3s遥感技术篇1
(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《20062022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(20142022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(20082022年)》和《全国林业信息化建设技术指南(20082022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2
关键词：地理信息系统；遥感；全球定位系统；“3S”集成
3STechnologyand3SIntegration
LiBi-wen
（ShenzhenInvestigation&ResearchInstituteCO.，LTD，15FuzhongRoad，Shenzhen，518026）
Abstract：ByintroducingGIS，GPS，RSconcept，developmentandtherelationshipbetweenexpounded3Sintegrationistheinevitabletrendofdevelopmentofinformationsystems，summarizedthecurrentapplicationof3Sintegrationtechnologystatusanddevelopmentprospects.
Keywords：geographicinformationsystems；remotesensing；GlobalPositioningSystem；"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（GeographicInformationSystem）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（StandardPositioningService）和精确定位服务PPS（PrecisePositioningService），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（RemoteSensing），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。
3.1GIS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。
3.3GIS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。
3.3RS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3
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4
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。
13S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。
23S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
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3s遥感技术篇5
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
3.2.1RS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。
3.2.2GPS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。
3.2.3GIS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：
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3s遥感技术篇6
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：
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[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。