---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 3s技术及其应用 一、什么是遥感（RS）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。 环境、灾害动态监测、遥远地物感知（遥远的获取信息）、采集、资源普查（勘探矿产资源，调查生物资源、水资源等）A、环境监测：包括荒漠化、土壤盐碱化、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。 B、灾害监测：包括旱情、水灾、滑坡、泥石流、地震、农林病虫害、森林火灾等。 1/ 31
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
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 遥感技术系统由遥感平台、传感器、信息传输与接收装置、数字或图像处理设备以及相关技术等组成。 3/ 31
遥感探测范围由大到小的是 A.宇宙飞船 B.人造卫星 C.宇宙飞船 D.人造卫星飞机人造卫星飞机高空气球高空气球飞机高空气球飞机B
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；
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 3S技术是遥感技术(Remote sensing，RS)、地理信息系统(Geography informationsystems，GIS)和全球定位系统(Global positioning system s，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。 RS是指从高空或外层空间接收来自地球表层各类地物的电磁波信息，并通过对这些信息进行扫描、摄影、传输和处理，从而对地表各类地物和现象进行远距离控测和识别的现代综合技术（见图1-6）。遥感技术可用于植被资源调查、气候气象观测预报、作物产量估测、病虫害预测、环境质量监测、交通线路网络与旅游景点分布等方面。例如，在大比例尺的遥感图像上，可以直接统计烟囱的数量、直径、分布以及机动车辆的数量、类型，找出其与燃煤、烧油量的关系，求出相关系数，并结合城市实测资料以及城市气象、风向频率、风速变化等因数，估算城市大气状况。同样，遥感图像能反映水体的色调、灰阶、形态、纹理等特征的差别，根据这些影像显示，一般可以识别水体的污染源、污染范围、面积和浓度。另外，利用热红外遥感图像能够对城市的热岛效应进行有效的调查(陈建飞，200 0)。 GIS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、分析、再组合、再分析等；还能查询、检索、修改、输出、更新等。地理信息系统还有一个特殊的“可视化”功能，就是通过计算机屏幕把所有的信息逼真地再现到地图上，成为信息可视化工具，清晰直观地表现出信息的规律和分析结果，同时还能在屏幕上动态地监测“信息”的变化。总之，地理信息系统具有数据输入、预处理功能、数据编辑功能、数据存储与管理功能、数据查询与检索功能、数据分析功能、数据显示与结果输出功能、数据更新功能等。通俗地讲，地理信息系统是信息的“大管家”。地理信息系统一般由计算机、地理信息系统软件、空间数据库、分析应用模型图形用户界面及系统人员组成。地理信息系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。 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、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、
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。
第1卷第1期 1997年2月 遥 感 学 报 J OU RNAL OF REMO TE SENSIN G Vol 11,No 11 Feb 1,1997 3该文得到国家科学基金重点项目支持1 收稿日期:1996年9月13日;收到修改稿日期:1996年10月28日 论RS ,GPS 与GIS 集成的定义、理论与关键技术3 李 德 仁 (武汉测绘科技大学 武汉 430070) 摘 要 该文从什么是GPS 、RS 与GIS (简称三S )的集成开头,讨论三S 集成中需要研究和解决的一些理论与关键技术,最后介绍各种可能的集成应用系统。关键词 遥感,全球定位系统,地理信息系统,集成 1 GPS 、RS 与GIS 的集成 空间定位系统(目前主要指GPS 全球定位系统)、遥感(RS )和地理信息系统(GIS )是目前对地观测系统中空间信息获取、存贮管理、更新、分析和应用的3大支撑技术(以下简称“3S ”),是现代社会持续发展、资源合理规划利用、城乡规划与管理、自然灾害动态监测与防治等的重要技术手段,也是地学研究走向定量化的科学方法之一。 这3大技术有着各自独立、平行的发展成就:GPS 是以卫星为基础的无线电测时定位、导航 系统,可为航空、航天、陆地、海洋等方面的用户提供不同精度的在线或离线的空间定位数据;RS 在过去的20年中已在大面积资源调查、环 境监测等方面发挥了重要的作用。在未来5年之中还将会在空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率3个方面,全面出现新的突破; GIS 技术则被各行各业用于建立各种不同尺度 的空间数据库和决策支持系统,向用户提供着多种形式的空间查询、空间分析和辅助规划决策的功能。随着“3S ”研究和应用的不断深入,科学家们和应用部门逐渐地认识到单独地运用其中的一种技术往往不能满足一些应用工程的需要。事实上,许多应用工程或应用项目需要综合地利用这3大技术 的特长,方可形成和提供所需的对地观测、信息处理、分析模拟的能力。例如海湾战争中“3S ”技术的集成代表了现代战争的高技术特点,而且“3S ”技术的集成应用于工业、农业、交通运输、导航、捕鱼、公安、消防、保险、旅游等不同行业,将产生愈来愈大的市场价值。 近几年来,国际上“3S ”的研究和应用开始向集成化(或综合化)方向发展。在这种集成应用中: GPS 主要被用于实时、快速地提供目标,包括 各类传感器和运载平台(车、船、飞机、卫星等) 的空间位置; RS 用于实时地或准实时地提供目标及其环境的语义或非语义信息,发现地球表面上的各种变化, 及时地对GIS 进行数据更新;GIS 则是对多种来源的时空数据进行综合处理、 集成管理、动态存取,作为新的集成系统的基础平台,并为智能化数据采集提供地学知识。 集成是英语Integration 的中译文,它指的是一种有机的结合,在线的连接、实时的处理和系统的 整体性。目前,由于对“集成”的含义理解不清, 似有“集成”泛滥化之势头。譬如说,对于已得到 的航空航天遥感影象,到实地用GPS 接收机测定其 空间位置(X 、Y 、Z ),然后通过遥感图象处理,将结果经数字化送入地理信息系统中,这同样使用了“3S ”技术,但它不是一种集成。它不符合上述的集成概念。一个较好的“3S ”技术集成系统的例子 是美国俄亥俄州立大学、加拿大卡尔加里大学分别在政府基金会和工业部门资助下进行的集CCD 摄像 机、GPS 、GIS 和惯性导航系统(INS )为一体的移动式测绘系统(Mobile Mapping System )。该系统将GPS/INS ,CCD 实时立体摄像系统和GIS 在线地装 在汽车上。随着汽车的行驶,所有系统均在同一个 时间脉冲控制下进行实时工作。由空间定位、导航系统自动测定CCD 摄象瞬间的象片外方位元素。据此和已摄得的数字影象,可实时/准实时地求出线路上目标(如两旁建筑物、道路标志等)的空间坐标,并随时送入GIS 中,而GIS 中已经存贮的道路网及数字地图信息,则可用来修正GPS 和CCD 成象中 的系统偏差,和作为参照系统,以实时地发现公路
一、名词解释： 1．多光谱合成图像：multi-spectral composite imagery，把同一地区多光谱影像，配以红、绿、蓝等多波段图像进行校正、配准、融合形成的图像。 2.二值图像：binary image，是指每个像素不是黑就是白，其灰度值没有中间过渡的图像。 3.非监督分类：是以不同影像地物在特征空间中类别特征的差别为依据的一种无先验（已知）类别标准的图像分类，是以集群为理论基础，通过计算机对图像进行集聚统计分析的方法。根据待分类样本特征参数的统计特征，建立决策规则来进行分类。而不需事先知道类别特征。把各样本的空间分布按其相似性分割或合并成一群集，每一群集代表的地物类别，需经实地调查或与已知类型的地物加以比较才能确定。是模式识别的一种方法。 4.辐射校正：radiometric correction，是指对由于外界因素，数据获取和传输系统产生的系统的、随机的辐射失真或畸变进行的校正，消除或改正因辐射误差而引起影像畸变的过程。 5.几何配准：geometric registration，将不同时间、不同波段、不同遥感器系统所获得的同一地区的图像(数据)，经几何变换使同名像点在位置上和方位上完全叠合的操作。 6.拓扑关系：topological relation，指满足拓扑几何学原理的各空间数据间的相互关系。即用结点、弧段和多边形所表示的实体之间的邻接、关联、包含和连通关系。 7.导航电文：导航卫星信号一般由3部分组成：载波信号、伪随机噪声码(测距码)和数据码。其中，数据码是卫星以二进制码流形式发送给用户的导航定位数据，通常称为导航电文。导航电文（Navigation Message）是由GPS卫星在L1和/或L2信号上，以50bps电文包含播发的1500bit导航电文。电文包含有系统时间、时钟改正参数、电离层延迟模型参数、卫星星历及卫星健康状况、由C/A码捕获P码的信息等。这是为了给用户提供时间、位置坐标。速度等结果数据，而用于GPS信号处理的有关信息。导航电文同样以二进制码的形式播送给用户，因此又叫数据码，或称D码。
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：是遥感技术(Remote sensing，RS)、地理信息系统(Geography information systems，GIS)和全球定位系统(Global positioning systems，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。 GIS（地理信息系统）：是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表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。GIS是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理（简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析）。GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。 RS：Remote sensing，遥感是指非接触的，远距离的探测技术。一般指运用传感器/遥感器对物体的电磁波的辐射、反射特性的探测，并根据其特性对物体的性质、特征和状态进行分析的理论、方法和应用的科学技术。 GPS：是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息。系统由空间星座、地面控制和用户接收机三部分组成。 数字地球：一个以地球坐标为依据的、具有多分辨率的海量数据和多维显示的地球虚拟系统。数字地球看成是“对地球的三维多分辨率表示、它能够放入大量的地理数据”。戈尔的数字地球学是关于整个地球、全方位的GIS与虚拟现实技术、网络技术相结合的产物。 大数据：或称巨量资料，指的是所涉及的资料量规模巨大到无法通过目前主流软件工具，在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助企业经营决策更积极目的的资讯。大数据的4V特点：Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多样）、Value（价值）。 云计算：（cloudcomputing）是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云计算是通过使计算分布在大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，企业数据中心的运行将与互联网更相似。这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。 智慧城市：就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。其实质是利用先进的信息技术，实现城市智慧式管理和运行，进而为城市中的人创造更美好的生活，促进城市的和谐、可持续成长。 RS的最新发展 1、应用卫星的发展：遥感的多平台、多传感器和多角度； 2、传感器分辨率的发展：空间、时间、波谱； 3、分析处理技术的发展：对地定位和智能化分析； 4、应用卫星的发展：信息获取向三维动态方向发展，定性描述向定量表达过渡，应用方向转向环境研究。 GIS的最新发展 1、空间数据库趋向“三库”一体化：面向对象的数据模型及图形矢量库、影像栅格库和DEM格网库； 2、空间数据表达趋向多尺度； 3、数据挖掘技术可发现更多知识； 4、互联网推进互操作及地学信息服务业； 5、将形成较完整的理论框架体系。 3S技术的集成模式 目前，3S技术集成主要还是采用两两集成的模式，即通过3S技术与功能的两两组合，共同作用，形成有机的一体化系统，已快速准确的获取具有定位功能的对地观测信息，实现对系统信息的实时更新和对地表现象与过程的综合分析。其主要技术思路如图。 两两集成和整体集成（手机） 3S技术的集成的关键技术 1、多源、多时相、多尺度信息的获取技术：遥感技术、GPS技术、空三摄影测量技术、定位定向系统技术、
名词解释: 1 多光谱合成图像：multi-spectral posite imagery ，把同一地区多光谱影像，配以 红、绿、蓝等多波段图像进行校正、配准、融合形成的图像。 2. 二值图像：binary image ，是指每个像素不是黑就是白，其灰度值没有中间过渡的图像。 3. 非监督分类：是以不同影像地物在特征空间中类别特征的差别为依据的一种无先验（已知）类别标准的图像分类，是以集群为理论基础，通过计算机对图像进行集聚统计分析的方法。根据待分类样本特征参数的统计特征，建立决策规则来进行分类。而不需事先知道类别特征。把各样本的空间分布按其相似性分割或合并成一群集，每一群集代表的地物类别，需经实地调查或与已知类型的地物加以比较才能确定。是模式识别的一种方法。 4. 辐射校正：radiometric correction ，是指对由于外界因素，数据获取和传输系统产生 的系统的、随机的辐射失真或畸变进行的校正，消除或改正因辐射误差而引起影像畸变的过程。 5. 几何配准：geometric registration ，将不同时间、不同波段、不同遥感器系统所获得 的同一地区的图像（数据），经几何变换使同名像点在位置上和方位上完全叠合的操作。 6. 拓扑关系：topological relation ，指满足拓扑几何学原理的各空间数据间的相互关 系。即用结点、弧段和多边形所表示的实体之间的邻接、关联、包含和连通关系。 7. 导航电文：导航卫星信号一般由3部分组成：载波信号、伪随机噪声码（测距码）和数据码。其中，数据码是卫星以二进制码流形式发送给用户的导航定位数据，通常称为导航电 文。导航电文（Navigation Message ）是由GPS卫星在L1和/或L2信号上，以50bps电文 包含播发的1500bit导航电文。电文包含有系统时间、时钟改正参数、电离层延迟模型参 数、卫星星历及卫星健康状况、由C/A码捕获P码的信息等。这是为了给用户提供时间、 位置坐标。速度等结果数据，而用于GPS B号处理的有关信息。导航电文同样以二进制码 的形式播送给用户，因此又叫数据码，或称D码。 8. GPS多路径误差：测站周围的反射物所反射的卫星信号（反射波）进入接收机天线，将 和直接来自卫星的信号（直接波）产生干涉，从而使观测值偏低，产生所谓的“多路径误 差”。这种由于多路径的信号传播所引起的干涉时延效应被称作多路径效应。
3S参数及主要特征（P6） ?"3S"集成的关键技术 集成的关键技术可分为五个方面 （1）多源、多时相、多尺度信息的获取技术（2）多源、多时相、多尺度信息的集成技术 （3）空间信息的动态管理与综合分析技术（4）"3S"技术集成的数据通信与交换技术 （5）"3S"技术集成的虚拟现实与可视化技术 RS 遥感定义：通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，获得其反射、散射和辐射的电磁波信息，进行处理、分析与应用的一门科学和技术 主动遥感：传感器主动的发射一定的电磁波能量并接收目标的后向散射信号。 被动遥感：传感器不向目标发射电磁波，仅被动的接收目标物的自身发射和对自然辐射的反射能量。 遥感的特点与应用：大面积同步观测、时效性强、数据的综合性和可比性好、较高的经济效益和社会效益、一定的局限性、大面积实时观测、信息客观真实、20世纪地球科学进步的一个突出标志是人类脱离地球从太空观测地球 电磁波普：按电磁波在真空中的传播波长和频率，递增或递减的排列，则构成了电磁波普 大气窗口：电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的，透过率较高的波段 地球辐射的分段特性：1）0.3-2.5微米波段（主要在可见光与近红外波段），地表以反射太阳辐射为主，地球自身的辐射可以忽略。2）2.5-6.0微米波段（主要在中红外波段），地表反射太阳辐射和地球自身的热辐射为被动遥感的辐射源。3）6.0以上的红外热波段，地球自身的辐射为主，地表反射太阳辐射可以忽略不计。 植被的波普特征：1）可见光波段：在0.45微米附近区间兰色波段有一个吸收谷，在0.55微米附近区间绿色波段有一个反射峰，在0.67微米附近区间红色波段有一个吸收谷。2）近红外波段：从0.76微米处反射率迅速增大，形成一个爬升的陡坡，至1.1微米附近有一个峰值，反射率最大可达50%，形成植被的独有特征。3）中红外波段：1.5-1.9微米光谱区反射率增大，在1.45微米，1.95微米和2.7微米为中心的附近区间受到绿色植物含水量的影响，反射率降低，形成低谷。遥感数据的分辨率：
1.国内外测绘卫星发展现状 1.1国内测绘卫星发展现状 1.1.1中国资源一号卫星 我国为主研制的第一代数字传输型地球资源卫星，也称中巴地球资源卫星。时间：1999年10月 功能：用先进的空间遥感技术，为调查、开发、利用和管理国上资源服务，其成果可广泛应用于农、林、牧、地测绘、海洋气象等国民经济众多领域。现状：到2000年12月底，中国3 个地面站和应用中心获取了该卫星9 万多景遥感数据。 1.1.2 中国资源二号卫星 中国自行研制的传输型遥感卫星“中国资源二号”卫星，确保了卫星系统长期连续稳定运行、增强中国国土资源勘察能力、促进航天领城国际合作、推动中国国民经济又好义快发展。 时间：2002 年10 月 功能：现有资源一号、资源二号系列U星可提供中等分辩率遥感影像，用于1：100万和1:25万地形图更新。2007年发射的02B星和计划中的CBF RS-3/4的商分辨率影像原则上可对1：5万和1：2.5万的基础地理信息进行部分要素的更新。 1.1.3中国资源三号高精度立体测绘卫星 时间：2012年1月9 月 特点：搭载有三台三线阵相机和一台多光谱相机、设计寿命为5 年。正视全色相机影像分辩率为2.1米，前后视相机影像分辨率为3.5 米，多光谱相 机影像分科率为5.8 米。 功能：长期、连续、稳定快速地获取覆盖全国的高分率立休影像和多光谱影像，为全国1：5 万基础地理信息产品的生产、1：2.5万与更大比:例尺地图 的修侧更新提供影像资源，为数字中国建设、地理国情监测、经济社会发展提供基础性、战略性地理信息资源，为国土资源调查、防灾减灾、生态建设与坏境保护、城市规划建设与管理，以及国防和军队建设等提供有效服务。 1.2国外测绘卫星发展现状 1.2.1美国 日前，美国商业测绘卫星主要有6颗，分别是GeoEye-I、Worldview 1/2、QUICK-BIRD 和IKONOSS摄影测量卫星，以及GRACE重力测量卫星。
3S技术集成在精细农业中的应用 姓名 学号 摘要：本文分别论述了3S技术中遥感技术（RS），全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）在精细农业中的应用，并总结了它们综合应用给精细农业带来的好处，同时简单分析了目前3S技术应用在精细农业上的不足和缺陷。 关键词：3S技术；精细农业；GPS；RS；GIS 1引言 我国是个以农业为本的国家，同时又是世界第一人口大国，我国的农业必须自给自足，因此提倡“高产，优质，高效”的现代化农业技术迫在眉急。早在1983年国外就有人提出“精细农业”的概念，并在发达国家得到很好的开展应用。所谓“精细农业”[1]指的是：在现代科学技术发展的基础上，特别是在计算机和信息科学技术发展的基础上，适应现代农业“提高产量，减少投入，节约资源，保护环境”的要求而引发的一场新的农业技术革命，代表着信息社会农业的发展方向。发展精细农业可以有效的解决我国农业人多地少，资源浪费的问题，解放农业生产所需的人口，促进农业的现代化、机械化，具有很大的潜力。 精细农业的发展受到3S技术的推动作用。由于民用3S技术的迅猛发展和成本的降低，3S技术在精细农业示范应用中预示着良好的发展前景。在3S技术支持下的精细农业具有技术性强，定量化，定位化的特点，代表了未来农业的发展方向。本文就简单谈谈3S技术在精细农业中的应用。 2 3S技术分别在精细农业上的应用 2.1 遥感（RS）在精细农业中的作用 众所周知，遥感技术指在遥感平台上，通过传感器获取地物的电磁波信息并识别目标几何物理特征的技术，其最大的特点是：对地物不接触而进行大面积的同步观测和具有很好的时效性。在农业生产中，准确及时地了解农作物的生长状况是十分重要的。这刚好给遥感这一先进技术有了发挥的平台，使遥感成为农业数据的重要来源之一。 利用遥感技术可以估算农作物的播种面积。通过较高分辨率的遥感影像可以估算农作物的种植面积；通过遥感影像的判读技术，获取不同农作物的分布区域，
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。
关于3S技术的集成 3S技术集成的方式 目前“3S”技术的结合与集成研究已经有了一定的发展,正在经历一个从低级向高级的发展和完善过程。“3S”系统的低级阶段,系统之间是通过互相调用一些功能来实现的;“3S”集成的高级阶段,三者之间不只是相互调用功能,而是直接共同作用,形成有机的一体化系统,以快速准确地获取定位的现势信息,对数据进行动态更新,实现实时实地的现场查询和分析判断。其具体主要表现四种结合方式: (1) GIS与RS的结合; (2) GIS与GPS的结合; (3) RS与GPS的结合; (4) GIS、GPS和RS的结合。下面分别介绍： GIS与RS结合 GIS与RS的结合主要表现为RS是GIS的重要信息源, GIS是处理和分析应用空间数据的一种强有力的技术保证。两者结合的关键技术在于栅格数据和矢量数据的接口问题:遥感系统普遍采用栅格格式,其信息是以像元存储的;而GIS主要是采用图形矢量格式,是按点、线、面(多边形)存储的,它们之间的差别是影象数据和制图数据用不同的空间概念表示客观世界的相同信息而产生的。目前, RS与GIS一体化的集成应用技术渐趋成熟,在植被分类、灾害估算、图像处理等方面均有相关报道。 GIS与GPS结合 GPS和GIS结合,不仅能取长补短使各自的功能得到充分的发挥,而且还能产生许多更高级功能,从而使GPS和GIS的功能都迈上一个新台阶。通过GIS系统,可使GPS的定位信息在电子地图上获得实时、准确而又形象的反映及漫游查询。通常GPS接受机所接受的信号无法输入底图,若从GPS接受机上获取定位信息后,再回到地形图或专题图上查找,核实周围地理属性,如果把GPS接受机同电子地图相配合,利用实时差分定位技术,加上相应的通信手段组成各种电子导航和监控系统,可广泛应用于交通、公安侦破、车船自动驾驶等方面，GPS可以为GIS及时采集、更新或修正数据。如在地籍测量或外业调查中,通过GPS定位得到的数据,输入给电地图或数据库,可对原有数据进行修正、核实、赋予专题图属性以生成专题图。 RS与GPS结合 从GIS的角度说, GPS和RS都可看作数据源获取系统。然而, GPS和RS既分别具有独立的功能,又可以互相补充完善对方,这就是GPS和RS结合的基础。GPS的精确定位功能克服了RS定位困难的问题。传统的遥感对地定位技术主要采用立体观测、二维空间变换等方式,采用地—空—地模式先求解出空间信息影像的位置和姿态或变换系数,再利用它们来求出地面目标点的位置,从而生成DEM和地学编码图像。但是,这种定位方式不但费时费力,而且当地面无控制点时更无法实现,从而影响数据实时进入系统。而GPS的快速定位为RS实时、快速进入GIS系统提供了可能,其基本原理是用GPS/GPS/INS方法,将传感器的空间位置(Xs, Ys, Zs)和姿态参数(Φ、ω、k)同步记录下来,通过相应软件,快速产生直接地学编码。此外,利用RS数据也可以实现GPS定位遥感信息查询。 2GIS、GPS和RS集成 空间定位技术、遥感技术和地理信息技术的整体集成无疑是人们所追求的目标。这种系统不仅具有自动、实时地采集、处理和更新数据的功能,而且能够智能式地分析和运用数据,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。在这个系统内, GIS相当于中枢神经, RS相当于传感器, GPS相当于定位器,三者的共同作用将使地球能实时感受到自身的变化,使其在资源环境与区域管理等众多领域中发挥巨大作用。 3S技术集成的应用前景 1在区域(遥感)地质中的应用 区域地质调查的首要任务就是要进行地质信息的获取,其中野外地质数据的采集是信息获取的重要来源。对于物化探测点及钻探井位坐标、水系沉积物或土襄取样等类型的数据,完全可以使用野外数据记录仪、GPS及RS技术来采集,而对于道路、河流等线性特征的数字化则可由GIS 来完成。这样不仅可以提高数据采集的精度,而且可以减少大量野外工作量、大大提高工作效率。2在区域重力勘查中的应用
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。GIS的出现是信息技术及其应用发展到一定程度的必然产物。地理信息系统萌芽于上世纪的60年代。1962年，加拿大的Roger F. Tomlinson提出利用数字计算机处理和分析大量的土地利用地图数据，并建议加拿大土地调查局建立加拿大地理信息系统（CGIS），以实现专题地图的叠加、面积量算、自然资源的管理和规划等；与此同时，美国的Duane F. Marble在美国西北大学研究利用数字计算机研制数据处理软件系统，以支持大规模城市交通研究，并提出建立地理信息系统的思想。70年代是地理信息系统走向实用的发展期。美国、加拿大、英国、西德、瑞典和日本等国对GIS的研究均投入了大量人力、物力和财力。到1972年CGIS全面投入