RS，GPS与GIS技术的应用

王笋 张秋亭

摘要：在许多国民经济的重大领域，航空航天遥感RS技术、地理信息系统GIS技术和空间定位GPS技术发挥着越来越重要的作用，本文对3S技术的应用现状进行了探讨。

关键词：遥感；地理信息系统；空间定位；应用现状

1 引言

RS，GPS与GIS技术，简称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。

由3S技术做为关键部分的“天地人机信息一体化网络系统” 可以动态地获取地球表层的空间数据， 并数字化、自动化、智能化和实时化地回答何时 （When）、何地 （Where）、何目标 （What Object）发生了什么变化（What Change），已经在经济社会的发展中发挥着重要作用。

2 3S技术应用现状

3S技术是获取、处理、分析、管理、精确定位具有空间数据特征地物信息的一种信息技术手段，在精准农业、林业、土地、水利、生态学、灾害、城市规划、采矿、石油、军事等多种领域的开发、调查、评价、检测、预测中发挥基础和信息提供的作用，为决策科学化提供依据和保障[1]。

2.1 精准农业上的应用

精准农业又称精细农业、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。简单地说：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。

2.2 林業上的应用

3S的应用从根本上改变了传统的森林资源信息管理的方式，成为现代林业经营管理的崭新工具，其在林业领域的应用研究主要有森林资源信息管理、森林经营优化决策、森林分类经营区划、森林防火、森林抽样设计、林业专题制图、森林采伐设计、营造林规划设计、森林保护、森林资源管理网络、精准林业等诸多方面[1]。

通过高分辨率的地理信息系统技术和卫星影像识别技术，再加强森林资源的二类清查，能够有效提高调查精度，3S技术可为用户提供内容丰富的虫情资料和及时精确的基础资料。在用于害虫监测管理时，可以将地形地势图、土壤类型图、植被类型图、水系分布图、病虫分布图等做成不同的图层，简称空间数据库；把发生量、危害程度、各种气象因子等建成相关数据库。利用GIS的空间数据操作和图形处理分析等功能，丰富了病虫害暴发、危害、扩散等信息，从而制定相应的管理决策，开发更加有效的森林病虫害监测管理信息系统[2-4]。

2.3 土地管理上的应用

2.3.1 在土地资源调查中的应用

利用3S技术、遥感技术快捷、实时、高效地获取土地利用变化信息；GPS快速准确采集土地利用变化图斑的空间位置；GIS对采集的数据进行编辑实现数据管理自动化，将三者有效地结合起来，能较好地改善传统土地调查手段的不足。

2.3.2 在地籍测绘中的应用

3S技术对于地籍信息数据源的遥感影像分析处理、内业建库、外业调绘等有重要帮助。特别是对于权属境界、田坎系数等的测绘非常精确。3S技术在我国土籍测量主要是采用航空、航天的遥感技术，以农村的土地调查为例，以1：1万比例尺为主。遥感技术利用航空、航天遥感技术，可以及时从中获取来自遥感有效客观的地面影像，用于调查和测量主要也是靠来自于遥感图像的有效信息。 在土籍测量中主要是根据多平台、多波段、多信息源的遥感影像，实现现势性遥感影像的全覆盖，必须使用3S技术才能达到这一目的。随着计算机和遥感技术的逐步成熟，3S技术已经被广泛地应用在了我国土地地籍测绘工作中[5]。

2.3.3 在土地总体规划中的应用

通过GPS和遥感技术直接获取土地信息，得到理想数据，将数据录入GIS系统，建立土地利用空间信息系统，便可以为土地规划提供系统的数据源参考。同时我们利用强大的分析和处理功能，可以对土地利用现状进行分析评价，进行土地利用远景规划；利用GIS的可视化功能，实现对规划设计的结果进行模拟显示和分析，为进一步完善和优化规划设计提供信息[6]。

2.4 其它领域上的应用

随着3S技术的发展与应用，其已深入到各个领域的各个方面，比如3S技术在城市规划、公路路政管理、生态环境监测、数字水利、遗址探查等诸多方面都得到了广泛的应用。

3 3S云计算与3S技术有机结合

云计算作为一种技术趋势正迅速兴起，每个产业中都能得以应用。Google首先提出云计算概念，推出了基于云计算的谷歌地球生成器，ESRI从几年前就开始对云计算和云GIS进行研究，现在，ESRI已取得了突破性进展，能将ArcGIS部署到亚马逊的EC2和S3云计算基础设施平台上。云服务和部署模型所提供的技术和体系结构是未来研究和发展的关键领域[8]。

4 实用化、工程化与产业化

随着移动互联网技术和移动终端设备的变革，3S已经走向了我们移动的设备，未来移动城市的建设更离不开移动技术，可以说一切新技术都是以移动为目标，3S 应用已从过去单纯的工程应用面向大众，应用领域不断拓展，走进生活、旅游服务、车辆导航等。重点研究的热点问题将集中在地理分析技术和可视化技术、虚拟现实技术[5]。遥感技术通过多年的研究和发展，同时随着遥感数据获取技术的突飞猛进， 遥感技术产业化已经成为必然趋势[5]。

5 定量化、智能化

遥感信息定量化是指通过实验的或物理的模型将遥感信息与观测目标参量联系起来，将遥感信息定量地反演或推算为某些地学、生物学及大气等观测目标参量。

遥感的智能化首先表现在遥感传感器的可编程，传感器不仅可以按设定的方式进行扫描，而且可以根据具体要求由地面进行控制编程，使用户可以获得多角度、高时间密度的数据[6]。

6 结束语

由于GIS、GPS和RS在功能上的互补性，3S技术的集成在各个方面取得了不少的成绩，3S集成技术也获得了广泛的应用，但仍有许多尚待解决的问题。3S集成技术并非完全意义上的集成，而且大部分是两两结合，在统一的平台下，相互间的功能互补和数据转换，它们之间还是相互独立。即使所谓的3S集成也是表面上的集成，要实现真正的技术的集成，就必须使数据的格式一致从而能够很好的转化。只有把这三种技术充分结合起来，才能更有效地应用于各行各业，更有力地促进这三种技术的发展。

参考文献：

[1]樊绪富，秦景全，王宁，陈曦.“3S”技术集成及其应用[J].林业科技情报，2011，43（4）：4-7.

[2]唐建.浅谈“3S”技术在林业数字化建设管理中的应用[J].华东森林经理，2012，26（2）：84-86.

[3]席智，郭富明.3S技术在林业中的应用[J].山西林业科技，2012，41（1）：57-58.

[4]莫丽君.论3S技术在地籍测绘中的应用[J].技术与市场，2012，19（2）：37-38.

[5]顾育红.浅谈3S技术及其在土地管理中的应用现状与发展趋势[J].现代测绘，2012，35（3）：62-64.

[6]李芝喜.林业遥感[M].吉林：东北林业大学出版社，1990.