数字地球与3s技术

一、什么是“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。

二、为什么“3S”技术走到了一起人类有一个梦想，就是想只用一种方法，就把世间一切事物都管起来。

而遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS），它们具有天然的优势互补性，因此，它们就自然而然的“走到”一起来了。

它们在3S体系中各自充当着不同的角色，遥感技术是信息采集（提取）的主力；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”。

将这三者有机的组合，人类的梦想就实现了。

“3S”是一个动态的、可视的、不断更新的、通过计算机网络能够传输的、三维立体的、不同地域和层次都可以使用的、“活”的系统。

三、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。

数字地球与3S技术中国科学院、中国工程院李德仁院士人们都说农业社会是资源经济．谁拥有资源(自然资源，人力资源等)谁就主宰世界。

在工业让会．谁拥有资本谁就主宰社会。

到了下世纪人类将进入信息让会．谁拥有知识谁就主宰世界．称之为知识经济。

数字地球是美国副总统戈尔于1998年1月21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读的概念。

它勾绘出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。

一、什么是数字地球1998年江泽民总书记在接见两院院士代表的讲话中指出：“当今世界，以信息技术为主要标志的科技进步日新月异，高科技成果向现实生产力的转化越来越快，初见端倪的知识经济预示人类的经济社会生活将发生新的巨大变化”。

什么是“数字地球”呢?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的手段来处理整个地球的自然和社会活动等方面的问题，最大限度地利用资源，并使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们所想了解的有关地球的信息，其特点是嵌入海量地理数据，实现多分辨率、三维对地球的描述，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装入电脑中，实现在网络上的流通，并使之最大限度地为人类的生存、可持续发展和日常的工作、生活、娱乐服务。

严格地讲，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质量。

二、数字地球的技术基础要在电子计算机实现数字地球不是一个很简单的事，它需要诸多学科，特别是信息科学校术的支撑。

这其中主要包括：信息高速公路和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、大容量数据处理与存贮技术、科学计算以及可视化和虚拟现实技术。

1、信息高速公路和计算机宽带高速网一个数字地球所需要的数据已不能通过单一的数据库来存贮，而需要由成千上万的不同组织来维护。

数字地球与3S技术中国科学院、中国工程院李德仁院士人们都说农业社会是资源经济．谁拥有资源(自然资源，人力资源等)谁就主宰世界。

在工业让会．谁拥有资本谁就主宰社会。

到了下世纪人类将进入信息让会．谁拥有知识谁就主宰世界．称之为知识经济。

数字地球是美国副总统戈尔于1998年1月21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读的概念。

它勾绘出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。

一、什么是数字地球1998年江泽民总书记在接见两院院士代表的讲话中指出：“当今世界，以信息技术为主要标志的科技进步日新月异，高科技成果向现实生产力的转化越来越快，初见端倪的知识经济预示人类的经济社会生活将发生新的巨大变化”。

什么是“数字地球”呢?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的手段来处理整个地球的自然和社会活动等方面的问题，最大限度地利用资源，并使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们所想了解的有关地球的信息，其特点是嵌入海量地理数据，实现多分辨率、三维对地球的描述，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装入电脑中，实现在网络上的流通，并使之最大限度地为人类的生存、可持续发展和日常的工作、生活、娱乐服务。

严格地讲，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质量。

二、数字地球的技术基础要在电子计算机实现数字地球不是一个很简单的事，它需要诸多学科，特别是信息科学校术的支撑。

这其中主要包括：信息高速公路和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、大容量数据处理与存贮技术、科学计算以及可视化和虚拟现实技术。

1、信息高速公路和计算机宽带高速网一个数字地球所需要的数据已不能通过单一的数据库来存贮，而需要由成千上万的不同组织来维护。

数字地球技术的发展与应用摘要：地球的空间表达方式，由过去的模拟地图到数字地图是数据处理技术的飞跃，由数字地图到地理信息系统再到“数字地球”是信息技术发展的本质飞跃。

因此“数字地球”的出现是时代发展的必然趋势。

本文通过对“数字地球”技术及其在地理环境和气象信息的可视化进行介绍，从而让我们对“数字地球”的发展与应用有进一步的了解。

关键词：数字地球；信息技术；地理环境可视化；气象信息可视化1数字地球技术1.1 数字地球的概念数字地球指的是一种地球信息模型，它把地球上每一个角落的信息都收集起来，按照地球上的地理坐标建立成一个完整的信息模型，是一个虚拟的地球，其核心是利用数字化手段处理地球，最大限度地利用信息资源。

它是以地球作为研究对象，以地理坐标为依据，具有多分辨率、海量数据和多种数据融合、并可用多媒体和虚拟技术进行多维的(立体的和动态的)表达，具有空间化、数字化、网络化、智能化和可视化特征的技术系统。

1.2 数字地球的理论技术基础数字地球是遥感图像处理系统、地理信息系统、全球定位系统、宽带网络以及仿真和虚拟技术等现代科技的高度融合体，是信息技术发展的必然结果。

据不完全统计，在自然与人类社会的信息流量中，具有地理参考特征的各种信息流量占总信息流量的80%左右。

而具有地理特征属性的空间信息均与地球有关，因此在进入信息时代的社会中，提出数字地球的概念，创建数字地球，以至于在各个领域中应用数字地球，是必然的事情。

地球信息科学是数字地球的理论基础，包括地球信息系统理论和信息科学理论、地球耗散结构与自身组织理论和地球分形与自身相似理论等。

数字地球主要由空间数据、操作平台、应用模型组成。

1.3“3S”技术所谓“3S”技术，即全球导航定位系统（GNSS）、地理信息系统（GIS）和遥感（RS）。

没有“3S”技术的发展，现实变化中的地球是不可能以数字的方式进入计算机网络系统的。

将“3S”技术中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、可靠、准确的收集处理与更新。

苏州科技学院《数字城市概论》课程论文论文题目:数字城市中3S技术的应用专业：测绘工程姓名：李冬学号： 1020115226指导老师：王颖2013.12.27数字城市中3S技术的应用摘要：数字地球建设是现代在信息技术的龙头，数字城市是数字地球的重要组成部分，在数字城市的建设中用到的GPS、GIS、RS技术，其形式多为三者的集成应用上，即3S集成技术，其集成应用已经应用到了数字城市建设中的诸多应用。

关键词：GPS GIS RS正文1、GPS1.1 GPS定位原理数字地球GPS定位的基本原理是：根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。

1.2 GPS定位系统的定义GPS定位系统是指利用卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，简称GPS(Global Positioning System)。

GPS定位系统功能必须具备GPS终端、传输网络和监控平台三个要素;这三个要素缺一不可;通过这三个要素，可以提供车辆防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。

GPS定位系统是美国第二代卫星导航系统。

是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。

和子午仪系统一样，GPS定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。

GPS定位系统的构成空间部分(太空部分)GPS定位系统的空间部分是由24颗GPS工作卫星所组成，这些GPS工作卫星共同组成了GPS卫星星座，其中21颗为可用于导航的卫星，3颗为活动的备用卫星。

这24颗卫星分布在6个倾角为55°的轨道上绕地球运行。

卫星的运行周期约为12恒星时。

每颗GPS工作卫星都发出用于导航定位的信号。

GPS 用户正是利用这些信号来进行工作的。

可见，GPS定位系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。

1.3 GPS定位系统的发展现状及应用近年来，随着人们生活水平的不断提高，汽车逐渐进入家庭，并成为生活必需品，未来几年内汽车的增长速度还将会大幅上升。

3S技术应用现状与发展趋势1. 引言1.1 研究背景随着科技的不断发展，地理信息系统（Geographic Information System）、遥感（Remote Sensing）和全球定位系统（Global Positioning System）这三大技术被广泛应用在各个领域。

这三种技术相互结合，构成了3S技术。

3S技术因其高精度、高效率、高实用性等特点，被广泛应用于城市规划、土地利用监测、资源调查、环境保护、农业生产等众多领域。

随着大数据、人工智能等技术的不断发展，3S技术也在不断演进，为各行各业提供更加精准和可靠的服务。

研究3S 技术的应用现状与发展趋势，对深入了解地理信息领域的发展现状，推动技术的创新和应用具有重要意义。

【200字】1.2 研究意义1. 提高资源利用效率。

通过应用3S技术，可以实现对资源的全面监测和管理，帮助决策者更好地制定资源开发利用方案，提高资源利用效率，实现可持续发展。

2. 可以提高灾害防治能力。

在灾害发生时，利用3S技术可以快速准确地获取受灾情况的信息，为救灾和灾后重建提供准确数据支持，提高灾害防治能力。

3. 促进城市规划和管理。

借助3S技术，可以实现对城市空间信息的实时监测和分析，为城市规划和管理提供科学依据，促进城市的可持续发展。

4. 保护生态环境。

3S技术可以帮助监测和评估生态环境的变化，为生态环境保护和恢复提供科学依据，实现经济发展与生态环境保护的协调发展。

研究3S技术的意义在于它具有广阔的应用前景，可以为社会经济的可持续发展提供重要支撑，促进各行业的现代化进程。

深入研究3S 技术的应用现状与发展趋势，对于推动科技创新、促进产业升级具有重要意义。

2. 正文2.1 3S技术概述3S技术是一种集成了遥感（Remote Sensing）、地理信息系统（Geographic Information System）和全球定位系统（Global Positioning System）的综合技术。

3S情况介绍数字地球的概念是四年前由美国前副总统戈尔提出的。

数字地球主要指应用地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、遥感（RS）等技术，以数字的方式获取、处理和应用关于地球自然和人文因素的空间数据，并在此基础上解决全球各种问题。

如今，信息技术革命席卷全球，使人类对地球空间数据进行处理、分析的技术手段和观念发生了翻天覆地的变化。

在这种情况下，人们可以把有关地球的大量的、多分辨率的、三维的、动态的数据按地理坐标集成起来，形成一个数字地球。

借助于这个数字地球，人们无论走到哪里，都可以按地理坐标了解地球上任何一处、任何方面的信息。

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，核心思想有两点：一是用数字化手段统一地处理地球问题；二是最大限度地利用信息资源。

数字地球由下列体系构成：数据获取与更新体系、数据处理与存储体系、信息提取与分析体系、数据与信息传播体系、数据库体系、网络体系、专用软件体系等。

数字地球可以包容80％以上的人类信息资源，是未来信息资源的主体核心。

近几年来，全球数字化取得了突飞猛进的发展。

在全球信息数字化的实施过程中，地球空间信息技术（3S，即GIS、GPS、RS）起着十分重要的作用，GIS、RS、GPS的集成构架了数字地球。

1999年11月19日，在北京召开了"数字地球国际会议"，李岚清副总理在会上提出，中国将力争在数字地球建设中实现跨越式发展。

地理信息系统（Geographical Information System，GIS）是近二十年来发展起来的一门综合应用系统，它能把各种信息同地理位置和有关的视图结合起来，并把地理学、几何学、计算机科学及各种应用对象、Internet、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体，利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、编辑、显示、转换、分析和输出地理图形及其属性数据。

这样，就可根据用户需要将这些信息图文并茂地输送给用户，便于使用。

对3S的认识及3S技术在生活中的应用3S指的是GIS＋GPS＋RS。

：“3S”是将RS、GPS、GIS通过数据接口严格地、紧密地、系统地集合起来，使其成为一个更具有应用价值的大系统。

3s技术主要应用于与空间数据相关的行业领域，随着数字地球数字城市的概念提出，日益受到重视。

GPS是利用多颗导航卫星的无线电信号，对地球表面某点进行定位、报时或对地面移动物体进行导航、追踪的技术系统。

GPS接收机只要可以同时接收到3个卫星信号，就可以实现测算出观测者的位置，获得经纬度(大地)、高程等，同时可以利用第四颗星进行纠正，从而实现实时、连续的提供地球表面任意点的经纬度和高程数据。

ＧＰＳ全球定位系统问世几十年来，最初主要应用于军用定位和导航。

GIS是在计算机软硬件系统支持下，应用地理信息系统和系统工程理论，科学管理和综合分析地理数据、提供管理、模拟、决策预测预报等各项任务所需的各种地理信息的技术系统。

ＧＩＳ地理信息系统则最初运用在地质勘测等行业。

RS是不与观测目标物体直接接触，运用航天、航空(包括近地面)的遥感平台(仪器，获取观测目标的从可见光到微波波段的电磁波辐射特征，并探测其在空间上、时间上的变化规律的综合探测技术。

随着网络通信环境的改善，ＩＴ技术的完善和普及，这些过去专业的应用也不再遥不可及。

尤其在“数字化城市”的规划中，它们被赋予了“加强城市建设和管理信息化”的重任，并已经在交通、运输、公安系统以及公用事业等行业中发挥其独有的作用，且正一步步地走进我们的生活……由于３Ｓ从数据到应用都与政府有关，特别是涉及到公众应用，这也是３Ｓ走向行业应用的“试验田”。

在成都市２００２年城市信息化发展规划中，已经明确“积极推进城市信息化支撑体系建设”的目标，指出“要建设以ＧＰＳ、ＧＩＳ和ＲＳ为一体的公共基础信息平台，以接警和处警中心为应用平台构建城市应急救援系统”。

该市公安、消防、卫生等部门和单位去年已经启动建设工程。

目前两两结合的系统相继应用广泛。

第25讲 3S技术与数字地球一、地理信息技术的之间区别与联系1.“3S”技术的对比产间数据的领域3S技术既独立发展又相互促进。

遥感技术主要用于地理信息数据的获取，全球定位系统主要用于地理信息的空间定位，地理信息系统主要用于对地理信息数据的管理、更新、分析等。

三者的关系可用简图表示：图中①、②表示遥感技术提供影像信息功能；③、④表示管理信息系统反馈影像信息处理结果；⑤、⑥表示全球定位系统提供空间定位信息功能。

3.“3S”技术与数字地球的关系4、“3S”技术的选取技巧“3S”技术既相互区别又相互联系，在选取某一技术时应认清三者概念及相互关系，具体选择时应把握其本质区别：遥感(RS)是人的视力的延伸，它是侧重于收集信息的感知手段，通过飞机或卫星上携带的传感器吸收地物辐射或反射的电磁波来获得信息，并经过简单处理后获得资料，如航片、卫星云系图片等，因此遥感本质上是“看”的过程。

而地理信息系统(GIS)是在一定的数据源的基础上进行分析、对比、计算得出有益于人类生产生活的结论，它侧重于“分析、计算”，相当于“想、算”的人的活动。

例如：气象卫星在高空收集到云系等信息情况并传输到地面，这是RS技术的应用，而将卫星云图与地面上实测到的气温、湿度、风向等信息(统称为数据源)经过计算、分析处理得出天气情况的预测，则是GIS技术的应用。

GPS相对应用途径单一，即定位并通过多次定位计算速度等。

它的最大特点是工作对象是一个“点”或“多个点”，明显区别于RS与GIS技术的工作对象——“面”。

做在“3S”技术中选取适当手段之类的题目时，首先看其工作对象是“点”还是“面”。

是“点”则选用GPS，如导航、珠峰高度测量等；如果是“面”则需看是突出监测方面还是需处理计算才能得出结果。

如要监测森林火灾则应选用RS 技术，要在某城市选取大型商业中心区位应选用GIS技术。

同时一项工作往往可能在某次使用的是一种技术，而另—次则使用了另一种技术，甚至是同时使用了多种技术，因此。

3S技术对现代地理学的发展推动和促进3S技术指GPS（全球定位系统），RS（遥感技术），GIS（地理信息系统）及其集成技术。

GPS主要获得单点3维或4维数据，RS主要获得区域大面积的图像数据，他们作为GIS的数据源，为GIS提供必要的空间决策分析数据，GIS 作为一个处理这些空间数据的平台，对这些数据进行转换，分析，查询，显示等操作，辅助决策者进行决策。

（来自百度百科）随着3S技术的日益成熟，3S对于现代地理学的发展推动作用也越来越大。

遥测技术，特别是卫星遥测大大地提高了地理研究的效率和质量。

例如：要了解某些自然过程的规律性，常常需要在室内进行模拟实验研究，如风化作用、河床过程、坡面发育、坡面径流形成、风沙移动、低温冻土实验模拟等。

自然界中许多常见的现象，如地面蒸发、水库渗漏、地下水来源及去路等，长期存在着测试方面的困难。

近10多年来，测试技术不少已经过关，模拟实验数量逐渐增多，使我们对自然界的认识也日益深化。

3S技术在我们了解自然界中某些地形的形成过程起到了不可或缺的作用。

地理学是研究地球表面自然现象和人文现象，以及它们之间的相互关系和区域分异的学科。

简单地说，地理学就是研究人与地理环境关系的学科，研究的目的是为了更好的开发和保护地球表面的自然资源，协调自然与人类的关系。

而现代地理学的研究确实是离不开3S技术的支持。

经济在发展，与此同时商业及金融企业所面对的挑战也越来越艰巨，而利用3S技术则可解决其中的一些问题。

GIS可以将企业内部数据与外部或其他商业数据相结合，而制定处相应的解决方案。

例如：房地产的各种信息的处理。

地价评估，小区规划，居住环境的分析，地产销售等。

在土地评估方面，利用GIS 的数据处理功能，结合所在地周围的环境，如周围的交通是否方便，有什么基本设施，离商业区近不近等诸多因素来产生相应的价格。

它的价格并不是随随便便而定的，而是经过一系列的数据采集及分析所产生的结果。

交通不得不说其实是一个很复杂的问题，特别是上海的交通，错综复杂，地铁，公交让人眼花缭乱。