关于空间信息科学 3S 技术的学习总结报告 学生：王继 学号：2016170802 专业：电子与通信工程 班级：第 42 班 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。3S”技术是有 GPS、 RS、GIS 组成的一个有机的整体，GPS 用于实时快速地提供目标(包括各类传感器 和运载平台)的空间位置；RS 用于实时、快速地提供目标及其环境的几何与物理 信息及各种变化，发现地球表面上的各种变化并对 GIS 进行数据更新；GIS 用于 对多种来源时空数据进行综合处理、集成管理、动态存取的应用平台。集 RS、 GPS、GIS 技术的功能为一体，可构成高度自动化、实时化和智能化的地理信息 系统，解决各种复杂问题。 “3S”技术的基本内涵主要分为以下三个方面： （1）地理信息系统(GIS) GIS 是一个专门管理地理信息的计算机软件系统,它不但能分门别类、分级分 层地去管理各种地理信息;而且还能将它们进行各种组合、分析、再组合、再分 析并能查询、检索、修改、输出、更新等。因为地理信息系统具有数据输入、预 处理功能、数据编辑功能、数据存储与管理功能、数据查询与检索功能、数据分 析功能、数据显示与结果输出功能、数据更新功能等功能,因此它广泛应用于资 源调查、环境评估、交通运输、灾害预测、城市规划、邮电通讯、军事公安、国 土管理、水利电力、公共设施管理、农林牧业、商业金融等许多不同的领域。 （2）全球定位系统(GPS) 全球定位系统是一种高精度、全天候和全球性的以卫星为基础的无线电测时 定位、导航系统,可为航空、航天、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。它由 GPS 卫星星座、地面监控系统、GPS 信号接收机 三大部分组成,主要被用于实时、快速地提供目标的空间位置。GPS 具有全天候、 高精度、自动化、高效益等显著特点,可广泛应用于军事、民用交通导航、野外 考察探险、大地测量、摄影测量、土地利用调查、精确农业以及日常生活等不同 领域。 （3）遥感系统(RS) 遥感是利用遥感器从空中来探测地面物体性质的,它根据不同物体对波谱产 生不同响应的原理,识别地面上各类地物,具有遥远感知事物的意思。也就是利用 地面上空的飞机、飞船、卫星等飞行物上的遥感器收集地面数据资料,并从中获 取信息,经记录、传送、分析和判读来识别地物。遥感技术具有大范围获取数据 资料,获取信息速度快、周期短,获取信息手段多,信息量大的特点,因此它在气象 

服务,地质调查,抗震救灾中发挥着重要的作用。 “3S”技术的技术特点如下： “3S”技术相对于传统方法的作业方式有 2 个方面的不同特点。第一个不同 点在于传统方法的作业方式是先获得数据,把已有的数据应用到各个部门,在选 择了数据和应用目的后,建立相应的信息处理机制。而“3S”技术的作业方式基 于应用出发,根据应用目的去选择合适的硬件,建立相应的获取技术系统和信息 处理方法。传统方法和“3S”技术方法的组成成分相同,但出发点和过程不同。 “3S”技术的作业方式可获得更好的应用效果。第二个不同点在于传统方法中的 信息获取、处理和应用各个部分互不相关,相互独立,这些方面是割裂开的;而 “3S”技术则不相同,在选择了应用目标后,其信息应用、处理是一体的,不可分 割的。 “3S”技术的应用与发展如下： “3S”集成技术是指以 RS、GIS、GPS 为基础，将 RS、GIS、GPS 三种独立 的技术领域中的有关部分与其它高技术领域的有关部分有机地构成一个整体而 形成的一项新的综合技术领域，其通畅的信息流贯穿于信息获取，信息处理，信 息应用的全过程。“3S”集成技术以“3S”地学参数为基点，注重研究“3S”时 空特征的兼容性，技术方法的互补性，应用目标的一致性，软件集成的可行性， 数据结构的兼容性以及数据库技术的支撑性等方面。3S 技术集成及其应用模式 如下图所示。 GIS, RS 和 GPS 的三者集成可构成高度自动化、实时化和智能化的地理信息 系统，这种系统不仅能够分析和运用数据，而且能为各种应用提供科学的决策依 据，以解决复杂的用户问题。按照集成系统的核心来分，主要有两种，一是以 GIS 为中心的集成系统，目的主要是非同步数据处理，通过利用 GIS 作为集成系 统的中心平台，对包括 RS 和 GPS 在内的多种来源的空间数据进行综合处理、动 态存贮和集成管理，存在数据、平台(数据处理平台)和功能三个集成层次，可以 

认为是 RS 与 GIS 集成的一种扩充。二是以 GPS 和 RS 为中心的集成，它以同步数 据处理为目的，通过 RS 和 GPS 提供的实时动态空间信息结合 GIS 的数据库和分 析功能为动态管理、实时决策提供在线空间信息支持服务。该模式要求多种信息 采集和信息处理平台集成，同时需要实时通讯支持。 “3S”技术应用的常见场景如下： （1）3S 技术在资源监测中的应用 水土资源的实时监测利用 3S 技术对资源进行动态监测，具有周期短、快速、准 确、及时的特点。尤其是遥感的动态分析功能，对大范围资源量和中药长势的动 态分析，具有重要意义。遥感的发展正朝着定性转化为定量，静态观测转化为动 态监测、试验性研究向产业过渡的方向发展，目前世界上技术先进的国家已开始 利用遥资料预测农作物产量。 （2）3S 技术在城市安全管理中的应用 GIS 与城市应急救援系统是以 GIS 为信息技术平台，融合 Internet 和现代通信 技术、全球定位/卫星导航(GPS/GNSS)技术，已成为国内外解决城市公共安全与 紧急救援难题的主要措施之一。作为城市现代应急反应体系中的重要组成部分， 城市应急救援联动系统的信息网络和通信系统集语音、数据、图像为一体，协调 公安、消防、医疗、交警、民政、公共事业等政府职能部门，通过统一的接警中 心和处警平台，为市民提供相应的紧急救援服务，目前主要实现包括 110、119、 120、122 联合接警，以实现快速响应、联合行动和统一指挥，为城市公共安全 提供保障和支持。以地理信息系统为基础平台，在基础地理信息底图上添加包括 公安警力分布、市政（水、电、气管网）、医疗救援、重要交通线路、GPS 台站 网分布以及报警电话自动显示报警方位、机主信息等多个专题图层，采用先进的 GIS 二次开发软件，可以实现救援路径优化，地理信息和其他数据格式的信息融 合技术能更好地实现数据查询和资源共享。 （3）3S 技术在环境科学领域中的应用 在环境科学领域，3S 技术的结合能实现海量环境数据的提取、处理、存储、更 新和应用，能准确掌握环境的动态变化过程和规律，借助环境模拟技术，能够实 现对环境和资源的监测、评价、预测、预警、决策及管理。因此，3S 技术的集 成应用，已经成为环境信息获取、全球环境演变研究、环境污染防治与生态修复 研究的重要技术与方法。随着 3S 技术的不断发展，尤其是 GIS 和 RS 技术的发展 及相互渗透，3S 技术将会在环境保护、资源合理开发与利用、环境污染治理、 自然灾害预报和监测、环境规划和管理等领域发挥越来越重要的作用。