、地貌、城市、森林等地表特征的三维立体测绘。
其特点主要包括：（1）数据量大：航空影像的分辨率较高，数据量较大，可以提供较为细致的地表信息；（2）数据准确性高：航空影像通过像点匹配、位置校正等精确处理，可以获得较高的准确性；（3）获取数据周期短：航空摄影测量技术可以较快地获取大面积的数据；（4）广泛应用于城市规划、土地资源管理、环境监测等领域。
2. 光学遥感技术：光学遥感技术利用可见光和红外等电磁波段的反射和辐射特性，获取地表信息，实现对目标的识别、分析和变化监测。
其特点主要包括：（1）高空间分辨率：光学遥感技术可以提供较细致的地表图像，能够识别出较小的目标；（2）多光谱信息：光学遥感技术可获取多光谱影像，可以分析地表材料的光谱特性，从而进行地物类型分类和植被监测等；（3）时间分辨率较低：光学遥感技术受日照和云雾等因素影响，时间分辨率相对较低；（4）在农业、森林、灾害监测等领域有广泛应用。
3. 合成孔径雷达干涉技术：合成孔径雷达干涉技术利用合成孔径雷达获取的两幅或多幅雷达图像进行干涉处理，实现对地表形变和地壳运动的监测。
其特点主要包括：（1）不受天气条件影响：合成孔径雷达可以穿透云层和大气干扰，不受天气条件限制；（2）高精度：合成孔径雷达干涉技术具有亚米级或毫米级的高精度；（3）数据获取周期长：合成孔径雷达观测周期较长，通常需要几天或几个月的时间；（4）在地壳运动、地震监测、城市地质灾害等领域具有重要应用价值。
地理信息系统原理第9章 3S集成技术及应用
西藏全区多时像TM/ETM数据的搜集
分别搜集了西藏全区90年代、2000年左右、最近 的TM/ETM数据200余景。数据为UTM投影 (Universal Transverse Mercator，通用横轴墨卡托投 影)。
西藏全区70年代MSS数据
湖泊信息提取 ① 路线 ② 方法 ③ 提取
水文、气象资料
3S集成…….
2. 3S集成
3S技术的集成方式：
GPS与GIS集成：
环境动态监测、自动驾驶、环境管理… 作为实时提供空间定位数据的技术，GPS可以与地理信息 系统进行集成，以实现不同的具体应用目标：
1）定位 、导航 2）测量 3）授时。
GPS 接收机
地理信息系统
数据接口
数据处理
显示 数据记录
定位 测量 监控导航
遥感素的提取 2）DEM数据的生成 3）土地利用变化以及地图更新
3.3S集成应用实例
3S集成车辆监控、调度、应急指挥 3S集成在生态环境 管理中的应用 3S集成用于精准农业 3S在数字城市中的应用
3.3S集成应用实例
一、3S集成车辆监控、调度、应急指挥
3.3S集成应用实例
一、3S集成车辆监控、调度、应急指挥
3.3S集成应用实例
一、3S集成车辆监控、调度、应急指挥
3.3S集成应用实例
一、3S集成车辆监控、调度、应急指挥
功能丰富
车辆定位 紧急报警 超速报警 远程监听 历史回放 车辆在线查询 车辆事件统计 车辆超速统计 车辆巡线统计
车辆监控 区域报警 远程控制 远程调度 地图功能 车辆里程统计 区域查询车辆 车辆巡点统计 车辆轨迹播放
全球定位系统
地面监控部分：有分布在全球的5个地面站组成，其中包括卫星 监测站、主控站和信息注入站
3S技术及其应用
2.GPS与RS的集成与应用 在遥感平台上安装GPS可以记录传感器在获取信息瞬间的空间位 置数据，可在自动定时数据采集、环境监测、灾害预测等方面发挥 着重要作用，可以大大减少野外控制测量的工作量。 3.RS与GIS的集成与应用
ห้องสมุดไป่ตู้
RS是GIS重要的数据源和数据更新的手段，而反过来，GIS则是 遥感中数据处理的辅助信息。两者集成可用于全球变化监测、农业 收成面积监测和产量预估、空间数据自动更新等方面。
总结
3S技术和农业是相辅相成的，农业因为3S技术有 了全新的发展——精准农业，同时也促进了3S技 术的成熟与进步，现代农业的发展已经逐步脱离 了以往落后的生产技术, 21世纪的农业要走集约 化的道路, 实现节水农业、优质高产无污染农业 , 需要与各种新技术的结合应用。而测绘行业的 3S技术, 即全球定位系统( GPS)技术、地理信息 系统 (G IS) 技术和遥感 ( RS) 技术 , 能为农业发 展建立与其相适应的地理信息系统, 提供规划、 设计、施工、管理和决策使用, 为现代农业的高 科技发展提供了广阔的前景。
GIS 的应用： GIS 在精准农业中用于组织、分析、显示区 域内各种数据，形成作物分布图、土壤养分图等。
这是一个移动的GIS，可随时掌握 区域内的各种数据。
3S技术在农业上的具体应用
1.GPS与GIS的集成与应用：利用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 的各种自动电子导航系统，实现土壤养分分布调查、监测作物产量、农 作物生长过程中施肥、喷药。
（1）土壤养分分布调查
在播种之前，在采样车上配置有 GPS接收机和计算机，计算机中配置地理信息系 统软件。采集样品时， GPS接收机把样品采集点的位置精确地测定出来，将其输入计 算机，计算机依据地理信息系统将采样点标定，绘出一幅土壤样品点位分布图。 （2）监测作物产量 在联合收割机上配置计算机、产量监视器和 GPS接收机，就构成了作物产量监视 系统。对不同的农作物需配备不同的监视器。例如监视玉米产量的监视器，当收割玉 米时，监视器记录下玉米所接穗数和产量，同时 GPS 接收机记录下收割该株玉米所处 位置，通过计算机最终绘制出一幅关于每块土地产量的产量分布图。通过和土壤养分 含量分布图的综合分析，可以找出影响作物产量的相关因素，从而进行具体的田间施 肥等管理工作。
3S技术的集成及其应用
情感态度与价值目标：
培养关注世界地理信息技术的发展的意识， 养成动脑思考问题的良好习惯;
培养科研兴趣，体会研发高科技产品的乐 趣与成就感。
教学重难点
重点：
1．GIS与RS以及GIS与GPS的集成应用； 2．3S技术的综合应间的 互补性, 总结3S集成应用的优势和意义。
高考链接
（2004年广东）在遥感技术中，可以根据 植物的反射波谱特征判断植物的生长状况。读 图回答 (双项选择)。
1．图中，重度病害植物反射率高于健 康植物反射率的波段是 （ AC ）
A．红外线 B．X光 C．可见光 D．紫外线
2．根据原理，可用遥感技术直接 （ CD） A．划分植物类型 B．判读植物生长的土壤类型 C．监测树木的生长状况 D．估计粮食作物的产量
合动态预测③计
算机系统支持
作 短时间内获得全面 能对地理空间数 为各类用户提
用 资料以便即使安排 据进行输入、管 供精密的三维
防灾、救灾
理、分析和表达 坐标、速度和
时间
应 农业、林业、国土资源、地矿、军事、交通、测绘、 用 水利、通讯、交通、公安、教育、能源等各行业
二、GIS与RS的集成应用
遥感数据是GIS的重要信息来源，GIS则可作 为遥感图像解译的强有力的辅助工具。GIS作为 图像处理工具，可以进行几何纠正和辐射纠正， 图像分类和感兴趣区域的选取；遥感数据作为 GIS的重要信息来源，可以进行线和其他地物要 素的提取，DEM数据的生成，以及土地利用变化 和地图更新。
3. 右图是由遥感提供的信息处理后绘成 的我国东部某地地图，该地区最大海拔高度为 268米，读图回答下列问题。
（1）从图上信息可以判断：该地区东部 地形可能是平_原_____，西部地形可能是丘_陵_____， 判断的理由是什么？
3S技术原理与应用
GPS具有全球性、全天候、连续定时定位的优势，可以对采集的 农田信息进行空间定位；RS在数据获取方面具有范围广、多时相、 多波谱的特点，可以获取农田作物的生长环境、生长状况和空间 变异的大量时空变化信息。
RS技术可以客观、准确、即使地提供作物生态环境和作物生长 的各种信息。它是精准农业获得田间数据的重要来源。遥感技 术在精准农业中具有以下的应用。
（4）利用RS数据实现GPS定位遥感信息查询。 （5）GPS气象遥感技术 利用GPS气象遥感技术（利用GPS卫星和接收机之间无线电 讯号在大气电离层和对流层中的延迟时间），了解电离层中电 子浓度和对流层中温度湿度，获得大气参数及其变化情况，因 而目前建立和正在建立的全球许多GPS观测网将对天气预报尤其 是短期天气预报发挥巨大作用。
（4）车辆监控导航系统
3.全球定位系统与遥感
GPS与RS结合的关键是硬件，即GPS与RS传感器的结合。二 者的结合能够实现无控制点的情况下空对地的直接定位。
（1）遥感图像几何校正的对地定位： 遥感影像的几何校正需要地面控制点（GCP），地面控制点 应选用图像上易分辩、较精细、容易目视辨别的特征，如道路交 叉点，河流弯曲或分叉处，海岸线弯曲、湖泊边缘，飞机场，城 廓边缘等。这些地面控制点的坐标一般借助地形图来确定。但由 于地形图的时效性，有时需要实地测量，GPS可以准确、快速地 测出地面控制点地坐标，这是传统测绘方法无法相比的。
1.遥感与地理信息系统的集成
GIS是分析、处理和显示空间数据的系统，而遥感影像则是空 间数据的一种形式，类似于GIS中的栅格数据。因此，GIS和RS很 容易在数据的功能上进行集成： 1）GIS作为RS图像处理的工具： ——GIS为RS提供空间数据管理和分析的技术手段； ——基于GIS数据的几何纠正和辐射纠正； ——借助GIS数据库中空间数据（如DTM），可解决遥感的“异物 同谱” 问题，从而提高对遥感数据的识别精度和效率。 2）RS作为GIS的数据来源： ——地物要素的提取； DEM数据生成； ——土地利用变化以及地图数据更新； ——及时准确地为GIS提供综合和大范围的资源和环境数据；
3S技术及其应用课件
8.1%。调查全省土地利用现状快捷、高效
的手段是（ ）
A.遥感
A
B.地理信息系统
C.全球定位系统
D.数字地球
澳大利亚维多利亚州2009年2月7日发生山林大火，据官方统 计，到2月16日遇难人数已达181人，为澳大利亚历史上最严 重的一次山林火灾。据此回答3、4题。
D
3. 2月8日美国宇航局公布了澳大利亚东南部山林火灾的卫
星图。从卫星图片上可以判断出，此时图中的风向是（ ）
A.西南风
B.东南风
C.东北风
D.西北风
澳大利亚维多利亚州2009年2月7日发生山林大火，据官方统 计，到2月16日遇难人数已达181人，为澳大利亚历史上最严 重的一次山林火灾。据此回答3、4题。
4. 图片说明，在灾害监测中（ ）
A.遥感技术可以发挥巨大作用 B.全球定位系统可以发挥巨大作用
课堂练习
1.(2009·广东地理)从某一时刻的遥感影
像图中，不能获取的信息是（ ）
A.森林火灾面积
B.土地干旱程度
C
C.洪峰流量
D.植物病虫害程度
2.(2009·安徽文综)及时掌握土地利用现状
是实现区域可持续发展的重要前提。安徽省
土地总面积中，各类土地比重约为：平原
49.6%，山地15.3%，丘陵27.0%，水面
为农业、林业、 城市绿化、环 境保护等部门 服务
遥感在林业和农业方面的应用
部门
应用
林业 清查森林资源、检 测火灾和病虫害
农业 识别农作物、估算 产量、灾情预报
主要原理
着火树木，病害树木 与正常树木反射光谱 不同
植物生长情况不同， 其反射波谱特征不同
5.遥感与环境灾害监测
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技术在精细农业中的应用实例分析
3S技术在精细农业中的应用实例分析3S技术是指遥感（Remote Sensing）、地理信息系统（Geographic Information System）和全球卫星定位系统（Global Positioning System）三个技术的集合。
在精细农业中，3S技术的应用可以提供精确的农业管理和监测，提高农业生产效率和农产品质量。
首先，遥感技术在精细农业中的应用非常广泛。
通过卫星、无人机等平台获取的高分辨率遥感影像能提供大范围、实时的土地覆盖信息。
农民可以利用这些信息进行土壤质量评估、作物生长监测和病虫害预警。
例如，利用多光谱遥感技术，可以获取农田的植被指数、叶面积指数等信息，帮助农民评估作物的健康状态和营养需求，及时进行施肥和病虫害防治，提高作物产量和质量。
其次，地理信息系统在精细农业中的应用主要体现在土地资源管理和农田规划方面。
通过地理信息系统，可以对土地进行分类、划分以及土地利用评估，帮助农民合理规划农田种植结构，提高土地利用率和生产效益。
此外，地理信息系统还可以辅助农民进行农业物资采购、农产品销售和物流管理，优化农业生产链条，减少运输和库存成本。
最后，全球卫星定位系统在精细农业中的应用主要体现在精准农业管理和机械作业方面。
全球卫星定位系统可以提供高精度的位置信息，帮助农民进行精确的播种、施肥、灌溉和喷药等作业。
农民可以利用全球卫星定位系统获取的地理位置数据，进行差异化施肥和精准灌溉，避免浪费农药和水资源。
此外，全球卫星定位系统还可以用于农机车辆的调度和路径规划，提高农业机械使用的效率和运输安全。
综上所述，3S技术在精细农业中的应用有助于提高农业生产效率和农产品质量。
通过遥感技术提供的土地覆盖信息，农民可以进行作物生长监测和病虫害预警；通过地理信息系统进行土地资源管理和农田规划，帮助农民合理利用土地；通过全球卫星定位系统进行精准农业管理和机械作业，提高农业机械使用效率。
这些应用实例可以通过3S技术的集成，为精细农业提供科学、精确的支持，实现农业的可持续发展。
3S技术及其应用
统技术现已在资源调查、数据库建设与管理、土地利用及其适宜性评价、区域规划、生态规划、
作物估产、灾害监测与预报、精确农业等方面得到广泛应用。目前国内比较流行的GIS平台软件有： ArcInfo、MapInfo等。
GPS
GPS是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，具有海、陆、空全
方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS是由空间星座、
3S技术在城市规划中的应用
1 城市基本地形图更新 城市规划的基本条件就是大比例尺地形图，但传统的线划地图不仅建立周期长，更新困难，而且比较抽象，已经从原始
信息中筛去了很多环境成分。4D产品包括数字线划地图(DLG)、数字高程模型(DEM)、数字栅格地图(DRG)、数字正射
影像图(DOM)，是新一代测绘产品的标志，有着现势性强、更新速度快、信息含量丰富等优点，将转变传统地图的观念， 加快数据更新，丰富表现手段，也是对传统测绘方法的现代化改造。 2 现状调查与数据管理 城市规划的初始阶段就是现状调查，往往要耗费大量的人力、物力、财力，又难以做到实时、准确。运用Rs技术可以迅 速进行城市地形地貌、湖泊水系、绿化植被、景观资源、交通状况、土地利用、建筑分布的调查；运用GIS技术则能将 大量的基础信息和专业信息进行数据建库，实现空间信息和属性信息的一体化管理与可视化表现，提供方便的信息查询 和统计工具，克服CAD辅助制图的局限性。 3 现状评价与空间分析 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、
单一的地图制图转向电子地图数据库、地理信息系统的建设，技术结构也从单一
农业3S技术—S技术集成应用
GIS、RS和GPS三者集成利用，构成为整体的、实时的和动态的对地观测、分析和应用的运行系统，提高了GIS的应用效率。
3S技术集成应用
RS
GPS
GIS 管理、查询、更新、分析、评价
3S集成系统的实时空间定位、 一体化数据管理、 语义和非语义信息的自动提取、 数据自动更新、 数据实时通信、 集成化系统设计方法以及图形和影像的空间可视化
为了实现真正的3S技术集成，需要研究和解决3S集成系统设计、实现和应用过程中出现的一些共性的基本问题
3S技术集成应用
RS与GIS集成
1.RS为GIS提供信息源 RS数据是GIS的重要信息来源，GIS则可作为RS图像解译的强有力的辅助工具。利用 RS数据可以进行各种地物要素的提取、DEM数据的生成，以及水土保持和水土流失动 态变化和地图信息更新。GIS作为图像处理工具，可以进行几何纠正和辐射纠正、图像 分类和感兴趣区域的选取。RS与GIS的结合实质是数据转换、传输、数据配准。
3S技术集成应用
全球 定位 系统
空间 定位
遥感 获取
地理 信息
管理、查 询、更新、 空间分析、 应用评价
地理 信息 系统
GIS+R S
七壤理化信息 生物信息
小区气象信息 甘蔗生长信息
GIS+E S
地理信息系统
专家系统 信息流程图
Байду номын сангаасGIS+GP S
滴灌控制系统 施肥
甘蔗砍运
GIS：地理信息系统 RS：遥感技术 ES：智能决策系统 GPS：全球定位系统
3S技术集成应用
3S技术集成应用
RS遥感
3S技术
GIS地理信息系 统
GIS全球定位系 统
3S技术的发展与应用
3S技术的发展与应用3S技术是指卫星遥感技术（Satellite Remote Sensing）、地理信息系统技术（Geographic Information System，简称GIS）和全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）这三项技术的共同应用。
近年来，随着卫星技术、计算机技术和通信技术的快速发展，3S技术在各个领域的应用也越来越广泛。
首先，卫星遥感技术利用卫星传感器从太空中获取地球表面的图像数据，实现对地面信息的观测和获取。
这项技术可以提供高空间、高时间分辨率的图像数据，帮助人们更好地了解地球的自然资源、环境和地质情况。
在环境保护中，卫星遥感技术可以监测空气质量、水质和土壤质量等信息，帮助政府及时采取对策。
在农业生产中，卫星遥感技术可以监测土壤水分含量、作物生长情况等，帮助农民科学种植，并提供预警信息。
此外，卫星遥感技术还可以用于自然灾害监测和预防，如地震、洪水等。
其次，地理信息系统技术是一种以地理信息为基础，运用计算机科学、软件工程和地理学等方法研究地理信息的识别、获取、存储、处理和分析的技术体系。
地理信息系统可以将不同的地理数据进行整合、分析和可视化展示，帮助人们更好地理解地理空间相关的问题。
在城市规划中，地理信息系统可以用于确定最佳用地布局、交通规划等。
在环境保护中，地理信息系统可以用于分析和评估环境影响，并制定相应的管理措施。
在应急管理中，地理信息系统可以用于灾害风险评估和应急响应规划等。
最后，全球定位系统是一种通过卫星信号和地面设备共同工作来确定地球上一些点的位置的系统。
全球定位系统的发展和应用在军事、民用、交通、导航等领域都有重要的作用。
在交通领域，全球定位系统可以用于车辆导航、交通流管理等。
在军事领域，全球定位系统可以用于火力打击、目标定位等。
在地质勘探中，全球定位系统可以用于测量地质构造、矿藏分布等。
综上所述，3S技术的发展和应用为各个领域提供了强大的支持和帮助。
3S技术发展与应用
3S技术在应急救援中的应用
3S技术集成：遥 感、全球定位系统 和地理信息系统
3S技术在应急救援 中的应用：快速定 位、灾区监测和救 援资源调度
3S技术在应急救援 中的优势：提高救 援效率、减少人员 伤亡和财产损失
3S技术在应急救 援中的案例：地震 、洪水等灾害的救 援
3S技术发展趋势 与挑战
3S技术的发展趋势
GIS：用于处理 和分析地理空间 数据提供地图和 空间分析功能
RS：通过遥感卫 星获取地球表面 信息用于环境监 测、资源调查等 领域
GPS：提供全球 范围内的精确定 位和导航服务广 泛应用于交通、 农业、军事等领 域
3S技术发展历程
1960年代：遥感技术（RS）开始应用 于地球观测
1970年代：全球定位系统（GPS）开 始发展
自然资源管理：用 于土地利用、水资 源管理、森林资源 管理等
灾害预警与应急管 理：用于地震、洪 水、滑坡等灾害的 预警和应急管理
商业分析：用于市 场分析、选址分析、 客户分析等
3S技术集成与应 用
3S技术集成的意义与方式
意义：提高工作效率降低成本 提高准确性
方式：通过GIS、RS、GPS等 技术的集成实现数据的采集、 处理、分析和应用
究
遥感技术应用案例
农业监测：监测农 作物生长情况预测 产量
环境监测：监测大 气、水质、土壤等 环境因素
城市规划：监测城 市发展情况为规划 提供依据
灾害监测：监测自 然灾害如地震、洪 水等为救援提供支 持
全球定位系统 （GPS）
GPS系统组成
空间部分：由24 颗卫星组成分布在 6个轨道面上
控制部分：由地面 监控站组成负责监 控卫星运行状态
隐私保护： 随着3S技 术的广泛 应用隐私 保护成为 亟待解决 的问题
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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。
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 4、生态环境管理
2、基础设施管理
GIS在交通管理中
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， 右图是根据左图而建立的空间数据模型。据此回答（1）—（2）题。 （1）右图中的r表示 B A．林木 B．河流 C．房屋 D．农田 （2）图中区域的林木覆盖率约为 C A．30% B．22% C．10% D．5%
1、地理信息系统(GIS)是一种以采 集、存储、管理、分析和描述地球 表面与地理分布有关数据的空间信 息系统。
三、地理信息系统（GIS） GIS的中存储和处理的数据分为：
空间数据：反映事物地理空间位置的信息
（例如：城市的经纬度坐标，海拔高程等）
属性数据：反映该地其他地理特征的信息
（例如：城市的人口数，经济总量等）
遥感在林业和农业方面的应用
部门 应用 主要原理 着火树木，病害树木 与正常树木反射光谱 不同 林业 清查森林资源、检 测火灾和病虫害
农业 识别农作物、估算 产量、灾情预报
植物生长情况不同， 其反射波谱特征不同
5.遥感与环境灾害监测
随着遥感技术的发展，遥感将不仅为人 们提供信息资源，改变人们的生产、生活与 交往方式，而且在环境监测、灾害预警等方 面发挥巨大作用，有助于灾害的预防、环境 的治理和保护。
应用领域
具体内容
荒漠化、土壤盐渍化、 海上冰山漂流、海洋 生态、全球气候变化 及其影响、植被变化、 水体污染、大气污染等
备注 有利于人们了 解环境变化， 使环境得到保 护和改善
环境 监测 灾害 监测
旱情、水灾、滑坡、 虫害、森林火灾等 泥石流、地震、农 林病
有利于 防灾减灾
巴拉圭洪水前
巴拉圭洪水后
土地资源利用状况遥感调查，合理布局 农业；监测预报气候变化，提高抗灾能力； 农作物长势、产量预测；农业污染环境状况 监测与预报，提出解决措施等。
二、全球定位系统（GPS）
技术人员为车辆安装GPS系统
二、全球定位系统（GPS） 概念及组成：利用卫星，在全球范围内适 时进行导航、定位的系统。
特点及应用：具有全能性、全球性、全天 候、连续性、实时性的特点。目前广泛应 用于农业、林业、水利、交通、测绘、军 事、通讯、城市等（如目前所使用的汽车 卫星定位系统）
3、遥感的特点 以下文字材料反映了现代遥感技术的哪些 特点？ 一张比例尺为1：35000的23cm×23cm的 航空图片，可反映出60多平方千米的地理景 观实况； 一幅陆地卫星TM（专题制图仪）图像， 其覆盖面积可达34255平方千米。
视域广阔，监测范围大
陆地卫星Ⅴ、Ⅵ的运行周期为16天，即 每16天可以对全球陆地表面成像一遍； NOAA气象卫星每天能接收两次覆盖全 球的图像。
应用领域
具体内容
蕴藏矿产的地方有许多 是地质断裂或环形构造 带，较容易借助遥感技 术“发现”矿产
备注
人们只需要分析 遥感图像就可以 划定蕴藏矿产的 大致区域
矿产 资源
生物 资源
通过遥感图像解译 或图像处理技术， 提取植被的分布、 类型、结构、健康 状况、产量等数据
【例5】GPS的主要特点有：①全天候，不受天气影响 ②全球覆盖，不受地域限制③三维定速定位但精确度不 高④快速省时高效率⑤应用广泛多功能⑥只能对低速运 动物体进行定位和导航 A．①②③ B．④⑤⑥ C C．①②④⑤ D．②③⑤⑥
三、地理信息系统（GIS）
Google earth
三、地理信息系统（GIS）
一、遥感技术（RS）
堪 培 拉
遥感图象 （RS）
1、什么是遥感 遥感，就是遥远的感知。
人们利用一定的技术装备，在航空器 或航天器上，对遥远的地物进行感知。 遥感是人的视力的延伸。
航空器
航天器
遥感，就是遥远的感知。
为什么能进行遥远的感知呢？
因为地球上所有物体都在不停地发射、 反射、吸收电磁波，而且不同物体对电磁 波的发射、反射、吸收的特性不同
课堂练习
1.(2009· 广东地理)从某一时刻的遥感影 像图中，不能获取的信息是（ ） A.森林火灾面积 C B.土地干旱程度 C.洪峰流量 D.植物病虫害程度
2.(2009· 安徽文综)及时掌握土地利用现状 是实现区域可持续发展的重要前提。安徽省 土地总面积中，各类土地比重约为：平原 49.6%，山地15.3%，丘陵27.0%，水面 8.1%。调查全省土地利用现状快捷、高效 的手段是（ ） A A.遥感 B.地理信息系统 C.全球定位系统 D.数字地球
陆地卫星Ⅴ、Ⅵ的运行周期为16天，即 每16天可以对全球陆地表面成像一遍； NOAA气象卫星每天能接收两次覆盖全 球的图像。
动态监测、实时传输、快速处理
这种特点有利于及时发现病虫害、洪 水及森林火灾等自然灾害，为抗灾、减灾 工作提供可靠的科学依据。
4、遥感与资源普查
勘探矿产资源，调查生物资源、水 资源等是遥感技术在资源普查中的重要 应用领域。
【例4】阅读材料 ，回答下列问题： 遥感技术在农业领域有广阔的研究前景，一些国家利用资 源卫星进行农业资源调查、作物长势和产量监测等。例如，美国 利用资源卫星在估计本国小麦产量的同时，还对其他国家小麦产 量进行估测，根据所得的数据制定生产布局、储运、加工等计划， 确定对外贸易策略，由此每年可获利数亿美元。 根据材料推断，“遥感”相关技术在“我国农业可持续发展” 方面可做哪些工作？（至少答出两个方面）
( 2 )根据图中的原理，可用遥感技术直接( C)
① 划分植物类型 ② 判读植物生长的土壤类型 ③ 监测树木的生长状况 ④ 估计粮食作物的产量 A．①② B．②③ C．③④ D．①③
例1 、在遥感技术中，可以根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状 况。读图回答 1 ---3 题。
(3)不同的地物和地物的不同状况也有不同的反射率，根 据这个原理，可以利用遥感的工作有( D ) ① 判断水体污染 ② 判断人口分布 ③ 分析城市大气污染 ④ 估算工业生产总值 A．①② B．②③ C．③④ D．①③
例1 、在遥感技术中，可以根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状 况。读图回答 1 ---3 题。
( 1 )图中，重度病害植物反射率高于健康植物反射率的波 段是( ) D ① 红外线 ② X 光 ③ 可见光 ④ 紫外线 A．①② B．②③ C．③④ D．①③
例1 、在遥感技术中，可以根据植物的反射波谱特征判断植物的生长状 况。读图回答 1 ---3 题。
巩固国防
数字地球是后冷战时期“星球大战”计划 的继续和发展。在美国眼里，数字地球的另 一种提法是星球大战,是美国全球战略的继续 和发展。显然，在现代化战争和国防建设中， 数字地球具有十分重大意义。建立服务于战 略、战术和战役的各种军事地理信息系统， 并运用虚拟现实技术建立数字化战场，这是 数字地球在国防建设中的应用。
如目前我国已应用GIS对各地区各时段的“甲型 Ｈ１Ｎ１”临床诊断病例、疑似病例等指标分类汇 总．在地图上进行“地点”“状况”的位置标定。 每日发布各地疫情通报。供有关部门查询分析．制 定相应的防治策略。
3、地理信息系统的应用
GIS是地图的延伸。凡是应用地图或 需要处理空间数据的领域，都可应用。
目前，GIS广泛应用于资源调查、环境评估、 灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通信、 交通运输、公安、水利、公共设施、商业金融 等人们生产生活的各个领域。
四、数字地球
数字地球，距离我们有多远
数字地球，是原美国副总统戈尔于 1998年1月31日在“数字地球——认识 21世纪我们这颗星球”的报告中提出的 一个通俗易懂的概念，它勾绘了信息时 代人类在地球上生存、工作、学习和生 活的时代特征。
数字地球不仅包括高分辨率的地球卫 星图像，还包括数字地图以及经济、社 会和人口等方面的信息。它的应用，正 如美国前副总统戈尔在报告中提到的 “有时会因为我们的想象力而受到限 制”。换句话说，数字地球的应用在很 大程度上超出我们的想象。可以乐观地 说，21世纪，数字地球将进入千家万户 和各行各业。
出行更顺利
智能运输系统将采集到的各种道路交通及 服务信息经交通管理中心集中处理后，传输 到公路运输系统的各个用户(驾驶员、居民、 警察局、停车场、运输公司、医院、救护排 障等部门)，出行者可实时选择交通方式和交 通路线；交通管理部门可自动进行合理的交 通疏导、控制和事故处理；运输部门可随时 掌握车辆的运行情况，进行合理调度。
澳大利亚维多利亚州2009年2月7日发生山林大火，据官方统计， 到2月16日遇难人数已达181人，为澳大利亚历史上最严重的一 次山林火灾。据此回答3、4题。
D
3. 2月8日美国宇航局公布了澳大利亚东南部山林火灾的卫 星图。从卫星图片上可以判断出，此时图中的风向是（ ） A.西南风 B.东南风 C.东北风 D.西北风
澳大利亚维多利亚州2009年2月7日发生山林大火，据官方统计， 到2月16日遇难人数已达181人，为澳大利亚历史上最严重的一 次山林火灾。据此回答3、4题。
例如，植物的叶子看起来是绿色的，是 因为叶子中的叶绿素对太阳光中蓝色和红色 波长的光强烈反射的缘故。
物体的这种对电磁波固有的特性叫做光谱特性
2、遥感的工作流程