3S技术的发展与应用

Thedevelopmentandapplicationof3Stech

3S技术的发展与应用Whatdoes3Smean?前

言3S是英文:遥感技术（RemoteSensingRS）地理信息系统（GeographicInformationSystem

GIS）全球导航卫星系统（GlobalNavigationSatelliteSystem

GNSS）这三种技术名词中最后一个单词字头的统称。他既是狭义的地理信息科学，也是广义地理信息科学的核心。RS1.什么是RS—Whatisremotesensing.2.RS能做什么—Whatcanremotesensingdo.主要内容什么是RS

Whatisremotesensing概念：

遥感就是“遥远的感知”，是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。concept:

Remotesensingisanapplicationdetectioninstrument,notcontactwiththedetectiontarget,Recordthecharacteristicsoftheelectromagneticwavefromatargetfromadistance.Throughanalysis,itrevealsthecomprehensivedetectiontechnologyofthecharacteristics,propertiesandchangesofobjects.

地球表面上的一切物体,如土地、水体、森林、草场、农作物、空气等,因其具有不同的温度和不同的物理化学性质，处于不同状态,因此它们具有不同的波谱特性,会向外界辐射不同波长的电磁波。什么是RS

Whatisremotesensing原理遥感卫星树木水体草丛裸露的地表路面建筑物什么是RS

Whatisremotesensing不同波段的遥感探测可以生成不同的遥感影像。什么是RS

Whatisremotesensing按遥感平台的高度分类：地面遥感航空遥感航天遥感地面遥感航空遥感卫星遥感平台高度遥感范围应用历史技术要求受云层影响低高小大早晚低高小大什么是RS

Whatisremotesensing

IKONOS卫星多光谱影像（4米）（排队参观毛主席纪念堂的队伍隐约可见，花坛信息没有，背景草坪不清晰）

IKONOS卫星融合影像（1米）（排队参观毛主席纪念堂的队伍清晰可见，花坛和背景草坪显示出来，色调自然逼真，连纪念堂柱子的阴影都很清楚）什么是RS

Whatisremotesensing三峡坝区卫星图象QuickBird典型的高分辨率遥感影像：北京西站，美国GeoEye，分辨率0.4米新疆某地土地利用遥感影像该地农作物分布遥感影像根据遥感影像制作的土地利用现状图土地资源调查RS能做什么

Whatcanremotesensingdo

夜间灯光遥感用于社会经济信息分析东亚夜晚灯光影像（2012年DMSP/OLS影像）北京金融街CBD夜景图日本东京银座夜景图武汉楚河汉街夜景图RS能做什么

Whatcanremotesensingdo遥感卫星（美国DMSP、NPP卫星等）夜间获得的地表可见光和近红外亮度可以用来表征城镇范围、GDP分布、人口分布等社会经济要素经济增长、城市化、人道主义灾难均有可能反映于多时期的夜光遥感影像上。利用时间序列夜光遥感影像评估叙利亚内战

通过发展新的时空分析技术，对时间序列夜光影像进行空间聚类，挖掘叙利亚内战的时空模式可以发现，三种模式表现出明显的区域特征叙利亚邻国的夜光主要表现出稳定（绿色）模式叙利亚全境夜光显著降低，包含红色和蓝色两种模式叙利亚的Allepo省，即战斗最为激烈的省份，表现出夜光剧烈减少（红色模式）(a)叙利亚夜光的三种时间模式的空间分布

(b)三种模式对应的夜光趋势(DMSP-F18卫星）Allepo省RS能做什么

WhatcanremotesensingdoGISGIS的简介—IntroductionofGISGIS的发展与应用—DevelopmentandApplicationofGIS主要内容GIS的定义ThedefinitionofGIS地理信息系统是3S的大脑。GISisthebrainof3S.地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。GeographicInformationSystemisasystemcomposedofcomputerhardware,software,anddifferentmethods.Thesystemisusedtosupportthecollection,management,processing,analysis,modeling,anddisplayofspatialdatainordertosolvecomplexplanningandmanagementproblems.1,数据采集与编辑2,数据存储与管理3,数据处理与转换4.空间分析与统计5,产品制作与显示6,二次开发和编辑1,资源管理2.国土监测3,区域规划4,辅助决策应用功能基础功能GIS的功能ThefunctionofGIS1、系统硬件SystemHardwareGIS系统硬件平台主要包括计算机、绘图仪、数字化仪、网络设备等，用以存储、处理、传输和显示地理信息或空间数据。TheGISsystemhardwareplatformmainlyincludescomputers,plotters,digitizers,andnetworkdevicestostore,process,transmit,anddisplaygeographicinformationorspatialdata.GIS的组成ThecompositionofGIS3、数据Data地理信息系统的操作对象是空间数据，它具有描述地理实体的空间特征、属性特征和时间特征。TheoperationobjectofGISisspatialdata,whichhasspatialcharacteristics,attributecharacteristics,andtimecharacteristicsthatdescribethegeographicentities.5、应用模型ApplicationmodelGIS应用模型的构建和选择是系统应用成败至关重要的因素。模型主要有：土地利用适应性模型、选址模型、洪水预测模型等。TheconstructionandselectionoftheGISapplicationmodelisacrucialfactorinthesuccessorfailureofthesystemapplication.Themainmodelsare:landuseadaptabilitymodel,locationmodel,floodforecastingmodel,etc.2、软件系统SoftwareSystemGIS软件是整个系统的核心，用于执行GIS功能的各种操作，主要有ArcGIS、MAPGIS、GEOSTAR等。GISsoftwareisthecoreoftheentiresystemandisusedtoperformvariousoperationsofGISfunctions,includingArcGIS,MAPGIS,andGEOSTAR.4、应用人员ApplicationstaffGIS应用人员包括系统开发人员和GIS技术的最终用户。GISapplicationpersonnelincludesystemdevelopersandendusersofGIStechnology.19世纪60年代最早提出地理信息系统这个名词，之后便迅猛的发展。目前发展较快的主要有：三维GIS、云GIS、虚拟现实GIS、开放式GIS、时空GIS、移动GIS、WebGIS等。Theterm"geographicalinformationsystem"wasfirstproposedinthe1960s,andthenitdevelopedrapidly.Thecurrentrapiddevelopmentmainlyincludes:cloudcomputingGIS,virtualrealityGIS,openGIS,space-timeGIS,three-dimensionalGIS,mobileGIS,andnetworkGIS.GIS的发展development

ofGIS三维GIS三维GIS是指把空间数据放在X、Y、Z三个维度进行分析，比如DEM（数字高程模型）如图所示。Three-dimensionalGISreferstothespatialdatainthethreedimensionsofX,Y,Zforanalysis,suchasDEM(digitalelevationmodel)asshown.GIS的发展development

ofGIS云GIS云GIS是云计算与地理信息科学的结合，是指GIS的平台、软件和地理信息能够方便、高效部署到“云”基础设施上，能够以按需获取的方式提供最广泛的基于Web的服务。CloudGISisacombinationofcloudcomputingandgeographicinformationscience.ItmeansthattheGISplatform,software,andgeographicinformationcanbedeployedtothe“cloud”infrastructureinaconvenientandefficientmanner,andcanprovidethemostextensiveweb-basedservicesinanon-demandmanner.GIS的发展development

ofGIS最优路径分析Optimalpathanalysis

当我们使用百度地图进行导航的过程中，我们输入起止点，系统将自动给我们计算出路线，且能计算出到达时间，这就运用了GIS中的最优分析。WhenweuseBaidumaptonavigate,weenterthestartandendpoints.Thesystemwillautomaticallycalculatetherouteforusandcalculatethearrivaltime.ThisusestheoptimalanalysisinGIS.GIS的应用ApplicationofGIS规划选址——商业网点的规划GIS在商业网点选址中可将人口、客流、交通、市场竞争等与地理位置密切相关的商业数据，通过图形、图表等方式将相关商业数据的统计结果输出给用户，最终达到决策选址的目的。Inthesiteselectionofthecommercialnetwork,GIScanbringthecommercialdatacloselyrelatedtothegeographicallocation,suchaspopulation,passengerflow,traffic,marketcompetition,etc.,andoutputthestatisticalresultsofrelevantcommercialdatatotheusersthroughgraphicsandcharts,andfinallyachievethepurposeofdecisionmaking.GIS的应用ApplicationofGISGIS在地震中的应用主要表现为：地震分析、预报、抗震、减灾、救灾及灾后评估分析。在地震应急中主要应用为：人员疏散、救灾方案评估、地震火灾辅助决策等。TheapplicationsofGISinearthquakemainlyinclude:earthquakeanalysis,prediction,aseismic,disasterreduction,disasterreliefandpostdisasterassessment.Themainapplicationsinearthquakeemergencyareevacuationofpersonnel,evaluationofdisasterreliefplan,auxiliarydecisionofearthquakeandfire.GIS的应用ApplicationofGIS灾害方面运用—地震灾害运用GIS的应用ApplicationofGISGIS应用于美国总统大选GIS在竞选活动中提供了位置智能技术，将原本错综复杂的信息汇总成一张地图，直观地呈现在相关设备上，同时对于竞选做数据分析，进而成为顺利开展竞选活动的金钥匙。例如:可视化标注潜在选民，可按意向强弱分别标注；用鼠标在地图上选定一个区域，即可立即获得区域内的各种选举信息；分析投票数据，总结经验教训等。GNSSGNSS的简介—IntroductionofGNSSGNSS的发展与应用—DevelopmentandApplicationofGNSS主要内容GNSS是GlobalNavigationSatelliteSystem）全球卫星导航系统，是以人造卫星组网为基础的无线电导航定位系统。利用设置在地面或运动载体上的卫星接收机，接收卫星发射的无线电信号，经技术处理，实现导航定位。GNSS是对北斗、GPS、GLONASS、Galileo系统等这些单个卫星导航定位系统的同一称谓，也可指代他们的增强型系统，又指代所有这些卫星导航定位系统及其增强型系统的相加混合体。什么是GNSS

WhatisGNSS全球导航卫星系统定位的优点用于控制测量时，控制点间无需通视，选点方面、节省造标费用，减轻体力负担；不受气候影响，全天候测量，提高作业效率；同时获取测量点的三维坐标，改变过去平面、高程分别测量的状况，提高生产效率和效益；可用于快速的工程测量和地形测量。什么是GNSS

WhatisGNSS全球系统区域系统增强系统GNSS的发展development

ofGNSSGPS是英文GlobalPositioningSystem（全球定位系统）的简称。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，是GNSS系统中应用最早、最广泛，也是效益最好的系统。俄罗斯的GLONASS：

格洛纳斯（GLONASS），是俄语“全球卫星导航系统GLOBALNAVIGATIONSATELLITESYSTEM”的缩写。该系统最早开发于苏联时期，后由俄罗斯继续该计划。俄罗斯1993年开始独自建立本国的全球卫星导航系统。该系统于2007年开始运营，当时只开放俄罗斯境内卫星定位及导航服务。该系统主要服务内容包括确定陆地、海上及空中目标的坐标及运动速度信息等。欧盟的Galileo：伽利略计划是欧洲于1999年初正式推出的旨在独立于GPS和GLONASS的全球卫星导航系统。目前全世界使用的导航定位系统主要是美国的GPS系统，欧洲人认为这并不安全。为了建立欧洲自己控制的民用全球导航定位系统，欧洲人决定实施“伽利略”计划。该星座是欧盟政府和大企业共建系统，政府出资1/3，大企业出资2/3，以民用为主要目标。我国原计划加入Galileo计划，但欧盟有技术壁垒，不让我国参加核心技术研究，至今没有进展，促使中国发展自己的GNSS系统。中国的北斗系统BDS：由于美国的GPS的SA政策，欧盟Galileo的技术壁垒，以及为维护我国空间技术发展战略，我国建立独立自主的中国全球导航卫星系统。该计划分三步走：第一步，2000年年底建成北斗一号系统（3颗GEO卫星），向中国提供服务。第二步，2012年年底建成北斗二号系统（5颗GEO、5颗IGSO和4颗MEO卫星），向亚太地区提供服务。第三步，在2018年面向“一带一路”沿线国家和地区提供基本服务。2020年前后完成35颗卫星组网，建成北斗三号系统（5颗GEO、6颗IGSO、和24颗MEO卫星），向全球提供服务。GNSS的发展development

ofGNSSMethodforGNSS静态定位Staticpositioning：自从上世纪九十年代初GPS建成以来，一直采用此方法建立国家大地坐标系、CORS网站、控制网、监控网以及各类精密定位测量。快速静态定位Faststaticpositioning：自从上世纪九十年代初到本世纪初，有采用此方法快速建立低等级的控制网。动态定位Dynamicpositioning：本世纪初以来，随着GNSS动态定位技术的发展，动态定位受到青睐。广泛采用动态定位的RTK技术、网络RTK技术进行快速的、低精度的控制测量、工程测量和空间地理信息的数据采集。GNSS的应用ApplicationofGNSSGNSS的应用ApplicationofGNSS工程应用情况：GNSS技术在大型桥梁、高速铁路、高速公路、输油气管线等建设方面的应用。如30km的杭州湾大桥、38km的青岛胶州湾大桥、青藏铁路、京沪高速、京广高速、6000km西气东输工程等建设工程，GNSS技术发挥了重要作用。又如