3s遥感技术十篇

3s遥感技术篇1

关键词：3S；林业；现状；趋势

一、前言

3S即地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）和遥感技术（RS）的总称[1]。3S技术及其集成是当前定位技术、遥感技术、地理信息技术、测绘技术、地图制图技术、计算机技术等技术的结合与综合运用[2]。本文通过查阅参考文献，研究3S技术的发展运用现状，同时了解其在林业研究中的应用现状。

二、3S技术的发展现状与应用

（一）概念解析

1.地理信息系統（GIS）

地理信息系统是在计算机软、硬件系统的支持下，对整个或部分地球表层空间中有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统[3]。GIS最初运用于地质体的建模、数据管理方面，后来开始运用了边坡监测等方面，运用范围逐渐扩大。

2.全球定位系统（GPS）

GPS是一种以军事为主要目的兼顾民用的全球定位导航系统，由卫星星座、地面控制以及用户设备三个部分组成，由美国军方研发[4]。随着北斗卫星导航系统区域导航系统投入正式运行，标志着中国的北斗卫星导航系统初步建立；截至到2016年，中国已发射了23颗北斗导航卫星[5]。

3.遥感技术（RS）

遥感即在远距离或高空利用传感器采集地面辐射的电磁波谱信息，根据地物产生的波普信息进行地物识别、分析与应用。遥感技术即相当于在高空中的一双“眼睛”，对地物实行信息采集与获取。

（二）3S技术的应用现状

3S技术在上世纪90年代被提出，在林业、农业、生态环境保护等众多领域得到广泛应用并产生出巨大的经济效益与社会效益。

1.林业

3S技术在林业技术方面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。

2.生态环境监测

利用3S技术，结合RS遥感影像数据以及地形、气象等其他观测数据，构建评估模型，对生态环境质量进行动态监测。我国学者利用3S技术在生态方面进行了诸多研究：肖荣波等人利用3S技术对城市绿地进行覆盖清查、三维量估测、生态质量监测等研究，将3S技术用于城市绿化生态监测[6]；胡广录等人利用3S技术构建模型模拟方法，分析干旱荒漠区斑块状植被空间格局及其防沙效应研究，将其应用于土壤风蚀研究领域[7]；朱卫红等人利用3S技术构建湿地生态安全预测模型，对图们江流域湿地生态安全进行预测研究[8]。

3s遥感技术篇2

关键词：3S技术；生态学；教学实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）28-0131-03

“3S”技术，即遥感（Remote Sensing，RS）、全球定位系统（Global Positioning System，GPS）和地理信息系统（Geographical Information System，GIS）的统称[1]，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，是一门非常综合的学科[2]，并具有获取信息及时、准确、宏观等优点[3]。目前，“3S”技术已被广泛应用于工业、农业、交通、军事、通讯等行业和部门，成为世界各国角逐尖端技术的热点[4]。

生态学是研究生物与环境之间相互关系的一门学科[5]。近年来，随着人口的增加和工业、技术的进步，人类正以前所未有的规模和强度影响环境。而诸如能源消耗、资源枯竭、人口膨胀、粮食短缺、环境退化、生态失调等世界资源环境问题的出现，均有赖于生态学理论的指导[6]。“3S”技术由于具有快速、实时地采集、存储、管理、更新、分析和应用与资源环境有关数据的能力，被越来越广泛地应用到生态学研究领域。华南农业大学生态学本科专业自2003年招生以来，一直十分重视学生研究方法与手段的掌握，《3S技术及其应用》课程也因此作为生态学本科专业的一门必修课。为此，本文结合“3S”技术的综合性，突出生态学的学科特点，在概述“3S”技术在生态学领域的应用与发展趋势、分析当前课程教学中存在的相关问题基础上，探讨了在教学中重点教学内容的选择以及今后实践教学的方向，以期不断提高该课程的教学质量。

一、“3S”技术在生态学领域的应用与发展

在生态学研究领域，“3S”技术主要涉及全球变化、区域生态环境资源（大气环境、水环境、海洋环境）监测与评价、环境污染的生态效应、城市生态环境保护与管理、生态系统健康管理、退化生态系统恢复、生物多样性保护、生态规划、生态工程与生态设计、区域可持续发展等[1，7]。目前，“3S”技术的结合与集成是其发展的一个重要方向。在“3S”集成系统中，RS在生态学上的应用包括收集数据信息源、大面积的生态资源调查和动态监测，间接应用包括预测预报和灾害危险等级确定等。GIS在生态学上的应用主要是对各种来源的数据进行管理和处理，分析生态实体与其他生物体或环境的相关空间定位对其自身功能的影响，分析多种空间尺度下的海量数据。GPS则主要用于生态调查和定位。

二、课程教学存在的问题

（一）内容丰富，学时数有限

“3S”技术是一门内容涵盖广泛的学科，通常包括空间信息技术基础、遥感系统和遥感技术的物理基础、遥感技术系统、遥感图像处理技术、GIS的组成和功能、空间数据的结构、空间数据分析、GPS的构成、GPS定位方法和测量以及3S技术的综合应用等。此外，在实践教学过程中，还需要结合专业特点，适时扩充“3S”技术的前沿知识。可见，《3S技术及其应用》课程涉及范围相当广泛。但在课程教学中，为了与其他专业课程相协调，本课程仅安排了32学时（其中理论16学时，实践16学时），学生普遍反映通过本课程的教学，较难理解与掌握相关的基础理论知识，也难掌握相关的软件操作。

（二）缺乏基础，理论掌握难

“3S”技术是测绘学、摄影测量与遥感学、地图学、地理科学、计算机科学、信息学等学科的有机集成，是一门综合交叉学科，涉及的基础学科多[8]。但生态学专业侧重于向学生讲授生态学相关的基础理论知识，在教学计划中较多设置体现生态学专业领域（主要为微观和中观生态学）的基础理论课程，而未开设与“3S”技术相关的基础课程，如地理学、地图学等。因此，学生在学习过程中，对所涉及的学科术语及理论知识缺乏而较难衔接和掌握。

（三）学生畏难，动手实践少

实践性强不仅是《3S技术及其应用》课程教学内容的特点之一，更是“3S”技术采集、测量、分析、存储、管理、显示、传播以及应用与地理、空间分布相关数据的关键技术手段的要求。在《3S技术及其应用》课程教学中，RS、GIS软件操作和GPS仪器使用是掌握3S技术的必要环节，也是“3S”技术的丰富内容和广泛应用的实现方式[4]。但目前因相关软件均是英文版本，学生通常从传统的中文版本软件转到用复杂的英文版本软件，加之软件的操作步骤较平常使用的Word、Excel、PowerPoint等复杂，学生需要花大量时间来适应。另一方面，由于教学课时相对较少，学生畏难而不愿在课后花时间熟悉相关软件，最终导致动手实践少，软件操作能力差，难以结合专业知识进行有效应用。

三、教学内容选择

根据“3S”技术在生态学中的应用与发展趋势可知，《3S技术及其应用》课程涉及的教学内容较为广泛，主要包括：（1）遥感图像处理及生态学应用；（2）遥感解译与应用；（3）GIS空间分析及应用；（4）GPS精确定位与导航应用等。但“3S”技术的集成或融合目前只是在个别的科学研究项目中实施，国内外均没有相应的专业教材作为参考[9]，而要在有限的学时内系统地讲述“3S技术及其应用”显然不切实际。因此，针对《3S技术及其应用》课程的操作性以及实践的综合性等特点，及其在该课程教学中存在的上述问题，重点提出了具体的理论教学内容与实践操作环节（表1）。即在教学过程中，既要让学生掌握RS、GIS和GPS的基本理论和三种技术的基本使用方法，又要选择性地进行重点内容的讲授。由表1可知，在《3S技术及其应用》课程教学中，RS和GIS理论与软件上机操作是教学的主体内容，其中RS理论讲授安排了6个学时，遥感图像处理软件Erdas Imaging实践操作6学时；GIS理论讲授7学时，GIS软件ArcView实践操作8学时；而GPS则作为辅助内容讲授，理论与手持GPS的操作分别安排了3学时和2学时。

四、课程实践教学环节改革探讨

鉴于《3S技术及其应用》课程的操作性以及综合实践性强等特点，结合上述教学内容的选择重点，提出了在教学实践中还需加强的一些环节。

（一）充分利用多媒体教学

目前，多媒体计算机辅助教学已在各高校得到普遍推广。而“3S”技术涉及遥感图像的增强处理、裁剪与拼接、虚拟现实、计算机模拟等操作，必须运用多媒体教学才能更好地展示教学内容，活跃课堂气氛，调动学生学习的积极性和参与课堂教学的热情，加深学生对知识的理解和巩固[4]。因此，在教学过程中，应充分利用好多媒体教学，提高教学质量。

（二）注重软件的上机实践操作

RS、GIS和GPS仪器的使用以及软件操作是掌握“3S”技术的重要环节。因此，上机操作应重点练习遥感图像的增强处理、裁剪与拼接和几何校正、计算机自动分类、GIS的数字化及数据库构建、空间叠加分析以及专题图制作、GPS定位及野外数据采集与导航。此外，由于上机实践学时数有限，还需要学生课后自行安装相关软件，加强软件操作练习，最终达到熟练操作软件的目的。

（三）突出案例教学

在“3S技术及其应用”课程教学中，教师应结合专业特色，结合案例进行分析讲解。为突出“3S”技术的综合性，任课教师可结合相关研究课题，选择能反映本专业特色的典型案例，以更好地把研究中的细节问题讲透。例如，“生态学景观格局及其动态分析的综合应用”较适合用于生态学专业的教学案例，通过此案例教学，学生可以了解并掌握GPS的坐标定位、RS的遥感图像处理与解译、GIS的景观专题图生成与景观格局动态变化分析等。

五、课程教学改革建议

针对当前《3S技术及其应用》课程在生态学专业教学中存在的一些问题和实际情况，特提出以下教学改革建议。

（一）在专业教学计划中增加相关基础课程的设置和学时数

由于“3S”技术涉及的基础课程较多，故建议在今后的人才培养计划修订中，增加一门与“3S”技术联系紧密的基础课程，如地理学或地图学，让生态学专业学生在学习完地理学或地图学课程后，再学习《3S技术及其应用》课程，将会更加轻松且易掌握。此外，“3S”技术内容丰富、范围广泛，为让学生更好地掌握“3S”的基础理论知识与相关软件操作，建议在人才培养计划修订中，可将总学时数增加到48学时。

（二）与其他专业课程的实践教学环节相结合

目前，在本校生态学专业人才培养计划中，实践操作性较强的课程，除《3S技术及其应用》外，还有《生态规划学》和《生态学野外综合实习》等课程，这些课程均与《3S技术及其应用》课程存在着较为密切的关系。因此，在教学计划设置中，可考虑在《生态规划学》课程实践和《生态学野外综合实习》中增设“3S”技术的相应实践环节，以培养学生解决生态学相关问题的能力。如可在“生态规划学”课程教学实践中，把“3S”技术实践融合进去：确定生态规划项目和规划区域学生收集RS数据（可从Google Earth下载）野外现场调查时用GPS对特定点进行坐标定位室内对RS数据进行几何纠正等处理提取基本信息和用地分类拟定规划初步方案方案讨论确定方案利用GIS进行专题图制作。但需注意的是，相关课程实践的结合必须在课时上进行统筹安排。

（三）与校院各级大学生科技创新课题研究相结合

为了建立研究性学习、探究性学习和协作性学习的良好氛围，学校和学院设立了不同类型的大学生科技创新课题，如华南农业大学科技创新计划、农学院金穗计划等，以鼓励本科生结合课程学习内容，申请课题，开展课外科研活动。而对于学习《3S技术及其应用》课程的生态学专业学生而言，可以鼓励他们走出课堂，积极申请与“3S”技术相关的科技创新课题，以科研实践方式，激发和鼓励学生的研究兴趣，使学生在科研实践中了解和熟悉“3S”技术及其具体应用，以提升学生的专业技能，培养学生发现问题、解决问题和进行科技创新的能力[10]。

参考文献：

[1]汤洁.3S技术在环境科学中的应用[M].北京：高等教育出版社，2009：1-50.

[2]曹月娥.3S技术综合应用的教学与实习方法研究[J].中国教师，2013，（S1）：224.

[3]任德智，潘刚.高校“3S”技术课程教学现状与对策[J].中国农业教育，2011，（1）：71-74.

[4]刘健，余坤勇，赖日文，等.“3S技术”课程案例教学的研究[J].中国林业教育，2010，28（3）：72-76.

[5]骆世明.普通生态学[M].第二版.北京：中国农业出版社，2011：1-10.

[6]明素华.3S技术在生态学研究中的应用[J].科技信息，2010，（2）：224-225.

[7]聂呈荣，李明辉，崔志新，等.3S技术及其在生态学上的应用[J].佛山科学技术学院学报（自然科学版），2003，21（1）：70-73.

[8]余坤勇，刘健，赖日文，等.《3S技术》课程引进科研成果的教学分析探讨[J].内蒙古农业大学学报（社会科学版），2009，11（4）：131-133.

3s遥感技术篇3

(一)林业信息化发展的必然要求

人类社会已经进入信息时代，信息化已成为时展的显著特征，成为人们日常生活不可缺少的重要组成部分。国务院高度重视信息化，2006年印发了《20062020年国家信息化发展战略》，指出信息化是当今世界发展的大趋势，是推动经济社会变革的重要力量。大力推进信息化建设，是国家的迫切需要和必然选择。2010年，国务院又颁布了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，指明加快培育和发展包括新一代信息技术产业在内的七大战略性新兴产业，明确将新一代信息技术产业培育成国民经济支柱产业之一的发展目标。作为信息技术产业的重要分支，地理信息产业也获得国家的高度重视。2014年，国务院办公厅颁布了《关于促进地理信息产业发展的意见》，同年国家测绘地理信息局制定了《国家地理信息产业发展规划(20142020年)》。

在信息时代的大背景下，林业信息化是林业发展的必然选择，也是现代林业建设的必经之路。2009年，国家林业局制定了《全国林业信息化建设纲要(20082020年)》和《全国林业信息化建设技术指南(20082020年)》，这标志着中国林业信息化建设进入到全面发展的阶段。

(二)林学专业发展的需要

以信息技术为重要手段的林业信息化建设的快速推进，实现了林业从传统林业数字林业智慧林业的发展过程。林业领域的发展变化，带动了林学专业的发展变化，目前林学专业发展比较突出的领域是生物技术和信息技术2个方向，3S技术及其相关技术，是信息技术新发展方向的集中体现。而林学专业的发展和改革，要求教学体系的重新构建和与时俱进，以满足当代林业信息化对人才的需求。全国各大农林类高校的林学本科专业教学计划中(依据各大高校官网的最新介绍)，绝大部分农林高校开设了3S技术类课程。一部分高校，如北京林业大学、南京林业大学、西北农林科技大学、西南林业大学、中南林业科技大学等，将3S技术类课程按必修课程设置，将其归为核心课、基础课;其他高校，如东北林业大学，按选修课程设置。3S技术支撑着林业信息化的建设和发展，3S技术类课程承担着为林业培养参与现代林业建设并推动其向前进一步发展的人才重任，使得3S技术类课程在林学专业教学计划中的地位不断加强。

二、林学本科专业3S技术类课程设置的原则

(一)依托林学专业，突出林业特色

3S技术类课程设置在林学专业中，其课程的内容应紧紧围绕林业，突出林业特色。课程的命名应当简单、明了，能够突出课程的教学内容和教学特色。

(二)课程性质定位于必修课

3S技术类课程在林学专业中，有定位于基础课程的，如山东农业大学;有定位于专业基础课程的，如南京林业大学;有定位于专业选修课程的，如东北林业大学;有定位于专业核心课的，如西南林业大学等。不同的定位决定了课程的教学内容、学时数，同时不同的定位也确定了课程在林学专业课程体系中所处的地位及其对专业的贡献度。3S技术类课程在专业中的定位，主要取决于林业的发展现状和发展方向。目前，我国林业已进入信息化建设全面加快发展的新阶段，林业现代化是发展目标，所以3S技术类课程必须定位为必修课，而选修课仅仅适合于林业信息化发展的初始阶段。

(三)按1门课程设置，兼顾3个S的内容

目前，大多数高校林学专业的3S技术类课程设置为一门课程，但是也有一部分高校设置为2门课程的，如南京林业大学开设有专业基础课地理信息系统和专业基础选修课林业遥感。就课程设置而言，3S技术类课程可以设置为3门课程、2门课程、1门课程3种情况。若设置为3门、2门等多门课程，在实际教学过程中，每门课程均完成各自的理论和实践教学任务，致使各门课程之间缺乏相互配合、共同协作、有机集成。因此，笔者认为林学专业，应该按一门综合课程来设置。另外，3S技术类课程与林学专业骨干课程紧密联系，在林业生产中涉及的领域比较多，可见3S技术中的每个S对林学专业的学生来说均需要学习。3S技术中的3个S，虽然各有自己的专属功能，但这些功能又紧密联系、相互渗透，以一定的方式方法集成在一起，形成新的有机体，所以应该按1门课程来设置，且3个S内容缺一不可。

对于林学专业，3S技术类课程设置为1门课程，那么3个S的协调则成为关键。3个S是怎么协调的，是平等对待，还是有所侧重。平等对待，3个S设置成1门课程，则表现为课堂教学上的平等对待。有所侧重，可归纳为2种情况：一是3个S都存在，从具体课堂教学方面侧重;二是舍弃其中的一个S，把舍弃的S放在其他课程中讲述，重点讲授其他2个S，河南农业大学林学院就属于这种情况。

三、林学本科专业3S技术类课程设置的模式

在林学专业课程体系中，有很多课程既有联系又有区别。课程联系在于均为林学专业的相关知识和技能，课程区别在于课程之间的知识和技能不重复。由于各农林院校教学体系的构建不尽相同，所以3S技术类课程的设置模式各异，致使课程名称和教学内容多样化。

(一)森林经理学(含GPS)+林业遥感与地理信息系统模式

森林经理学课程是林学专业的核心、骨干课程，课程内容主要是森林资源区划、调查、分析、评价、经营和管理等。而在森林资源区划、调查等教学内容中要使用GPS工具辅助林场界、林班界的区划，固定样地的定位、查找复位，进行小班调绘，求面积等。因此，它具备把GPS的知识融入到森林经理学课程中学习的条件。另外，虽然GPS的理论知识比较深奥，但基础知识比较简单;GPS的功能比较单一，只是定位和导航;GPS工具的操作和使用比较简单，容易上手，特别是手持类型的工具，因此完全可以把GPS的知识放入到森林经理学课程中进行学习。剩下RS和GIS的知识，在林学专业中则把课程命名为林业遥感与地理信息系统比较合理。林业遥感与地理信息系统课程讲述RS、GIS的基础知识、原理和技能，遥感图像解译，GIS空间分析，专题图制作等知识点在林业上的应用，以及RS和GIS集成模式在林业上的应用。

(二)测量学(含GPS)+林业遥感与地理信息系统模式

在林学专业中，对于测量学课程的开设情况分为3种。一是将测量学课程设为专业基础课，这种情况居多，如南京林业大学;二是将测量学课程设为选修课，如东北林业大学;三是不设测量学课程，如中南林业科技大学。测量学课程的核心内容是研究如何测定空间点的位置，而GPS的功能主要是定位，定位即是确定地面点的位置和高程。因此，完全可以把GPS的知识放入到测量学课程中学习。目前可选择的测量学教材，绝大多数包含GPS的章节，为GPS知识放入测量学课程中学习提供了条件。同样，将3S技术类课程命名为林业遥感与地理信息系统也比较合理。这种模式只适用于开设有测量学课程的课程体系。

(三)林业GIS模式

GPS的主要功能是获取位置信息，属于数据采集的一种方式。遥感影像是林业上常用的一种数据源，遥感数据的分析、处理和解译需要遥感技术RS，所以遥感技术也属于一种数据采集的方式。GIS由数据的采集、处理、输出3大组成部分，而GPS和RS都可作为数据采集的一种方式，所以广义的GIS就把GPS和RS认为是自己数据采集的组成部分，因此3S技术类课程就被设置为林业GIS课程。虽然这种设置很少见，但笔者认为也是一种合理的命名和设置模式。林业GIS课程主要讲授广义GIS的数据采集、处理、输出内容，而GPS和RS只作为GIS数据采集的方式存在，因此教学内容侧重于GIS。

(四)林业3S技术模式

3S技术(福建农林大学设置)、3S技术概论(东北林业大学)、3S技术及其应用(山东农业大学)、林业3S技术(西北农林科技大学)等都是3S技术类课程常用的名字。这些名字的共性体现在2个关键词上，一是3S;二是在林学专业开设，其突出特色是林业，所以命名为林业3S技术比较科学合理。林业3S技术课程的重点在于3个S怎么合理安排的问题，是平等安排，还是有所侧重。平等安排，表示3个S是平等关系，包括课时数上的平等和知识内容上的平等2种情况。课时数上的平等，是指3个S在课时上的分配一样，授课教师要按课时数合理安排知识内容;知识内容上的平等，是指3个S的知识深度一致，据此来合理安排教学内容和学时。3个S都存在，但要有所侧重，可以从增加课时数量、提升授课内容的知识深度等方面侧重，也可以根据3个S在林业中的应用、林业对3S技术的具体需求等方面进行侧重。林业3S技术课程主要学习GIS、RS、GPS方面的理论知识和实践技能以及3个S集成的理论知识和模式在林业上的应用。

四、林学本科专业3S技术类课程的教学模式

由于农林高校3S技术类课程的命名不同、课程定位不同、课程设置模式不同、教学的深度和侧重点不同，所以3S技术类课程的教学方式也不同，主要有下面3种教学方式。①课程理论知识授课模式，代表高校为山东农业大学;②课程理论+课程实验模式，代表高校为东北林业大学;③课程理论+课程实验+综合实习模式，代表高校为西南林业大学。3S技术类课程属于技术类课程，授课方式应该遵循技术类课程的经典讲授方式，即概念原理方法应用的逻辑顺序进行授课。对于任何一门课程，首先讲授的都应该是基本概念、理论，在清楚基本概念、理论的基础上，讲授技术方法，然后是技术方法的应用。因此依据课程的特性，笔者认为3S技术类课程合理的教学方式为2种：课程理论+课程实验课程理论+课程实验+综合实习模式。

(一)课程理论+课程实验教学模式

该教学方式适用于基础课程、专业基础课程等。它要求学生掌握基本知识、理论、技能，学习3S技术在林业中的各种应用。为了保证教学质量，教师在讲授理论知识的同时，必须进行课程实验，用实验验证理论知识。这种教学方式不仅提高了学生理论知识水平，而且使学生感受到课程的技术性，使学生学会用专业工具和软件解决林业领域中的各种工程技术问题。

(二)课程理论+课程实验+综合实习教学模式

3s遥感技术篇4

关键词：遥感 地理信息系统 全球定位系统 公路 勘察设计

1.引语

随着现代空间探测技术及计算机信息技术的迅速发展，遥感、全球定位系统以及地理信息系统这三种先进技术在公路规划、勘察选线方面的应用和勘察的设计实践，多段的高速公路以及大型的隧道的勘察设计应用方面取得了非常好的结果，不但将速度提高至2～3倍，而且能够全面的认识到公路工程地质环境的实体特征，提高了工程工作的质量，尤其是在减少不良地质危害等方面，带来了不小的经济效益和社会影响，具有很好的发展应用前景。

2.3S融合技术是用来进行公路勘察的先进科技手段

遥感、全球定位系统与地理信息系统技术对人类探测地球，分析环境提供了先进的手段。3S技术各有专长：遥感图像可以快速获取大面积的信息，但有些地物属性不可全面感知（比如高程与经纬度）；GPS能够迅速定位目标，但是没有地理属性；GIS拥有信息查询分析与管理能力，但是数据的获取比较困难；综上它们的结合应用应该是当代信息科学技术发展的必然趋势。

3S技术的结合可以有多种形式，可以根据工作需要而定。比如应用卫星与航空遥感图像和计算机信息处理技术相结合，能够快速的编制各种比例尺（1：200000～1：10000甚至更大的比例尺）的遥感图与解译工程地质图用于指导选线勘察工作。可以将综合效益提高30～200倍以上，将地质选线速度提高3～5倍以上。

另外，应用3S系统的信息采集分析以及制图等功能，可以有效地进行公路交通各阶段管理工作。比如说，路区的遥感图像的更新、专题图的输出，车辆的GIS与GPS动态的安全管理，车流量与经济发展的分析等。

从公路的选线、工程的地质勘察到公路的运行管理，3S技术中的信息分析技术有其它技术不可取代的影响；而遥感航测制图还有速度快、质量高、节省财力的特点，而三维遥感航测的数据就是公路的勘测设计自动化的前提条件。

3.遥感技术在公路勘察设计中的应用与效果

3.1公路规划方案遥感制图

遥感图像的宏观性、真实性，为研究者提供了及其可信的地形地貌、地质构造跟地物的识别的分析依据。陕西省规划建设的“米”字形干线公路，就应用了卫星遥感TM数字技术中的图像编制技术，编制出了中大比例尺的公路设计图，所以该技术在具体实施中就体现出了其突出的作用和影响。

3.2公路隧道遥感地质论证选线

高等级公路施工过程中隧道的占得部分规模较大，随着大隧道的出现，投资金额的增长，如果选择最优线位通常可以节约将近数千万甚至数亿元的投资款，有非常重大的意义，由此可知，遥感技术在公路隧道的设计的选线优化工作中起到了很关键的作用。

3.3公路工程地质调绘与不良地质现象遥感调查

1）遥感工程地质调绘技术。传统工程地质调绘（地质测绘）是通过技术人员的野外作业来实现，不但费时费力，效率不高，并且由于人的视野受地形与植被遮挡影响，许多地质问题不容易明确的观察。遥感图像信息丰富，可以为工程地质人员提供直观的调绘依据，能够有效加快工作的速度。

将遥感图像与GPS定位系统结合，能够在沙漠区的工程地质调绘中起到特别重要的作用。榆林～靖边ll7km高速公路设计线位于毛乌素沙漠区，沙漠区人烟稀少，交通不便，而且活动沙丘地形复杂多变，常规方法周期长，劳动强度大，重要的工程地质调绘图件不但很难准确的填绘，也不能保证图件质量。我们以遥感信息为主，利用计算机信息增强与信息提取，结合重点验证的方法，来建立准确的工程地质解译标志，判断沙丘的流动方向。通过GPS进行观测点的准确定位，详细划出分活动沙丘、半活动沙丘以及固定沙丘区，能够快速高质量的完成急需图件，其速度是常规调绘方法的2～3倍，提出的减少沙害的新方案，对有效提高该段路线的勘察设计质量具有重要作用。

2）不良的地质现象遥感解译与预测。不良地质现象，是公路建设施工工作的主要隐患，目前，在陕西全省已建成的高速公路上发生灾害主要是由于不良的地质问题造成的。所以，采用先进的遥感技术来解译调查各种不良的地质现象，是进一步提高勘察和设计质量和水平的最佳捷径。

3）GIS和DEM技术开发与应用。公路勘察设计技术是涉及的领域非常之广泛的边缘性技术，而地学、遥感、测绘数据信息是公路勘察设计所需的基础条件。因此，地理信息系统作为信息查询，以及数字高程模型作为地形分析的先进专业技术，在公路勘察设计自动化的发展史中具有非常关键影响。

数字高程模型，包括工程三维的特征分析、空间的环境分析、工程的模拟仿真与动画制作的前提。三维数字的高程模型和遥感图像以及其他的图形信息互相结合，在提高工程勘察质量、优化设计、预防不良地质现象等等方面具有重要作用。

4.结语

1）现代的3S高新技术的发展和应用，为人类勘测地球提供了高效的方法跟丰富的信息资源。遥感信息的宏观性、实时性和全球定位系统的快速准确性，可以很大的开拓人类的视野以及改造自然的力量。

2）通过实践可以表明，3S技术在公路的勘察设计，在高速公路网宏观的规划和路线调查，桥位工程方案的论证等方面，都可以全面的了解公路规划区周围的环境地貌和地质要素，不仅提高了决策水平跟设计质量，而且还对优化方案、节约投资起到关键性的作用。

3）随着人类对环境质量的要求越来越高，通过3S、3D与常规勘察设计技术的完美结合，才能使公路的勘察设计快速优化。大力推广3S技术在公路建设中的普及与应用，有利于科技进步，提高人类改造、美化环境的水平，对加快人类的进步具有及其重要的意义。

参考文献：

[1] 戴魏晗，魏清，戴磊.遥感技术在公路勘察中的应用[j].地球信息科学.2001（3）.

[2] 杨少伟.道路勘测设计[M].北京：人民交通出版社，2004.

[3] 李智强.浅析3S技术在公路选线中的应用[j].山西建筑， 2007，33（30）.

3s遥感技术篇5

关键词：测绘新技术，3S

 

随着现代测绘新技术的出现，无论在学科理论，或在技术体系，以及应用范围上都取得了重大的发展，甚至可以说是重大的变革，从而也将彻底地改变传统测绘的方式。当前测绘产业以“3S”技术为特征，现代测绘技术已经成为人类研究地球及自然环境，解释一些自然现象，解决人类社会可持续发展等重大问题的重要工具。工程测量技术服务领域主要包括：农业、林业、水利、交通 、城市建设等行业,随着计算机和网络技术的结合 、测量仪器的数字化和智能化,使得数字化测绘技术得到了广泛的应用,3S以及数字化测绘和地面测量先进技术的发展,数据采集和处理的逐渐自动化、实时化和数字化,测量新技术的服务范围也进一步扩宽,才能更好的为社会服务。论文格式，3S。。

一、现代测绘新技术（3S）的发展概况

（一）全球定位系统技术（GPS）的发展

GPS是美国从上世纪七十年代开始研制，于九十中期年全面建成的利用导航卫星进行测时和测距，具有在三维空间范围内进行全方位实时导航与定位。随着精度从最初的百米范围内提高到1米以内，现在的GPS已经民用化。随着GPS系统的不断创新改进，硬、软件的不断完善，GPS的应用领域正在不断地扩宽，目前，各种体积小、精度高类型的GPS问世，更加方便的用于野外测量。GPS技术作为测绘发展更新的新技术，已经成为大地测量的先进技术手段，也是最具潜力的全能型技术。GPS定位技术与常规地面测量定位相比，除具有对测站选择更灵活、更适应不利条件、全天候连续作业外。还具有比任何地面常规技术供数量更多、精度更高的数据信息。

（二）遥感技术（RS）的发展

遥感技术包括：卫星遥感和航空遥感，其中航空遥感作为地形图测绘的重要手段已在实际中得到了广泛的应用，卫星遥感影像测图也取得较好的效果，运用遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已广泛的应用。航空遥感最先在军事上应用，1972年第一颗地球资源卫星发射升空以来，很多国家都相继发射了众多对地观测卫星。遥感信息获取技术已从可见光发展到红外、微波：从单波段发展到多波段、多角度、多极化；从空间维扩展到时空维；从低分辨率发展到高分辨率甚至超高分辨率。

（三）GIS（地理信息系统）技术的发展

地理信息系统起源于上世纪六十年代在土地和交通方面的地理信息研究。地理信息系统（GIS）作为多个学科、多种技术交叉结合的产物，GIS的提出到现在不到50年的时间。特别是在与民生和经济息息相关的行业，如商业、城市规划、物流、交通、人口普查、疾病分析等领域，GIS技术的运用更是得到空前的发展，地理信息系统作为对空间地理分布有关的数据进行采集、处理、管理、分析的计算机技术系统，其发展和应用对测绘科学的发展意义重大，是测绘新技术的重大发展和跨越。当前GIS深入到了各行各业乃至千家万户，成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。论文格式，3S。。

二、测绘新技术（3S）在工程测量、林业、水利，高新农业等方面的应用

（一）在工程方面

在工程项目中，可以运用GPS准确的定位，以便准确的找到工程项目的位置，例如地形复杂或山区的土地开发整理项目的准确定位控制点，矿区的范围的界定等。利用遥感技术（RS）在矿山测量中应用遥感资料，可获取矿区实时、动态、综合的信息源，对矿区环境进行监测，为矿区环境保护提供决策支持。利用GIS建立数据管理库，对项目进库后综合管理，以GIS为平台，以3S测量技术为数据获取的途径，可以建立集数据采集、处理、管理、分析、输出于一体的自动化、智能化的技术系统，作为工程测量可持续发展的决策支持系统。

（二）在林业方面

3S技术主要在林业方面有三大应用：森林资源调查;森林资源动态监测;森林资源灾害监测利用遥感技术（RS）对林地资源的分布、生长状况及其变化进行调查和估测分析。利用遥感技术多层次、多时相的动态监测功能获得及时可靠的数据，通过GIS技术进行相关数据的实时更新，并对这些数据进行空间分析，可得到林地的动态变化情况。

（三）在水利方面

“3S”技术可以及时有效的防洪减灾，可用于灾前预测、灾中监测和灾后评估；“3S”技术防治水土流失调查预测和水土保持规划，可运用“3S”技术可以监测水蚀、风蚀等多种类型的土壤侵蚀区的侵蚀面积、数量和强度发展的动态变化。可以对水资源实时动态监测和科学管理，水资源实时动态监测在水利信息化中非常重要，因为只有掌握瞬时变化的供水和需水等有关信息，才能科学、准确地进行水资源的配置及调度；“3S”技术在水利工程的勘察设计中得到了充分运用。“3S”技术在水利工程的维护管理中也能发挥重要作用，如南水北调的选线，在DEM的基础上，进行地质情况分析，并结合GIS中的有关地质环境数据库实现合理的选线分析。在水利工程规划设计中也广泛运用“3S”技术。如在水库的规划设计中，利用GIS建立的库区DEM，可以直观、快速、准确地计算出各种库容和淹没面积及开挖土石方量；结合其他GIS专题数据可以进行大型水库淹没区实物量、灌溉区有效灌溉面积和水库淤积量的估算。（四）在高新农业中

运用GPS技术对高新农业信息进行空间定位； RS影像技术可获取区内农作物生长环境、生长状况和空间变化的影像信息，便于区内状况的分析； GIS技术可以建立农田土地管理、自然条件、作物产量的空间分布等的空间数据库；对作物生长苗情、的发生发展趋势进行分析模拟，为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息。3S技术它能够收集土地利用现状、植被分布、农作物的生长情况、农作物的灾情分布、土壤肥力等多种信息，将信息技术与农艺、农机有机地结合起来，最大限度地优化各项农业资源与生产要素的合理分配，获取高产量和最大经济效益，同时又能有效地保护生态环境和农业自然资源，有利于农业的可持续发展。

三、测绘新技术（3S）的集成应用

测绘新技术3S集成应用，取长补短是自然的发展趋势，三者之间的相互作用形成了'一个大脑，两只眼睛'的框架，即和向提供或更新区域信息以及空间定位，进行空间分析，以从提供的大量数据中提取有用信息，并进行综合集成，使之成为科学决策的依据。实际应用中，较为多见的是两两之间的结合，常见的两两结合有以下几种方式：

RS与GIS集成：遥感数据是GIS的重要信息来源，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，可以进行几何纠正和辐射纠正，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，DEM数据的生成，以及土地利用变化和地图更新。

GIS与GPS集成：定位、测量、监控导航。

GPS+RS集成：几何校正、训练区选择以及分类验证，提供定位遥感信息查询。

GPS+GIS集成：定点查询专题信息，提供或更新空间点位。

GIS+RS集成：几何配准、辅助分类等，提供和更新区域信息。论文格式，3S。。

四、结语

随着数字化测绘技术的提高, GPS、RS技术在各行各业的广泛应用， GIS技术的不断成熟, 现代工程测量必将朝着测量数字工程化的方向发展。大力开展数字化3S测绘技术的应用与研究将是测绘行业立足者提升自身竞争实力和创造经济效益的首要任务。

3s遥感技术篇6

关键词：地理信息系统；遥感；全球定位系统；“3S”集成

3S Technology and 3S Integration

Li Bi-wen

（Shenzhen Investigation & Research Institute CO.，LTD， 15 Fuzhong Road，Shenzhen，518026）

Abstract： By introducing GIS， GPS， RS concept， development and the relationship between expounded 3S integration is the inevitable trend of development of information systems， summarized the current application of 3S integration technology status and development prospects.

Keywords： geographic information systems； remote sensing； Global Positioning System； "3S" integration

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[1]。

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。

1.3S概述

1.1地理信息系统GIS

地理信息系统（Geographic Information System）是一种由硬件、软件、数据和用户组成以研究地理或地学数据的数字化或图形化采集、存贮、管理、描述、检索、分析和应用与空间位置有关的相应属性信息的计算机支持系统，它是集计算机学、地理学、测绘遥感学、环境科学、空间科学、信息科学、管理科学和现代通讯技术为一体的一门新兴边缘学科。

地理信息系统是在计算机硬件与软件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统[2]。地理信息系统主要由计算机硬件系统、计算机软件系统、空间数据和系统使用管理及维护人员组成， 其主要功能模块有空间数据输入模块、空间数据管理模块、空间数据处理分析模块、应用模型和空间数据输出模块。目前市场上流行的GIS软件有ARC/ INFO 、IGDS/ MRS、 TIGRIS、MAPGIS、GEOSTAR、CITYSTAR以及 VIEWGIS等。

1.2全球定位系统GPS

全球定位系统是以卫星为基础的无线电测时定位、导航系统，由分布在与赤道面夹角为55°的6 个轨道上的24 颗工作卫星和3 颗备用卫星组成[3]，可为航天、航空、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。所谓GPS定位是指运动载体实时测出接受天线所在的位置，而导航则是指GPS接收机在测得运动载体实时位置的同时，还测得运动载体的速度，时间和方位等状态参数， 进而可“引导”运动载体驶向预定的目标位置。作为从军方发展起来的产品，根据其用途不同（民用和军用两种），GPS定位分为标准定位服务SPS（Standard Positioning Service）和精确定位服务PPS （Precise Positioning Service），其通常由空间导航卫星、地面监控站组和用户设备三部分组成。

70年代初期，美国国防部为满足其军事部门海陆空高精度导航、定位和定时的需求而建立了GPS。80年代以来尤其90年代以来，GPS卫星定位和导航技术与现代通信技术相结合，在空间定位技术方面引起了革命性的变革。用GPS同时测定三维坐标的方法将测绘定位技术从陆地和近海扩展到整个海洋和外层空间，从静态扩展到动态，从事后处理扩展到实时（准实时）定位和导航，从而大大拓宽了它的应用范围和在各行各业中的作用

1.3遥感技术（RS）

遥感（Remote Sensing），是一种远距离不直接接触物体而取得其信息的探测技术。即指从远距离高空以及外层空间的各种平台上利用可见光、红外、微波等电磁波探测仪器，通过摄影和扫描、信息感应、传输和处理，从而研究地面物体的形状、大小、位置及其环境的相互关系与变化的现代综合性技术。

遥感是由美国Pruitt提出的名称，1962 年美国地理学会正式公开使用。1972 年美国陆地卫星发射成功，MSS图像获得巨大效益，得到世界范围的认可和支持，使遥感成为一门高新技术并得以长足发展。遥感用于实时或准实时、快速地提供目标及其环境的语义或非语义信息，发现地球表面的各种变化，及时地对GIS进行数据更新。遥感技术朝着多传感器、多遥感图像的空间分辨率、多光谱分辨率和多时间分辨率，以及对遥感图像自动判读的精确性、可靠性和定量量测的精度都在不断地提高，使之不仅用于观测和监测地面变化，而且主要用于地表信息的采集和更新，成为地理空间基础框架建设中空间数据获取与更新的基本手段之一[4]。遥感技术将进一步与GIS和GPS结合，广泛应用于数字城市建设、生态环境保护、自然灾害监测与预报以及资源调查与评估等领域。

2.3s的关系

GIS、GPS与RS三者功能上存在明显的互补性，在实践中人们渐渐认识到只有将它们集成在一个统一的平台中，其各自的优势才能得到充分发挥。

对于GIS来说，全球定位系统（GPS），遥感（RS）提供了极为重要的实时、动态、精确获取空间数据的方法，是GIS的重要数据源。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。GIS与RS的结合中，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.对于RS和GPS而言，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。

从信息和系统运转的流程来说，RS，GPS是数据采集阶段获取信息的的方法和手段，GIS是数据处理阶段信息分析演算的工具，在结果输出和运用阶段，GPS和GIS则协同作用，为用户提供决策参考和依据。

3.3s集成现状与发展

“3S”是指将GIS，GPS，RS三种对地观测新技术及其他相关技术有机地集成在一起。目前，3S在空间信息获取与处理、海量信息管理，以及信息集成分析应用中已日益成熟，并达到产业化应用。

3.1 GIS与RS的集成

遥感是地理信息系统重要的数据源和数据更新的手段。相反，GIS则是遥感中数据处理的辅助信息，用于语义和非语义信息的自动提取。GIS与RS可能的结合方式包括：分开但是平行的结合（不同的用户界面、不同的工具库和不同的数据库）、表面无缝的结合（同一用户界面，不同的工具库和不同的数据库）和整体的结合（同一个用户界面、工具库和数据库） 。

近年来我国关于RS和GIS结合集成研究较多，经历了由初步探讨向逐渐成熟发展的过程。其应用主要包括两个方面：一是RS数据作为GIS的信息源；二是GIS为RS提供空间数据管理和分析的手段。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。在应用GIS空间分析的功能为RS数据提供空间数据管理和分析的研究中，多是考虑GIS的DEM 数据、气候、环境等因素的空间分布。

3.3 GIS与GPS的结合

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。

GPS是全球定位系统，利用GPS接收机，可以直接测定地面上任一点的三维坐标。GPS与GIS相结合可以实现电子导航，用于交通管理、公安侦破、自动导航，也可以用作GIS实时更新。如果再加上CCD摄像机实时摄像和配以影像处理，则可以形成实时GIS运行系统，用于公路、铁路线路状况的自动监测和管理，以及作战指挥系统等。

3.3 RS与GPS的结合

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[5]。此外，利用RS数据也可以实现GPS定位遥感信息查询。

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。

为了实现真正的“3S”技术集成，需要研究和解决“3S”集成系统设计、实现和应用过程中出现的一些共性的基本问题，如“3S”集成系统的实时空间定位、一体化数据管理、语义和非语义信息的自动提取、数据自动更新、数据实时通讯、集成化系统设计方法以及容图形和影象的空间可视化等，为进一步设计和研制实用的“3S”集成系统提供理论、方法和工具。

4.结论

“3s”的集成是GIS，GPS和RS三者发展的必然结果。三者最初独立发展，但各有优缺点，因此有了“3S”的两两结合，其中应用最广泛，技术最成熟的当属GIS与RS的结合，二者结合的关键在软件，即实现图形和图象的真正集成。后来，动态监测，作物估产等领域的应用又把“3S”的完全集成推上了历史舞台，从而揭开了地理学等学科发展的新篇章。

3s遥感技术篇7

关键词： 遥感技术；全球定位系统；地理信息系统；土地整理；土地开发；工程量复核

中图分类号：F301.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）17-0201-03

0 引言

土地整理复垦开发是增加耕地面积的有效手段，也是实现耕地总量动态平衡的重要途径。随着信息技术的迅猛发展，3S技术已渗透到现代社会的各个领域，为了响应国土资源部号召，土地整理复垦开发工程量复核工作将充分利用信息技术，特别是3S技术，加速形成以数据流为主线的国土资源规划体系，实现土地资源的最优配置，提高现代化管理水平。

1 “3S”集成简介及应用现状

“3S”是RS（遥感）、GPS（全球定位系统）、GIS（地理信息系统）的简称，是目前对地观测系统中空间信息获取、存贮管理、更新、分析和应用的三大支撑技术。“3S”的结合应用，取长补短，是一个自然的发展趋势，三者之间的相互作用形成了“一个大脑，两只眼睛”的框架，即RS用于实时、快速地提供大面积地物及其周边环境的几何与物理信息及各种变化参数，它是获取土地信息的主要手段，可以更加迅速、更加客观地监测土地变化信息，同时由于遥感数据的空间分布特征，可以作为地理信息系统的一个重要数据源，以实时更新空间数据库。GPS主要用于实时、快速的提供目标的空间位置，为所获取的空间及属性信息提供准确、实时的地理空间及地面高程模型。GIS则是综合处理与分析多源数时空数据的理想平台，并且反过来指导RS和GPS数据采集，这也正是RS、GPS、GIS三者相互集成的契合点。

3S技术集中了空间、电子、计算机、数据库、信息、通讯、人工智能和地球科学等众多学科的最新发展成就，在农业、林业、水文、地质、海洋、气象、测绘、城市与区域规划等学科和国民经济建设的重要领域已得到了广泛应用，取得了明显的经济效益和社会效益。特别近几年来，3S技术在关系国计民生的国土部门的应用也越来越普遍、深入，在南方发达的广东、浙江、江苏等省份得以大力推广应用，但由于受经济、政策导向、公众意识等条件的制约，中部和西部欠发达省份推广较慢。

2 “3S”在土地整理复垦开发项目工程量复核工作中的集成

“3S”技术在土地整理复垦开发项目工程量复核工作中的集成主要基于以下方法：利用RS技术获取遥感影像数据，生成DEM及制作正射影像图；利用GPS采集地面点作为像控点进行影像的校正和配准，通过多源数据融合，提高地物的空间分辨率；将遥感影像与l：1万土地利用现状图套合分析光谱特征建立地类光谱样本知识库；利用计算机进行自动分类，对自动分析征不明确的图斑，进行人机交互解译，并辅以GPS技术进行全面野外调查，进行人机交互后处理；利用GIS技术建立土地资源信息库，从而进行项目范围、工程量布局、工程量计算等分析，为土地整理复垦开发项目工程量复核提供决策服务，并完成工程量复核认定表编制、工程量复核认定报告及工程量复核专题图编制工作。其对应的工作流如图1所示。

“3S”技术在土地整理复垦开发项目工程量复核工作中的集成技术路线如图2所示。

以上“3S”技术的集成不是简单的合成，更不是相互独立的，而是有机、整体的集成，做到表面上无缝集成，数据传输则在内部通过特征码相结合。这一集成过程需要着重解决“3S”集成系统的实时空间定位、一体化数据管理、语义和非语义信息的提取、数据自动更新、数据实时通讯、集成化系统设计方法以及图形和影像的空间可视化等关键问题。归纳起来，需要解决的理论问题及关键技术有二：一是数据的结构要统一；二是数据接口要匹配、畅通。

3 “3S”技术集成应用实践

3.1 应用背景 为加强土地整理复垦开发项目实施过程管理、完善验收组织和程序、强化竣工验收，使验收工作制度化、规范化，标准化、客观化，云南省国土资源厅特开展土地整理复垦开发项目工程量复核工作。工程量复核工作是项目竣工验收的前提和基础，复核工作分为：工程量复核和复核报告编制两项工作。其中：工程量复核包括基本工程量复核和细部工程量复核。

在复核工作中有以下几点核心需求：①需要用GPS地面控制点，对原始影像进行校正、配准与镶嵌和多源影像数据的融合，在后期处理中，还需要利用GPS技术外业施测土地位置、范围、工程量信息，更新图、数据库；②需要利用RS技术对获取的高分辨率、多时相的遥感影像数据进行光谱特征，建立地类光谱样本知识库，并对图斑进行解译分析；③需要利用GIS技术，建立土地资源信息库，并利用GIS空间分析进行项目范围、工程量布局、工程量计算等分析计算。因此，将“3S”技术集成应用于云南省土地整理复垦开发项目工程量复核工作之中具有强烈的现实需求。

3.2 应用实践

3.2.1 RS在云南省土地整理复垦开发项目工程量复核中的应用 遥感技术在大面积土地资源调查方面已有大量成功实例。随着1米及更高的高分辨率遥感影像的普遍应用，遥感数字影像分类技术的提高及计算机技术的发展，近年来兴起在计算机上进行遥感影像的自动判读和人工目识判读，解译的结果可以直接记入到地理信息系统中，使工作效率大大提高。跟以往土地利用现状信息提取方法相比，这一技术方法具有周期短、精度高、可操作性强、信息更新和提取速度快等特点，是未来的土地资源信息获取、提取、分析和更新发展的主要方向之一。

对于土地整理复垦开发项目，利用高分辨率遥感影像，辅以其它背景资料，通过自动和目识解译，便可将现状土地利用信息快速准确地提取出来，并能较高质量地绘制1：2000-1：5000的土地利用现状图，为满足工程设计需要补测一些高程点，这样就可以为土地整理复垦开发项目工程量复核提供基础资料，以便与竣工图进行叠加分析。

3.2.2 GPS在云南省土地整理复垦开发项目工程量复核中的应用 GPS在云南省土地整理复垦开发项目工程量复核中的应用主要体现在以下两方面：①由于遥感影像在采集过程中受传感器自身及气候、温度等外界因素影响，刚采集的影像误差较大，不易判读，需进行校正处理。这时可利用GPS技术在实地进行采点，作为像控点，对遥感影像进行纠正。②在计算机和人机交互都不易判读的图斑位置边界，以RS影像上分类图斑为引导，利用正射影像图初步确定变更图斑，参考土地利用现状图和土地变更资料，实地验证图斑的地类和范围，对部分边界不易判读的图斑采用GPS接收机，利用差分技术来完成变更地物位置的界定，以快速准确地获取必要的土地及工程量信息。

3.2.3 GIS在云南省土地整理复垦开发项目工程量复核中的应用 土地整理复垦开发项目工程量复核工作中，利用功能强大的GIS软件平台建立土地利用信息数据库、复核土地平整工程量、生成竣工图及工程量复核图等，能够大大提高土地整理复垦开发项目工程量复核工作的效率。

①建立土地利用信息数据库。依据有关的国家标准和技术规程，把整理好的测量图形和外业记载表形成数据交换文件，利用GIS构建土地利用信息数据库（图3），对整理前后的土地利用现状各地类面积能自动量算和分析，特别是对项目区范围、项目区农田水利工程、田间道路工程和土地平整工程的布局及工程量能自动进行量算和分析。

②生成DEM进行填挖方量计算，进行一步复核土地平整工程量。在土地开发整理项目中，传统计算填挖土方量的方法，采用现场施测，即先利用经纬仪和皮尺布设方格网，打定距桩，方格网边长需根据地形情况而定。各桩点的地面高程则采用面水准测量方法施测。由于种种客观条件的限制，这种作业方式不仅工作量大，工作效率低，而且误差较大。如果利用GIS的数字高程模型辅助计算，则将大大提高计算的精度和工作效率。对于土地平整中所需建立的DEM，GIS软件只需用户输入离散点的三维坐标值，系统则自动构建DEM，表现形式为三角网，等高线和三维仿真地面模型。有了数字高程模型，GIS可自动构建TIN（不规则格三角网），这样就可以便捷地算出项目区填挖方量（图4）。还可以利用DEM数据进行一定坡度的面状范围分析，与耕地范围叠置分析出该坡度以上的耕地，得到项目区内的各种土地利用数据后与规划设计的土地平整工程量进行比对，进一步地复核土地平整工程量。

③利用GIS软件提供的模拟功能，通过输入相关的土地信息，可以直接获得项目竣工图与工程量复核图逼真的对比效果，为土地整理复垦开发项目工程量复核的客观性以及复核效果提供决策依据。如下图5、图6所示。

4 结束语

通过对云南省几个土地整理复垦开发项目工程量复核的实践表明，将3S技术集成应用于项目工程量复核之中，为查明重点土地整理复垦开发项目区土地位置、范围、数量、地类、工程量布局、工程量核算，分析规划设计工程量、变更工程量和复核工程量之间的差异提供了自动化、智能化的技术保证，从而为决策的科学化、高效化奠定基础。可以预见，随着3S技术集成应用的不断深入，必将在数字国土方面发挥着更加重要的作用。

参考文献：

[1]邬伦，刘瑜，张晶，等.地理信息系统-原理、方法和应用[M].北京：科学出版社，2001：289-299.

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[4]鹿心社.论中国土地整理的总体方案.http：///gtyj.

3s遥感技术篇8

关键词：3S技术；乡土地理；应用；实现方法

中图分类号：G633.55

国家自然科学基金（项目编号：41071105；41271197）

1引言

乡土地理教学是中学地理教学的重要组成部分，在实现中学地理教学目标中起着不可替代的作用。乡土地理形象、具体、生动，其教学目标的实现需要借助现代的地理信息技术及相关的计算机技术。目前，国内诸多学者对乡土地理及乡土地理教学的内涵、重要性及作用做了大量的研究总结[1-3]，并从地理课程设置、地理教材编写、教学模式调整等方面提出了很多建设性意见[4-5]。关于3S技术在中学地理教学中的应用，很多学者从3S技术在地理教学中地位、重要性和必要性入手，分析了目前存在的问题，并在此基础上提出若干解决途径[6-7]。在梳理这些研究成果的基础上，本文重点分析了乡土地理教学中3S技术的应用及实现方法。

2 乡土地理及教学

“乡土”一词， 按《辞海》的解释，是指“家乡、故土”，亦泛指“地方”。乡土地理是区域地理研究的基本组成部分，它以地方的人地关系结构演变及其可持续发展为核心，研究地域人文脉络与地缘关系为一体的地理历史综合体[8]。对于中学地理教学而言，乡土地理主要是指本县（市）地理。乡土地理教学是用乡土地理知识培养教育中学生的教学活动，它是中学地理教学的重要组成部分，地理综合性学习的良好载体。

中学地理教学中重视乡土地理教学具有以下几点意义：（1）有助于学生认识家乡的地理环境，增强爱家、爱乡、爱国的情感；（2）乡土地理的学习基本实现了地理教材理论知识与实践的结合，能将书本上的知识进一步形象化和具体化地展现给学生，激发中学生学习地理的兴趣，也是素质教育的重要渠道：如能够培养学生的环保意识、促进学生树立可持续发展的观念；（3）通过乡土地理教学，有利于培养学生的创新精神，提高学生实践能力和探究性学习能力。

3 3S技术及其与乡土地理教学关系

3.1 3S技术简介

3S技术，即遥感（ Remote Sensing，RS）、全球定位系统（ Global Positioning System， GPS）和地理信息系统（Geographical Information System，GIS ）的统称[9]，三者紧密联系并构成现代地理技术的核心。在功能上三者各有侧重，RS与GPS侧重于获取地理数据，GIS侧重于分析地理数据。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技术和手段。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。

3.2 3S技术与乡土地理教学的关系

在乡土地理教学中应用3S技术是适应教学方式变革的要求，是创新教学模式的需求，是与现代信息技术同步发展的需要，也是数字时代、网络时代乡土地理教学的特征之一。

乡土地理具有较强空间性、区域性、综合性等特点，在现有的条件下，只凭传统的教具和教学模式难以解决教学过程中的难点。基于乡土地理的特点，将信息技术中的高端3S技术用于中学地理教学过程中，推进3S技术与乡土地理教学的整合，可以显著提高教学效果。首先，将3S技术引入乡土地理教学，其方法和内容都具有时代性、前沿性和多样性，可以促进课堂教学整体优化，激发学生学习地理的兴趣，让学生在轻松、自如、活泼的课堂氛围中进行积极、主动的学习；其次，3S技术可以灵活地实现地图操作，教师可根据乡土地理教学目标制作出需要的专题地图，满足课堂教学中的地图教学；另外，通过3S技术可以方便地获取与乡土地理有关地理信息，丰富乡土地理教学的内容，开阔学生视野，加深学生对问题的认识；其能够高效、快捷的处理容量很大的地理空间数据，而且能够在短时间内进行分析数据，得到想要的数据结果，满足教师的教和学生学的要求。

4 3S技术的应用及实现方法

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技术和手段。当前国内外诸多环境、社会问题的解决均有利用3S技术，如2008年汶川大地震发生后相关部门使用RS获取区域地震前后遥感影像并进行对比，分析灾区受灾程度为救援提供详细参考；同时，在社会发展问题上3S技术也有用武之地，如当前诸多城市利用3S技术建立了城市管网系统。

3S技术在中学地理教学中的运用受到诸多关注，但效果不甚理想。3S技术复杂且需掌握相关的综合知识，加之中学地理教师对相关知识了解程度不一，在教学中难以得到充分的运用。关于3S技术在地理教学中的运用已有诸多论述，但多数基于宏观叙述并无实际操作性可言，具体教学中，特别是乡土地理教学中3S技术的具体实现方式介绍者较少，基于此笔者尝试简单介绍3S技术在乡土地理教学中的具体实现方法，以乡土地理教学中介绍乡土中的河流、湖泊为例，具体教学区域为安徽省六安市霍邱县，重点介绍了3S技术中的RS及GIS的应用及实现方法。

4.1 RS

使用具体的遥感软件处理遥感影像对于中学地理教师难度较大，这里主要建议使用Google earth获取相关遥感素材。Google earth是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件，它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上，使用了公共领域的图片、受许可的航空照相图片、Keyhole间谍卫星的图片和很多其他卫星所拍摄的城镇照片。地理教师可使用该软件直接获取大量有关乡土地理的遥感影像，从中分析乡土地理中的地形、植被、河流、水文等地理要素。

首先，使用Google earth获取霍邱县区位图，如图1。对于Google earth的操作比较简单，可以直接剪切需要的区域即可。同样，截取霍邱县城西湖、城东湖遥感影像（图2）及临淮岗（图3）。此外，实际操作中会遇到一个问题：高清下的区域比较小，很难剪切出需要的整个区域，对此，可借用Photoshop中的合并工具，具体过程如下：分块逐个剪切各高清区域（相邻的两块间需重复一部分进行剪切），打开Photoshop软件，点击【文件】>【自动】>【合并】，选择“拼贴”，导入各块图片即可得到需要区域的清晰图片。通过这种方式能够得到乡土地理教学需要的绝大部分素材，从而为教学提供帮助4.2 GPS

在乡土地理教学中，GPS的辅助不如GIS、RS广泛，在野外实地调查中运用也较少。GPS精于获取大量可靠的地理位置数据，能够提供可靠的空间位置信息，但这点在乡土地理教学中用处并不明显；但GPS支持下发展开来的地图导航可以为乡土地理教学提供帮助，如智能手机中的导航软件，在乡土地理实践教学时可为学生提供精确的地理位置服务。地理教师在乡土地理野外调查时可携带智能手机，使用相关导航软件获取需要的地理信息，为教学提供服务。（相关导航软件推荐：1、百度导航；2、高德地图；3、老虎地图…）

4.3 GIS

使用GIS软件针对乡土地理的教学内容绘制形式多样的专题地图，在乡土地理教学中加以运用能够有效提高教学效果。在对霍邱县河流、湖泊进行教学时可绘制霍邱县水系简图（图4），这里可以通过两种方式绘得：（1）矢量化区域地图，在电子地图中提取专题地图需要的河流、湖泊要素，绘制成图；（2）直接配置出图，在已有该区域GIS数据的情况下，可直接配置出图。关于乡土地理教学需要的全国基础数据均可通过网上获取。此外，还可运用GIS的分析功能表现出乡土地理环境的变化。

在地理教学中应用GIS有一定难度，中学地理教师需对GIS软件操作熟练才能充分利用GIS提供的各种功能。GIS软件较多，国际上以ARCGIS最为通用、兼容性最好，还包括MapInfo、MapGIS、GeoStar、SuperMap，其中SuperMap国产化程度较高，较易掌握。对于GIS的学习与应用提供几点建议：（1）熟练掌握基本绘图及简单分析，GIS拥有强大的制图及分析功能，对地图的编辑、修改、输入、输出…仅是GIS软件最为基础的功能，其强大的分析功能并不需要地理老师全面掌握；（2）学习主流软件，GIS软件已实现普及，选择性较强，笔者推荐国际通用的GIS软件――ARCGIS，其已经更新至10.0以上并有汉化中文版，GIS相关数据均能实现兼容，且市面上可供学习教材最全；（3）选择合适的教材，使用不同的软件配套相关教材，对于GIS的理解才能比较系统，建议选择ARCGIS10.0以上版本。

河流、湖泊的遥感影像图片及相关专题地图，为教学的展开提供便利。在介绍霍邱县河流、湖泊时呈现形象的遥感影像资料，学生能够快速掌握家乡的河流与湖泊的位置、轮廓。同时，老师可以让学生描述其所接触的河流及湖泊的实际情况或讲述相关的故事，教师汇总后便可介绍出带有乡土情怀的河流及湖泊，这里的乡土是学生亲身感受着的自然环境，因而能够激发学生学习兴趣，提升教学效果。

5 结语

随着社会经济不断发展、新技术不断更新，地理学的发展充分吸收了现代计算机信息技术，GIS应运而生并成为学科发展的得力助手，推动着学科的不断发展。中学地理教师是地理学发展的重要基础，学科发展要求地理教师必须掌握及运用现代地理学基本技术，以促进教学的进步、学科的发展。在中学地理教学中（特别是乡土地理教学中）通过3S技术的运用不仅能够提高教学的效果，还能激发学生对地理的学习兴趣，让学生多方面了解地理学丰富的内容。

参考文献：

[1]薛恒红.中学地理教学中应重视乡土地理教学[J].科技信息（学术研究），2008（2）：286.

[2]赵兵.乡土地理在中学地理教学中的重要性[J].科学咨询（教育科研），2010（35）：83.

[3]于丽萍.乡土地理与地理教学[N].鸡西大学学报，2008，2（3）：4-5.

[4]张兆颜.对乡土地理教学资源开发与利用的探究[J].中学教学参考，2012（30）：49.

[5]邱国锋，杨载田.对新时期乡土地理教学几个问题的探讨[N].海南师范学院学报：自然科学版，2002，15（4）：181-184.

[6]陈尔寿.加强乡土地理教学，为乡土建设服务[J].课程-教材-教法，1989（4）：54-57.

[7]王涛玲，汤国安，杨秀萍.中学GIS教育中存在的问题与解决途径[J].地理教学，2012（24）：24-27.

3s遥感技术篇9

关键词 3S技术；国土资源；大调查；应用

中图分类号 TP399 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)072-0203-01

随着3S技术的出现以及广泛的应用，许多行业的发展里都需3S技术。当前我国的国土资源在大调查中与3S技术的应用就紧密联系。且对国土资源的大调查应用起着十分重要的影响意义。介于此本文就3S技术在我国国土资源大调查中的应用方面的相关问题进行简要的分析与概述。

1 3S技术的发展

3S技术是关于GPS技术，RS技术和GIS技术；即是空间技术、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。所以这是综合技术为一体，新时代科技的又一次伟大的创新研究。然而随着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。因此在当代3S技术的应用广泛且深刻，具有良好地发展前景：GPS技术应用在交通，石油，地质，测绘，环境等。 RS技术应用在资源环境，气象，防灾减灾，道路工程勘测等。GIS技术应用在市政工程，移动通讯，规划管理，交通调度等。总之，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建设中。 因此，这三项合为一体化的3S技术在当前的发展中至关重要。

2 3S技术之间的联系及重要性

1）RS遥感是以航空摄影技术为基础，在20世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。开始为航空遥感，自1972年美国发射了第一颗陆地卫星后，这就标志着航天遥感时代的开始。经过几十年的迅速发展，目前遥感技术已广泛应用于资源环境、水文、气象，地质地理等领域，成为一门实用的，先进的空间探测技术。

2）GIS是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。这是GIS的本质，也是核心。物质世界中的任何事物都被牢牢地打上了时空的烙印。人们的生产和生活中百分之八十以上的信息和地理空间位置有关。地理信息系统作为获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具、技术和学科，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。由于信息技术的发展，数字时代的来临，理论上来说，GIS可以运用于现阶段任何行业。 从技术和应用的角度，GIS是解决空间问题的工具、方法和技术。

3）GPS全球定位系统是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的。然而经过20余年的研究实验，也基本完成许多3S集成系统。3S集成系统可以自动、实时地采集、处理和更新数据，还能够智能化地分析和运用数据，为各种应用提供科学的辅助决策，并能够回答用户提出的各种复杂问题。

4）总之，3S的整体集成应用更为广泛，相互之间取长补短，功能也更为强大。因而从目前来看3S集成技术已是必然的发展趋势。

3 国土资源大调查

我国自1999年以来，国土资源部中国地质调查局牵头开展了全国地质调查工作，在此期间实现了很多的调查项目。然而，随着新时期的不断发展要求“十一五”规划的到来，地质调查工作也在进行着不断的更新：要突出基础、依靠科技，创新机制、统筹部署，突出重点、强化实施。因此，新时期国土资源发展目标：围绕填补和更新一批基础地质图件，提高基础地质工作程度；加强土地利用状况调查评价与监测，满足土地管理工作要求与经济建设需求；评价全国矿产资源潜力和重点区域矿产资源远景，实现找矿找水新突破；评价重点地区地质环境与灾害，提高地质灾害预警水平；建立较为完整的国土资源信息化体系，初步实现国土资源调查评价、政务管理和社会服务三个主流程的信息化；研发和引进一批资源调查与利用的关键技术，初步建立国土资源调查评价科技支撑体系。为国土资源规划、管理、保护和合理利用服务，为资源、环境和经济、社会的协调发展服务。具体的。

1）资源调查：全面完成矿产资源潜力评价与储量利用调查。加快推进矿产远景调查。加强深部找矿勘查示范。探索建立矿产勘查新机制，引导和拉动商业性矿产勘查。新发现矿产地200处，提交具有大型以上远景的矿产地20余处，形成一批资源接替后备勘查基地。

2）基础地质：提高重点成矿区带基础地质工作程度。完成青藏高原基础地质调查成果集成和综合研究。完成城市地质调查、农业地质调查试点示范。实施土壤现状调查及污染防治专项。

4 应用方面措施

1）加强组织领导：充分发挥各级领导部门的作用，加强各级国土资源主管部门与科技主管部门的联系合作，整合科普资源，联合开展国土资源工作。

2）加大经费投入：各级国土资源主管部门与科技主管部门每年投入一定的科普经费用于支持技术的更新改造。

3）充分发挥3S技术的力量带动作用：强化国土资源领域各工作专项项目责任，鼓励以3S技术的推广与应用。

4）相互学习，加强国际交流与合作。加强与国际相关机构、组织的交流合作，支持科研院所、相关事业单位开展有关国际合作。不断的对3S技术的合理运用提供更好的使用办法。

5）重视技术推广，紧密结合技术在我国国土资源大调查中的应用以及未来的良好发展前景。

5 结束语

综上，国土资源工作既事关经济社会发展大局，又事关人民群众切身利益，更事关社会和谐稳定。因此要合理开发利用资源，保证我国经济和社会的可持续发展。所以在实际的工作中要充分利用现代的3S技术，使之在国土资源的大调查中分发挥其推动

作用。

参考文献

[1]张廷秀,陈殿义,聂立军.遥感技术在国土资源调查中的应用[J].吉林地质,2003,04.

[2]周儒欣,张达,王宇.中国的GPS[J].软件世界,2002,12.

[3]何国栋,张岩.利用3S技术进行土地利用现状变更[J].电脑开发与应用,2002,08.

3s遥感技术篇10

关键词：3S 技术 水文 水文监测 作用

中图分类号： P331文献标识码：A 文章编号：

一、水文监测工作中广泛应用 3S技术的必要性

3S 是指全球定位系统 GPS、遥感RS 以及地理信息系统 IS 的总称，三者在水文监测中发挥的作用不尽相同，但是都具备自身的优点和一些不足，但是在促进水文监测工作的发展中都具有重要的意义。水文监测工作中广泛应用3S技术的必要性主要体现在以下方面：首先我国的水资源形势要求实现 3S 技术与水文监测工作的结合，我国水资源总量大但是人均所有量只能达到世界平均水平的四分之一，并且我国的水资源在时间和空间上分布及不均匀，给水位的全面观测也带来了一定的困难。在我国水资源短缺的同时水资源的污染也对人们的生活以及社会的生产产生了极为严重的负面影响，并且造成了我国水资源供需矛盾的日益尖锐，对我国水文状态的把控以及对水资源合理的进行开发和利用具有紧迫性，在这种背景下 3S技术与水文监测的结合能够提高水文监测的质量并且能够解决一些传统水文监测中难以解决的一些问题，所以在水资源形势的要求下，在水文监测中广泛的应用水文 3S 技术是其必然要求。另一方面我国水文现代化的需求要求在水文监测中实现与 3S 技术的结合，水文现代化的发展要求在水文工作中不断实现与现代科技的结合以推动水文工作的持续发展，而 3S 技术作为当前社会科技中较为先进的技术应当在水文工作中尤其是水文工作的基础内容水文监测中发挥出重要的作用，所以对 3S 技术的广泛应用是我国水文现代化发展的必然趋势。

二、3S 技术的优势以及在水文监测中的重要作用

全球定位系统 GPS 主要由 GPS 卫星、地面监控站以及用户的系统与设备组成，GIS 以距离为基本观测量，并且测距的时间较短，所以可以实现动态观测，并且具有自动化和可全天候观测的特点，大大的节省了水文监测的人力，并且也促进了水文观测效率的提高。遥感技术 RS 中的航天遥感同样是以卫星为基础，遥感技术在水文监测中具有监测范围广、采集信息速度快且周期短的特点，并且监测中受到的限制条件少、获得信息的手段多且能够获取大量的信息，遥感技术在水文监测中对信息的获取和处理是人力所不可及的，所以遥感技术的应用给水文监测工作带来了质的飞跃。地理信息系统 IS 的组成要素包括计算机软硬件、数据以及用户，地理信息系统涉及到很多学科的渗透与交叉，如地理学、统计学、测绘学等，地理信息系统作为一个完整的计算机系统所处理和分析的数据与地球表面的位置是息息相关的。3S 技术或者三者的集成技术在社会发展中被广泛运用并发挥着重要的作用，其中水文行业中对 3S技术的应用也十分活跃，并且在不断的研究与实践中，3S 技术在水文中发挥的作用也将越来越重要，而 3S 在水文监测中的作用主要体现在以下几个方面。

（一）对冰川的检测与计算

对冰川的检测主要是对其面积和分布进行计算，对融雪的检测则包括对积雪中水的含量、积雪的密度和厚度以及云量等进行检测，而仅仅依靠人力来进行这些工作即使能够完成也需要耗费很多的时间和财力，而 3S 技术的应用可以通过卫星的使用根据卫星与图以及计算的数据来轻易的掌握冰川以及融雪的数据。

（二）对降水量的预测和计算

降水量是影响水文变化的重要因素，同时也是水文监测中的重要内容。对降水量的计算和预测主要是受到空间和时间差异的局限性，所以传统的对降水量预测和计算的方法缺乏精确性。而 3S 技术的应用尤其是 RS 技术的应用则能够快速的对一个区域内的降雨进行分析，包括降雨的空间分布以及大气水汽含量等，对区域内降雨的预测、计算以及掌握区域内降雨的规律都有重要意义。

（三）对水文灾害的检测与评估

我国的水文灾害频发对人民的生命安全以及财产安全都造成了很大的威胁，对于水文灾害的防治我国实现了遥感检测评估系统的不断完善。3S 技术在洪水预报中能够通过卫星图像来使决策者获取陆地覆盖信息，并能够用用于各类模型的建立以对洪灾造成的损失进行预测，同时能够对洪水风险以及灾害进行评价，很大程度上指导了我国在防洪抗灾方面的决策。渍涝则可以通过GIS 技术来测量与渍涝密切相关的因素如土壤与温度等来实现对灾害的评价。

（四）对水体污染的监测

在传统的水文监测工作中由于系统全面的水质监测资料严重缺乏制约了短期内水质的预测，而在水质监测资料完善的过程中，水样的获取又对人力和财力提出了较高的要求，同时许多地区的水样通过人力获取的难度很大，而RS 技术作为一种新的技术手段为水样的获取提供了一个新的途径，并且获取的范围大，对水质的监测与预测都具有重要的推动作用，尤其是在当前水污染形势较为严峻的情况下 RS 技术在水污染的监测与及时的防治方面具有重要的意义。

（五）建立矢量图形和遥感影像库

根据我们所做研究的总体目标和/3S0的技术特点,需要收集的基础资料主要是沿江区域的图形资料和图像资料。其中图形资料包括沿江的各种地形图、行政区图、土地利用现状和植被分布等专题地图,尤其是要收集已有的电子地图,这些资料中包含着我们所必需的空间信息。收集地形图的目的主要是提取当地的高程数据以建立数字高程模型(DEM),以及对遥感图像进行几何配准和校正。为了使研究的最终成果发挥最大的效用,要求所收集的地形图比例尺要大,其中的高程数据也要尽可能地精确。如果比例尺过小,可以应用GPS技术来补测数据以放大比例尺。对于坡度变化较大且等高线较稀疏的地方,也需要应用GPS技术补测数据以对等高线做加密处理。因为所有的分析和计算都是基于电子数据的,所以要通过GIS对收集到的非电子形式的图形资料数字化,建立起矢量图形库。目前用得最多的遥感图像种类有TM图像和SPOT卫星影像。SPOT卫星具有两个重要特点:一是能形成立体观测,以东西不同视角对同一地方进行观测所得到的一对影像,通过GIS软件的自动相关处理可以直接生成DEM;二是具有指令控制编程系统,可以通过编写指令控制卫星的观测范围以满足某些特定的应用,提供了对数据可靠性的最大保障,这在同步监测、长期监测、动态监测等对数据时间、质量要求严格的应用领域非常可贵。

结语：

随着社会进步不断对水文监测工作提出新的要求，水文监测工作需要在技术方面取得较大的突破，而在这种背景下，现代信息技术的发展为水文监测技术的不断更新提供了有力的保障，许多先进的技术如 3S 技术等都被应用于水文监测行业以促进水文监测工作效率和质量的提高，同时也使水文监测工作能够在推动社会发展方面做出更多的贡献。本文简单的对 3S 技术广泛应用于水文监测行业的必要性做出论述，同时对 3S 技术在水文监测工作中的作用进行了探讨。

参考文献：

[1] 毕华兴、中北理：《遥感和地理信息系统与水文学整合研究进展》，《水土保持学报》，2002 年 02 期。

[2] 张金存、魏文秋、马巍：《洪水灾害的遥感监测分析系统研究》，《灾害学》，2001 年 01 期。