3S技术
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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。
3s技术概论3S技术是指遥感技术(Remote Sensing)、地理信息系统(Geographic Information Systems)和全球定位系统(Global Positioning Systems),是现代信息技术与空间科学的重要结合。
以下是对这些技术的详细介绍:1.遥感技术遥感技术是一种通过飞机、卫星等远距离手段对地球表面进行感测,获取地表信息的技术。
遥感技术可以获取大量的地球表面信息,包括地形、地貌、水文、气象、土壤、植被等多种信息。
这些信息对于环境监测、资源调查、城市规划、农业管理、军事侦察等方面具有重要的作用。
2.地理信息系统地理信息系统是一种专门用于地理信息管理的计算机系统,它可以将遥感图像、地图等地理信息数据进行处理、存储、分析和表达。
地理信息系统可以实现对地理信息的快速查询、更新、统计和分析,为各领域的决策提供依据。
3.全球定位系统全球定位系统是一种利用卫星导航技术来确定地球上某一位置的系统。
全球定位系统可以提供高精度的位置信息,对于军事、交通、测量等领域具有重要的作用。
随着智能手机、车载导航等应用的普及,全球定位系统的应用越来越广泛。
4.遥感图像处理遥感图像处理是利用计算机技术对遥感图像进行处理和分析的技术。
遥感图像处理的主要方法包括图像增强、图像分类、目标检测与识别等。
遥感图像处理可以改善图像质量、提高图像分辨率,从而更好地利用遥感数据进行环境监测和资源调查等应用。
5.地理信息分析地理信息分析是利用计算机技术对地理信息进行处理和分析的技术。
地理信息分析的主要方法包括空间分析、网络分析、时空分析等。
地理信息分析可以实现对地理信息的空间关系分析、空间格局分析、路径分析等,从而为各领域的决策提供依据。
6.空间数据挖掘空间数据挖掘是利用计算机技术从大量的地理空间数据中发现有用的信息和知识的过程。
空间数据挖掘的主要方法包括空间关联规则挖掘、空间聚类分析、空间分类等。
空间数据挖掘可以发现隐藏在空间数据中的有用信息,从而为各领域的决策提供依据。
3S技术教学大纲主要包括以下内容:
1. 地球信息科学概述:介绍地球信息科学的概念、发展历程和应用领域,使学生对地球信息科学有一个
基本的认识。
2. 3S技术概述:讲解3S技术的含义、发展历程和应用领域,使学生了解3S技术的基本概念和重要性。
3. RS技术:介绍遥感技术的原理、分类和应用,包括遥感平台、传感器、遥感图像处理等方面的知识。
4. GPS技术:讲解全球定位系统的原理、组成和应用,包括GPS定位原理、GPS接收机、GPS测量等方
面的知识。
5. GIS技术:介绍地理信息系统的原理、组成和应用,包括空间数据采集、空间数据编辑、空间查询与分
析等方面的知识。
6. 3S集成技术:讲解3S集成技术的原理、应用和发展趋势,包括遥感数据的地理信息系统应用、GPS在
遥感和GIS中的应用等方面的知识。
7. 实践环节:通过实验和项目实践,使学生掌握3S技术的实际应用技能,提高解决实际问题的能力。
通过本大纲的学习,学生可以了解3S技术的基本原理和应用,掌握相关软件的操作方法,为进一步学习和应用奠定基础。
"3S"介绍一、什么是"3S"技术?"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。
二、什么是遥感技术(RS)?"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。
各种卫星通过不同的遥感技术实现不同的用途,如气象卫星是用于气象的观测预报;海洋水色卫星用于海洋观测;陆地资源卫星用于陆地上所有土地、森林、河流、矿产、环境资源等的调查;雷达卫星是以全天候(不管阴天、云雾)、全天时(不管黑天、白天)以及能穿透一些地物(如水体、植被及土地等)为特点的对地观测遥感卫星。
遥感技术使用的负载工具,不仅仅是卫星,还可以是航天飞机、飞机、气球、航模飞机、汽车、照相机的三角架等,从而实现了在不同高度上应用遥感技术,使之为我们不同的工作目的服务。
我们目前最常用的是卫星遥感技术和航空遥感技术。
三、什么是地理信息系统技术(GIS)?信息总量中有85%的信息是与地理位置有关的信息。
3s技术的特点
现在很多新闻媒体都在宣传3s技术,但是却很少有人真正理解3s技术。
其实,如果简单的说这种技术其实就是一种全方位的服务于各个领域的服务系统。
3s技术的特点有哪些?
3s技术的特点
遥感是指在不直接接触的情况下,利用遥感器对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术,RS具有实时、快速、动态获取大范围地表信息的能力,
遥感技术具有获取数据范围大、精度高,获取信息周期短、手段多等特点。
全球定位系统是利用人造地球卫星进行点位测量导航技术的一种。
GPS 定位系统具有定位的高度灵活性和实时性等特点。
地理信息系统指在计算机硬件支持下,对具有空间内涵的地理信息输入、存贮、查询、运算、分析、表达的技术系统,同时它可以。
一、3S技术指的是哪三个技术?并写出它的中文全称和英文全称3S是指以遥感(Remote Sensing —RS)、地理信息系统(Geographical Information System —GIS)和全球定位系统(GlobalPositioning System—GPS)为主的、与地理空间信息有关的科学技术领域。
二、3S技术的特点是什么?RS具有实时、快速、动态获取大范围地表信息的能力, 遥感技术具有获取数据范围大、精度高,获取信息周期短、手段多等特点。
GPS 定位系统具有定位的高度灵活性和实时性等特点。
GIS 的本质就是对不同类的信息进行分析、处理和加工。
而GIS具有很强的地学分析手段。
3S技术是一个有机的整体 , RS用于提供大量实时、动态、快速、廉价的地理信息; GPS 用于空间数据快速定位,为遥感数据提供空间坐标,并对遥感数据进行校正和检验; GIS用于对空间数据进行存贮、管理、查询、分析和可视化,将大量抽象的统计数据变成直观的专题图和统计报表等。
3S 技术具有获取信息的实时性,准确性,便捷性,综合性等特点。
三、绘图说明GPS定位测点原理。
四、GIS与其他信息系统有什么区别GIS有别于DBMS(数据库管理系统),GIS具有以某种选定的方式对空间数据进行解释和判断的能力,而不是简单的数据管理,这种能力使用户能得到关于数据的知识,因此,GIS是能对空间数据进行分析的DBMS,GIS必须包含DBMS。
GIS有别于MIS(管理信息系统),GIS要对图形数据和属性数据库共同管理、分析和应用,GIS的软硬件设备要复杂、系统功能要强;MIS则只有属性数据库的管理,即使存贮了图形,也是以文件形式管理,图形要素不能分解、查询、没有拓扑关系。
管理地图和地理信息的MIS不一定就是GIS,MIS在概念上更接近DBMS。
GIS有别于地图数据库,地图数据库仅仅是将数字地图有组织地存放起来,不注重分析和查询,不可能去综合图形数据和属性数据进行深层次的空间分析,提供辅助决策的信息,它只是GIS的一个数据源。
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。
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、
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。
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。
一.什么是3S技术?
3S是全球定位系统GPS(Global Positioning System);遥感RS(R emote Sensing)和地理信息系统GIS(Geographic Information System)的简称。
3S技术是关于GPS技术,RS技术和GIS技术的简称。
二.为何要了解3S技术?
1.知识经济是根本,数字地球、信息高速公路是手段:
★数据采集技术:海量数据获取
★数据处理技术:计算能力
★数据存储技术:1000万亿字节级。
目前采用分布式存储管理。
★数据通讯技术:高速、宽带网络
★数据共享技术:统一通信协议TCP/IP,保证互操作性
★数据连接技术:关于数据的数据——“元数据”段
2. 3S是建立数字地球、信息高速公路所需的高新技术(High-Tech) ★GPS涉及航天、卫星、现代通讯等领域:
l 美国投资$300亿
l 继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划
★RS综合了空间、电子、光学、计算机技术的最新成就:
l 航空遥感、航天遥感的运载工具
l 遥感图象处理和现代通讯等领域
★GIS涉及计算机、空间技术、现代地理和测绘以及管理等领域
l 地理空间数据库技术
l 计算机网络技术
l 综合地理空间数据和其它各种数据的存储、管理、处理、分析和传输的技术,构成信息决策系统
3. 3S技术具有广阔的应用前景:
★军队现代化离不开3S技术——“沙漠风暴”战役的成功:
l GPS提供全天侯三维坐标,三维速度和时间信息
l 海陆空的多种系统和装备都采用GPS,如:飞机、直升机、导弹发射架及导弹,仅为空军就提供了4000套GPS设备和近1000套附加装置,使部队可以实时精确定位和快速反应
l RS应用的主要工具是一组位于椭圆形低地轨道的KH-11卫星,提供海湾地区的重叠覆盖和高清晰度的远红外线影像
l 星载远红外探测器可同时测出伊拉克飞毛腿导弹发射瞬间产生的强大热流,在30秒内向驻沙特和以色列的反导弹部队发警告,带有GPS自动制导的爱国者地空导弹就立即予以拦截
l 基于GIS技术的“联动战略系统(JOTS)”采用大屏幕显示器,工作站,绘图机等硬件和数字高程及地形数据,数字化栅格图像,构成了综合数据合成,控制与显示的完整的战区管理系统
l 在3S技术支持下,战争期间共生产了12000种地图(600种数字化图),各种比例尺地图总印量达一亿张。
战时,地图的货物优先权仅次于爱国者导弹,而高于医药供应。
★3S技术的商业化和民用化
l GPS技术应用在交通,石油,地质,测绘,环境等
l RS技术应用在资源环境,气象,防灾减灾,道路工程勘测等
l GIS技术应用在市政工程,移动通讯,规划管理,交通调度等
l 90年代初美国对GIS数据需求量年增长率达到35%
★21世纪3S技术是信息化社会数字化生存的重要组成部分
l 1993年9月,美国克林顿政府作出了“冷战”结束后的一项重大决策,放弃“星球大战”和“新一代高能加速器”计划,转向推行引起全球关注的国家信息基础设施(National Information Infrastructure,简记为NII)计划俗称信息高速公路(Information Super-Highway,简记为IS H),其技术含义实际为“高速信息电子网络”。
该计划是指一个能给全球广大用户随时提供大量信息的。
由国家级、地区级和大企业的数据库、声象设备及覆盖全国及至全球的通讯网络组成的,并通过国际互联网络(Int ernet)连结的计算机通讯网络系统及个人办公自动化系统。
NII计划的实现将能改变人们的生产、生活和人际的交互方式,目前全世界已经有150
多个国家正在或准备实施这项计划。
l 1994年4月,由美30多所著名大学、国家高新技术项目署和美国自然科学基金会联合提出,经美政府批准,“国家空间数据基础设施”(Nat ional Spatial Data Infrastructure NSDI)。
基于3S技术的地理空间数据的处理是实现NII的“瓶颈”问题。
l 90年代中期,全球信息产业的总产值已超过$1万亿;发达国家信息产业的产值占国民生产总值的比重已达到50%左右;世界首富是比尔.盖兹,而不再是“石油大王”或“汽车大王”
三. 3S技术与中国的信息化
★国家高度重视发展3S技术
l 邓小平80年代提出“开发信息资源,服务四化建设”。
江泽民也指出:“四个现代化,哪一个也离不开信息化”。
l 我国九五科技规划中将3S技术列为国家15项重中之重的高新技术发展项目
★中国发展3S技术的现状
l 1995年1月国务院批准了《中华人民共和国计算机信息网络国际联网管理暂行规定》,表明了中国信息高速公路(China ISH)计划的正式启动。
根据我国国情,从抓“三金工程”,既,金桥工程(国家经济信息网,覆盖全国的八横八纵光缆网络),金关工程(国家外贸信息管理系统,金卡工程(电子货币工程)入手,正式拉开了我国信息化建设的序幕。
现运行的还有邮电网、教育科研网等并通过INTERNET与150个国家连网。
l 我国在实施“三金工程”的同时,也积极开展了中国的空间信息基础设施建设,其中包括:国务院基础地理信息系统网络--9201工程,中科院的“全国生态网络”以及国家计委、国家教委、中国科学院联合项目“国家空间信息基础设施及示范系统--国家资源环境数据库及地区经济信息系统”等工程。
我国GPS技术应用已开始进入民用和商业化;RS技术应用位于世界先进水平;GIS技术正应用在大中城市的UIS建设中。