3S技术的发展与应用
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3S技术的发展与应用
The development and application of 3S tech
主讲：孟祥金 PPT：吴旭祥 资料查阅：马银、于琦人、李鲁峰、吴旭祥
前
言
What does 3S mean?
3S是英文:
遥感技术（Remote Sensing RS） 地理信息系统（ Geographic Information System GIS） 全球导航卫星系统 （ Global Navigation Satellite System GNSS） 这三种技术名词中最后一个单词字头的统称。 他即就是狭义的地理信息科学，也是广义地理信息科学的核心。
武汉楚河汉街夜景图
RS能做什么
What can remote sensing do
利用时间序列夜光遥感影像评估叙利亚内战
通过发展新的时空分析技术，对时间序列夜光影像进行空间聚类，挖掘叙利亚内战的时空模式
Allepo省
(a) 叙利亚夜光的三种时间模式的空间分布
(b)三种模式对应的夜光趋势(DMSP-F18 卫星）
RS
主要内容
1.什么是RS —What is remote sensing . 2.RS能做什么 —What can remote sensing do.
什么是RS
What is remote sensing
概念： 遥感就是“遥远的感知”，是应用探测仪器，不与探 测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过 分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。
GIS的组成
The composition of GIS
1、系统硬件 System Hardware 2、软件系统 Software System GIS系统硬件平台主要包括计算机、绘图仪、数字化仪、 3 、数据 Data 网络设备等，用以存储、处理、传输和显示地理信息或空间 GIS软件是整个系统的核心，用于执行GIS功能的各种 数据。 4、应用人员 Application staff 、GEOSTAR等。 操作，主要有 ArcGIS、MAPGIS 地理信息系统的操作对象是空间数据，它具有描述地 5、应用模型 Application model mainly includes The GIS system hardware platform 理实体的空间特征、属性特征和时间特征。 GIS应用人员包括系统开发人员和 GIS技术的最终用户。 GIS software is the core of the entire system and is used to computers, plotters, digitizers, and network devices to store,
遥感的应用
Application of remote sensing
矿产开采监测和资源调查 土地资源调查
资源普查
陆地水资源调查 海洋资源调查 植被资源调查 水污染监测 森林病虫害监测
环境与灾害监测
森林火灾与煤矿火点监测 大气监测与天气预报（包括台风监测预报） 旱涝灾害监测 海洋赤潮灾害监测
此外，遥感技术还广泛应用于城市遥感调查、考古调查、军事、大型工程监测以及 为地理信息系统提供准确、及时的数据等方面。
可以发现，三种模式表现出明显的区域特征 叙利亚邻国的夜光主要表现出稳定（绿色）模式 叙利亚全境夜光显著降低，包含红色和蓝色两种模式 叙利亚的Allepo省，即战斗最为激烈的省份，表现出夜光剧烈减少（红色模式）
遥感的应用
Application of remote sensing
新疆某地土地利用遥感影像
perform various operations of GIS functions, including process, transmit, and display geographic information or GIS 应用模型的构建和选择是系统应用成败至关重要的 The operation object of GISis spatial data, which has spatial ArcGIS, MAPGIS, and GEOSTAR. GIS application personnel include system developers and spatial data. attribute characteristics, and time characteristics, 因素。模型主要有：土地利用适应性模型、选址模型、洪水 end users of GIS technology. characteristics 预测模型等。 that describe the geographic entities. The construction and selection of the GIS application model is a crucial factor in the success or failure of the system application. The main models are: land use adaptability model, location model, flood forecasting model, etc.
微波遥感microwave remote sensing：探测波段在1mm-10m之间 多波段遥感multi-band remote sensing：探测波段在可见光波段和红外波段范围
内再分为若干窄波段来探测目标。
什么是RS
What is remote sensing
不同波段的遥感探测可以生成不同的遥感影像。
什么是RS
What is remote sensing
原理
地球表面上的一切物体, 如土地、水体、森林、草场、 农作物、空气等, 因其具有不同 的温度和不同的物理化学性质， 处于不同状态, 因此它们具有不 同的波谱特性, 会向外界辐射不 同波长的电磁波。
遥感卫 星
树木
水体
草丛 裸露的地表 路面
建筑物
IKONOS卫星多光谱影像（4米）（排队参观 毛主席纪念堂的队伍隐约可见，花坛信息没有， 背景草坪不清晰）
IKONOS卫星融合影像（1米）（排队参观毛 主席纪念堂的队伍清晰可见，花坛和背景草坪 显示出来，色调自然逼真，连纪念堂柱子的阴 影都很清楚）
QuickBird
典型的高分辨率遥感影像：北京西站，美国GeoEye，分辨率0.4米
19世纪60年代最早提出地理信息系统
这个名词，之后便迅猛的发展。目前发展较 快的主要有：云计算GIS、虚拟现实GIS、开 放式GIS、时空GIS、三维GIS、移动GIS、 网络GIS等。
土地资源调查
根据遥感影像制作的土地利用现状图
该地农作物分布遥感影像
遥感的应用
Application of remote sensing
大气遥感 Atmospheric remote sensing ：
我国TanSat卫星首幅全球叶绿素荧光产品(2017年7月，左；2017年12月，右) 叶绿素荧光能够精确估算全球植被光合生产力，结合同步反演的大气二氧 化碳浓度数据，二者协同将能够极大提升全球碳源汇观测能力。旨在应对全球 气候变化、监测全球二氧化碳浓度分布情况。
三峡坝区卫星图象
RS能做什么
What can remote sensing do
差分干涉 PS法得到的上海下沉速率
Result of PS InSAR from Prof. Rocca
20
0
mm/yr
More than 20.000 PS identified
Reference point, assumed motionless
Geographic Information System is a system composed of computer hardware, software, and different methods. The system is used to support the collection, management, processing, analysis, modeling, and display of spatial data in order to solve complex planning and management problems.
- 20
Velocity has been saturated for visualization purpose. Much higher rates have been detected in Shanghai urban center.
RS能做什么
What can remote sensing do
什么是RS
What is remote sensing
根据传感器的探测波段划分： 紫外遥感Ultraviolet remote sensing：探测波段在0.05-0.38微米之间 可见光遥感Visible light remote sensing：探测波段在0.38-0.76微米之间
红外遥感Infrared remote sensing：探测波段在0.76-1000微米之间
GIS
主要内容
GIS的简介 —Introduction of GIS GIS的发展与应用 —Development and Application of GIS
GIS的定义
The definition of GIS
地理信息系统是3S的大脑。 GIS is the brain of 3S.
地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同的方 法组成的系统，该系统用来支持空间数据的采集、管 理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划 和管理问题。
夜间灯光遥感用于社会经济信息分析
遥感卫星（美国DMSP、NPP卫星等）夜间获得的地表可见光和近红外亮度 可以用来表征城镇范围、GDP分布、人口分布等社会经济要素经济增长、城市化、 人道主义灾难均有可能反映于多时期的夜光遥感影像上。
北京金融街CBD夜景图
日本东京银座夜景图
东亚夜晚灯光影像（2012年DMSP/OLS影像）
GIS的功能
The function of GIS
Application function
1, data acquisition and editing 2, data storage and management
Basic function
3, data processing and
transformation 4. Spatial analysis and system 5, product production and display
concept:
Remote sensing is an application detection instrument , not contact with the detection target, Record the characteristics of the electromagnetic wave from a target from a distance.Through analysis, it reveals the comprehensive detection technology of the characteristics, properties and changes of objects.
1, Resource management 2. Homeland monitoring 3, regional planning 4, auxiliary decision-making
6, secondary development and
editing
GIS的发展
development of GIS
什么是RS
What is remote sensing
按遥感平台的高度分类： 地面遥感 航空遥感 航天遥感
地面遥感 平台高度 遥感范围 应用历史 技术要求 受云层影响 低 小 航空遥感 卫星遥感 高 大
早 低 小
晚 高 大
什么是RS
What is remote sensing
什么是RS
What is remote sensing
The development and application of 3S tech
主讲：孟祥金 PPT：吴旭祥 资料查阅：马银、于琦人、李鲁峰、吴旭祥
前
言
What does 3S mean?
3S是英文:
遥感技术（Remote Sensing RS） 地理信息系统（ Geographic Information System GIS） 全球导航卫星系统 （ Global Navigation Satellite System GNSS） 这三种技术名词中最后一个单词字头的统称。 他即就是狭义的地理信息科学，也是广义地理信息科学的核心。
武汉楚河汉街夜景图
RS能做什么
What can remote sensing do
利用时间序列夜光遥感影像评估叙利亚内战
通过发展新的时空分析技术，对时间序列夜光影像进行空间聚类，挖掘叙利亚内战的时空模式
Allepo省
(a) 叙利亚夜光的三种时间模式的空间分布
(b)三种模式对应的夜光趋势(DMSP-F18 卫星）
RS
主要内容
1.什么是RS —What is remote sensing . 2.RS能做什么 —What can remote sensing do.
什么是RS
What is remote sensing
概念： 遥感就是“遥远的感知”，是应用探测仪器，不与探 测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过 分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。
GIS的组成
The composition of GIS
1、系统硬件 System Hardware 2、软件系统 Software System GIS系统硬件平台主要包括计算机、绘图仪、数字化仪、 3 、数据 Data 网络设备等，用以存储、处理、传输和显示地理信息或空间 GIS软件是整个系统的核心，用于执行GIS功能的各种 数据。 4、应用人员 Application staff 、GEOSTAR等。 操作，主要有 ArcGIS、MAPGIS 地理信息系统的操作对象是空间数据，它具有描述地 5、应用模型 Application model mainly includes The GIS system hardware platform 理实体的空间特征、属性特征和时间特征。 GIS应用人员包括系统开发人员和 GIS技术的最终用户。 GIS software is the core of the entire system and is used to computers, plotters, digitizers, and network devices to store,
遥感的应用
Application of remote sensing
矿产开采监测和资源调查 土地资源调查
资源普查
陆地水资源调查 海洋资源调查 植被资源调查 水污染监测 森林病虫害监测
环境与灾害监测
森林火灾与煤矿火点监测 大气监测与天气预报（包括台风监测预报） 旱涝灾害监测 海洋赤潮灾害监测
此外，遥感技术还广泛应用于城市遥感调查、考古调查、军事、大型工程监测以及 为地理信息系统提供准确、及时的数据等方面。
可以发现，三种模式表现出明显的区域特征 叙利亚邻国的夜光主要表现出稳定（绿色）模式 叙利亚全境夜光显著降低，包含红色和蓝色两种模式 叙利亚的Allepo省，即战斗最为激烈的省份，表现出夜光剧烈减少（红色模式）
遥感的应用
Application of remote sensing
新疆某地土地利用遥感影像
perform various operations of GIS functions, including process, transmit, and display geographic information or GIS 应用模型的构建和选择是系统应用成败至关重要的 The operation object of GISis spatial data, which has spatial ArcGIS, MAPGIS, and GEOSTAR. GIS application personnel include system developers and spatial data. attribute characteristics, and time characteristics, 因素。模型主要有：土地利用适应性模型、选址模型、洪水 end users of GIS technology. characteristics 预测模型等。 that describe the geographic entities. The construction and selection of the GIS application model is a crucial factor in the success or failure of the system application. The main models are: land use adaptability model, location model, flood forecasting model, etc.
微波遥感microwave remote sensing：探测波段在1mm-10m之间 多波段遥感multi-band remote sensing：探测波段在可见光波段和红外波段范围
内再分为若干窄波段来探测目标。
什么是RS
What is remote sensing
不同波段的遥感探测可以生成不同的遥感影像。
什么是RS
What is remote sensing
原理
地球表面上的一切物体, 如土地、水体、森林、草场、 农作物、空气等, 因其具有不同 的温度和不同的物理化学性质， 处于不同状态, 因此它们具有不 同的波谱特性, 会向外界辐射不 同波长的电磁波。
遥感卫 星
树木
水体
草丛 裸露的地表 路面
建筑物
IKONOS卫星多光谱影像（4米）（排队参观 毛主席纪念堂的队伍隐约可见，花坛信息没有， 背景草坪不清晰）
IKONOS卫星融合影像（1米）（排队参观毛 主席纪念堂的队伍清晰可见，花坛和背景草坪 显示出来，色调自然逼真，连纪念堂柱子的阴 影都很清楚）
QuickBird
典型的高分辨率遥感影像：北京西站，美国GeoEye，分辨率0.4米
19世纪60年代最早提出地理信息系统
这个名词，之后便迅猛的发展。目前发展较 快的主要有：云计算GIS、虚拟现实GIS、开 放式GIS、时空GIS、三维GIS、移动GIS、 网络GIS等。
土地资源调查
根据遥感影像制作的土地利用现状图
该地农作物分布遥感影像
遥感的应用
Application of remote sensing
大气遥感 Atmospheric remote sensing ：
我国TanSat卫星首幅全球叶绿素荧光产品(2017年7月，左；2017年12月，右) 叶绿素荧光能够精确估算全球植被光合生产力，结合同步反演的大气二氧 化碳浓度数据，二者协同将能够极大提升全球碳源汇观测能力。旨在应对全球 气候变化、监测全球二氧化碳浓度分布情况。
三峡坝区卫星图象
RS能做什么
What can remote sensing do
差分干涉 PS法得到的上海下沉速率
Result of PS InSAR from Prof. Rocca
20
0
mm/yr
More than 20.000 PS identified
Reference point, assumed motionless
Geographic Information System is a system composed of computer hardware, software, and different methods. The system is used to support the collection, management, processing, analysis, modeling, and display of spatial data in order to solve complex planning and management problems.
- 20
Velocity has been saturated for visualization purpose. Much higher rates have been detected in Shanghai urban center.
RS能做什么
What can remote sensing do
什么是RS
What is remote sensing
根据传感器的探测波段划分： 紫外遥感Ultraviolet remote sensing：探测波段在0.05-0.38微米之间 可见光遥感Visible light remote sensing：探测波段在0.38-0.76微米之间
红外遥感Infrared remote sensing：探测波段在0.76-1000微米之间
GIS
主要内容
GIS的简介 —Introduction of GIS GIS的发展与应用 —Development and Application of GIS
GIS的定义
The definition of GIS
地理信息系统是3S的大脑。 GIS is the brain of 3S.
地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同的方 法组成的系统，该系统用来支持空间数据的采集、管 理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划 和管理问题。
夜间灯光遥感用于社会经济信息分析
遥感卫星（美国DMSP、NPP卫星等）夜间获得的地表可见光和近红外亮度 可以用来表征城镇范围、GDP分布、人口分布等社会经济要素经济增长、城市化、 人道主义灾难均有可能反映于多时期的夜光遥感影像上。
北京金融街CBD夜景图
日本东京银座夜景图
东亚夜晚灯光影像（2012年DMSP/OLS影像）
GIS的功能
The function of GIS
Application function
1, data acquisition and editing 2, data storage and management
Basic function
3, data processing and
transformation 4. Spatial analysis and system 5, product production and display
concept:
Remote sensing is an application detection instrument , not contact with the detection target, Record the characteristics of the electromagnetic wave from a target from a distance.Through analysis, it reveals the comprehensive detection technology of the characteristics, properties and changes of objects.
1, Resource management 2. Homeland monitoring 3, regional planning 4, auxiliary decision-making
6, secondary development and
editing
GIS的发展
development of GIS
什么是RS
What is remote sensing
按遥感平台的高度分类： 地面遥感 航空遥感 航天遥感
地面遥感 平台高度 遥感范围 应用历史 技术要求 受云层影响 低 小 航空遥感 卫星遥感 高 大
早 低 小
晚 高 大
什么是RS
What is remote sensing
什么是RS
What is remote sensing