第一节 3S技术的综合应用 课件 (2)
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课件18张PPT。第一节 3S技术的综合应用 1 什么是3S技术？3S技术是遥感技术(Remote sensing，RS)、地理信息系统(Geography information systems，GIS)和全球定位系统(Global positioning systems，GPS)的统称，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。1993年9月，美国克林顿政府作出了“冷战”结束后的一项重大决策，放弃“星球大战”和“新一代高能加速器”计划，转向推行引起全球关注的国家信息基础设施（National Information Infrastructure，简记为NII）计划俗称信息高速公路（Information Super-Highway，简记为ISH），其技术含义实际为“高速信息电子网络”。该计划是指一个能给全球广大用户随时提供大量信息的。由国家级、地区级和大企业的数据库、声象设备及覆盖全国及至全球的通讯网络组成的，并通过国际互联网络（Internet）连结的计算机通讯网络系统及个人办公自动化系统。NII计划的实现将能改变人们的生产、生活和人际的交互方式，全世界已经有150多个国家正在或准备实施这项计划。1994年4月，由美30多所著名大学、国家高新技术项目署和美国自然科学基金会联合提出，经美政府批准，“国家空间数据基础设施”（National Spatial Data Infrastructure NSDI）。基于3S技术的地理空间数据的处理是实现NII的“瓶颈”问题。90年代中期，全球信息产业的总产值已超过$1万亿；发达国家信息产业的产值占国民生产总值的比重已达到50%左右。3S在我国的发展历史 邓小平80年代提出“开发信息资源，服务四化建设”。江泽民也指出：“四个现代化，哪一个也离不开信息化”。我国九五科技规划中将3S技术列为国家15项重中之重的高新技术发展项目。
1995年1月国务院批准了《中华人民共和国计算机信息网络国际联网管理暂行规定》，表明了中国信息高速公路（China ISH）计划的正式启动。根据我国国情，从抓“三金工程”，既，金桥工程(国家经济信息网，覆盖全国的八横八纵光缆网络)，金关工程(国家外贸信息管理系统，金卡工程（电子货币工程）入手，正式拉开了我国信息化建设的序幕。现运行的还有邮电网、教育科研网等并通过INTERNET与150个国家连网。我国在实施“三金工程”的同时，也积极开展了中国的空间信息基础设施建设，其中包括：国务院基础地理信息系统网络--9201工程，中科院的“全国生态网络”以及国家计委、国家教委、中国科学院联合项目“国家空间信息基础设施及示范系统--国家资源环境数据库及地区经济信息系统”等工程。
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。 3S一体化技术指RS和GPS的信息采集和处理与GIS的信息存储、管理、分析和输出有机地结合为一个整体，从而实现高效率地处理地理信息。
3S一体化技术3S一体化技术各部分的关系和作用GIS是基础平台，处于核心地位，负责对RS和GPS获取的信息进行处理、分析和应用；RS主要用于获取数据，并保障对数据的不断更新；GPS负责精确测量和定位，获取地理坐标和高程数据，为遥感影像的配准，校正和GIS中地物位置的确定提供快速、准确的地理坐标信息。3S技术的应用及发展? 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。
3s一体化技术被广泛应用于各个领域，如资源探测与管理、环境监控与管理、自然灾害监控与防治等。
资源探测与管理 3S一体化技术与常规地面数据采集技术相结合，可以对区域自然资源的分布及其动态变化进行快速、准确的分析。
环境监控与管理 环境问题都具有鲜明的空间地理特性，3S技术在这方面有良好的应用优势，应用的主要方面就是建立环境地理信息系统。环境地理信息系统是为环境管理服务的信息系统，它采用GIS的一套建库、管理和应用的方法，可使环境管理数据得到更好的应用。GIS在环境管理中应用广泛，主要有环境监测、环境质量评价与环境影响评价、环境预测规划与环境管理以及面源污染控制等。自然灾害监控与防治 利用3S一体化技术建立灾害预测模型，做出灾情预测分析。精准农业与3S的应用?案例研究 精准农业(Precision?Agriculture，Precision?Farming，Precision?Crop?Management)又称精细农业、精确农业、精准农作和处方农作．是近年来国际上农业科学研究的热点领域，实际上是主要应用3S技术，还有作物生产管理辅助决策支持系统和智能化农业机械装备技术，在定位采集地块信息的基础上，根据各地块土壤、水肥、作物病虫害、杂草、产量等在时间与空间上的差异，进行相适宜地耕种、施肥、灌水、用药，其目的是以合理的投入获得最好的经济效益，并保护环境，确保农业可持续发展．通俗地说：精准农业就是利用RS作宏观控制；用GPS精确定位地面位置；用GIS将地面信息(地形、地貌、作物种类和长势、土壤质地和养分、水分状况等)进行储存，按区内要素的空间变量数据，精确设定最佳耕作、施肥、播种、灌溉、喷药等多种操作，变传统的粗放型经?营为精细生产．例如在喷洒农药时通过传感器获得不同田块不同程度病虫害的具体数据，实地调整喷药量，对症下药．有效降低农业成本，使每一寸土地都得到最优化使用，使每一份资源都发挥应有的作用，以最经济的投人获得最佳的产出；又能有效地减少对环境的污染，保护农业的生态环境，走可持续发展之路．3S技术在城市规划中的应用1?城市基本地形图更新?
城市规划的基本条件就是大比例尺地形图，但传统的线划地图不仅建立周期长，更新困难，而且比较抽象，已经从原始信息中筛去了很多环境成分。4D产品包括数字线划地图(DLG)、数字高程模型(DEM)、数字栅格地图(DRG)、数字正射影像图(DOM)，是新一代测绘产品的标志，有着现势性强、更新速度快、信息含量丰富等优点，将转变传统地图的观念，加快数据更新，丰富表现手段，也是对传统测绘方法的现代化改造。
2?现状调查与数据管理?
城市规划的初始阶段就是现状调查，往往要耗费大量的人力、物力、财力，又难以做到实时、准确。运用Rs技术可以迅速进行城市地形地貌、湖泊水系、绿化植被、景观资源、交通状况、土地利用、建筑分布的调查；运用GIS技术则能将大量的基础信息和专业信息进行数据建库，实现空间信息和属性信息的一体化管理与可视化表现，提供方便的信息查询和统计工具，克服CAD辅助制图的局限性。
3?现状评价与空间分析?
利用多个时期的航空遥感影像图进行城市用地变迁动态研究，结合数理统计方法进行城市重心移动、离散度、紧凑度和放射状指数等形态测度评价，利用叠加分析、缓冲区分析、拓扑分析等工具进行商业服务设施和中小学的服务范围分析、交通可达性评价和建设条件适宜性评价，这有助于总结城市发展规律，发现存在的问题，增加空间分析的深刻性。4?交通调查与模拟分析?
利用GIS进行城市交通小区出行分布的数据建库，可以对现状路网密度、出行距离和时间、交通可达性、公交服务半径进行合理性评价，结合专业软件能进行城市交通的规划预测、出行分布和流量分配，开展交通环境容量影响评价。利用遥感数据进行道路勘测设计，可以快速完成对路线所经区域的地形、地貌、河流、建筑以及交通网系的概要判读。利用虚拟现实技术和三库一体(影像数据库、矢量图形库、数字高程模型)技术可以进行道路方案的仿真表现和环境模拟，实现全方位、立体化、多层次的规划和评价新模式。
5规划管理?
基础信息和规划信息的集成建库将使规划设计与规划管理更紧密地结合起来，可以在GIS平台上开展电子报批和网上报批，提高指标核算的科学性，避免地区规划的前后矛盾和土地批租的问题。?
3S技术的集成还促进了土地利用动态监测和规划执法检查，可以利用遥感卫星数据与历史数据进行复合分析，主动发现土地利用的变化靶区。用差分GPS技术精确测量土地利用的变化数据，再根据现场勘察资料，利用GIS技术进行准确详查，增加了监测的主动性、及时性和客观性。 总之，我国城市必将进一步迅速发展，随着城市现代化建设与管理?的加强。各大中城市建立城市地理信息系统将是必然趋势。目前北京、上海、广州等大城市均已提出建立数字城市的规划。3s技术的应用，实现了城市各种历史、现状和规划信息的集成管理和实时更新处理，能够动态、快速、高精度、规范化地获取和存储城市的各种空间和属性信息；快速而方便地进行信息查询、检索和统计；有效和智能化地进行城市空间分析，开展网络化的公众参与，提高了对城市发展的科学预见和动态监控水平。3S技术的发展与应用将推动数字城市规划技术从定性到定量的飞跃和理论从经验到科学的转变。
3S技术为科学研究、政府管理、社会生产提供了新一代的观测手段、描述语言和思维工具。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和GPS向GIS提供或更新区域信息以及空间定位，GIS进行相应的空间分析，以从RS和GPS提供的浩如烟海的数据中提取有用信息，并进行综合集成，使之成为决策的科学依据。THANKS
1995年1月国务院批准了《中华人民共和国计算机信息网络国际联网管理暂行规定》，表明了中国信息高速公路（China ISH）计划的正式启动。根据我国国情，从抓“三金工程”，既，金桥工程(国家经济信息网，覆盖全国的八横八纵光缆网络)，金关工程(国家外贸信息管理系统，金卡工程（电子货币工程）入手，正式拉开了我国信息化建设的序幕。现运行的还有邮电网、教育科研网等并通过INTERNET与150个国家连网。我国在实施“三金工程”的同时，也积极开展了中国的空间信息基础设施建设，其中包括：国务院基础地理信息系统网络--9201工程，中科院的“全国生态网络”以及国家计委、国家教委、中国科学院联合项目“国家空间信息基础设施及示范系统--国家资源环境数据库及地区经济信息系统”等工程。
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。 3S一体化技术指RS和GPS的信息采集和处理与GIS的信息存储、管理、分析和输出有机地结合为一个整体，从而实现高效率地处理地理信息。
3S一体化技术3S一体化技术各部分的关系和作用GIS是基础平台，处于核心地位，负责对RS和GPS获取的信息进行处理、分析和应用；RS主要用于获取数据，并保障对数据的不断更新；GPS负责精确测量和定位，获取地理坐标和高程数据，为遥感影像的配准，校正和GIS中地物位置的确定提供快速、准确的地理坐标信息。3S技术的应用及发展? 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。
3s一体化技术被广泛应用于各个领域，如资源探测与管理、环境监控与管理、自然灾害监控与防治等。
资源探测与管理 3S一体化技术与常规地面数据采集技术相结合，可以对区域自然资源的分布及其动态变化进行快速、准确的分析。
环境监控与管理 环境问题都具有鲜明的空间地理特性，3S技术在这方面有良好的应用优势，应用的主要方面就是建立环境地理信息系统。环境地理信息系统是为环境管理服务的信息系统，它采用GIS的一套建库、管理和应用的方法，可使环境管理数据得到更好的应用。GIS在环境管理中应用广泛，主要有环境监测、环境质量评价与环境影响评价、环境预测规划与环境管理以及面源污染控制等。自然灾害监控与防治 利用3S一体化技术建立灾害预测模型，做出灾情预测分析。精准农业与3S的应用?案例研究 精准农业(Precision?Agriculture，Precision?Farming，Precision?Crop?Management)又称精细农业、精确农业、精准农作和处方农作．是近年来国际上农业科学研究的热点领域，实际上是主要应用3S技术，还有作物生产管理辅助决策支持系统和智能化农业机械装备技术，在定位采集地块信息的基础上，根据各地块土壤、水肥、作物病虫害、杂草、产量等在时间与空间上的差异，进行相适宜地耕种、施肥、灌水、用药，其目的是以合理的投入获得最好的经济效益，并保护环境，确保农业可持续发展．通俗地说：精准农业就是利用RS作宏观控制；用GPS精确定位地面位置；用GIS将地面信息(地形、地貌、作物种类和长势、土壤质地和养分、水分状况等)进行储存，按区内要素的空间变量数据，精确设定最佳耕作、施肥、播种、灌溉、喷药等多种操作，变传统的粗放型经?营为精细生产．例如在喷洒农药时通过传感器获得不同田块不同程度病虫害的具体数据，实地调整喷药量，对症下药．有效降低农业成本，使每一寸土地都得到最优化使用，使每一份资源都发挥应有的作用，以最经济的投人获得最佳的产出；又能有效地减少对环境的污染，保护农业的生态环境，走可持续发展之路．3S技术在城市规划中的应用1?城市基本地形图更新?
城市规划的基本条件就是大比例尺地形图，但传统的线划地图不仅建立周期长，更新困难，而且比较抽象，已经从原始信息中筛去了很多环境成分。4D产品包括数字线划地图(DLG)、数字高程模型(DEM)、数字栅格地图(DRG)、数字正射影像图(DOM)，是新一代测绘产品的标志，有着现势性强、更新速度快、信息含量丰富等优点，将转变传统地图的观念，加快数据更新，丰富表现手段，也是对传统测绘方法的现代化改造。
2?现状调查与数据管理?
城市规划的初始阶段就是现状调查，往往要耗费大量的人力、物力、财力，又难以做到实时、准确。运用Rs技术可以迅速进行城市地形地貌、湖泊水系、绿化植被、景观资源、交通状况、土地利用、建筑分布的调查；运用GIS技术则能将大量的基础信息和专业信息进行数据建库，实现空间信息和属性信息的一体化管理与可视化表现，提供方便的信息查询和统计工具，克服CAD辅助制图的局限性。
3?现状评价与空间分析?
利用多个时期的航空遥感影像图进行城市用地变迁动态研究，结合数理统计方法进行城市重心移动、离散度、紧凑度和放射状指数等形态测度评价，利用叠加分析、缓冲区分析、拓扑分析等工具进行商业服务设施和中小学的服务范围分析、交通可达性评价和建设条件适宜性评价，这有助于总结城市发展规律，发现存在的问题，增加空间分析的深刻性。4?交通调查与模拟分析?
利用GIS进行城市交通小区出行分布的数据建库，可以对现状路网密度、出行距离和时间、交通可达性、公交服务半径进行合理性评价，结合专业软件能进行城市交通的规划预测、出行分布和流量分配，开展交通环境容量影响评价。利用遥感数据进行道路勘测设计，可以快速完成对路线所经区域的地形、地貌、河流、建筑以及交通网系的概要判读。利用虚拟现实技术和三库一体(影像数据库、矢量图形库、数字高程模型)技术可以进行道路方案的仿真表现和环境模拟，实现全方位、立体化、多层次的规划和评价新模式。
5规划管理?
基础信息和规划信息的集成建库将使规划设计与规划管理更紧密地结合起来，可以在GIS平台上开展电子报批和网上报批，提高指标核算的科学性，避免地区规划的前后矛盾和土地批租的问题。?
3S技术的集成还促进了土地利用动态监测和规划执法检查，可以利用遥感卫星数据与历史数据进行复合分析，主动发现土地利用的变化靶区。用差分GPS技术精确测量土地利用的变化数据，再根据现场勘察资料，利用GIS技术进行准确详查，增加了监测的主动性、及时性和客观性。 总之，我国城市必将进一步迅速发展，随着城市现代化建设与管理?的加强。各大中城市建立城市地理信息系统将是必然趋势。目前北京、上海、广州等大城市均已提出建立数字城市的规划。3s技术的应用，实现了城市各种历史、现状和规划信息的集成管理和实时更新处理，能够动态、快速、高精度、规范化地获取和存储城市的各种空间和属性信息；快速而方便地进行信息查询、检索和统计；有效和智能化地进行城市空间分析，开展网络化的公众参与，提高了对城市发展的科学预见和动态监控水平。3S技术的发展与应用将推动数字城市规划技术从定性到定量的飞跃和理论从经验到科学的转变。
3S技术为科学研究、政府管理、社会生产提供了新一代的观测手段、描述语言和思维工具。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和GPS向GIS提供或更新区域信息以及空间定位，GIS进行相应的空间分析，以从RS和GPS提供的浩如烟海的数据中提取有用信息，并进行综合集成，使之成为决策的科学依据。THANKS