3S集成34567.ppt

1、第三章 GPS基础理论,3.1 GPS概念 3.2 GPS系统介绍 3.3 GPS定位基本原理 3.4 GPS误差和纠正,3.1 GPS概念,全球定位系统(GPS, Global Positioning System)是利用人造地球卫星进行点位测量导航技术的一种，其它的卫星定位导航系统有俄罗斯的GLONASS，欧洲空间局的NAVSAT，国际移动卫星组织的INMARSAT等等。GPS全称是NAVSTAR(NAVigation Satellite Timing And Ranging)/GPS，由美国军方组织研制建立，从1973年开始实施，到九十年代初完成。,3.2 GPS系统介绍,GPS系统包括

2、三大部分：空间部分-GPS卫星星座；地面控制部分-地面监控系统；用户设备部分-GPS信号接收机。 3.2.1 GPS卫星及其星座 GPS由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成，它们均匀分布在六个相互夹角为60度的轨道平面内，即每个轨道上有四颗卫星。卫星高度离地面约20000公里，绕地球运行一周的时间是12恒星时，即一天绕地球两周。GPS卫星用L波段两种频率的无线电波（1575.42MHz和1227.6MHz）向用户发射导航定位信号，同时接收地面发送的导航电文以及调度命令。,3.2.2地面控制系统 对于导航定位而言，GPS卫星是一动态已知点，而卫星的位置是依据卫星发射的星历描述卫星运动及其轨道的参数

3、计算得到的。每颗GPS卫星播发的星历是由地面监控系统提供的，同时卫星设备的工作监测以及卫星轨道的控制，都由地面控制系统完成。 GPS卫星的地面控制站系统包括位于美国科罗拉多的主控站以及分布全球的三个注入站和五个监测站组成，实现对GPS卫星运行的监控。,3.2.3 GPS信号接收机 GPS信号接收机的任务是，捕获GPS卫星发射的信号，并进行处理，根据信号到达接收机的时间，确定接收机到卫星的距离。如果计算出四颗或者更多卫星到接收机的距离，再参照卫星的位置，就可以确定出接收机在三维空间中的位置。,33 GPS定位基本原理,GPS定位基本原理是利用测距交会确定点位。如图3-1所示，一颗卫星信号传播到接

4、收机的时间只能决定该卫星到接收机的距离，但并不能确定接收机相对于卫星的方向，在三维空间中，GPS接收机的可能位置构成一个球面；当测到两颗卫星的距离时，接收机的可能位置被确定于两个球面相交构成的圆上；当得到第三颗卫星的距离后，球面与圆相交得到两个可能的点；第四颗卫星用于确定接收机的准确位置。因此，如果接收机能够得到四颗GPS卫星的信号，就可以进行定位；当接收到信号的卫星数目多于四个时，可以优选四颗卫星计算位置。,3.3 GPS定位基本原理,图3-1：测距交会定位示意图,3.4 GPS误差和纠正,造成GPS定位误差的因素有很多，如由于卫星轨道变化以及卫星电子钟不准确以及定位信号穿越电离层和地表对流

5、层时速度的变化等引起的误差，但是GPS定位中最为严重的误差则是由于美国军方人为降低信号质量造成的，这种误差可高达100米。,3.4 GPS误差和纠正,美国为了防止未经许可的用户把GPS用于军事目的，实施了各种技术。首先GPS卫星发射的无线电信号包括两种不同的测距码，即P码（也称精码）和C/A码（也称粗码），相应两种测距码GPS提供两种定位服务方式，即精密定位服务(PPS)和标准定位服务(SPS)，前者的服务对象主要是美国军事部门和其它特许部门，后者则服务于广大民间用户。此外，通过使用SA（Selective Availability，选择可用性）技术，C/A码的定位精度从20米降低至100米；

6、而AS(Anti-spoofing，反电子欺骗)技术用于对P码进行加密，当实施AS时，非特许用户不能得到P码。,3.4 GPS误差和纠正,上述的人为误差给GPS的民用造成了障碍，但是可以通过差分纠正来消除。差分纠正是通过两个或者更多的GPS接收机完成的，其方法是在某一已知位置，安置一台接收机作为基准站接收卫星信号，然后在其它位置用另一台接收机接收信号，由前者可以确定卫星信号中包含的人为干扰信号，而在后者接收到的信号中减去这些干扰，即可以大大降低GPS的定位误差。,第四章 RS基础理论,4.1 遥感概述 4.2 遥感数据处理 4.3 遥感技术的特点 4.4 遥感技术的应用,4.1 遥感概述,遥感

7、(Remote Sensing)，通常是指通过某种传感器装置，在不与研究对象直接接触的情况下，获得其特征信息，并对这些信息进行提取、加工、表达和应用的一门科学技术。 作为一个术语，遥感出现于1962年，而遥感技术在世界范围内迅速的发展和广泛的使用，是在1972年美国第一颗地球资源技术卫星(LANDSAT-1)成功发射并获取了大量的卫星图像之后。近年来，随着地理信息系统技术的发展，遥感技术与之紧密结合，发展更加迅猛。,4.1 遥感概述,遥感技术的基础，是通过观测电磁波，从而判读和分析地表的目标以及现象，其中利用了地物的电磁波特性，即“一切物体，由于其种类及环境条件不同，因而具有反射或辐射不同波长

8、电磁波的特性 ，所以遥感也可以说是一种利用物体反射或辐射电磁波的固有特性，通过观测电磁波，识别物体以及物体存在环境条件的技术。在遥感技术中，接收从目标反射或辐射电磁波的装置叫做遥感器（Remote Sensor），而搭载这些遥感器的移动体叫做遥感平台（Platform），包括飞机、人造卫星等，甚至地面观测车也属于遥感平台。通常称用机载平台的为航空遥感（Aerial Remote Sensing），而用星载平台的称为航天遥感。,4.2 遥感数据处理,按照遥感器的工作原理，可以将遥感分为被动式遥感（Passive Remote Sensing）和主动式遥感（Active Remote Sensin

9、g）两种，而每种方式又分为扫描方式和非扫描方式，其中陆地卫星使用的MSS（Multispectral Scanner）和TM（Thematic Mapper）属于被动式、扫描方式的遥感器，而合成孔径雷达(SAR-Synthetic Aperture Radar)属于主动式、扫描方式的遥感器。 从遥感的定义中可以看出，首先，遥感器不与研究对象直接接触，也就是说，这里的“遥”并非指“遥远”；其次，遥感的目的是为了得到研究对象的特征信息；最后，通过传感器装置得到的数据，在被使用之前，还要经过一个处理过程。,遥感数据的处理-通常是图像形式的遥感数据的处理，主要包括纠正（包括辐射纠正和几何纠正）、增强、

10、变换、滤波、分类等功能，其目的主要是为了提取各种专题信息，如土地建设情况、植被覆盖率、农作物产量和水深等等。遥感图像处理可以采取光学处理和数字处理两种方式，数字图像处理由于其可重复性好、便于与GIS结合等特点，目前被广泛采用。,1）图像纠正 图像纠正是消除图像畸变的过程，包括辐射纠正和几何纠正。辐射畸变通常由于太阳位置，大气的吸收、散射引起；而几何畸变的原因则包括遥感平台的速度、姿态变化，传感器，地形起伏等，几何纠正包括粗纠正和精纠正两种，前者根据有关参数进行纠正；而后者通过采集地面控制点（GCPs, Ground Control Points），建立纠正多项式，进行纠正。 2）增强 增强的目

11、的是为了改善图像的视觉效果，并没有增加信息量，包括亮度、对比度变化以及直方图变换等。,3）滤波 滤波分为低通滤波、高通滤波和带通滤波等，低通滤波可以去除图像中的噪声，而高通滤波则用于提取一些线性信息，如道路，区域边界等。滤波可以在空域上采用滤波模板操作，也可以在频域中进行直接运算。 4）变换 包括主成分分析(Principal Component Analyst)，色度变换以及傅立叶变换等，还包括一些针对遥感图像的特定变换，如缨帽变换。,5）分类 利用遥感图像的主要目的是为了提取各种信息，一些特定的变换可以用于提取特定的信息，主要应用目的是进行遥感图像分类。计算机分类的基本原理是计算图像上每个

12、象元的灰度特征，根据不同的准则，进行分类。遥感图像分类有两类方法，即监督分类(Supervised Classification)和非监督分类(Unsupervised Classification)，前者需要事先确定各个类别及其训练区(Training Area)，并计算训练区象元灰度统计特征，然后将其它象元归并到不同类别；后者则直接根据象元灰度特征之间的相似和相异程度进行合并和区分，形成不同的类别。典型的监督分类算法有：最小距离法、最大似然法、平行六面体法等；而K-均值聚类属于非监督分类；将人工神经网络（ANN, Artificial Neural Network）应用于遥感分类，在有些情

13、况下，可以达到较好的分类效果。,4.3 遥感技术的特点,遥感的出现，扩展了人类对于其生存环境的认识能力，较之于传统的野外测量和野外观测得到的数据，遥感技术具有以下优点： （1） 增大了观测范围； （2）能够提供大范围的瞬间静态图像，用于监测动态变化的现象； （3）能够进行大面积重复观测，即使是人类难以到达的偏远地区； （4）大大“加宽”了的人眼所能观察的光谱范围，遥感使用的电磁波波段从X光到微波，远远超出了可见光范围；而雷达遥感由于使用微波，可以不受制于昼夜、天气变化，进行全天候的观测； （5）空间详细程度高，航空相片的空间分辨率可以高达厘米级甚至毫米级。,航天遥感能够进行连续的、全天候的工作

14、，提供更大范围的数据，其成本更低，是获取遥感数据的主要方式； 航空遥感主要用于临时性、紧急的观测任务以获得高精度数据。 目前，世界上许多国家都已经发射了服务于不同目的的各种遥感卫星，其遥感器的空间分辨率和光谱分辨率也都各异，形成了从粗到细的对地观测数据源系列，可以用于监测从土地利用、农作物生长、植被覆盖到洪水、森林火灾、污染等现象的信息以及其动态变化。 总之，利用遥感技术，可以更加迅速、更加客观地监测环境信息；同时，由于遥感数据的空间分布特性，可以作为地理信息系统的一个重要的数据源，以实时更新空间数据库。,4.4 遥感技术的应用,1 、遥感技术在测绘中的应用 遥感图像在测绘中主要被用来测绘地形

15、图、制作正射影像图和经专业判读后编绘各种专题图。使用现时的遥感图像补测和修编地形图和地图，以及在一些特殊条件下，如云覆盖、森林覆盖、水下、雪原上测绘地形图等。所测绘的地形图或地图已是数字形式，通过格式变换直接存入GIS的数据库，修测的内容可以更新GIS数据库。,2 、遥感技术在环境和灾害监测中的应用 地球环境是一个庞大而复杂并且在不断变化的系统。出于人类活动和自然本身演变的原因，使地球环境产生急剧地，甚至发生一些灾难性的变化。如地球温室效应、厄尔尼诺现象、海洋赤潮、洪涝和旱灾、臭氧空洞、沙尘暴、南北极和珠峰的冰雪线退化等。遥感是监测这些环境现象的最佳方法之一。,3、遥感技术在地质调查中的应用

16、（1） 遥感图像上的地质构造解译 地质构造是指岩层和岩体在地壳运动所引起的构造作用力的作用下，所发生的各种永久性的变形和变位。地质构造是岩浆活动、沉积作用、变质作用、风化作用及地球内部放射物质迁移、集中和裂变等地质作用的综合结果。 地质构造与地貌类型密切相关，所以研究地质构造往往从地貌类型的调查开始。卫星遥感图像上对各种地貌类型显示得十分清楚，有时可将整个盆地或山脉容纳在一张像片中。由于卫片具有宏观观察的特点，使地面上许多构造特征历历在目，如山地和平原的交界、支流河谷的线性排列、洪积扇、断裂、褶皱等等。 （2）遥感图像的岩性分类 在地面无植被覆盖的岩石探露地区，利用不同岩石间光谱特性差异，可对

17、岩性进行识别分类。,（3）遥感方法调查地质灾害 地质灾害的产生主要是不良地质引起的，不良地质是指地球的外营力和内营力所产生的对人类活动造成危害的地质作用和现象。这些现象主要包括滑坡、崩塌、岩堆、错落、泥石流、沙丘、河岸冲刷、水库坍岸、冲沟、岩溶、黄土陷穴、地面塌陷、溜坍、人工采空区突然下陷、地裂缝、潜蚀、风化、冻胀、融陷、坑道涌水、断层破碎带、岩爆、高烈度地震等。利用遥感图像判释调查可以直接按影像勾绘出发生灾难的范围，并确定其类别和性质，同时还可查明其产生原因、分布规律和危害程度。某些不良地质的发生较快，利用不同时期的遥感图像进行对比研究，往往能对其发展趋势和危害程度做出准确的判断。,4 、遥

18、感技术在农林牧等方面的应用 （1）遥感信息应用于农作物估产 研究作物冠层反向光谱特征与冠层状态参数之间的关系，是用MSS、TM和NOAA等卫星遥感信息进行作物估产的基础。已有研究表明，可见光和近红外波段反射率组成的植被指数随作物冠层状态参数变化呈有规律变化。 （2）遥感影像用于土壤解译 （3）卫星影像用于土壤侵蚀调查 （4）遥感技术在森林立地类型调查中的应用 森林立地是指一定的空间位置及与之相关的环境因子的总和，凡具有相同或相似的林木生长环境或生长效果的地段谓之一种立地类型。它决定一个地段的植被适生条件及林木生产能力，在营林、造林和规划设计中具有重要的意义。近年来迅速发展的遥感技术，为我们对森

19、林生态环境的研究，提供了新的手段。,5、遥感技术在其他领域中的应用 （1）遥感技术在考古方面的应用 遥感考古在20世纪源于欧洲，第一次世界大战以来欧美等国已普遍运用遥感技术从事考古调查和研究。 遥感技术用于考古，可以从高空的航片或卫片上发现一些已不存在的古城的遗迹。判读像片时，可以从它们的废墟、城堡护堤、岩堆、古河道、废城墙根基等的空间特征上去推断，例如，我国西安(古长安)的秦姑皇墓，原有两重城墙(内城和外城)围护，现已没有，但从航空像片上可以清楚地看到内城和外城的规则矩形遗迹。,（2）遥感技术在旅游资源开发中的应用 随着经济的蓬勃发展和人们的物质与精神生活的提高，旅游业也随之飞速发展，旅游人

20、数和旅游业收入增长势头日益受到各国政府的重视，并逐渐发展为国民经济中一个重要行业。在这种国际大趋势下，充分利用各种技术手段调查、开发旅游资源，具有现实和长远的意义。 （3）遥感探测南极陨石分布,第五章 GPS与GIS的集成,5.1 GIS与GPS的结合 5.2 基于GIS开发GIS+GPS的应用软件 5.3 GPS用于GIS数据采集,5.1 GIS与GPS的结合,作为实时提供空间定位数据的技术，GPS可以与地理信息系统进行集成，以实现不同的具体应用目标： 1）定位 主要在诸如旅游、探险等需要室外动态定位信息的活动中使用。如果不与GIS集成，利用GPS接收机和纸质地形图，也可以实现空间定位；但是

21、通过将GPS接收机连接在安装GIS软件和该地区空间数据的便携式计算机上，可以方便地显示GPS接收机所在位置并实时显示其运动轨迹，进而可以利用GIS提供的空间检索功能，得到定位点周围的信息，从而实现决策支持。,2）测量 主要应用于土地管理、城市规划等领域，利用GPS和GIS的集成，可以测量区域的面积或者路径的长度。该过程类似于利用数字化仪进行数据录入，需要跟踪多边形边界或路径，采集抽样后的顶点坐标，并将坐标数据通过GIS记录，然后计算相关的面积或长度数据。 在进行GPS测量时，要注意以下一些问题，首先，要确定GPS的定位精度是否满足测量的精度要求，如对宅基地的测量，精度需要达到厘米级，而要在野外

22、测量一个较大区域的面积，米级甚至几十米级的精度就可以满足要求；其次，对不规则区域或者路径的测量，需要确定采样原则，采样点选取的不同，会影响到最后的测量结果。,3）导航监控 用于车辆、船只的动态监控，在接收到车辆、船只发回的位置数据后，监控中心可以确定车船的运行轨迹，进而利用GIS空间分析工具，判断其运行是否正常，如是否偏离预定的路线，速度是否异常（静止）等等，在出现异常时，监控中心可以提出相应的处理措施，其中包括向车船发布导航指令。,5.2 GIS+GPS应用软件开发,GIS与GPS的集成过程中的一个重要环节是解决GIS和GPS之间的逻辑联接，包括对数据进行合理的组织和表达，否则，就难以发挥二

23、者各自的优势。以GIS软件为平台，利用GIS(包括矢量数据、属性数据、DEM、数字影像以及各种语音和视频图像等)开发GIS+GPS应用软件，可以实现如下功能： (1)基于道路网及其子网求最佳路径，并可以绕开交通堵塞路段。 (2)图形漫游和无级比例放大，可在不同层次(不同比例尺)上显示和浏览各级道路网。,(3)车辆监控，主要是通过车载GPS接受机和计算机所接受的GPS卫星发送的数据，根据屏幕上电子地图，实时显示当前汽车在道路网中的位置。 (4)历史信息处理，即在接受GPS数据时，实时地把当时的位置及相关的状态信息记录下来，以便在需要时，可以把当时记录的数据在计算机上模拟出来。 (5)信息查询，包

24、括指定屏幕位置的查询，根据输入信息的查询以及模糊信息查询。后者主要指对查询对象的位置和属性都不完全确定时的查询。 (6)紧急情况处理，包括突发事件的位置确定和突发事件的范围限定等，并能提供相关单位的信息。 (7)可利用CCD相机及其它多种车载传感器进行移动测绘。,5.3 GPS用于GIS采集的流程,GPS用于GIS采集的流程可分为以下几个步骤： (1)在内业编辑数据词典，然后传输到电子手簿中供外业数据采集用； (2)建立基准站(在已知点上)； (3)利用GPS流动站设备采集GIS数据； (4)将外业数据传输到计算机进行编辑和处理； (5)将处理后的数据传输到GISCAD系统。 其系统框图如下图

25、所示。,5.3 GPS用于GIS数据采集,第六章 GPS与RS的集成,6.1 GPS辅助空中三角测量与自动空中三角测量的结合 6.2 GPS辅助空中三角测量中的一些关键技术 6.3 GPS支持下的全数字摄影测量系统 6.4 GPS辅助光束法平差系统,遥感是通过非接触传感器获得所摄目标的影像，由影像提取各种几何信息和属性信息。以航空摄影测量而言，其定位方法通称空中三角测量，共工作可分为两大主要部分：第一部分是数据采集，包括转点、像点坐标或模型点坐标量测、坐标规化和预改正。第二部分是数据处理，一般为区域网平差，平差过程中要引入非摄影测量信息，主要是地面控制点坐标，使空中三角测量网纳入规定的物方坐标

26、系，同时对像片系统误差进行有效地改正。,传统的空中三角测量首先是依靠人工选点、转点和在航测仪器上人工量测获得像点像片坐标或模型坐标，然后利用大地测量方法测定在像片上满足良好分布条件的若干控制点。随着GPS辅助空中三角测量和自动空中三角测量技术的研制成功，航空摄影测量已进入全数字化阶段，利用GPS辅助空中三角测量和全数字化摄影测量，也即从外业控制到内业加密直至快速获取地面DEM、数字正射影像与数字线划图完全实现了数字化。 此外，还可以把GPS、惯导系统(INS)、CCD和激光扫描仪集成在一起用于对地观测和数据采集。,6.1 GPS辅助空中三角测量与自动空中三角测量的结合,1 GPS辅助空中三角测

27、量 GPS辅助空中三角测量是指利用机载GPS接收机与地面基准点的GPS接收机同时、快速、连续地记录相同的GPS卫星信号，通过相对定位技术的离线数据后处理获取摄影机曝光时刻摄站的高精度三维坐标，将其作为区域网平差中的附加非摄影测量观测值，以空中控制取代(或减少)地面控制；经采用统一的数学模型和算法，整体确定点位并对其质量进行评定的理论、技术和方法。,2 自动空中三角测量 自动空中三角测量是利用模式识别与多片影像匹配等方法代替人工进行自动选点与转点、同时自动获取像点坐标，提供给区域网平差程序解算。其主要过程如下： (1)自动内定向 主要指建立数字影像各像素行列数与其像点坐标之间的关系，其核心是数字

28、影像中框标点的自动识别与定位。由于各种框标均具有对称性及任意倍数90旋转不变性，对每一种相机，可用该特性自动建立标准模板。其后利用模板匹配自动快速识别与定位各框标点，再根据相机检校的理论框标值进行参数解算。,(2)自动选点与自动相对定向 首先由点特征提取算子从每两幅相互重叠的影像的重叠范围内选取均匀分布的明显特征点。为了保证高可靠性，所选的点应充分多。对每一点进行局部多点松弛法影像匹配，得到其在另一幅影像中对应的点。然后进行相对定向解算，并根据相对定向结果剔除粗差，重新解算，直至没有粗差为止。,(3)多片匹配自动转点 对每幅影像中所选取的点，在所有与其重叠的影像中，利用核线(共面)条件约束的局

29、部多点松弛法影像匹配，进行自动转点，并对每一对点进行反向匹配，以检测并排除可能的粗差。 (4)控制点半自动量测 对于GPs辅助空中三角测量，还需要量测少量地面控制点的影像坐标，为此由作业员直接在计算机屏幕上对某一影像进行辨识并精确定位，然后通过多片匹配而实现自动转点。,3 GPS全自动空中三角测量 由自动空中三角测量中的多片影像匹配自动转点技术取代常规航测中像点坐标的人工量测，由GPS动态差分技术获取GPS摄站坐标，以空中控制取代或减少地面控制，即可使解析空中三角测量实现全自动化，流程为： (1)用机载GPS接收机与地面参考点的GPS接收机同时、快速、连续地记录相同的GPS卫星之信号，同时在机

30、载GPS接收机记录数据中加入摄影瞬间的时标信号。 (2)利用后处理软件进行离线数据后处理，内插获得摄影瞬间GPS天线相位中心的三维坐标。,(3)利用自动空中三角测量中的多片影像匹配自动转点技术，对数字化后的影像进行整体影像匹配，获得较常规数量多、精度高、可靠性好的模型连接点的像片坐标。 (4)由上所得的GPS摄站坐标，连接点像片坐标，外加摄影机数据，必要时加入少量地面控制，进行摄影测量与非摄影测量观测值的联合平差，求解加密点坐标(物方坐标系)或像片定向参数。,常规空中三角测量与GPS辅助全自动空中三角测量之对比,6.3 GPS支持下的全数字摄影测量系统,GPS辅助全数字自动摄影测量生产DEM,

31、全数字自动摄影测量生产DOM,全数字自动摄影测量生产DLG,第七章 遥感与GIS集成,7.1 RS与GIS集成的方式 7.2 RS与GIS集成的应用,7.1 RS与GIS的集成方式,在软件实现上，GIS与遥感的集成，可以有以下三个不同的层次： （1） 低层次集成，各自有各自的软件，只是通过文件转换工具在不同系统之间传输数据； （2） 两软件具有一致的界面和显示，但实质还是两个软件； （3） 最高层次是实现具有强大的图像处理功能的GIS软件。,7.2 RS与GIS集成的应用,在RS+GIS集成系统中，遥感数据是GIS的重要信息来源，而GIS则可以作为遥感图像解译的强有力的辅助工具，其功能集中体现

32、在： 一、 GIS作为图像处理工具 二、 遥感数据作为GIS的信息来源 可用于： 1）土地动态变化监测 2）环境、矿产、气候变化监测 3）农、林、牧、水利监测 ,第八章 “3S”集成技术,8.1 “3S”集成的概念 “3S”集成是指将GIS、GPS、RS这三种对地观测技术及其他相关技术有机地集成在一起，实现在线连接、实时处理和集成应用。“3S”集成包括空基3S集成与地基3S集成。 空基“3S”集成：用空-地定位模式实现直接对地观测，主要目的是在无地面控制点(或有少量地面控制点)的情况下，实现航空航天遥感信息的直接对地定位、侦察、制导、测量等。 地基“3S”集成：车载、舰载定位导航和对地面目标的

33、定位、跟踪、测量等实时作业。,1) 智能交通ITS 智能运输系统是基于数字地球建立国家和省市、自治区的路面管理系统、桥梁管理系统、交通阻塞、交通安全以及高速公路监控系统，并将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效地集成运用于整个地面运输管理体系，而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合性交通运输管理系统，实现运输工具在道路上的运行功能智能化。从而，使公众能够高效地使用公路交通设施和能源。,8.2 “3S”集成应用,具体地说，该系统将采集到的各种道路交通及服务信息经交通管理中心集中处理后，传输到公路运输系统的各个用户(驾驶员

34、、居民、警察局、停车场、运输公司、医院、救护排障等部门)，出行者可实时选择交通方式和交通路线；交通管理部门可自动进行合理的交通疏导、控制和事故处理；运输部门可随时掌握车辆的运行情况，进行合理调度。从而，使路网上的交通流运行处于最佳状态，改善交通拥挤和阻塞，最大限度地提高路网的通行能力，提高整个公路运输系统的机动性、安全性和生产效率。,对于公路交通而言，ITS(智能化交通系统)将产生的效果主要包括以下几个方面： 提高公路交通的安全性； 降低能源消耗，减少汽车运输对环境的影响； 提高公路网络的通行能力； 提高汽车运输生产率和经济效益，并对社会经济发展的各方面都将产生积极的影响。,2)数字城市 基于

35、高分辨率正射影像、城市地理信息系统、GPS、建筑CAD，可以建立虚拟城市和数字城市，可实现真三维和多时相的城市漫游、查询分析和可视化服务和管理。 3S可用于城市规划、市政管理、城市环境、城市交通、物流运输、公安消防、保险与银行、旅游娱乐等。,3) 数字农业（农林牧渔） 2I世纪农业要走节约化的道路，实现节水农业、优质高产无污染农业。这就要依托数字地球，每隔35天给农民送去他们的庄稼地的高分辨率卫星影像，农民在计算机网络终端上可以从影像图中获得他的农田的长势征兆，通过GIS作分析，制定出行动计划，然后在车载GPS和电子地图指引下，实施农田作业，及时地预防病虫害，把杀虫剂、化肥和水用到必须用的地方，而不致使化学残留物污染土地、粮食和种子，实现真正的绿色农业。这样一来，农民也成了电脑的重要用户，数字地球就这样飞入了农民家。到那时农民也需要有组织，有文化，掌握高科技。,4）数字水利 水利行业是一个历史十分悠久的行业。水利不但是农业的命脉、国民经济的命脉，而且将是中华民族生存和发展的命脉。水利不仅是国民经济中的基础设施，而且在基础设施中处于首位。数字水利的战略目标是实现水利行业中各种数据的整合，使之便于