3S技術(shù)及其發(fā)展與應(yīng)用

3S技術(shù)及其發(fā)展與應(yīng)用一、3S的概念及基本知識(shí)"3S"技術(shù)是英文遙感技術(shù)（RemoteSensingRS）、地理信息系統(tǒng)（GeographicalinformationSystemGIS）、全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystemGPS）這三種技術(shù)名詞中最后一個(gè)單詞字頭的統(tǒng)稱。"遙感"，顧名思義，就是遙遠(yuǎn)的感知。地球上的每一個(gè)物體都在不停的吸收、發(fā)射和反射信息和能量。其中的一種形式-電磁波早已經(jīng)被人們所認(rèn)識(shí)和利用。人們發(fā)現(xiàn)不同物體的電磁波特性是不同的。遙感就是根據(jù)這個(gè)原理來探測地表物體對(duì)電磁波的反射和其發(fā)射的電磁波，從而提取這些物體的信息，完成遠(yuǎn)距離識(shí)別物體。遙感技術(shù)的實(shí)際操作雖然很復(fù)雜，但其結(jié)果在我們每個(gè)人的生活中，天天都能用到！您也許每天都收看電視臺(tái)的"天氣預(yù)報(bào)"吧，"天氣預(yù)報(bào)"中所播放的"衛(wèi)星氣象云圖"就是由"氣象衛(wèi)星"拍攝的"云"的圖像。氣象觀測只不過是遙感技術(shù)眾多應(yīng)用的一個(gè)領(lǐng)域。地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）,信息總量中有85%的信息是與地理位置有關(guān)的信息。與地理位置有關(guān)的信息，就叫地理信息。這樣的信息相當(dāng)廣泛，如耕地的分布、林地的分布、城鎮(zhèn)的分布、樓房等建筑物的分布、道路、河流、海岸、人口、醫(yī)院、學(xué)校、企事業(yè)單位、管線、派出所、商店、井位、門牌、電閘、水表、開關(guān)等等，只要能用"位置"去描述的東西，都屬于"地理信息"，遙感所提取的信息也全部包含在地理信息之中。全球定位系統(tǒng)（GPS）,一種系統(tǒng)，由處于2萬公里高度的6個(gè)軌道平面中的24顆衛(wèi)星組成。此系統(tǒng)用于在任何時(shí)間，向地球上任何地方的用戶提供高精度的位置、速度、時(shí)間信息，或給用戶提供其鄰近者的這種信息。我們知道，一張像片是沒有坐標(biāo)的，而像片上的信息，特別是遙感圖像上的信息，是需要定出位置的，只有"有位置的信息"，才能成為地理信息。那么怎樣來給遙感像片確定位置呢？有一種方便、快捷的手段，就是"全球衛(wèi)星"定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)是通過太空中的24顆GPS衛(wèi)星來完成的。只需其中3顆衛(wèi)星，就能迅速確定您在地球上的位置。您在確定位置時(shí)，僅需要一臺(tái)像手機(jī)大小的"衛(wèi)星定位儀"就可以了。二、3S技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展隨著3S技術(shù)的不斷發(fā)展，將遙感、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)緊密結(jié)合起來的“3S'’一體化技術(shù)已顯示出更為廣闊的應(yīng)用前景。以RS、GIS、GPS為基礎(chǔ)，將RS、GIS、GPS三種獨(dú)立技術(shù)中的有關(guān)部分有機(jī)集成起來，構(gòu)成一個(gè)強(qiáng)大的技術(shù)體系，可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種空間信息和環(huán)境信息的快速、機(jī)動(dòng)、準(zhǔn)確、可靠的收集、處理與更新。下面將舉例說明。1、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)與3S的應(yīng)用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)(PrecisionAgriculture，PrecisionFarming，PrecisionCropManagement)又稱精細(xì)農(nóng)業(yè)、精確農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)作和處方農(nóng)作．是近年來國際上農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域，實(shí)際上是主要應(yīng)用3S技術(shù)，還有作物生產(chǎn)管理輔助決策支持系統(tǒng)和智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備技術(shù)，在定位采集地塊信息的基礎(chǔ)上，根據(jù)各地塊土壤、水肥、作物病蟲害、雜草、產(chǎn)量等在時(shí)間與空間上的差異，進(jìn)行相適宜地耕種、施肥、灌水、用藥，其目的是以合理的投入獲得最好的經(jīng)濟(jì)效益，并保護(hù)環(huán)境，確保農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展．通俗地說：精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)就是利用RS作宏觀控制；用GPS精確定位地面位置；用GIS將地面信息(地形、地貌、作物種類和長勢、土壤質(zhì)地和養(yǎng)分、水分狀況等)進(jìn)行儲(chǔ)存，按區(qū)內(nèi)要素的空間變量數(shù)據(jù)，精確設(shè)定最佳耕作、施肥、播種、灌溉、噴藥等多種操作，變傳統(tǒng)的粗放型經(jīng)營為精細(xì)生產(chǎn)．例如在噴灑農(nóng)藥時(shí)通過傳感器獲得不同田塊不同程度病蟲害的具體數(shù)據(jù)，實(shí)地調(diào)整噴藥量，對(duì)癥下藥．有效降低農(nóng)業(yè)成本，使每一寸土地都得到最優(yōu)化使用，使每一份資源都發(fā)揮應(yīng)有的作用，以最經(jīng)濟(jì)的投人獲得最佳的產(chǎn)出；又能有效地減少對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)農(nóng)業(yè)的生態(tài)環(huán)境，走可持續(xù)發(fā)展之路．2、3S技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用前景2．1城市基本地形圖更新城市規(guī)劃的基本條件就是大比例尺地形圖，但傳統(tǒng)的線劃地圖不僅建立周期長，更新困難，而且比較抽象，已經(jīng)從原始信息中篩去了很多環(huán)境成分。4D產(chǎn)品包括數(shù)字線劃地圖(DLG)、數(shù)字高程模型(DEM)、數(shù)字柵格地圖(DRG)、數(shù)字正射影像圖(DOM)，是新一代測繪產(chǎn)品的標(biāo)志，有著現(xiàn)勢性強(qiáng)、更新速度快、信息含量豐富等優(yōu)點(diǎn)，將轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)地圖的觀念，加快數(shù)據(jù)更新，豐富表現(xiàn)手段，也是對(duì)傳統(tǒng)測繪方法的現(xiàn)代化改造。2．2現(xiàn)狀調(diào)查與數(shù)據(jù)管理城市規(guī)劃的初始階段就是現(xiàn)狀調(diào)查，往往要耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力，又難以做到實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確。運(yùn)用Rs技術(shù)可以迅速進(jìn)行城市地形地貌、湖泊水系、綠化植被、景觀資源、交通狀況、土地利用、建筑分布的調(diào)查；運(yùn)用GIS技術(shù)則能將大量的基礎(chǔ)信息和專業(yè)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)建庫，實(shí)現(xiàn)空間信息和屬性信息的一體化管理與可視化表現(xiàn)，提供方便的信息查詢和統(tǒng)計(jì)工具，克服CAD輔助制圖的局限性。2．3現(xiàn)狀評(píng)價(jià)與空間分析利用多個(gè)時(shí)期的航空遙感影像圖進(jìn)行城市用地變遷動(dòng)態(tài)研究，結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行城市重心移動(dòng)、離散度、緊湊度和放射狀指數(shù)等形態(tài)測度評(píng)價(jià)，利用疊加分析、緩沖區(qū)分析、拓?fù)浞治龅裙ぞ哌M(jìn)行商業(yè)服務(wù)設(shè)施和中小學(xué)的服務(wù)范圍分析、交通可達(dá)性評(píng)價(jià)和建設(shè)條件適宜性評(píng)價(jià)，這有助于總結(jié)城市發(fā)展規(guī)律，發(fā)現(xiàn)存在的問題，增加空間分析的深刻性。2.4交通調(diào)查與模擬分析利用GIS進(jìn)行城市交通小區(qū)出行分布的數(shù)據(jù)建庫，可以對(duì)現(xiàn)狀路網(wǎng)密度、出行距離和時(shí)間、交通可達(dá)性、公交服務(wù)半徑進(jìn)行合理性評(píng)價(jià)，結(jié)合專業(yè)軟件能進(jìn)行城市交通的規(guī)劃預(yù)測、出行分布和流量分配，開展交通環(huán)境容量影響評(píng)價(jià)。利用遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行道路勘測設(shè)計(jì)，可以快速完成對(duì)路線所經(jīng)區(qū)域的地形、地貌、河流、建筑以及交通網(wǎng)系的概要判讀。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和三庫一體(影像數(shù)據(jù)庫、矢量圖形庫、數(shù)字高程模型)技術(shù)可以進(jìn)行道路方案的仿真表現(xiàn)和環(huán)境模擬，實(shí)現(xiàn)全方位、立體化、多層次的規(guī)劃和評(píng)價(jià)新模式。2．5規(guī)劃管理基礎(chǔ)信息和規(guī)劃信息的集成建庫將使規(guī)劃設(shè)計(jì)與規(guī)劃管理更緊密地結(jié)合起來，可以在GIS平臺(tái)上開展電子報(bào)批和網(wǎng)上報(bào)批，提高指標(biāo)核算的科學(xué)性，避免地區(qū)規(guī)劃的前后矛盾和土地批租的“一女兩嫁”。3S技術(shù)的集成還促進(jìn)了土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測和規(guī)劃執(zhí)法檢查，可以利用遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)合分析，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)土地利用的變化靶區(qū)。用差分GPS技術(shù)精確測量土地利用的變化數(shù)據(jù)，再根據(jù)現(xiàn)場勘察資料，利用GIS技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確詳查，增加了監(jiān)測的主動(dòng)性、及時(shí)性和客觀性總之，2l世紀(jì)我國城市必將進(jìn)一步迅速發(fā)展，隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)與管理的加強(qiáng)。各大中城市建立城市地理信息系統(tǒng)將是必然趨勢。目前北京、上海、廣州等大城市均已提出建立數(shù)字城市的規(guī)劃。3s技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了城市各種歷史、現(xiàn)狀和規(guī)劃信息的集成管理和實(shí)時(shí)更新處理，能夠動(dòng)態(tài)、快速、高精度、規(guī)范化地獲取和存儲(chǔ)城市的各種空間和屬性信息；快速而方便地進(jìn)行信息查詢、檢索和統(tǒng)計(jì)；有效和智能化地進(jìn)行城市空間分析，開展網(wǎng)絡(luò)化的公眾參與，提高了對(duì)城市發(fā)展的科學(xué)預(yù)見和動(dòng)態(tài)監(jiān)控水平。3S技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用將推動(dòng)數(shù)字城市規(guī)劃技術(shù)從定性到定量的飛躍和理論從經(jīng)驗(yàn)到科學(xué)的轉(zhuǎn)變。參考文獻(xiàn)：[1]藍(lán)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