_3S_和_4D_在数字航道中的应用

水运科学研究

ＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＷＡＴＥＲＢＯＲＮＥＴＲＡＮＳＰＯＲＴＡＴＩＯＮ

Ｎｏ．３Ｓｅｐ．２００７

第３期

２００７年９月

“３Ｓ”和“４Ｄ”在数字航道中的应用

李昱袁伟

（长江南京航道局南京２１００１１）

摘要：介绍了测绘领域的新兴科技——

—“３Ｓ”（ＧＰＳ、ＧＩＳ、ＲＳ）技术、“４Ｄ”

（ＤＬＧ、ＤＥＭ、ＤＯＭ、ＤＲＧ）产品，结合长江南京航道局辖区航道的实际情况及

原始测绘数据，探讨了高新测绘技术在数字航道中的应用与发展前景。

关键词：数字航道；＂３Ｓ＂技术；＂４Ｄ＂产品

０引言

１９９８年１月３１日，美国副总统戈尔首次提出了“数字地球”（ＤｉｇｉｔａｌＥａｒｔｈ）的概念。数字地球是对真实地球及其相关现象统一性的数字化重现和认识，其核心思想有两点：一是用数字化手段统一处理地球问题；二是最大限度地利用信息资源。

长江南京航道局正在建设的“数字航道”工程，正是“数字地球”概念在航道领域的具体应用与拓展，旨在利用“３Ｓ”（ＧＰＳ、ＧＩＳ、ＲＳ）和“４Ｄ”（ＤＬＧ、ＤＥＭ、ＤＯＭ、ＤＲＧ）技术，整合长江航道的各种资源数据，实现长江航道维护管理的信息化、科学化、智能化，对内提供航道演变的预测、航道维护辅助决策等全新管理方式，对外提供电子航道图、航道通行公共信息等信息服务，是实现长江航道跨越式发展的综合性系统工程［１］。

１“３Ｓ”技术

１．１全球定位系统（ＧＰＳ）

１．１．１ＧＰＳ系统的组成及定位原理

全球定位系统由空间部分（ＧＰＳ卫星及其星座）、地面控制部分（１个主控站、３个注入站、５个检测站）和用户设备部分（ＧＰＳ信号接收机）等３部分组成。

ＧＰＳ定位是一种基于空间距离的后方交会定位。地面ＧＰＳ接收机在时钟控制下，测定出卫星信号到达接收机的时间，从而确定卫星与接收机之间的距离。ＧＰＳ２４颗卫星的均匀分布能够确保在地球表面任一位置至少能够观测到４颗卫星，即能够得到４颗卫星与接收机的空间距离。根据空间解析几何的公式，即可推算出接收机的实时坐标［２］。１．１．２ＧＰＳ在航道领域的应用

ＧＰＳ的主要功能是定位、导航、授时，它们在航道领域均有运用。

１）定位：指大地测量型定位。例如长江南京航道局引进Ｔｒｉｍｂｌｅ公司的ＲＴＫ（载波相位差分）设备，在已知点上架设基准站，基准站将采集的载波相位实时发给流动站用户接收机，进行求差解算坐标。此套设备实时动态定位的平面精度为±１０ｍｍ＋１ｐｐｍ，高程精度为±２０ｍｍ＋１ｐｐｍ，可以满足各种比例航道图及工程图的精度要求。

２）导航：即导航型的平面定位。目前ＧＰＳ单点定位精度优于１０ｍ，如果接收到沿海信标台的伪距差分，精度可以达到亚米级。结合电子海图以及实时的交通状况，以确定

收稿日期：２００７－０７－１０

水运科学研究２００７年第３期最佳航速航向，便可轻松实现可视化导航。目前南京航道局的船舶航行、航标抛设作业均利用了ＧＰＳ的该功能，效果良好。导航型ＧＰＳ目前虽尚未在长江干线的民用船舶上得到普及，长远来看其潜在市场是非常广阔的。

３）授时：ＧＰＳ卫星上载有原子钟，因此传送精确时间和频率是ＧＰＳ的另一重要应用。长江南京航道局开发的航标灯同步闪技术便是利用了灯器中的ＧＰＳ模块来进行精密授时，其标称同步精度达到２０纳秒，并且与距离无关，无需调校。在航标密集复杂的水域（如桥区）采用该同步闪技术，使航标夜间视觉效果显著，极大地方便了船舶的航行。１．１．３ＧＰＳ的发展方向

ＧＰＳ的发展将包括两个方面：一是将逐渐实现测量外业无需架设基准站，如采用星站差分技术、连续参考站技术等；另一就是与欧洲的Ｇａｌｉｌｅｏ系统、俄罗斯的Ｇｌｏｎａｓｓ以及中国的北斗定位系统等联合，构成全球导航卫星系统（ＧＮＳＳ）。

１．２地理信息系统（ＧＩＳ）

１．２．１ＧＩＳ的组成及在航道领域的运用

地理信息系统是２０世纪６０年代开始迅速发展起来的地理学研究技术，是多种学科交叉的产物。地理信息系统是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的、动态的地理信息，是为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统［３］。

长江南京航道局正在建设的“数字航道”工程即是一个功能完整的ＧＩＳ系统，它由硬件、软件、数据、人和方法等５个主要的元素所构成。

１）硬件：在“

数字航道”中，硬件包括中心服务器、各终端设备及其网络（有线和无线），ＧＩＳ软件可以在很多类型的硬件上运行。

２）软件：ＧＩＳ软件提供所需的存储、分析

和显示地理信息的功能和工具。按照数据采集、

加工、管理、分析和表达，可将ＧＩＳ基础软件

分为５个子系统（见图１），即数据输入与转换、

图形与文本编辑、数据存储与管理、空间查询

与空间分析以及空间数据可视化与输入。

在“数字航道”中，软件主要包括实现数字航道各项功能的基础软件、应用软件包、与用户的接口、通讯软件。３）数据：地表现象异常复杂，有自然地物和人文地物，各种地物形状各异。但是在ＧＩＳ中，人们将它们抽象为数字线划数据、影像数据、数字高程模型和地物的属性数据。

属性数据是ＧＩＳ的重要特征，它包含两方面的含义。一是它是什么，即它有什么样的特性，划分为地物的哪一类。这种属性一般可以通过判读，考察它的形状和其他空间实体的关系即可确定，例如一条等深线是０米线还是水沫线；二是实体的详细描述信息，例如一座航标的标形、岸别、抛设日期、异动情况、灯器、索具、锚具等，这些属性必须经过详细的调查。所以，一个成熟的ＧＩＳ系统的数据是海量的。

４）人：“数字航道”所指“人”的范围包括系统开发人员，系统建成后的操作人员和日常维护人员，以及最终用户。

５）方法：指前期的软件设计、程序算法，建成后的生产管理制度。成功的ＧＩＳ系统具有好的设计计划和规范，这些规范对各个部门来说其具体的操作实践又是独特的。

图１ＧＩＳ的基础软件４６

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李昱等：“３Ｓ”和“４Ｄ”在数字航道中的应用

１．２．２ＧＩＳ的发展方向

在软件方面，将有越来越多的应用软件加入ＧＩＳ模块，或者开发与其原来软件相适应的ＧＩＳ系统，互相渗透。例如ＥａｇｌｅＰｏｉｎｔ在ＡｕｔｏＣＡＤ平台上，引用ＧＩＳ概念而开发的一些模块，用于工程勘测、设计和施工。Ａｕｔｏｄｅｓｋ公司本身也开发了与ＡｕｔｏＣＡＤ配套的ＡｕｔｏｄｅｓｋＭａｐＧｕｉｄｅ、ＡｕｔｏｄｅｓｋＭａｐ和ＡｕｔｏｄｅｓｋＷｏｒｌｄ。而ＧＩＳ软件开发商也向其它领域扩展，如ＥＲＳＩ已推出了ＡｒｃＣＡＤ，以利于ＧＩＳ与城市规划、工程设计的结合。这种互相渗透的趋势还会更快地发展下去。

在硬件方面，随着微处理器技术的迅速发展，计算机配置将越来越高，三维四维ＧＩＳ、ＶＲ－ＧＩＳ（虚拟现实地理信息系统）的发展成为必然趋势。

在网络技术方面，随着信息高速公路的迅猛发展，ＷｅｂＧＩＳ成了流行趋势。服务机构可以将ＧＩＳ信息发布到网站上，ＧＩＳ服务的用户将不受地区限制，面向全国乃至全世界。

另外，遥测站ＲＴＵ（远程控制终端）将越来越普及，大量的实时信息为ＧＩＳ提供了实时分析和实时决策的可能性。特别是一些抗灾救灾ＧＩＳ系统，更可以在这些实时信息的基础上，辅以有效的预报模块，加上预报测算，提前作出相应的预防措施；或根据实际情况，有效地组织救灾工作，尽可能减少人民生命财产损失。

１．３遥感（ＲＳ）技术

１．３．１遥感在航道领域的运用

遥感泛指各种非接触的、远距离的探测技术。遥感可获取大范围资料，获取信息手段多、信息量大、速度快、周期短并且受条件限制少。遥感可分为以下３种：１）可见光／反射红外遥感，用摄影或扫描方式成像；

２）热红外遥感，具有昼夜工作的能力：

３）微波遥感，有一定的穿透能力，能全天候工作。

遥感的一个重要应用即是大量地理信息的提取，如水体、码头、林地、民居、水塔等。遥感像片经过后期校正处理后，通过定位地物并判别地物特征，可以采集大量有用的信息（如岸线、大桥等）作为航道测绘的重要资料。

另外，将遥感栅格影像作为矢量线划图的基础层，使影像和矢量图上同名点线相互套合，将大大提高地图信息量，并产生良好的视觉判读效果。

遥感技术的另一优势是能够监测动态变化。几十年前的遥感影像可以具体、形象地反映当时的真实情况，因此在河道、河口等的动态监测中遥感是首选工具。河道与河口的泥沙淤积以及引起的河势变化对航运、防洪等都至关重要。

遥感在悬移质泥沙分布和河势监测中的应用也有技术优势。利用卫星遥感信息监测河道变化、预测河道发展趋势，并应用到航道开发、水利规划以及防灾减灾等方面，可产生十分可观的经济效益和显著的社会效益。

１．３．２遥感的发展方向

１）遥感数据源极大丰富。每天有数量庞大的不同分辨率的遥感信息从各种传感器上接收下来，这些高分辨率、高光谱的遥感数据是遥感实用化、产业化以及利用遥感数据进行地物特征提取的宝贵资源。

２）智能化：首先，遥感的智能化表现在遥感传感器的可编程，传感器不仅可以按设定的方式进行扫描，而且可以根据具体要求进行控制编程，使用户可以获得多角度、高时

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水运科学研究２００７年第３期间密度的数据。其次，影像识别和影像知识挖掘的智能化是遥感数据自动处理研究的重大突破。遥感数据处理工具不仅可以自动进行各种定标处理，而且可以自动或半自动提取道路，建筑物等人工建筑。地物波谱库的建立及高光谱自动识别系统使用户可以方便地进行地物识别，并在此基础上进行定量化分析。

３）动态化：由于小卫星技术的发展，使得卫星造价降低，卫星网络计划得以顺利实施。ＮＡＳＡ的“传感器网络”使用户可以在获得更高分辨率影像数据的同时，也可以获得更高时间密度的遥感数据。而雷达微波技术的发展，更使用户可以获得全天候的遥感数据，这一切都为遥感动态监测创造了条件，使遥感数据真正实现了“四维”信息获取。２“３Ｓ”集成与应用

可以用“两只眼睛，一个大脑”来通俗地描述“３Ｓ”集成一体化技术思路。“两只眼睛”指遥感技术（ＲＳ）和全球卫星定位系统（ＧＰＳ）技术；“一个大脑”指地理信息系统（ＧＩＳ）的综合管理、规划和决策。

—ＲＳ与ＧＩＳ的关系：遥感数据是ＧＩＳ的重要信息来源，而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，可以对遥感影像进行几何改正和辐射改正、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、土地利用变化监测和地图更新。

——

—ＧＩＳ与ＧＰＳ的关系：ＧＰＳ可为ＧＩＳ的空间目标及属性信息提供实时、快速的空间定位；ＧＰＳ配合ＧＩＳ便可实现船舶、车辆的动态监控与导航。

——

—ＧＰＳ与ＲＳ的关系：利用ＧＰＳ可以对指定地物进行精确定位，以获得数据对遥感影像的几何改正、训练区选择以及分类验证，提供定位遥感信息查询。

ＧＩＳ、ＧＰＳ、ＲＳ技术的整体集成，不仅具有自动、实时地采集、处理和更新数据的功能，而且能够智能化分析和运用数据，为各种应用提供科学决策咨询，并回答用户可能提出的各种复杂问题，成为应用技术的发展趋势［４］。

３“４Ｄ”产品

—数字线划地图（ＤｉｇｉｔａｌＬｉｎｅＧｒａｐｈｉｃ—ＤＬＧ）、数字“４Ｄ”指的是由４种测绘产品——

高程模型（ＤｉｇｉｔａｌＥｌｅｖａｔｉｏｎＭｏｄｅｌ—ＤＥＭ）、数字正射影像（ＤｉｇｉｔａｌＯｒｔｈｏｐｈｏｔｏＭａｐ—ＤＯＭ）、数字栅格地图（ＤｉｇｉｔａｌＲａｓｔｅｒＧｒａｐｈｉｃ—ＤＲＧ）组成的产品系列。生产此系列产品的技术称为“４Ｄ”技术。

３．１数字线划图ＤＬＧ

数字线划图（ＤＬＧ）是以矢量结构描述的带有拓扑关系的空间信息，又包括以关系结构描述的属性信息。目前长江南京航道局生产的测绘产品主要是此种数字线划图。数字线划图能较全面地描述地表实体，内容可分若干层，可按需要进行数据分类、选取和显示，与其他信息叠加辅助空间分析。它的数据量小，便于存储，能快速生成专题图（如图２）。３．２数字高程模型ＤＥＭ

数字高程模型（ＤＥＭ）是地面规则格网点的高程数据集合，用来表示地面形态的起伏。它可以用于与高程分析有关的地貌形态分析、透视图和断面图制作、工程中土石方计算、表面覆盖面积统计、通视条件分析、洪水淹没区分析等方面，还可以用来制作坡度图、坡

李昱等：“３Ｓ”和“４Ｄ”在数字航道中的应用向图，可以同地形数据库中有关的内容结合生成分层设色图、晕渲图等符合数字或模拟的专题地图产品（如图３）。从图３可以很直观地看出天河口段的航槽走势，结合大比例ＤＬＧ图，为航标的配布提供充分的理论依据。

３．３数字正射影像图ＤＯＭ

数字正射影像图（ＤＯＭ）是利用经处理的数字化的航空像片或遥感像片，经逐步像元进行几何改正和镶嵌，按一定图幅范围裁剪生成的数字正射影像集，是带有公里格网、内外图廓整饰和注记的像片平面图（如图４）。它是具有地图几何精度和影像特征的图像，具有生产周期较短、信息丰富、直观的特点，有良好的可判读性和可测量性。数字正射影像图可直接应用于国民经济各行业，从中提取自然地理和社会经济信息，用于评价其他测绘数据的精度、现势性和完整性［５］。

３．４数字栅格图ＤＲＧ

数字栅格图（ＤＲＧ）是以数字栅格形式存储的地形图，是各种比例的纸制地形图的数字化产品（如图５）。每幅图经扫描、几何改正及色彩校正后，形成在内容、几何精度和色彩上与地形图保持一致的栅格数据文件。它可以比较方便地进行放大、漫游、查询等。因为ＤＲＧ既保留了模拟地形图的全部内容与视觉效果，又能被计算机处理，所以它是所有数字产品中兼顾两种产品特点，且变换最为简捷的数字产品，是模拟产品向数字产品过渡的有效模式。另外，ＤＲＧ可将模拟地形图以数字方式存为历史档案，有效地解决了纸制地图伸缩性大、易变形、不易保存的难题。

３．５“４Ｄ”

产品的特点１）数据结构以栅格结构为主，兼容矢量数据，从根本上突破了传统的以矢量数据为

图４南京长江大桥区域ＤＯＭ图图５南京长江大桥区域水下地形图（ＤＲＧ）

图３南京宝塔水道天河口段ＤＥＭ晕渲图

图２南京长江大桥区域水下地形图（ＤＬＧ）４９

水运科学研究２００７年第３期主体的ＧＩＳ数据结构的束缚，便于数据的配准、叠加处理。

２）精度高。以精度最高的ＤＲＧ、ＤＥＭ数据为基准进行多重信息高精度配准、几何改正，在面积、体积、长度量算中提高了数学精度，在叠加分析中提高了空间定位精度。

３）更新速度快。正射影像图既保持了丰富的景观信息，又满足地图的几何精度要求，直观性强，成图周期短，为提取专题信息提供了现势性强、精确度高的信息来源。通过影像、ＧＰＳ快速发现地表变化，利用最新ＤＯＭ可快速更新数据库。

４）在先进计算机软硬件支持下，与ＧＩＳ技术相比生产成本较低［６］。

３．６“４Ｄ”

技术的发展趋势１）雷达影像自动测图——

—利用ＳＡＲ影像自动生成ＤＥＭ。２）机载激光测深、测高——

—用于平坦地区大比例尺测量和浅滩、礁石水域水深测量。３）无人机低空摄影——

—主要用于局部变化的调查与区域频繁监测。

４）三维景观影像——

—替代正射影像，构造三维ＧＩＳ和ＶＲ（虚拟现实）（见图６）。

４结束语

“３Ｓ”技术是目前空间信息获取、存

储管理、更新、分析和应用的主要手段，“３Ｓ”的集成便于数据的实时处理，提高遥感分类精度，减少野外工作量。“４Ｄ”技术为“３Ｓ”集成提供了最佳技术手段和途径，由于“４Ｄ”系列产品精度高、生产成本低、易于更新，在航道领域有相当广阔的推广应用空间。随着数字航道体系的形成、建设与发展，航道测绘将逐步实现传统测绘向现代地理信息产业的转化，并形成以“３Ｓ”集成技术为代表，

“４Ｄ”产品为标志的现代测绘体系。参考文献

［１］万大斌，李国祥，颜昌平．建设长江“

数字航道”的构想［Ｊ］．水运工程，２００４（１１）：２２－２４．［２］胡伍生，李玉宝，沈学标，等．控制测量学［Ｍ］．南京：东南大学出版社，２００３：３４９－３５５．

［３］龚健雅．地理信息系统基础［Ｍ］．北京：科学出版社，２００３：３－９．

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数字水利”中的应用［Ｊ］．广西水利水电，２００５（３）：４４－４６．［５］李志林，朱庆．数字高程模型［Ｍ］．武汉：武汉大学出版社，２００３：１－６．

［６］林宗坚．我国“４Ｄ”

产品生产与应用的现状及问题［Ｊ］．测绘通报，２００１（８）：７－９．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｎ″３Ｓ″ａｎｄ″４Ｄ″Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ｆｏｒＤｉｇｉｔａｌＩｎｌａｎｄＷａｔｅｒＲｏｕｔｅＳｙｓｔｅｍ

ＬｉＹｕＹｕａｎＷｅｉ

（ＴｈｅＣｈａｎｇｊｉａｎｇＲｉｖｅｒＷａｔｅｒｗａｙＢｕｒｅａｕｏｆＮａｎｊｉｎｇ，

Ｎａｎｊｉｎｇ，２１００１１）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｔｅｇｒａｔｉｎｇｗｉｔｈａｃｔｕａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅＢｕｒｅａｕｏｆＣｈａｎｇｊｉａｎｇＲｉｖｅｒＲｏｕｔｅＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎｉｎＮａｎｊｉｎｇ，ａｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｏｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｍｏｄｅｒｎｓｕｒｖｅｙｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈ３Ｓａｎｄ４Ｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｏｒｉｇｉｎａｌｄａｔａｃａｐｔｕｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｈａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｄｉｇｉｔａｌｗａｔｅｒｒｏｕｔｅ；３Ｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；４Ｄｐｒｏｄｕｃｔｓ图６南京大桥区域航道三维景观影像５０

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。不仅为掌握区域的环境状况提供高精度的定位数据，还可实现环境状况的多时相信息及形象的图像图形显示。而GIS强大的对空间数据的综合处理能力，又可将RS+GPS所获得的海量的地理信息，从定量、动态和机制等方面进行综合集成，实现了图形、图像处理系统完全合一(统一的数据结构)，可为解决具体问题提供有力的技术支持。借助地理信息系统手段建立区域环境的空间变化模型，具有

3s技术及其应用

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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

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3S技术在林业资源调查中的应用研究 摘要：随着科学技术的发展和进步，我国社会的生产生活都发生了极大的变化。在科学技术的发展当中，遥感技术、地理信息技术以及全球定位技术等的出现，切实为人类生产生活带来了更大的便利。同时也对于林业生产和发展起到了很大的保障作用。不仅能够提升对林业的勘察和调查效率，也更是极大的提升了质量，并降低了各项成本。所以本文基于此，分析和研究3S技术在林业资源调查中的应用。 关键词：3S技术；林业资源；调查分析 1 、3S技术概念及在林业资源中的功能作用 3S是RS、GPS、GIS这3种技术的统称，分别是遥感技术、全球定位技术和地理信息技术。这3种技术结合了计算机大数据处理、移动通讯、空间分析、地理传感等，围绕空间信息进行数字化采集、分析、传播以及应用。基于此，详细叙述3S技术各自的功能和特点。 1.1 遥感技术 遥感技术利用传感器进行信息采集，是集计算机图像处理等物理方法、计算机信息技术等数学计算方法及以地学规律为指导的地理分析方法为一体的区域综合勘测技术。在具体的应用中，由于遥感技术的覆盖区域范围很大，能够采用多波段成像技术来定位、定性、定量地对地理环境中的各项指标进行勘测。

1.2 定位技术 全球定位系统是一个由卫星群组合而成的空天一体化空间分析技术，能够为人们的生产生活提供地理定位等作用。在林业调查工作中能够与遥感技术、地理信息系统组合形成立体式森林资源管理体系，根据调查需要进行各类资源的清查，检测病虫害的分布情况。 1.3 地理信息系统 地理信息系统是计算机信息云储备和大数据分析按照地理信息科学处理理论指导，实现地理空间信息可续管理、分析、利用的一套技术系统。该系统能够对森林区域中植物的种类和生长状态以及水文、光照、温度、土壤等地理综合信息进行监测，通过林业资源中的具体要素进行数据分析，然后科学合理地进行森林整体评估，为工作人员制定合理的管理策略提供可靠的带有规律性的数据支持。 2、3S技术在林业调查规划设计中具体应用 2.1 样地精准定位 地理信息定位可帮助调查人员明晰林业调查的范围和规划内容，同时还有助于为空间范围设计提供准确的数据支持。样地调查是林业资源清查和规划设计的基本组成部分，通过选取调查区域中的某一较小范围来进行集中调查，以局部调查结果为参照，按等比例放大到整合调查区域，并进行科学估算，以较少的调查投入获得较大效益，提升林业资源调查效率。样地调查的基础保障是样地定

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3S技术在农业中的应用摘要： 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。随着技术的发展，单纯地运用GPS、RS与GIS中的某一种技术往往不能满足综合工程的需要，不能提供精准农业实施过程中所需要的对地测量、存储管理、信息处理、分析模拟的综合能力。这就需要把RS、GIS、GPS有机结合，综合应用，构成一个一体化信息获取、信息处理、信息应用技术系统，这是一个充分利用各自技术特点的空间技术应用体系，并逐步成为一个实践性和应用性较强的新学科，简称为“3S”集成技术。 论文简要介绍了“3S”的概念及相互关系，并通过解读地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、遥感（RS）的技术特点及技术优势，结合工商管理专业阐述了“3S”技术在农业生产中的作用。同时阐述了精准农业的相关概念。

关键字： 3S技术，精准农业，遥感，信息处理 正文： 1.3S技术的概念： 3S 是全球定位系统( GPS)、地理信息系统( G IS)和遥感( RS)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。 1.1．全球定位系统( Global Positioning System )技术是美国第二代卫星导航系统, 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、地面控制和用户设备等三部分构成的。GPS测量技术能够快速、高效、准确地提供点、线、面要素的精确三维坐标以及其他相关信息，具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，广泛应用于军事、民用交通(船舶、飞机、汽车等)导航、大地测量、摄影测量、野外考察探险、土地利用调查、精确农业以及日常生活(人员跟踪、休闲娱乐)等不同领域。 1.2. 地理信息系统简称GIS( Geographical Information System) 就是一个专门管理地理信息的计算机软件系统，它不但能分门别类、分级分层地去管理各种地理信息；而且还能将它们进行各种组合、分

基于3S技术的森林防火道路规划研究

第34卷第3期20116测绘与空间地理信息 GEOMATICS ＆SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY Vol．34，No．3Jun．，2011 收稿日期：2010－10－25 作者简介：耿艳辉（1983－），女，云南宣威人，助理工程师，学士，主要从事地理信息系统应用等工作。 基于3S 技术的森林防火道路规划研究 耿艳辉，葛俊涛，李明哲 （河南省地质测绘总院，河南郑州450006） 摘 要：利用3S 技术得到林相图的空间数据，依据森林防火道路规划的标准要求，通过给定的约束条件、规划目 标以及评价条件，分析森林防火林道初始布局，考虑各种影响最优分布的指标，对森林道路进行优化分析与规划， 得出最优规划图，实证分析表明此方法在道路规划中有很大的优越性。关键词：森林防火；3S 技术；道路规划；林相图中图分类号：P208 文献标识码：B 文章编号：1672－5867（2011）03－0171－03 Study on Road Planning for Forest －fire Prevention by 3S Technique GENG Yan －hui ，GE Jun －tao ，LI Ming －zhe （Henan General Institute of Surveying and Mapping of Geology ，Zhengzhou 450006，China ） Abstract ：Using the 3S technique to get the spatial data from stock map ，according to the criteria of road planning for forest －fire pre-vention ，through the constraint condition ，planning objective and valuation conditions ，this paper analyzed the initial geographical distri-bution of forest －road for forest －fire prevention．Considering all indicators affecting optimal distribution ，optimizing the analysis and planning of the forest road ，then it got the optimal planning map．And empirical analysis confirmed the superiority on road planning．Key words ：forest －fire prevention ；3S technique ；road planning ；stock map 0引言 森林资源是人类生存的资源支持系统的重要组成成分。森林火灾是对森林资源危害最大的自然灾害之一，森林防火道路的规划工作是森林防火工作的基础。现行的森林防火林道规划方法，往往采用实地测量和小班调查相结合的方法，使用大量人力物力，效果却不太好［1－4］ 。 3S 技术在森林资源防火，道路交通规划中的应用显然已 经十分广泛，技术上也比较成熟 ［5，6］ 。随着地理信息系统 （GIS ）技术的发展与综合应用，以地理信息系统技术为基础的森林防火信息系统建设成为当今森林资源保护技术发展的主要方向。利用3S 技术结合少量地面调查，借助遥感图像分类进行森林资源规划和森林防火研究，已成为森林防火林道规划设计的主要方向。 1技术基础 随着计算机科学技术的发展，使用3S 技术规划森林 防火林道体系已成为可能。建立森林防火林道规划设计模型必须以计算机技术为依托。地理信息系统（GIS ）不断发展促使可作为信息平台的软件的出现，建立森林资 源属性数据库和空间数据库（图形库）并进行彼此关联，并逐项分析各要素，输出最优路线解决方案，为森林防火林道规划创造了条件 ［7］ 。遥感（RS ）技术得到不断发展， 为快速准确、大量获取森林资源空间和属性数据提供了方便条件。全球卫星定位系统（GPS ）迅速发展，使空间定位精度大大提高， 这为快速准确地采集空间数据提供了有效工具。在使用3S 技术进行森林防火道路规划过程中，主要使用的技术有叠置分析、缓冲区分析、网络分析和3维空间分析。在进行上述分析后，建立森林防火道路选址模型，利用防火林道分布图（线状地物），森林类型分布图（面状）， 森林水资源分布图（面状）等信息来求出森林防火林道最优候选地址。该过程的技术路线如图1所示。 2基于3S 技术的空间数据获取 利用“3S ”技术对森林防火林道规划设计易于克服传 统设计方法的缺陷， 可以综合分析森林资源的空间分布信息，不仅可以对大区域的森林资源进行宏观规划，还可对局部微观区域的森林资源变化进行监测；规划内容上，不仅对森林资源分布进行优化，还可以加强对方案实施

3S技术及其在中学地理教学中的应用

3S技术及其在中学地理教学中的应用 刘江刘方成李保珠 摘要：本文首先简要介绍了3S技术，并对3S技术运用于中学地理教学的必要性进行了分析，最后以具体案例详细说明此应用及效果。 关键词：GIS；RS；GPS；中学；地理教学；应用 引言 “3S”技术是英文遥感（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，这三者之间紧密联系在一起,遥感技术是信息采集（提取）的主力[1]；全球定位系统是对遥感图像（像片）及从中提取的信息进行定位，赋予坐标，使其能和“电子地图”进行套合；地理信息系统是信息的“大管家”，为3S技术的核心[2]。目前3S技术是解决人口、资源、环境及经济发展等重大地理问题的重要手段和关健技术。因此，《普通高中地理课程标准》要求：新的高中地理课程在必修、选修模块中必须介绍有关3S的知识，这是课程内容本身的要求[3]。 另一方面，3S技术是地理课程独特的辅助教学技术。目前，中学生普遍不喜欢地理课，《普通高中新课程试验监测报告》显示：在七门学科当中，地理仅排在物理之后，居于第二难学课程，造成这一结果的一个重要原因是目前地理课程教学手段落后，在中学地理教学过程中，大多数教师仍然偏重如何辅助学生记忆，其手段仍然是以地理挂图和幻灯片等作为辅助工具，学生感到枯燥无味，因而教学效果不甚理想。因此地理教学改革的一个重要课题是使课堂教学整体优化，将信息技术引入地理教学，是改革教学方法和教学模式的重要途径之一，结合地理学科的特点，将信息技术中的高端3S技术用于地理教学，是地理教学发展的必然[4]。下面以一些具体实例说用3S技术在地理教学中的应用。 1.GIS技术及其在地理教学中的应用 地理信息系统是20世纪60年代中期才发展起来的新技术，至今已40多年，始终发展迅猛。国内外学者由于对GIS技术研究视角、应用目的的不同，所给出的定义也不尽相同，例如，美国学者Parker 认为“GIS是一种存储、管理、分析和显示有关地理现象信息的综合系统”；加拿大的Roger Tomlinson 博士认为“GIS是全方位分析和操作地理数据的数字系统”；我国著名GIS专家陈述彭院士认为“GIS是在计算机软硬件支持下，把各种地理信息按空间分布或地理坐标，以一定格式输入、存储、查询检索、显示和综合分析应用的技术系统”。虽然这些学者对GIS的定义不尽相同，但都认为GIS具有数据的采集、管理、处理、分析和输出等基本功能。目前，GIS广泛应用于国民经济的各行各业，如环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。 在中学地理教学中，GIS技术可将复杂的自然景观、地理现象的空间分布甚至抽象的概念用三维的、动态的、直观的方法方式表现出来，将地理教学中不易明察与掌握的内容通过虚拟场景来展现，提高教学效果，下面以地貌演变、地形分析和天体运动这三个教学内容为例进行应用分析。

浅谈3S技术在林业及林火管理中的应用

浅谈3S技术在林业及林火管理中的应用Ξ 岳金柱 冯仲科 (武警森林指挥部,北京　100089) (北京林业大学,北京　100083) 地理信息系统(GIS)是空间科学、计算机科学等现代科学技术与地学相关学科(如地质学、农学、林学、矿业学、建筑工程学、土地资源学、道路工程学、土木工程学等)的统一结合体,运用地理信息系统能从整体上解决相关专业的问题。GIS、G PS(全球定位系统)、RS(遥感)及其集成技术(即3S,G eo2 mantics)则把地理信息科学与技术推向了前所未有的新高度,实现了地理空间数据采集、交换、管理、分析、预测、决策、制图的一体化、自动化、数字化、智能化、实时化和动态化。林业是与地学特别是3S技术最为密切的行业。林业建设中以生物技术为先导的林木遗传育种,以3S技术、信息技术、计算机技术为先导的空间科学化的森林资源管理,以电气化、自动化技术为先导的现代森林工程技术的建立等方面的科技进步,使林业这个粗放落后的行业步入了现代特别是高新技术时代。 1　3S技术的概念与构成 111　3S技术的概念 3S是指GIS(G eographic In formation System地理信息系统)、RS(Rem ote Sensing遥感)和G PS(G lobal P ositioning System全球定位系统)集成技术的统称。运用3S技术理论方法,可以研究解决目标的定位、定性和定量问题。 112　3S技术的构成 在3S系统中GIS相当于中枢神经,RS相当于传感器,G PS 相当于定位器。3S集成应用是一种充分利用GIS、RS和GIS 各自的技术特点快速准确而又经济地为人们提供所需信息的高新技术。其基本原理是利用RS提供最新的图像信息,利用G PS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,三者紧密结合为用户提供精确的基础资料(图件和数据),如图1所示。 2　3S技术在林业上的应用 3S集成技术侧重把G PS、GIS、RS等相关技术集成为一个有机系统,从整体上解决森林资源与生态环境监测、评价以及林业工程测绘、标定、监测等问题,从而解决研究目标的3W (Where—定位、What—定性、H ow—定量)问题。林业是与3S 技术最为密切的行业。特别是生物育种中的地理变异、生态学中的林火管理与景观分析、森林培育中的立地条件分析、林业经济管理的地图应用、森林经理中的资源环境监测评价、森林保护中的病虫害监测、水保与荒漠化防治中的监测与评价、林业工程中的道路建设、采伐中的林图编绘等,每一项都离不开3S理论与技术。 211　以3S技术为核心的数字地球 数字化成为现代科学技术的重要标志之一。自从美国前副总统戈尔提出数字地球概念以来,特别是20世纪90年代中期美国实施全球空间信息战略以来,把数字地球推向了新的研究阶段,在全球范围内掀起了有关数字化研究的新高潮。所谓数字地球,可以理解为对真实地球及其相关现象统一的数字化重现和认识,其核心思想是用数字化手段来处理整个地球的自然和社会活动诸方面的问题,最大限度地利用资源,并使普通人能够通过一定方式方便地获得所要了解的有关地球信息,其特点是嵌入海量地理数据,实现多分辨率、三维的对地球描述,即虚拟地球。通俗地讲,就是用数字的方法将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化信息存储在计算机中,使其在网络上流通,并使之最大限度地为人类生存、可持续发展和日常工作、学习、生活、娱乐服务。数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽带网络为纽带,运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述,并利用它作为工具来支持和改善人类活动和生活的质量。数字地球需要信息高速公路、计算机宽带高速网络技术、高分辨率卫星影像、空间信息技术、大容量数据处理和存储技术、科学计算以及可视化和虚拟现实技术等诸多学科特别是信息科学技术的支撑和保障。 212　以数字地球为依托的数字林业 通过以上对数字地球和3S技术的讨论,可以勾画出数字林业的雏形。20世纪70年代～80年代,随着袖珍微机的发 Ξ收稿日期:2002-08-22 　作者简介:岳金柱:武警森林指挥部司令部副团职参谋 冯仲科:博士,北京林业大学教授,博士生导师

3S技术及其在林业的应用现状与展望

3S技术及其在林业的应用现状与展望 摘要：本文以东北某林区为例，对3S技术以及在林业中的应用进行探讨。首先，介绍了3S技术的概念与特点。然后，以某林区为例，分析了以上技术的应用现状。最后，结合相关的工作经验，对未来3S技术的发展提出了展望。希望可以不断促进3S技术在林业中的快速发展。 关键词：3S技术；林业；应用现状；展望 3S技术在监测环境、分析数据、防治自然灾害方面发挥着重要的作用。基于此，近年来该技术得到了国内外的广泛关注。与此同时，林地是构建生态系统，实现资源、能源可持续发展的重要组成部分。鉴于此，必须加强对森林资源以及环境的监测。然而，传统的数据监测系统在这方面存在很大的局限性，无法保证数据监测的真实性。所以，本文提出了一项新的技术，即3S技术。 1.3S技术在林业中的应用现状 当前，由于3S技术比传统技术拥有更强大的功能，所以已经被广泛的应用到林业资源的监测与管理当中。本文以东北某林业区为例，来阐述3S技术在林业中的应用现状。 1.1 3S技术概述 3S技术是一项综合性极强的高科技技术，该技术结合了

GPS（全球定位技术）、GIS（地理信息系统）、RS（遥感技术）以及其他网络技术的优势，实现了采集、分析、处理信息的一体化作业。与传统技术相比，在信息应用方面具有更高的精准性。与传统方法不同，3S技术拥有自己独特的优势。主要表现为：第一，传统技术是在分析数据的基础上，建立对应的信息处理机制，以此来达到应用的目的。与此同时，3S 技术从数据应用的目的出发，有针对性的选择合适的硬件基础，最终获取处理信息的办法。实践证明，将3S技术应用到林业发展中，产生的效果比传统技术更佳。第二，采用传统方法后，将数据采集、分析、处理等分成单独的部分，每个部分之间的联系被生硬的割裂开来。然而，应用3S技术后，实现了数据处理与应用目标的一体化，最终打破了传统方法的局限性。第三，在3S技术中，GPS技术能够快速、实时对目标进行定位，以此来获取信息。GIS技术则是在专业模型的支撑下，对数据进行仿真、模拟。RS技术的主要功能是提供目标，或者非语言信息。 1.2 某林区的发展历程 该林区位于我国东北一带。在20世纪末期，引入了航空遥感技术（RS）。在国家林业局对森林资源进行调查时，应用GIS技术得到了大规模的航测照片。在此基础上，使调查测绘工作更加程序化、正规化。同时，也提高了数据的精度，缩短了调查的时间。后来，在国家林业局的支持下，成

3S技术及其应用结课论文

3S技术及其应用结课论文 3S技术在隧道中的应用；1.前言；1.绪论；地铁(隧道)工程规模大造价技术复杂工期长涉及面广；以GIS为核心的3S(GIS、RS、GPS)技术；2.国内外研究现状；从20世纪70年代起，国内开始将遥感技术以用在工；二.3S 技术的应用；1.GPS的应用；GPS作为新一代卫星导航与定位系统,具有全球性、；用基础研究、新领域的开拓、软硬件开发等方面取得了；在地铁建设中3S技术在隧道中的应用 1.前言 1.绪论 地铁(隧道)工程规模大造价技术复杂工期长涉及面广,是城市中最最重要的基础设施之一。因此,地铁的规划设计施工显得尤为重要,需要不断引人新技术、新方法和新工艺,以期科学、高效、低耗地建设地铁。 以G I S为核心的3S(GIS、RS、GPS)技术的发展成熟,其强大的空间数据处理分析和表达能力可以为工程的勘测、设计和施工提供各种有用的信息,并有力地促进勘测、设计和施工水平的不断提高。今天,3S技术已走出实验室,正在发展成为直接为规划设计等领域服务的一种高新技术。目前,3S技术已不同程度地应用于地铁建设,取得了良好的经济效益和社会效益,展现了无可比拟的优越性和巨大潜力。本文介绍了3S技术在地铁(隧道)工程中的应用情况、应用特点和应用前景,论述了部分相关技术。 2.国内外研究现状 从20世纪70年代起，国内开始将遥感技术以用在工程领域。1976年京广线南岭隧道(长6.06 km)开始使用卫片和航片进行地质判释，即利用卫片判释，查明岩溶发育受到阻碍；1976---1981年完成洛阳黄河水下铁路隧道(长15．86 km)地质遥感判释；1984年完成大秦线军都山隧道(长8．46 km)遥感判释；1986年在京广线大瑶山隧道(长14．295 km)遥感判释，并进行航空遥感试验；1992年完成南昆线米花岭隧道(长9．392 km)地质遥感判释；1998年完成内昆线新寨隧道(长4．409 km)和闸上隧道(长4．068 km)遥感判释；2000年完成渝怀线金洞隧道(长9．105 km)遥感判释。另外，还对宜万线8座长大复杂岩溶隧道进行了遥感判释。近年，还相继在西安一安康线秦岭隧道(长18．448 km)、朔黄线长梁山隧道、京九线孟良

3S技术简介

3S技术及其发展与应用 一、3S的概念及基本知识 "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。 "遥感"，顾名思义，就是遥远的感知。地球上的每一个物体都在不停的吸收、发射和反射信息和能量。其中的一种形式-电磁波早已经被人们所认识和利用。人们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。 遥感技术的实际操作虽然很复杂，但其结果在我们每个人的生活中，天天都能用到！您也许每天都收看电视台的"天气预报"吧，"天气预报"中所播放的"卫星气象云图"就是由"气象卫星"拍摄的"云"的图像。气象观测只不过是遥感技术众多应用的一个领域。 地理信息系统技术（GIS）,信息总量中有85%的信息是与地理位置有关的信息。与地理位置有关的信息，就叫地理信息。这样的信息相当广泛，如耕地的分布、林地的分布、城镇的分布、楼房等建筑物的分布、道路、河流、海岸、人口、医院、学校、企事业单位、管线、派出所、商店、井位、门牌、电闸、水表、开关等等，只要能用"位置"去描述的东西，都属于"地理信息"，遥感所提取的信息也全部包含在地理信息之中。 全球定位系统（GPS）,一种系统，由处于2万公里高度的6个轨道平面中的24颗卫星组成。此系统用于在任何时间，向地球上任何地方的用户提供高精度的位置、速度、时间信息，或给用户提供其邻近者的这种信息。 我们知道，一张像片是没有坐标的，而像片上的信息，特别是遥感图像上的信息，是需要定出位置的，只有 "有位置的信息"，才能成为地理信息。那么怎样来给遥感像片确定位置呢？有一种方便、快捷的手段，就是"全球卫星"定位系统。该系统是通过太空中的24颗GPS卫星来完成的。只需其中3颗卫星，就能迅速确定您在地球上的位置。您在确定位置时，仅需要一台像手机大小的"卫星定位仪"就可以了。 二、3S技术的应用及发展 随着3S技术的不断发展，将遥感、全球卫星定位系统和地理信息系统紧密结合起来的“3S'’一体化技术已显示出更为广阔的应用前景。以RS、GIS、GPS为基础，将RS、GIS、GPS三种独立技术中的有关部分有机集成起来，构成一个强大的技术体系，可实现对各种空间信息和环境信息的快速、机动、准确、可靠的收集、处理与更新。下面将举例说明。 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；

arcgis教程：3s技术在其他领域中的综合应用

1.环境动态监测与环境保护 遥感技术是环境动态监测的重要手段。通过地球观测卫星或飞机从高空观测地球，监测的区域范围大，获取环境信息快速准确，能够及时发现陆地淡水和海水的污染，大面积空气污染，南、北极冰雪覆盖范围的变化，森林大火，火山喷发，洪水淹没区域等。利用遥感技术获取环境信息，时间周期很短。天空中运行的气象卫星，可以以较短的周期观察同一的地区。它们获得的环境动态观测数据，通过地理信息系统快速处理和分析，能够及时发现环境的变化，便于采取措施控制环境污染，最大限度避免环境危害，到达保护环境的目的。 2.防灾、减灾、救灾 我国是灾害频发国家，每年自然灾害造成的损失巨大。充分发挥3S技术在防灾、减灾、救灾中的作用，对我国防灾、减灾、救灾工作具有重要意义。国外在监侧林火中3S技术的应用，可以为我们提供借鉴: 利用NOAA系列气象卫星实时传输的遥感信息，可以及时监测林火发生的地理位置和所在的行政区域，包括经纬度、行政界线;森林火灾的动态演变，包括蔓延方向、燃烧面积和强度等；森林资源的损失情况，包括地类、林型及森林环境。 在地理信息系统的支持下，可以快速制作遥感影像图，编制林火管制事态图，并通过荧屏显示、笔绘输出和打印机打印成图，为扑灭林火指挥人员提供实时决策依据。并利用地理数据库提供的扑灭火灾人员配置资料，根据预先制定的灭火方案，迅速进行灭火部署。 鉴于林火往往发生在深山密林，扑火人员无法准确判断其所在位置，往往会贻误扑灭林火时机。因此应用GIS定位系统，可以实时进行导向和定位。此外还可以应用GPS系统测定火场的边界，精确计算火场面积，为现场指挥人员提供更加准确的火灾数据等。 在防灾、减灾、救灾中r }}}技术还可以应用于精密的大地测量基准研究，而大地测量基准研究是地球动力学研究、地壳形变和地震预报的基础。用遥感方法监测地温变化已成为很有发展前途的地震预报手段之一。地理信息系统可以对自然灾害信息进行查询分析，尤其在自然灾害损失评估中具有乖要作用。RS,GIS和GPS集成将为灾害预测预报、制定防灾救灾预案、灾期应急行动指挥、灾后损失评估和治灾工程规划提供现代化的科学依据。 3.城市规划与城市管理 中国是一个正处在城市化进程中的国家。人口众多、环境脆弱、人均自然资源匾乏、历史遗留问题较多，使我国城市化道路上存在不少困难。如此复杂的城市化和区域经济系统工程，必须依赖3S技术的支持。 航空像片和高分辨率的卫星图像可以快速、真实地提供城市规划方面的大量信息。通过航空像片和高分辨率的卫星图像的判读和解译，城市规划人员和城市建设管理人员能够了解城市基本布局，或了解城市建成区内的居民住房、工厂、商店、学校等各种建筑物，广场、街道、公园、绿地和河湖水面的分布现状，这对于提高城市规划水平，监测城市规划的实施，总结城市规划的经验教训，搞好城市建设，有着重要的意义。 地理信息系统的真正价值在于它能够快速进行分析，帮助规划人员来解决城市规划中碰到的问题。地理信息系统分析模型在城市规划工作中具有一定的作用，现简述如下:在地形分析系统中，可以运用地面数字高程及坡度坡向分析模型，生成三维立体地面景观，模拟城市地表起伏状况，在计算机提供的三维立体地面上进行道路的选线和测量，优化公共设施的配置。在规划实施过程中，利用地面高程模型，估算建筑工程中士石方挖填的工作量。地形分析的结果可以为城市规划工作提供重要的参考依据。 网络分析模型在交通线路配置、地下各种管道配置等方面有着广泛地应用。网络分析模型根据网络拓扑性质，可以在交通网七的两点间选择最短路线，给出最短路线的长度和有关信息，也可以在地下管道配置中分析比较各种管道的配置方案，确定最佳的地下管道布局方案。

茂汶汉源花椒种好 [3S技术在汉源林业工作中的应用]

茂汶汉源花椒种好 [3S技术在汉源林业工作中的应用] 3S技术在汉源林业工作中的应用前景展望 **县林业局李鑫博一、何谓3S技术 3S技术指的是地理信息系统、全球定位系统、遥感技术三种技术。 其中地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。简单地说就是把社会生活中的各种信息与反映地理位置的图形信息有机地结合起来,用地图、图形或数据的形式直观反映出来。 全球定位系统（Global Positioning System，GPS）是美国耗时20年建成的海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的卫星导航与定位系统，由三部分组成，即空间卫星、地面控制以及用户设备。应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。 遥感技术（Remote Sensing，RS）是不直接接触物体,从远处通过探测仪器接收地物的电磁波信息一般是电磁波的反射、辐射,通过对信息的处理,从而识别地物。遥感技术已成为森林资源动态监测不可缺

少的信息源。实践证明 ,在宏观、快速、动态性等方面遥感具有其他技术不可代替的优越性。 二、**林业工作中的应用实践 3S技术在**主要应用在林改、林业产权交易、森林资源评估、公益林管理、林地查验、森林资源调查、营造林规划设计及检查验收等多个环节利用GPS卫星定位，协助林地勾绘和定位，取得了很好的效果。在xx年也完成了ACMAP地图的矢量化工作，为进一步完善GIS系统打下良好基础。而防火工作中的遥感技术也让我们体会到RS的强大功能。 三、应用前景展望一是防火指挥。从多年的我县森林火灾扑救实践看，扑火指挥的效率极低，在许多情况甚至根本无法实施有效指挥，是最有必要实施3S技术且最能够体现3S技术威力的场所。根据目前的技术发展状况，设想其运作模式为： 1、建立林业基础地理信息系统，其内容应包括:最新航拍图,道路（应包括普通公路、林区公路、林区小道）、村庄(最好能包含到自然村人口及劳动力信息)、河流、手机信号覆盖面、森林资源状况等项目，可以结合新一轮的二类资源调查进行完善。我县虽然在xx年完成了地形图的矢量化工作，但是二类调查数据还是1998年的，急需要更新。 2、发生森林火灾时，扑火队或火情观察员使用GPS测出队伍位置、火点位置，并通过手机或其它通讯设备报告到指挥部。指挥部参谋

3S技术与应用复习资料

RS部分 1、遥感的分类方法很多，主要有以下几种： 按遥感平台分–地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感； 按传感器的探测波段分–紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感； 按工作方式分–主动遥感和被动遥感、成像遥感和非成像遥感； 按传感器成像原理和所获取图像性质不同分类分类 - 摄影机成像、扫描成像、雷达成像； 按遥感的应用领域分–资源遥感、气象遥感、环境遥感、水文遥感、农业遥感、林业遥感、渔业遥感。 2、黑体：是一个理想体，它能够吸收外来的全部电磁辐射，并且不会有任 何的反射与透射。也就是说，黑体对于任何波长的电磁波的吸收系数为1，透射系数为0。 普朗克热辐射定律： 斯忒藩-玻耳兹曼定律： 维恩位移定律：随着温度的升高，辐射最大值对应的峰值波长向短波方 向移动。 3、大气窗口：通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收、散射，而透 过率较高的波段称为大气窗口。 大气窗口的光谱段主要有： 可摄影窗口（0.3 - 1.3μm），紫外线、可见光、近红外波段，摄影成像的最佳波段； 近红外窗口（1.5 - 2.5μm），近红外、中红外波段，白天日照条件好时扫描成像的常用波段； 中红外窗口（3 - 5μm），中红外波段，反射+地物自身热辐射；

远红外窗口（8 - 14μm），又叫热红外窗口，远红外波段，注意为热辐射能量，适于夜间成像； 微波窗口（0.8 – 2.5cm），微波波段，主动遥感，全天候观测。 4、传感器：是收集、量测和记录遥远目标的信息的仪器，是遥感技术系统 的核心。 一般由信息收集、探测系统、信息处理和信息输出4部分组成。 5、摄影像片的解译标志： 直接判读标志 - 能够直接反映和表现目标地物信息的遥感图像的各种特征，包括遥感摄影像片上的形状、大小、色调、阴影、纹理、图型等； 间接判读标志 - 能够间接反映和表现目标地物信息的遥感图像的各种特征。 遥感扫描影像的判读：应遵循“先图外、后图内，先整体，后局部，勤对比，多分析”的原则。 解译标志的可变性和局限性。 6、热红外遥感图像阴影：是像片上阳光被地物遮挡产生的影子，在像片上 表现为地物背光面形成的深色或黑色的色调，包括本影及落影。 热阴影：由于温差的存在，在光照消失之后，热图像上的阴影并没马上消失而仍然存在，这种阴影称热阴影。与地物本身热特性差异有关。 7、水的热图像:水体白天为暗色调，夜晚为浅色调。 8、水系:一个流域范围内整个地表水网的总称，是主流、支流和更小的支沟 等多级水流(水道)组合体。 一个地区的水系特征，是该地区岩性、构造和地貌形态所决定，是地质解译中最重要的解译标志之一。 水系类型的影响因素：岩性；构造；新构造运动；岩石抗蚀能力、透水性、可溶性、成层性；气候；地形相对高差、坡度、侵蚀基准面；植被分布； 人工改造等。 1、遥感：广义泛指一切无接触的远距离探测；狭义指从远处通过探测仪器 接收来自目标地物的电磁波信息，经过对信息的处理，判别出目标地物的属性。 2、遥感技术系统：是一个从地面到空中直至空间；从信息收集，存储，传 输处理到分析判读，应用的完整技术系统。 3、遥感的特性：大面积的同步观测；时效性；数据的综合性和可比性；经 济性；局限性。 4、遥感平台：是装载传感器的运载工具。 5、电磁辐射：这种电磁能量的传递过程，包括辐射、吸收、反射和透射， 称为电磁辐射。

3S技术在林业上的应用

3S技术在林业上的应用 一．"3S"技术与林业科技革命 林业新科技革命的突破口可归为三个方面：①在常规育种技术和生物技术相结合方面有所突破，以解决林木生长率较低、森林质量较差和人工林病虫害较严重等问题，达到"高产、优质、高效和稳定"。②在森林资源管理与信息技术相结合方面有所突破，通过发展"3S"技术，在森林资源调查、监测和图像处理方面有较大的进步，不仅在全国森林资源管理上得到推广应用，同时逐步普及到县(市)林业局和林场生产管理上；③在多目标的森林资源培育技术方面有所突破，形成森林资源培育、农林复合经营、防护林建设等森林资源环境综合配套技术体系。随着高新技术的发展，我国森林资源管理在航天遥感、航空遥感、雷达遥感、GPS定位技术及GIS地理信息系统等学科领域的发展与应用上实现革命性的飞跃，加速了我国森林资源经营管理由粗放型向集约型方向的转移，使我国的林业信息技术逐步向世界先进水平靠拢。 计算机技术是当代三大高新技术之一，随着以电子计算机为中心的"3S一体化"技术及网络技术的迅速发展，以其为技术手段的森林资源综合管理的可操作性越来越明显，展示了广阔的发展前景。建立区域性森林资源地理信息系统(GIS)，以高时空分辨率，多层次、动态描述森林资源的时空分布特征，描绘森林资源的动态变化规律，研究和探索森林资源在区域内的空间分布状况以及相应的时空演替规律，为科学合理地经营管理，实现森林资源的持续发展和分类经营提供依据。运用GIS技术，将调查数据、基本地理要素、小班区划界线、专业调查数据等有机地结合起来，应用在森林资源调查、资源分析及森林经营管理等各项林业活动中，将会产生巨大的效益。 3S一体化"技术在多资源综合调查及动态监测中的应用地理信息系统(GIS)、遥感技术(RS)和全球定位系统(GPS)随着计算机技术、无线电技术以及地球环境科学的发展从各自相对独立发展阶段进入相互融合、相互渗透和共同发展阶段。"3S一体化"技术为森林资源清查、野生动植物资源等多资源调查提供有力的技术手段,通过不同年度卫片光谱特征性质的分析来进行动态监测。同时,地理信息系统可以将森林的自然及社会经济属性转述为数字形式，从而为森林资源全方位多层次的综合管理提供有力的技术支持在遥感、地理信息系统和全球定位系统现有技术的基础上，进一步完善森林资源清查、灾害调查、监测与预测预报、森林信息动态更新的"3S"一体化技术与分析处理系统；开发网络GIS与微型GIS系统，逐步形成以网络为传输工具、网络GIS为传输平台、微型GIS为林业数据管理、遥感为数据更新信息源的林业信息共享服务信息产业，为林业生产和生态监测、灾害预报等提供遥感制图、信息更新、辅助决策等信息技术服务，提高林业生产整体水平。 二、"3S"技术在林业生产管理领域的现实意义 林业生产领域的管理决策人员面对着各种数据，如林地使用状况、植被分布特征、立地条件、社会经济等许多因子的数据，这些数据既有空间数据又有属性数据，对这些数据进行综合分析并及时找出解决问题的合理方案，借用传统方法不是一件容易的事，而利用GIS方法却轻松自如。社会经济在迅速发展，森林资源的开发、利用和保护需要随时跟上经济发展的步伐，掌握资源动态变化，及时做出决策就显得异常的重要。常规的森林资源监测，从资源清查到数据整理成册，最后制定经营方案，需要的时间长，造成经营方案和现实情况不相符。这种滞后现象势必出现管理方案的不合理，甚至无法接受。利用GIS就可以完全解决这一问题，及时掌握森林资源及有关因子的空间时序的变化特征，从而对症下药。在我国上万个基层林业生产单位中，森林资源清查、各种经营方案的设计（如造林规划、抚育间伐、伐区设计等）常常需要大量的人力、物力、财力。利用"3S"技术的优势可表现在：