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3s遥感技术精选(九篇)

3s遥感技术

第1篇:3s遥感技术范文

Abstract: in this paper, the "3 S" technology (GPS, RS, GIS) also expounded, the 3 S integration technology and its prospects are introduced, and with 3 S technique to rely on, expounds the "3 S" technology in the land survey of application.

前 言:随着GPS(球定位系统)技术、RS(遥感)技术和GIS (地理信息系统)技术的不断发展和应用,GPS、RS和GIS紧密结合的“3S”一体化技术已成为土地调查的一个崭新的方向已经在国家土地调查及全国土地利用遥感监测中得到很好的应用。

关键词:GPS、RS、GIS、3S集成技术、土地调查

Keywords: GPS, RS, GIS, 3 S integration technology, the land survey

中图分类号:P228.4文献标识码:A 文章编号:

1 “3S”技术

“3S”是全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)的简称。

1.1全球定位系统(GPS)

卫星导航系统(Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning System),简称全球定位系统(GPS)。GPS能够进行厘米级甚至毫米级精度的静态相对定位,米级至亚米级精度的动态定位,亚米级至厘米级精度的速度测量和毫微秒级精度的时间测量。GPS已广泛应用于各个行业领域中。

1.1.1 GPS的应用特点

用途广泛、自动化程度高、观测速度快、定位精度高。

1.1.2 GPS的应用局限性

GPS定位系统并不是可以用在任何环境中的,如树林、城市的遮挡将影响GPS信号的接收。GPS应用的局限性如下:信号遮挡、信号干扰、多路径效应。

1.2遥感技术(RS)

1.2.1基本概念

遥感技术(Remote Sensing,简称RS),是通过观测电磁波,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电磁波的特性”。

通常把用不同高度的平台使用传感器收集地物的电磁波信息,并将这些信息传输到地面并加以处理,从而达到对地物的识别与监测的全过程,称为遥感技术。

1.2.2遥感的特性

(1)空间特性——视域范围大,具有宏观物性;

(2)光谱特性——探测波段从可见光向两侧延伸;

(3)时相特性——能够瞬间成像和周期成像,有利于动态监测和研究。

1.3地理信息系统(GIS)

地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种以采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面(包括大气在内)与空间和地理分布有关的数据的信息系统。该系统具有数据采集与输入功能;数据编辑与更新功能;数据存储与管理功能;空间查询与分析功能;数据显示与输出功能等。

2 “3S”集成技术

随着“3S”研究和应用的不断深入,单独地运用其中的一种技术已经不能满足工程的实际需求。国际上“3S”的研究和应用开始向集成化方向发展。在这种集成中:GPS主要被用于实时、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用于实时地或准实时地提供目标及其环境的语义或非语义信息,发现地球表面上的各种变化,及时地对GIS进行数据更新;GIS则是对多种来源的时空数据进行综合处理、集成管理、动态存取,作为新的集成系统的基础平台,并为智能化数据采集提供地学知识。

3 “3S”技术在土地调查中的应用

随着“3S”技术的日益进步和广泛运用,基于“3S”技术的土地查应用已经进入了实用阶段。

3.1 RS在土地调查中的应用

随着遥感技术的进步和发展,遥感数据源已经向全天候、超光谱、高时空分辨率方向发展。RapidEye、SPOT5、IRS等中分辨率卫星数据的应用,以IKONOS、GeoEye-1、QuickBird 、WorldView-I和WorldView-II等为代表的高分辨率遥感数据的应用,为遥感监测提供了广泛的数据源。

国土资源管理部门利用卫星遥感影像进行年度土地利用变更调查工作。国家在利用遥感影像生产上制定了相应的技术规程,如国家测绘局制定的《1:10000数字正射影像(DOM)生产技术规定》、《1:5万数字高程模型生产技术规定》,国家测绘局、国土资源部地籍管理司和中国土地勘测规划院制定的《SPOT2.5米数字正射影像图制作技术规程》以及国务院第二次全国土调查调查领导小组办公室针对于“二调”制定的《第二次全国土地调查底图生产技术规定》等。

遥感信息具有探测范围大、资料实时新颖、信息丰富、影像处理高效等特点。但遥感技术在土地调查的应用上也存在不足,受影像价格和分辨率和采集能力的制约,县级1:5000或更小比例尺土地调查中多以中分辨率影像为主。

3.2 GPS在土地调查中的应用

GPS在土地调查中的主要应用有:

建立测量控制网,便于常规方法测量;

利用RTK技术测量权属界址点和变化图斑的界限;

基于PDA/GPS技术外业直接发现变化图斑并采集定位点坐标和属性数据。GPS测量控制网一般采用静态定位方式,其特点是观测基线组成一系列封闭图形,并通过平差,成果精度高。

3.3 GIS在土地调查中的应用

GIS 能够管理、分析和综合多源、多时态、多层次土地调查信息,它的核心是将空间信息和属性信息有机结合在一起,通过对空间数据的处理和分析,对土地利用现状进行有效地空间分析。地理信息系统有多种信息表达方式,通过图表、互联网、图件等可以清晰地了解和处理分析结果。因此成为土地调查的核心技术,在土地调查中得到了广泛的应用。

GIS 技术的进步及其相关软件的成熟为管理土地调查数据、建设数据库、开展决策分析提供了有力的工具,更为“3S”技术集成应用与土地调查工作提供了基础。在GIS 支持下进行分层分类提取。

我国应用较成功的GIS软件有ArcGIS、MapGIS、Maplnfo和SuperMap等。随着GIS向多功能、高精度、现势性强的时态地理信息系统方向发展,向与计算机空间信息可视化技术及虚拟现实技术相结合的方向发展,向基于网络的WebGIS方向发展,其在土地调查中的应用具有十分广阔的前景。

3.4“3S”技术集成应用

综合应用RS技术、GPS定位技术、GIS技术,作为一个有机的整体,以GIS为核心实现“3S”技术的集成,形成一个对土地利用数据进行采集、处理分析和输出的完整技术体系。

我国土地利用基础图件更新问题,提出了全数字化环境下“3S”技术与外业调查相结合的土地利用现状图快速更新技术流程和方法,并给出了不同比例尺图件更新数据源流程获取、变化信息快速提取、零星地类与遗漏图斑补测等关键技术的解决途径。其具体的技术路线是:

①外业调查在GPS技术引导和准确定位下,确认变化图斑的类型、面积、范围和权属,核实地物宽度和零星地物(包括遗漏的小图斑)的量测;

②以遥感技术和己有的土地利用现状数据库、土地利用现状图为基准,利用计算机自动化发现变化信息,或人机交互解译提取土地利用变化信息,进行土地利用现状图的更新;

③内业在地面调查的基础上,利用GIS技术在多源信息的支持下,实现对基础图件的数字化更新。

4结 论

“3S”技术的迅速发展,保障了土地调查工作的快速、精确和高效率进行,节省了大量的人力、物力、财力。卫星遥感影像是现阶段全国土地调查工作的重要数据源,随着技术的进步,在不久的站将来必将形成一套崭新的技术处理手段,更加快速、有效、准确地进行土地调查及土地动态监测等工作。

参考文献

[1]宁津生等,测绘学概论,武汉:武汉大学出版社,2004

第2篇:3s遥感技术范文

【关键词】“3 S”技术集成;地理信息系统;全球定位系统;遥感;“3 S”技术的应用

【中图分类号】P208【文献标识码】A【文章编号】1672-5158(2013)02-0127-01

0.前言

“3S”集成技术目前已成功地应用到了包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域的规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等九大类别的一百多个领域。近年来,随着我国经济建设的迅速发展,加速了“3S”集成技术的应用进程,在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业、制图等领域发挥了重要的作用,取得了良好的经济效益和社会效益。

1. “3S”集成技术的定义及其基本原理

“3S”是GPS(Global position system,全球定位系统),RS(Remote Sensing,遥感)和GIS(Geography Information System,地理信息系统)的简称。“3S”集成是指将遥感、空间定位系统和地理信息系统这三种对地观测新技术有机地集成在一起。

在“3S”集成中,GPS主要用于实时、快速地提供目标,包括各类传感器和运载平台(车、船、飞机、卫星等)的空间位置;RS用于实时地或准实时地、快速地提供目标及其环境的语义或非语义信息,发现地球表面上的各种变化,及时地对GIS进行数据更新;GIS则是对多种来源时空数据进行综合处理、集成管理、动态存取,作为新的集成系统的基础平台,并为智能化数据采集提供地学知识。

2. “3S”集成技术的应用

国外发达国家已普遍利用该技术进行农情监测分析,特别是美国,不仅分析本国农情,而且分析世界各国的农情。我国从20世纪80年代开始了RS和GIS在农业生产中的应用研究。3S集成技术在我国农业生产中的应用是从90年代开始的,主要应用于农情监测和自然灾害的动态监测分析。它较传统方法具有时间少、费用低、范围广、准农科院草原研究所应用3S技术建立的“中国北方草地草蓄平衡动态监测系统”使我国草地的资源管理由过去常规方法上百人10年完成的工作量只需7天即可完成,经3年运转,节约经费1669万元。

城市规划涉及面广、内容多、工作量和难度都极大,没有对一个城市各种信息的全面了解和把握,是不可能设计出一个好的规划建设方案的。GIS在对城市规划各种数据的组织、管理、展示、统计和分析中,有着一般系统所无法比拟的优势,并且RS和GPS的结合能够为城市规划提供大量实时的数据信息,这些数据对分析城市的环境、生态、交通、城市的扩展趋势、城市污染分布以及城市的总体布局等都具有重要意义,所以,它被广泛地应用于城市规划的各个领域,如城市用地规划、城市环境及生态规划、城市交通规划等众多规划领域。

3. “3S”集成技术在应用中存在的问题以及解决方法

由于RS、GIS和GPS在功能上的互补性,各种集成方案通过不同的组合取长补短,充分发挥其各自的优势,并且也产生了许多新的功能。在各个方面取得了不小的成绩,“3S”集成技术也获得了广泛的应用,但仍有许多尚未彻底解决的问题。“3S”集成技术并非完全意义上的集成,而大部分是两两结合,在同一的平台下,相互间的功能互补和数据转换,他们之间还是相互独立,即使所谓的“3S”也是表面上的集成。

张继贤在国内较早提出综合GIS信息中的地学知识和遥感数据可以提高遥感分类的精度,尽管能消除应用单一遥感图像判读所存在的若干弊端。但是,两者的结合存在数据转换的问题,使得相应的软件要进行升级或之间要数据转换器,然而,由于不同领域不同系统的数据格式不同,且内部数据结构相互不公开或难以公开,导致数据转换器转换效率低,最终难以广泛应用。

李德仁认为“3S”集成需要解决的关键问题是:(1)系统的实时空间定位;(2)系统的一体化数据管理;(3)语义和非语义信息的自动提取理论方法;(4)基于GIS的航空,航天遥感影像的全数字化智能系统及对GIS数据库快速更新的方法;(5)可视化技术理论与方法;(6)系统中数据通讯与交换;(7)系统设计的方法及CASE(Computer Aided Software Engineering)工具的研究;(8)系统中基于客户机/服务器的分布式网络集成环境。

“3S”集成问题最重要的就是数据的集成、转换问题。也就是数据一致性、兼容性、以及数据的多源信息问题。

由于GIS、RS和GPS的数据分别存储为不同数据格式,为数据综合利用带来不便。宋关福、钟耳顺等提出的多源空间数据无缝集成(SIMS)技术实现了一种特殊的数据访问机制,不仅提供了直接存取多种数据格式的能力,而且使“3S”集成技术的跨数据源复合分析功能进一步加强。SIMS是一种无须数据格式转换,直接访问多种数据格式的高级空间数据集成技术,具有如下特点:(1)多格式数据直接访问。这是SIMS技术的基本功能,由于避免了数据格式转换,为综合利用不同格式的数据资源带来了方便。(2)格式无关数据集成。GIS用户在使用数据时,可不必关心数据存储于何种格式,真正实现格式无关数据集成。(3)位置无关数据集成。如果使用大型关系数据库(如Oracle和SQL Server)存储空间数据,这些数据可存放在网络服务器、甚至Web服务器,如果使用文件存储空间数据,这些数据一般是本地的。通过SIMS技术访问数据,不仅不必关心数据的存储格式,也不必关心数据的存放位置。用户可以像操作本地数据一样去操作网络数据。(4)多源数据复合分析。SIMS技术还允许使用来自不同格式的数据直接进行联合/复合空间分析。

将RS和GPS的数据格式加入图2,便可实现“3S”数据的集成。例如,通过SIMS技术的原理,可以制作一个用户可以使用一个GIS格式的数据(如Arc/Info Coverage的土地利用数据集)和一组RS图像与GPS格式的源数据集进行叠加分析,叠加结果可以存储到SQL Server数据库。

4. 结束语

目前关于“3S”的集成研究虽然较多,且有了较多的研究成果,但其内容多是技术之间的相互调用,难以达到其发展目标,而直正将三者完全统一,实现一体化数据管理则比较难。但是,数据标准的统一是可行的,也是至关重要的。要实现“3S”技术的集成,就必须使数据的格式一致或者能够很好的转化,只有这样才能实现真正的集成。“3S”技术的集成起步较晚,但发展非常快,特别是其应用更是突飞猛进。主要是因为三者能优势互补,遥感与地理信息系统的结合是其核心,应用也最为广泛。在当今信息时代,数据非常重要。在“3S”的集成技术应用中,主要是数据的获取,而GPS和RS都能给提供大量的低成本数据,因此,“3S”集成技术是非常有前途的。随着“数字地球”技术研究和网络化、信息化的发展,客观上需要更高层次的“3S”技术与其它高新技术结合,以形成多功能全方位的整合信息系统。

参考文献

第3篇:3s遥感技术范文

【摘要】 文章讨论了民族药资源研究的现状及调查中存在的问题。对民族药用资源调查的新方法——3s的概念、特点及其应用优势进行了阐述,并列举了一些3s技术在国内外资源调查中的实例。3s方法在民族药资源调查上的应用必将为今后民族药资源的来源、保护与可持续利用提供更加广阔的应用前景。

【关键词】 民族药用资源; 资源保护与可持续利用; 3s技术; 长势监测与估产

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,多学科高度集成地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[1~3]。

民族药资源与中药资源同是我国医药发展的物质基础。总书记在党的17次代表大会上强调:“要扶持中医药和少数民族传统医药事业发展”。发展的前提是保护现有的民族药用资源,其中资源本底调查和种质资源研究又是资源保护的基础。开展民族药资源调查,采取3s等新技术、新手段,建立民族药资源数据库、珍稀濒危药用物种库、资源蕴藏量等体系,可以制定出更为科学合理的资源保护与开发利用政策、措施,可以为引种驯化、民族药栽培提供依据,可以提高效率及更为科学、准确地获取资源调查的相关数据[2,3]。

1 我国民族药资源现状与存在的问题

1.1 我国民族药资源调查现状我国有着丰富的民族药资源,在现代医药覆盖全球的今天,民族医药这一古老的祖国医药学仍以其独特优势而显示出强大的生命力。建国以来,我国分别于20世纪50年代、70年代和80年代进行了3次较大规模的药用资源调查工作。最近一次规模最大的药用资源调查始于1983年,调查结果显示全国12 807 种药用资源中,85%属于民族药用资源。民族药材的需求量、产量及主要产区分布等与二十多年前相比发生了巨大变化,野生民族药资源、药材质量以及品种数量等都发生了巨大变化。野生药用资源的开发在造福人类的同时也给资源的保护与可持续利用带来了沉重压力。因此,实现少数民族药用资源的有效保护和可持续利用迫在眉睫,急需重新对民族药资源进行调查成为现代民族药学的一个热点问题[4]。

1.2 我国民族药用资源调查中存在的问题民族药资源来源复杂、种类繁多、分布广阔、功能多样、形成周期不确定、蕴藏量处于动态变化、药用部位各不相同,成为药材的年限又长短不等,其分布零散,存在于各种不同的地域和环境中,而蕴藏量的调查又涉及农业、林业、牧业、渔业和地矿等不同部门,所以情况非常复杂,从而造成资源蕴藏量不明确,资源调查困难,产量难以估测。因此,全国民族药资源调查是一项巨大的系统工程,涉及领域广泛,工作量大,周期长,需要多部门、多学科、多层次的配合协作。传统的民族药资源调查采用的是野外实地调查与药材资源历史资料的系统整理结合,进行综合分析,确定每种民族药资源的蕴藏量和产量[4]。以上调查方法受主观因素影响较大,缺乏科学性。传统的民族药资源的调查主要集中在民族药品种调查,珍稀濒危动植物品种及代用品调查,民族药资源的种类、分布,常用药材的蕴藏量和采收量等静态描述上,而民族药资源受种类数量变化、生态环境变化和群落演替规律等的影响,是一个动态变化的过程。

2 3s技术在自然资源调查中的优势

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。目前3s技术在植被资源调查、作物产量估测、环境质量监测、数据库建设与管理、土地利用及其适宜性评价、生态规划、灾害监测与预报等方面得到广泛应用。例如:美国用卫星分析前苏联小麦产量的准确率可达97%,加拿大研究估产马铃薯产量的可靠率达90% 。高清竹等[1]利用遥感和地理信息系统技术研究了藏北地区1981~2004年24年间的草地的变化过程。由此揭示了3s技术具有监控植被变化的能力,特别是具有对重点地区生态演变的快速直观、可量化的辨别能力和生态风险的反映能力[5~8]。

动态监测是3s技术应用的一大特征,因此,利用3s技术建立动态的民族药资源调查方法对民族药材栽培和种植具有指导意义。但是由于种种原因在民族药资源调查的研究和应用中较少。将rs、gis、gps 3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,必将为民族药资源调查研究提供更为简便快捷的方法。利用3s技术对民族药材进行资源调查,简化程序,不再全部实地野外调查,只抽取部分明显地段进行建标,降低了成本和劳动强度;并且3s技术具有的视野宏观、动态监测等特点,还能减少人为误差,能提高数据的客观性、科学性、准确性。因此,将3s技术应用于民族药资源调查和动态监测、产量估测及趋势预测等领域,与传统调查方法相比有着不可比拟的优势[5,7]。

3 3s技术应用于民族药资源研究的思路和方法

3.1 3s技术为民族药用资源调查的提供了新思路利用3s技术建立覆盖全国、体系健全、遥感与地面结合、能长期稳定运行的民族药生产与资源动态监测系统,为民族药研究提供基础性和支持性信息,是广大药学工作者关注的问题。目前,在建立重点民族药资源数据库方面,可以利用3s技术的优势,并与以往的调查方法结合,快速了解民族药的分布区域及分布面积。并且遥感技术可以有效地管理具有空间属性的各种资源信息,对各种民族药分布及其蕴藏量进行快速和重复的分析测试,便于指导民族药保护和民族药种植,明显地提高工作效率和经济效益。在建立珍稀濒危药用物种及资源蕴藏量的预警监控系统方面,可以利用3s技术快速监测珍稀濒危药用民族药的分布面积及产量的年际变化,建立预警系统。

3.2 3s技术为民族药用资源调查提供了可靠的方法3s技术在农业和林业资源调查中的许多成功经验都可以借鉴到民族药资源普查工作中,但是民族药资源调查特有的许多特殊性使得问题变得复杂。由于我国药用植物资源种类繁多、生境各异,分布面积广,确定其分布和面积相对栽培民族药要困难和复杂得多。例如,茯苓是一种寄生在红松类植物根部的一种菌类常用民族药材,在不同地区分布的海拔高度也不同。具体可以先将红松分布区域的地形、地貌通过gis将红松生长的地理信息进行描述,根据rs确定红松的分布区域,结合传统的样方渊查,计算出茯苓在红松中接种的比例,这样就可以确定茯苓的生长分布区域并推算出茯苓的蕴藏数量。

近年来,我国药材栽培技术发展迅速,但我国药材资源仍70%以上的品种来自野生药材。野生民族药材资源调查的方法以现场调查、路线调查、访问调查和野外样方调查技术为基本方法,结合引进3s技术和计算机数据库等现代技术方法进行调查,根据不同药材的特性实施合适的调查统计方法。遥感技术结合统计及卫星遥感调查分析、地理信息系统技术、数据库技术等对栽培民族药材的资源调查上已取得初步成效。例如,陈士林等[5]利用遥感技术对人参种植区域的人参种植面积进行调查,建立了人参资源遥感调查的技术路线和方法,并通过抽样调查对人参进行了产区面积测算和估产;美国fda研究显示,由于紫杉醇的开发,导致了全世界红豆杉资源的严重破坏[8],由以上研究可看出应用3s技术进行民族药资源的宏观调查具有充分可靠性和可行性。

3.3 利用3s技术可对民族药资源进行长势监测及估产在民族药用资源保护与可持续利用研究中,长势动态监测已成为一项十分重要的工作。利用rs、gis能够对民族药资源环境质量的变化进行动态的监测,及时发现情况景象预警;建立民族药资源环境空间数据库,管理、分析和处理大量的环境数据,高效地汇总、汲取有用的决策信息;通过建立若干环境演变模型,模拟区域民族药资源环境变化状况及发展趋势;提供多种形象、及时、准确、直观的信息。例如,李建龙等[6]在新疆阜康县大量“天-地”资料观测基础上利用3s技术和生态系统分析方法,实现了利用3s技术系统准确监测新疆阜康县草地农业资源动态变化,其估产精度达到75.8%以上。利用遥感技术的优势结合gis和gps等系统,构建出不同条件下作物生长模型和多种估产模式,把上述因素信息引入模型中,借鉴农作物估产的成功经验,进行民族药产量估产,便能估算出大面积民族药的产量和实时监测民族药生长态势。

4 小结

综上所述,3s技术已初步应用于民族药领域。作为一种先进和有效的工具,3s技术已被越来越多的药学工作者所了解。遥感的广泛应用,使民族药资源的调查、监测原来没有和不能实现的方法有了可能,也使民族药调查变得容易操作。特别是遥感技术与全球定位系统、地理信息系统、数字影像处理系统和专家系统的配合使用,使简便、快捷、耗资少的民族药资源调查方法成为可能,亦使民族药动态监测的定量和定性研究成为可能。因此,3s技术在民族药资源研究上的应用必将成为今后我国民族医药研究的一个热点[4]。

【参考文献】

[1] 高清竹,江村旺扎,李玉娥,等.藏北地区草地退化遥感监测与生态功能区划[m].北京:气象出版社,2006.

[2] 马荣华,贾建华,胡孟春,等.基于rs和gis的海南植被变化分析[j].北京林业大学学报,2001,23(1):6.

[3] 汪爱华,张树清,何艳芬,等.rs和gis支持下的三江平原沼泽湿地动态变化研究[j].地理科学,2002,22(5):636.

[4] 李玉衡. 民族传统医药盼登大雅之堂——专访中国民族医药学会会长诸国本[j].首都医药,2008,7:32.

[5] 陈士林,张本刚,张金胜,等.人参资源储藏量调查中的遥感技术方法研究[j].世界科学技术—中医药现代化,2005,7(4):37.

[6] 李建龙,蒋 平.利用rs技术动态监测天山草地农业产量及其成因分析[j].安全与环境学报,2003,3(2):8.

第4篇:3s遥感技术范文

[关键词]3S技术;交通大类专业;教学改革

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)01-0018-04

由于3S技术在交通行业的高效应用,当前国内大部分交通类院校在课程设置或实习实践中,均开设了部分的3S技术课程,但是并没有形成合理的体系。[1][2]3S技术即遥感技术(Remote Sensing:RS)、全球定位系统(Global Positioning System:GPS)和地理信息系统(Geographical InformationSystem:GIS)的统称。3S技术是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通信技术相结合,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,是现代地球科学,也是数字地球最重要、最基本的组成部分和技术支撑。[3]近几年来,3S技术已经在道路选线、车辆导航、路网优化、道路养护与信息化等交通方面得到了广泛的应用,在我国的经济建设、社会发展和人民生活中也逐渐普及与深入,各级政府部门、事业单位、企业公司等对具备3S技术的综合性人才的需求也日益增加。因此高校有必要在交通大类专业的课程设置中增加3S技术类的核心课程。武汉大学的李德仁和李清泉等讨论了3S技术在道路交通领域的应用背景及3S技术与道路交通结合的理论支撑和技术方法,并展望了3S技术在现代交通领域的发展前景,对3S技术与交通的结合方法做了大量的阐述。[4]田林和郝靖秋对3S技术在道路交通管理、交通设施管理、公路和智能交通等管理工作中的应用进行了深入的分析。[5]但是目前还没有研究者探讨在交通大类专业中如何合理设置具体的课程或指导具体的授课安排。本文首先从3S技术在交通中的应用入手,探讨交通大类专业如何开展具体的3S技术课程和其重点的讲授内容,并对教学改革方案做了详细的探讨。

一、3S技术在交通中的应用

由于3S技术具有空间及非空间数据的采集、管理、存储、查询、分析、显示和输出的全部功能,同时能够结合交通定的专业模型分析和输出定制的结果,因此在交通行业中具有广泛的应用,故非常有必要对3S技术在交通中的应用做一些介绍。下面笔者分别从交通选线、交通管理、物流分析、导航定位等方面介绍3S技术在交通中的应用。

(一)在交通选线中的应用

在公路或铁路的选线中,线路一般应尽量采用直线以及较大半径的曲线连接,以缩短线路的长度,节省造价及营运消耗。在纵断面上则应尽量减小坡度,以提高车速,因此在选线过程中需要大量的地形数据信息。[6]由于GIS具有先进的空间分析和数据处理功能,可以提供线路规划与设计所需要的数字地形模型(Digital Terrain Model: DTM),具有强大的三维交互地形可视化操作环境,可使设计者方便地进行线路规划设计、沿线设施位置的选定、可视化环境评估及有关问题的统计分析等工作。在地面数据的获取方面应用先进的数据采集技术(如GPS技术、RS技术和数字摄影测量技术等),通过建立路网GIS系统,并把路网GIS与路网设计CAD(Computer Aided Design)系统衔接起来,是当前国内外选线及线路勘测规划设计的重要发展方向。[7]

(二)在交通管理中的应用

GIS具有强大的制图及空间查询和分析的功能,并能有效地管理与地理位置有关的各种信息,所以利用GIS与相应的交通地图相结合,能将交通地理图及其有关数据数字化,建立规定比例的可视数字地图和相应的地理信息数据库,支持并协助交通专家做出最有利的决策。[5]利用通信技术与网络技术的有机结合,同时借助地理信息系统进行建立有效的专业模型,可以实现交通运输网络的实时监控,同时还可以利用系统对紧急情况做出及时的响应及反馈,以便相关人员做出处理。应用公路网络中有价值的信息,同时使过去与现时的交通信息相结合进行综合的分析,可对长短期交通车辆的流量数据进行较为准确的预估,以便及时制订相应的对策或做出合理的公共车辆开行方案。同时利用GPS技术和摄影测量技术,还可以对交通网络设施设备的病害情况进行有效的监控,对公路桥梁、隧道、路面路基工程等重要的交通基础设施情况进行检验,及时识别设施的病害情况,以便相关人员进行维修操作,确保交通基础设施能够安全而高效地发挥其功能。[8]

(三)在物流运输中的应用

将GPS的定位信息与互联网上的物流信息平台有机地结合起来,无疑将会为物流运输带来崭新的发展思路,两者的结合会产生较多的互补优势。采用GPS系统可实现对发货方、承运方和收货方目标进行实时监控,实现信息的透明化,这对我国的第三方物流公司尤为重要,有利于他们参与物流大市场,适合我国广大物流仓储企业的发展。[5]同时综合运用GIS系统中的网络分析、缓冲区分析、叠加分析等可实现对物流配送中的最佳配送路线实时生成、最近服务设施的查询,以及物流站场的选址及服务范围的空间分析,对于采用信息化技术推进物流行业的发展具有重要作用。

(四)在导航监控中的应用

过去用于交通管理系统的设备主要是无线电通信设备,其管理方法是由调度中心向车辆驾驶员发出调度指令,驾驶员只能根据自己的判断说出车辆所在的大概位置,调度管理和安全管理受到限制。GPS技术的出现给车辆、飞机、轮船等交通工具的导航定位提供了具体的实时定位能力,利用GPS和GIS技术可实现车辆自主导航定位。其基本方法是汽车驾驶室表盘上装有显示器显示电子地图,通过GPS实时定位在显示器上可显示车辆当前位置、运动轨迹、最佳路径等大量交通信息。[6]同时主控室可实现对旗下所有车辆出行的实时监控,此项技术对于公务车辆、公共汽车、物流运输车辆的监控具有非常重要的作用。此外,在GPS监控的范围内,还可以根据一定时间段内所有道路的车辆通行轨迹数量,直接地反应道路的通行量,以实现对道路的养护和道路通行规则的变更等。所以综合运用GPS、GIS技术实现车辆导航定位系统的应用与开发,对于提高交通运输效率、避免交通堵塞、实现交通管理的现代化具有重要意义。

二、3S课程体系及重点内容

根据前文第2节3S技术在交通方面中的主要应用情况,同时结合院校情况和专业背景,作者提出如下三点作为交通大类专业课程的重点讲授内容。

(一)渗透地学思维和培养3S理论知识

传统地理学提倡分析与综合、归纳与演绎和类比方法等,是地学中最重要也最普遍的科学方法。现在,地学有了更强的整体性观念,更多地从地域系统的整体出发,注意从理论假设出发进行演绎,使分析与综合、归纳与演绎能够相互补充、辩证统一,并积极引进新的研究方法和手段,逐步形成了一种复杂系统科学的思维方式。[9][10]从具体研究方法来讲,现代地理学综合研究的两大方法为区域法和因素法,即以区域为基础的综合研究和以要素基础的集成研究。但无论是区域法还是因素法,都要借助系统科学的方法论和辩证思维,以探究地理综合性问题的求解途径。由于交通大类专业是交叉学科,这类研究方法和地学思维对交通大类专业学生的培养是至关重要的。要培养学生在解决交通专业问题时,首先从地学的大背景下去思考解决问题的方法。综上,拟开设的3S课程包括GPS原理与应用、遥感原理与应用、GIS原理与应用和3S技术在交通中的典型应用。

其中GPS原理与应用课程重点讲授GPS的各项相关内容,包括其发展背景、基本原理、系统构成、信号特性、接收机信号处理、信道恶化及抗干扰、性能评估、差分技术、与其他传感器的组合和网络辅助、其他卫星导航系统,以及GPS的主要应用。[11]遥感原理与应用课程重点讲授遥感的基本概念、电磁波与辐射度学基础、辐射传输基础、遥感平台与传感器系统、遥感图像的数字处理、热红外遥感和微波遥感等。[12]GIS原理与应用课程重点讲授地理信息系统的原理、组成、应用与发展;空间数据获取、数据转换与输入方法,空间数据的矢量结构、栅格结构以及DEM的数据结构,空间数据文件管理、数据库模型和空间数据库等,空间数据编辑、拓扑关系建立、几何变换与投影变换,空间数据统计与回归分析、叠加分析、缓冲区分析和网络分析等,空间数据可视化的技术与方法,结合交通应用地理信息系统的工程开发方法。[13]3S技术在交通中的典型应用课程重点讲授基于交通特征和面向对象的交通空间网络建模、道路网多尺度数据建模与交通网络时空建模等问题;以及GPS、RS和GIS在智能交通中典型应用的问题,包括在车辆导航、网络监控与智能公交系统中的集成应用等问题。[14]以上四门课程中,GPS和RS分别为GIS提供数据源,而GIS提供最基本的地学空间分析方法,3S技术在交通中的典型应用课程则培养学生综合运用以上知识,以地学的大尺度为背景,结合交通实际情况解决现实中的问题。

(二)加强上机和野外实习实验训练以提高动手能力

由于以上四门课程为技术类课程,实习安排是必不可少的。作者认为实习的重点包括:1.遥感图像处理软件操作的学习;2.GPS接收机的使用、数据的导入和处理;3.GIS软件操作的学习,尤其是其空间分析模块;4.交通GIS系统的自主设计与开发。遥感图像处理软件操作的学习包括图像的预处理(主要包括分幅裁剪、几何校正、仿射变换、正射校正、图像拼接、投影变换等),图像解译(主要包括空间增强、辐射增强、光谱增强等)和分类处理(包括监督分类和非监督分类),以上操作可选用的软件包括ENVI和ERDAS。GPS接收机的使用、数据的导入和处理学习包括如何利用GPS接收机定位、生成轨迹、测速等,以及如何利用现有软件实现对数据的导入和处理。可选用的GPS接收机如天宝品牌等。GIS软件操作学习部分包括数据的集成(主要包括数据的打开和保存,地图的漫游、全幅显示、放大和缩小等),地图数字化(主要包括地图的扫描导入、裁剪、配准、跟踪数字化等),空间数据编辑和处理(包括矢量数据中几何对象的添加删除和修改,属性列的添加与修改,属性值导入和修改等,以及栅格数据的裁剪、类型转换和重采样等操作),空间查询与分析(空间查询主要包括图查属性、属性查图和SQL查询,空间分析主要包括缓冲区分析、叠加分析、网络分析和三维分析等)和排版制图(主要包括专题图的制作,图例、图名、比例尺、指北针等地图要素的添加以及最终的出图)。可选择的GIS软件包括ArcGIS Desktop、SuperMap、MapInfo等。由于通用的GIS软件不一定具有所需的专业功能,故需要定制开发。交通GIS系统的自主开发内容主要是使学生能够熟练应用计算机编程语言和GIS二次开发组件,根据自己的想法和需要,自行设计与实现交通GIS应用系统。可选用的计算机编程语言有Visual Basic、Visual C#、Visual C++、Visual 、Delphi、Java等,可选择的GIS开发平台有ArcGIS Engine、ArcGIS Server、SuperMap Objects、SuperMap IS. Net、MapObjects、MapX等。该阶段因为要结合较强的专业知识,同时需要较强的软件设计与开发能力,可以作为高年级学生的课外科技项目或交通GIS大赛来展开。其目的是激发学生对GIS在交通领域的集成化的高级应用的思考,培养学生的系统思维能力、创新能力。

(三)建立企业实践基地

要加强学校与企业的联系,学校可在一些专门从事交通信息系统研发的企业中成立实习基地定点单位,以便在暑期实习或者毕业实习期间,派遣对3S技术感兴趣的学生到该单位实习一段时间,让学生能够早日将所学知识快速地转化为生产力,提高学生动手能力,进而帮助学生早日找到合适的就业岗位。同时也可以聘请该企业的高级人员定期到学校授课,传授在实际工作中的项目开发与管理经验,以及一些工作中要注意的问题,帮助学生就业后早日融入企业,早日成为单位的顶梁柱。

三、教学实践探讨

笔者根据石家庄铁道大学交通运输学院近几年来的3S技术课程的学习状况,同时结合教学过程中的内容和重点,重点提出了教学实践中五个需要注意的环节。

(一)注重3S技术课程中的应用实例分析

在实例分析时重点讲解3S技术的科学性、前沿性、系统性和综合性。鉴于此,实例分析应以任课教师近年来主持或参与的科研项目为主体,其优点在于教师能够把研究中的难点和细节问题讲解得更清楚,而不是局限于理论。如在讲授GIS中网络分析的最短路径算法时,单纯地讲授理论会非常空洞和乏味,作者就独立开发了基于ArcGIS Engine的最佳路径生成系统,让学生能够亲自操作如何实现该算法及其中要修改的参数,即Cost字段,激发学生思考如何定义现实生活中的最佳路径。在进行3S技术在交通中的应用实例的讲解时,教师不仅要让学生了解和掌握该学科的发展动态,还要注重收集铁路运输、公路运输、交通工程和综合应用等不同层次、不同领域的研究成果。这不仅有利于学生了解本专业的发展趋势,还能使其掌握3S技术在本专业中的应用状况,起到触类旁通的作用。[15]

(二)注重多媒体授课方法

在课堂授课方式上,3S技术涉及的空间分析、遥感图像处理、三维显示和虚拟现实等内容决定了授课方式应是多媒体教学。在教学过程中采用多媒体教学,可以进行遥感图像的三维显示、计算机模拟、3S系统实例展示和大型软件运行等操作,能够更好地展示教学内容、活跃课堂气氛、提高学生课堂参与热情,从而有助于教学质量的提高。此外,课程设置中应有一定量的上机或外业实习,占总课时的三分之一,因此,还需要配置相关3S软件的计算机实验室。建议购买的软件包括Visual Studio、SuperMap、ArcGIS和ENVI等。

(三)注重外业实习和上机实习

外业实习的重点是让学生学会独立采用GPS接收机测量学校重要位置处的坐标及保存自己的行走路线。上机实习的重点是GPS数据的导入、遥感图像处理和GPS空间分析模块。3S技术的相互联系主要通过地图或图像数据的坐标转换,因此需要重点讲解,这也是3S技术能够集成或融合的关键环节和重要内容。其中GIS空间分析具有专业综合的特点,在编写实验指导书时,应结合特定的分析实例来激发学生思考如何采用相同的分析方法解决实际问题。如空间分析实习中的物流仓库的选址分析和物流仓库的服务区域分析时,可将相同的方法应用到大型汽车站或火车站等大型设施的选址和分析其服务范围上。

(四)注重考试方法

因为3S课程主要为技术类课程,完全采用卷面考试的形式不能很好地区分出学生构建地学思维能力、掌握课程知识点和实习操作的熟练度,因此考试的方法应多样化。对于GPS原理与应用、遥感原理与应用和GIS原理与应用这三门课程可采用卷面考试+实习成果考查的考试方法,这既能考查学生掌握知识点的程度,又能区分学生是否出现高分低能现象和是否熟悉软件的操作等。对于3S技术在交通中的典型应用课程,主要采用以北大中文核心期刊的格式要求学生撰写报告的方法来进行考核,撰写的内容包括交通实际问题的提出,以及根据学习的知识解决该问题。参考的期刊主要有《中国图象图形学报》、《测绘学报》、《地理学报》、《地理科学进展》、《地理科学》、《地理研究》、《地球信息科学学报》、《遥感学报》、《武汉大学学报(信息科学版)》等国内3S技术相关的重点知名核心期刊。报告的选题可根据学生感兴趣的方向或热点来确定,其相关内容主要包括道路选线、道路通达度分析、遥感图像处理及信息提取、重大交通设施的选址及服务区域分析、道路扩宽工程核算、交通管理系统和导航监控系统等。

(五)举办校内GIS大赛或者鼓励学生参与国内知名GIS大赛

如学校或学院有充足的经费支持,同时学校内有足够的专业开设了3S技术相关课程,可在学校范围内举办校内GIS数据处理、设计与开发大赛。学生可根据自己的意愿组成配置合理的项目小组,在指定的时间范围内完成本小组的任务。待各小组提交成果完毕后,学校可聘请知名3S技术专家或学者对结果进行评比,从而提高学生学习的兴趣和提高学校的知名度。如经费有限,可支持学生参加国内知名的GIS大赛,目前国内知名的GIS大赛包括超图公司每年举办的SuperMap杯全国高校GIS大赛、ESRI公司每年举办的Esri杯中国大学生GIS软件开发竞赛和中地数码公司每年举办的MapGIS技能大赛。以上三个赛事都比较有名,教师可鼓励学生多多参与,学习技能,积累经验。

四、结语

科技的进步和交通的发展需要更多的综合型交通科技人才,而3S技术正是当前应用面广、多种技术的高效集成的一种方法,它为实现智能交通提供了强有力的技术支持,因此高校交通大类专业的任课教师要能够熟练掌握该技术以便更好地指导学生。同时随着科技的进步,3S技术课程也是一门动态性很强的课程,因此任课教师要能够及时地更新知识。这对任课教师提出了一定的挑战,同时也为交通大类专业学生提供了更好的发展机遇和平台。本文在介绍了3S技术在交通中的应用后,针对高校交通大类专业提出了3S技术课程体系的重点内容以及教学实践的改革方法及方向,对于交通类院校3S技术课程的教学具有指导性意义。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 吴立@.交通工程专业GIS课程教学研究与实践[J].中国科教创新导刊,2009(5):53.

[2] 吴立@,陈晓麟.交通类专业GIS课程实验教学研究[J]. 浙江交通职业技术学院学报,2010(1):59-61,67.

[3] 窦世卿.测绘工程专业“3S”技术实践能力培养模式的改革与探讨[J].经济师,2013(5):211-212.

[4] 李德仁,李清泉,杨必胜,等.3S技术与智能交通[J].武汉大学学报(信息科学版),2008(4):331-336.

[5] 田林,郝靖秋.3S技术在交通中的应用[J].黑龙江交通科技,2007(12):174-175.

[6] 谭衢霖,沈伟,杨松林,等.摄影测量与遥感在我国铁路建设中的应用综述[J].铁道工程学报,2007(1):13-19.

[7] 朱爱民,唐勇.论公路交通信息化与交通GIS专业人才培养[J].交通高教研究,2002(1):30-31.

[8] 陈志明.现代交通管理中的“3S”技术[J].科技创新与应用,2015(21):292.

[9] 樊杰.地理学的综合性与区域发展的集成研究[J].地理学报,2004(S1):33-40.

[10] 柳玉梅.论普通高校人文地理与城乡规划专业本科教育中地学思维培养的重要性[J].科教导刊(上旬刊),2014 (10): 52,76.

[11] 李天文.GPS原理及应用[M].北京: 科学出版社, 2010.

[12] 李小文.遥感原理与应用[M].北京:科学出版社,2008.

[13] 朱光,赵西安,靖常峰.地理信息系统原理与应用[M].北京:科学出版社,2010.

[14] 王英杰.交通GIS及其在ITS中的应用[M].北京:中国铁道出版社,2004.

第5篇:3s遥感技术范文

【关键词】3S技术 规划设计 森林资源

以往对于森林资源的规划设计调查采取的是以地面调查为核心的技术,工作时间长,且劳动强度较大。而随着地理信息系统、全球定位系统以及航天遥感等空间技术的发展,使得3S技术被应用到森林资源的规划设计调查中,节省了人力资源,同时也实现了我国森林资源数据信息的自动化管理。

1 森林资源规划设计调查以及3S技术

(1)森林资源规划设计调查。其指的是以我国县级行政区域作为调查单位,为达到编制森林经营方案、林业区划、管理森林资源档案、林业规划设计以及森林经营的总体设计要求,对森林资源进行调查。其成果在于实现林业发展规划以及区域内国民经济的发展,促进森林生态效益的提高,加强森林资源的资产化管理,为规范管理森林资源提供重要的依据。

(2)3S技术。3S技术是卫星遥感技术、地理信息技术以及全球定位技术的简称。3S技术是近年来高速发展起来的一项空间信息采集以及信息分析的综合技术。这项技术和电子、地理学、信息、计算机科学、地图学、光学、空间等有关科学之间存在着紧密的联系。3S技术已经被应用在农业、海洋、地质、气象以及林业等诸多资源和环境管理领域中。

2 3S技术在森林资源规划设计调查中的应用

森林资源规划设计调查是以3S技术为基础,利用的是SPOT5卫星五米分辨全色数据以及十米分辨率多光谱数据,遥感数据源则是TM卫星遥感影像,把传统调查方式和现代实用技术相融合,利用室内卫星影像,全面提高森林资源规划设计调查的科技含量以及技术水平,全面提高调查结果的准确性以及调查的质量。此外,在森林资源规划设计调查过程中,利用3S技术,能够实现数据库与图形库的连接,以此为数字林业的发展提供基础。

2.1解释标志的建立

将卫星遥感数据作为基础,按照森林分布图以及林相图等图形资源,选择三条至五条线路。所选择的线路能够覆盖到区域的所有地类以及主要的树种,同时还具有色调齐全的特征。采取PDA以及GPS等定位工具,在线路上选择森林类型不同、地类不同的样点,进行实地调查,并详细记录优质树种、郁闭度、地类以及组龄等因子,简述地面的形态特点,将地面的实际情况拍摄下来,所建立的遥感影响要和实地相对比,并在此基础上建立解译判判读样片,将其转换成bdf的文件格式,然后加载至“Arcview”中,最后建成解译判读标志。

2.2外业的调查

通过台式机的接口程度,把内页区划的SHP数据文件转换成PDA的调查文件,然后利用实测法,在实地设计调查、调整以及编辑的基础上,利用台式机的接口程度,输出固定的数据格式,再利用野外数据的采集、成图以及GIS软件的集成,达到外业调查的一体化要求。

2.3小班判读的区划

在几何精确校正卫星影像的基础上,按照解译判读标志、已有的档案资料、各种作业设计和检查验收等相关资料,通过计算机网络,根据人机交互方式,实现小班判读区划。

2.4建立空间图形库

在完成外业调查的基础上,利用“Arcview”中的制图功能,根据《林业地图图式》以及成图模式,绘制森林布局图、森林分类的区划图、林相图以及其他的专题调查图等。

2.5应用图形库以及数据库

运用GIS软件中的绘图功能,把电子地图绘制为人们所需的电子图形。按照林业的重点工程方案以及工程任务,结合坡位、按坡度、坡面分析以及坡向来划分地貌类型,选择适宜的造林树种以及造林地点,以此完成森林工程的造林规划。

2.6图形数据的采集

利用高精度的扫描仪器,进行地形图扫描,形成栅格数据文件,然后通过扫描矢量化软件处理栅格数据文件,将其转化成SHP格式的矢量基本图。加载通过几何校正处理的卫星五米分辨率全色数据以及十米分辨率多光谱数据,将这两项数据进行融合处理,然后结合TM卫星遥感影像,并将其作为设计调查的参照图[1]。

3 3S技术在我国林业生产中的发展前景

3S技术的改进,为我国林业的现代化发展提供了基础保障。利用高新科技手段,创新书籍采集以及数据更新技术,通过RS技术中采集到多时相遥感数据信息,通过GPS技术进行定位以及导航,利用GIS技术对数据进行综合分析,从而提供更多动态的数据资源以及图文数表。由天空之地表,实现了数据的跨时段发展,突破了传统规划、管理、检测、调查模式的显示,使得我国林业行业从单一粗放型管理模式朝着多元化、国际化、现代化的方向不断发展。

其一,构建林业信息网络工程,不断拓宽3S技术的实际应用范围。林业GIS中心的建设,利用林业信息网,提供新的林业发展情况,促进系统内部各个部门之间的互联,实现数据资源的共享。

其二,在GIS技术的基础上,构建林业集成信息监管系统。我国林业产业的信息化发展,使得以稀有动植物分布、防火、灾害分布、森防、自然保护区、人事档案以及森林资源分布等为主题的林业信息监管系统逐渐完善,并形成了一个信息量大的林业集成信息监管系统。

其三,在环境数据和资源数据的基础上,构建环境和资源综合管理系统。资源和环境数据库的逐步开发,使得各种主题的数据监测系统也在不断完善,例如:森林灾害监测、湿地资源监测、实地沙化监测、野生动植物监测等,并以此为基础,构建完整的综合监测系统。

4结语

在森林资源的规划设计调查中,利用3S技术,有利于提高工作效率,代替传统的二类调查方法。此外,在3S技术的支持下,构建蓄积量回归评估模型,对蓄积量进行估测,使得实地的验证精度能够满足相关技术的规定要求;构建完善的森林资源信息监控系统,依靠RS技术,提供准确、及时的信息,不断更新GIS数据,并利用全球卫星定位系统来获取目标点和目标区域内的精确坐标,以此加强对森林资源的动态监测与管理。

第6篇:3s遥感技术范文

关键词:3S技术:国土资源:执法监察

1 引言

3S技术即遥感(RS)、地理信息系统技术(GIS)和全球定位技术(GPS)。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。

本文主要介绍了在以信息化手段为依托的国土资源执法监察工作中,应用3S技术,建立发现、调查、处理和反馈管理机制,实现“天上看、地上查、网上管”的国土资源执法监察运行体系,并对其关键环节及技术进行了介绍。

2 3s在国土资源执法监察工作中的作用

(1)应用RS(遥感)技术,实现天上看

通过购置或收集最新两个时段的卫星遥感数据,对两个不同时段遥感影像进行对比,可以快速、准确地提取近期国土开发利用的动态信息。

与日常动态巡查相结合,可以最大限度地做到早发现、早制止违法行为,把土地矿产违法行为消灭在萌芽状态。通过遥感手段结合地面实地观测,可以查清一些建设用地增长过快,违规违法用地,滥用耕地等行为。因此,卫星遥感监测就像天眼,时时监测着国土的变化,国土资源应用遥感技术手段已由阶段性的工作转变为常态性工作,在国土执法检查的预防和警示违法方面发挥着重要的作用

(2)应用GIS(地理信息系统)技术。实现网上管

基于基础地理数据、遥感影像数据、土地利用现状和规划数据及矿业权数据等,建立适用于国土资源执法监察综合数据库,应用GIS技术构建全省统一的国土监管平台,实现以图管地,以图管矿。

(3)应用GPS(全球定位系统),实现地上查

通过GIS系统,确定监测目标,利用集成GPS定位、无线数据通讯、电话语音通讯、录音、录像、拍照等功能于一体的智能移动终端,开发国土资源移动执法信息系统,实现执法现场的准确定位、执法信息实时快速采集、执法信息的网络通讯等特定功能,支撑基于远程传输技术的移动式现场执法。

3 技术方法

(1)数据准备

具有空间信息的行政界线(行政村以上)、乡村路以上的公路交通、铁路、符合1:10000比例尺要求的居民地要素、水系要素、包含自然屯在内的比较详细准确的地名等。

(2)具体应用

①两个最近时期不同时段遥感影像,通过两期影像对比,提取可疑图斑,作为执法的目标区,输出核查图,建立变化图斑数据库。

②将最近一期正射遥感影像图与基础地理数据库相关业务数据库进行匹配叠加,建立执法检查综合数据库平台。

③利用执法检查综合数据库、移动执法监察系统和GPS定位导航技术,进行外业执法检查,并将核查结果直接录入移动执法监察系统,内业进行汇总。

4 主要工作

4.1 数据库建设

(1)数据库建设的内容

数据库建设的主要内容是遥感影像数据库、土地利用现状数据库、土地利用规划数据库、土地利用异常区核查数据库、矿权数据库等。

(2)数据库建设方式

①根据部、省统一制定的数据库标准和数据建库指南进行建设。

②遥感影像数据库作为基础数据,要充分考虑与系统其他数据共享问题。

③土地利用异常区核查数据库需要满足上报国土资源部的要求。

4.2 标准规范建设

(1)标准规范建设的内容

①遥感影像处理规范:包括遥感影像的几何校正、影像裁切、影像拼接和图像增强处理等的操作规范。

②异常区提取规范:包括影像融合、图像分类、变化检测、变化图斑提取、变化图斑矢量化等操作规范和影像数据需求等规范。

③核查数据交换规范:包括核查数据的存储格式、上传数据质量标准、上传下载核查数据的数据格式和方式。

④移动执法现场作业规范:包括执法工作流程规范、数据记录规范等。

(2)标准规范应用方式

①严格执行国家标准和规范要求。

②在执行过程中,结合实际进行细化,制定有关实施细则。

5 实现的目标

(1)应用系统建设

利用遥感对比分析技术,建设国土资源异常区提取系统、执法监察巡查系统、执法监察现场数据采集系统,形成覆盖“省、市、县”三级的国土资源执法监察业务系统。

(2)决策分析支持系统建设

基于国土资源电子政务平台,建设国土资源执法监察办公系统和国土资源执法监察指挥中心管理系统,实现对执法检查的实时监控。

(3)业务功能的实现

实现“省、市、县”三级国土资源违法案件网络化查处、督办、监控和管理,实现土地利用、矿产违法案件网络化查处、督办、监控和管理。

第7篇:3s遥感技术范文

关键词:“3S”技术 实践能力 培养模式

中图分类号:G642.0 文献标识码:A

文章编号:1004-4914(2013)05-211-02

“3S”技术,即遥感技术(RS,Remote Sensing)、全球定位系统(GPS,Global Positioning System)和地理信息系统(GIS,Geographic Information System)的统称。“3S”技术是空间技术、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,在现代测绘技术中起着越来越重要的基础技术支撑作用。“3S”技术类课程群也成为目前测绘工程专业的核心课程群之一。近几年来,“3S”技术在我国经济建设、社会发展和人民生活中的应用逐渐普及与深入,各级政府部门、事业单位、企业公司等对“3S”技术人才的需求日益增加。

我校的测绘工程专业从2003年开始招生至今也走过了十个年头,有了一些专业积累,但在学生的“3S”技术能力培养方面还比较欠缺,本文结合市场和社会人才需求,从培养学生的创新思维和动手操作能力出发,对测绘工程专业学生“3S”技术实践能力的培养模式的改革进行了深入研究和探讨。

一、我校“3S”技术实践教学现状和问题

(一)课程及实践教学开设情况

在我校目前最新的2012版教学大纲中,“3S”技术相关的课程群和实习环节的设置如表1。

“3S”技术课程学时数最高为60,其中仍以理论学时为主。部分课程虽为应用型“3S”技术课程,但在教学中大多仍以课堂讲授为主,实践环节少。

整体的课程设置偏后,在第七学期设置相关课程过多,一方面是学生身在大四,面临考研、就业等多种情况,不能全身心投入学习,影响教学效果,另一方面学生学完之后,没有经过充分的消化吸收的过程就面临毕业,综合能力还未达到应有的要求。

各个“S”相关课程教学实习独立没有体现综合性,也没有“3S”技术集成相关的课程和实践教学环节。不利于学生综合运用知识能力的培养,也不能满足科技发展和生产实际的需要。这和我校培养应用型人才的目标极不相称。近几年通过与学生接触也了解到,“3S”技术在实际生产中应用的迅速普及已经凸显出学生由于这方面实践能力欠缺在就业过程中以及刚参加工作时所造成的一些劣势。

(二)“3S”技术集成程度不够

近几年来,国内外“3S”技术的研究和应用开始向集成化(或综合化)方面发展。“3S”技术的结合与集成研究已经有了一定的发展,正在经历一个从低级向高级的发展和完善过程,常用的四种结合方式:GIS与RS的结合;GIS与GPS的结合;RS与GPS的结合;GIS、GPS和RS的结合。在“3S”集成系统中,RS主要用于实时、快速地提供地表景物及环境的几何及物理的定性或定量数据;GIS则是对各种来源的数据进行管理、处理、分析和应用的载体,不仅可存储大量的遥感和定位信息,同时可提供大量的统计信息,进行多元多维动态复合分析。GPS则主要用于提供准实时或准实时的目标定位信息和地面高程模型(DEM)。目前,“3S”集成已经在测绘制图、环境监测、战场指挥、救灾抢险、公安消防、交通管理、精细农业、地学研究、资源清查、国土整治、城市规划和空间决策等一系列领域获得了广泛的应用,可以肯定,在未来其应用领域还将进一步拓展。

目前,国内外“3S”技术包含的遥感、地理信息系统和全球定位系统不仅在科学技术方面具有各自的技术体系,还在商业方面具有各自的行业标准和优势。在教育领域中,国内外高校都把遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)作为独立的课程讲授,设置的实践教学环节也是各自为战,未体现出3S技术集成的巨大应用。造成这种情况的原因也与“3S”技术发展迅速,它的教学内容不仅广泛且都是最新的技术方法,没有相关的教材等情况有关。比如国际上先进的成像光谱技术、美国IKONOS、QUICKBIRD卫星数据源、中巴资源卫星(CBERS)、北京一号卫星等的出现,充分体现了遥感、全球定位与信息处理技术在国内外的高速发展趋势。

(三)软硬件设施不足

目前,我院还没有一个专门用于“3S”技术软件实践教学的计算机实验室,相关课程的上机和实习均需要在学校公共计算机房完成,但学校公共计算机房的计算机多数比较陈旧,现有配置不能够支撑“3S”相关软件的正常运行,亟待更新,不过,现在多数学生们自己都配有电脑,缓解了这一情况,但对于家庭条件困难的学生的学习造成了很大的困难,也在一定程度上影响了学生对“3S”技术相关软件使用的学习和实践,成为制约提高学生实践能力的一个重要瓶颈。

(四)师资力量有限,教师经验有待积累

近年来,我专业的师资力量得到了大大加强,大力引进了各方面的专业人才。但新引进教师都为年轻教师,职称上多为中级,教学经验不足,他们大多具有高学历,但却对生产单位的“3S”技术的现场应用情况了解不够,这在很大程度上会影响教学效果。

目前我专业所开设的“3S”技术相关课程最终的考核方式基本以理论考核为主,即使个别课程有软件操作方面的考核,所占学时也很少,且在最终成绩中也只占有很小的比例。造成这种状况的原因主要是:教师教学任务繁重,且多在深造学习,以致教师没有足够的精力去申请开展教学改革研究。

二、“3S”技术实践教学模式改革和创新

针对我专业目前在“3S”技术实践教学中存在的诸多问题,需要我们进行深入的摸索和研究,充分利用和挖掘现有条件,提高学生“3S”技术实践能力培养,以便使他们能更好的适应市场和社会需求,提高竞争力。基于这种状况,笔者对“3S”技术实践教学模式的改革提出了以下做法,以供商榷。

(一)集体备课,进行“3S”技术实践内容教学设计

上文提到“3S”技术发展迅速,它的教学内容不仅广泛且都是最新的技术方法,这就对教师提出了非常高的要求,要求教师不能囿于自身原有知识系统,还必须密切关注这些动态发展,及时更新教学内容,为了更好地提高全体教师在3S技术方面的知识共享,可以采取集体备课的方式,共同进行“3S”技术相关课程和集成方面的实践内容的教学设计,一方面可以保证实践内容的系统性、先进性和集成性;另外一方面可以保证全体教师在思想上和知识系统上对“3S”技术的把握。

(二)充实现有实践教学内涵,打好基础

“3S”技术集成也是在RS GIS和GPS的基础上的集成,这就要求对三个“S”都应该夯实基础,才能为后面的集成打下良好的基础,现有的培养方案中对三个“S”的课程都分别安排有各自的实践环节,还是要从基础抓起,充实现有课程的实践教学内涵,保证效果,尤其要注重上机课及实习环节,集体备课,精心设计教学内容,加强管理,改革和创新考试方式,以切实提高学生的实践能力。

(三)增加“3S”技术集成理论和实践教学

现有的教学安排中没有“3S”技术集成方面的理论课程和实践教学,应该增加该教学环节,重点突出“3S”技术的集成性、综合性,使学生通过训练综合掌握各个“S”在专题信息提取中的独自及集成的综合作用,达到“3S”理论教学与实践教学结合,综合提升学生动手和实践能力。

(四)依托学生“科研立项”,提高学生综合应用能力

目前,我校为了提高在校大学生的科研素质和能力,全面培养学生发现问题、解决问题和创新的能力,每年都开展大学生“科研立项”活动。由于“3S”技术及其集成的前沿性、先进性,非常适合大学生“科研立项”,以此为依托,可以带动一小批学生的学习热情,激发、鼓励学生的科研开发兴趣,使学生了解和熟悉“3S”技术以及其在生产和科学研究中的运用,来提高学生在“3S”技术方面的综合应用能力。

(五)开展第二课堂,成立“兴趣小组”,导师引导学习方向

学生“科研立项”形式很好,但覆盖面太小,满足不了所有学生的学习愿望,可以开展第二课堂,成立多个“兴趣小组”,由教研室老师担任导师,实时指导学习方向,兴趣小组的成立可以跨年级的形式组合,形成高年级指导低年级的良性循环,带动整个专业的学习热情和学习氛围的提升。

三、建议

本文分析了我校在“3S”技术实践能力培养方面存在的问题,并提出了改革的做法,将大大改善“3S”技术实践能力培养的现状,形成较为完善的实践教学体系,提高学生综合运用专业知识的能力,但还有几条建议如下。

(一)建议学校加大实践教学设备的配置

“3S”技术课程实践教学环节大部分是通过上机操作完成,所需的教学设备和软件是进行相关实践教学的基础条件,但我校目前还没有建立“3S”技术实验室,近年来学校在数字摄影测量系统、GIS软件,GPS设备以及相关区域的遥感影像资料和软件等方面有一定的资金投入,也尚不能满足现有学生班数的要求,这在一定程度上也影响了实践教学的效果。

(二)加强青年教师实践能力培养,提高其专业综合素养

目前现有的从事“3S”技术的教师多是青年教师,大多一直在学校里,硕士毕业后直接参加教学工作,对“3S”技术的现场应用情况了解不够,应加强青年教师的实践能力培养,鼓励他们多与生产单位的同行进行交流和项目合作,提高自身专业综合素养,也能够将所学及时反映在教学过程中,及时引导学生学习来满足市场和社会需求,提高竞争力。

(三)建议培养方案中调整设置课程群实践教学

在同一个专业内,很多课程之间,尤其是那些技术性较强的课程与知识性较强的课程之间,存在着较为密切的关系。把这种关系较为密切的若干课程放在一起加以考虑安排,就是课程群的概念。在教学计划中,我们可以尝试针对于培养方案中的“GIS应用”和“数字摄影测量系统”这两门课作为“3S”技术的核心课程等特点,将两门课程的教学实习结合实践,尝试课程群实习,进而总结课程群实习的条件,探讨分析实现“3S”技术集成实践教学实习的模式。

四、结语

综上所述,“3S”技术的综合性不断提高,趋向于集成化发展,其综合应用的领域不断推广,从而决定了“3S”技术课程是一门动态很强的课程。这对任课教师的知识更新能力提出了挑战,同时,也为测绘工程专业学生提供了更多、更好的发展机遇。教师应该转变观念,切实改进教学手段和教学方法,充分调动学生的能动性,提高“3S”技术实践能力,在就业和以后的工作中更好地适应市场和社会需求,增强市场竞争力。

【基金项目:黑龙江省高等教育科学研究“十二五”规划课题(课题编号:HGJXHC11096)。】

参考文献:

1.李德仁.论RS、GPS与GIS集成的定义、理论与关键技术.[J].遥感学报,1997(1)

2.赵学胜,陈宜金.测绘工程专业“3S”课程群的设置与探讨.[J].矿山测量,2007(1)

3.陈建平,王功文,丁火平等.北京及其周边荒漠化模拟与预测.[M].北京:地质出版社,2004

4.柴仲平,王雪梅.“3S”技术在生态规划实践教学中的应用[J].课程教育研究,2012(1)

5.李润生,黄成辉.“3S”技术在土地资源管理中的应用研究.[J].现代测绘,2010(1)

6.王成芳.GIS和RS技术在城市规划设计中的应用探讨.[J].测绘科学,2008(5)

7.王功文,陈建平.“3S”技术课程在地球科学领域中的教学实践探讨.中国地质教育,2007(3)

第8篇:3s遥感技术范文

[关键词]“3S”技术;集成;土地管理;应用

中图分类号:F301;P208;P237;P228.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)27-0387-01

生存环境的不断变化,以及国际竞争形势的愈演愈烈,使得对于地理资源、自然资源和太空资源的开发利用变得重要,这这样的形势之下,3S技术逐渐得到发展和运用。随着相应的运用和不断的创新,3S技术已经可以立体、快速且全面的对地上、地下的资源具体分布情况进行探明,以下主要对土地管理领域3S技术集成及应用问题进行研究,使该技术可以为土地管理工作相关信息的获取、全面处理及具体的分析提供便利,从根本上提升土地资源的实际利用率和管理程度。

一、3S技术集成的优势意义分析

在进行土地资源的动态形式监测工作中,3S集成技术具有相关的其他技术所无法企及的优势,主要体现在如下几个方面:

GPS技术可以实现快速的定位,且实施精确,可以在土地管理的过程中,对目标变化区域进行更为实时、便捷且高效的定位。而且遥感卫星技术获取信息量大、具备较高的真实性、视野广阔、概括性强,可以更好的了解目标区域的概貌。另外,遥感技术具有较强的现势性,可以在规定的时间内进行重复数据的提供,这是进行遥感分析的基本条件。而且GIS技术可以对多层次、多时态及多来源空间和地学信息进行分析和综合,实现属性信息和空间信息的结合,通过处理建立土地资源具体利用的驱动分子。

地理信息系统、遥感技术和全球定位系统的有效集成是目前地理观测中地理空间相关数据的获取、存储和分析、更新以及具体应用的三个核心支撑性技术,是进行土地资源的合理科学规划、自然资源的防治及动态监测、城乡的管理规划工作的重要工具,同时也是地学研究定量化的重要方法之一。3S技术的集成是以GPS、GIS和PS为基础,将这三种独立的技术进行有机的结合,从而构成一个有效的、综合性的技术。地理信息系统、遥感技术和定位技术的集成,可以将自动采集、实时采集以及数据的更新和处理等功能进行结合,与此同时还可以为地球科学以及环境科学提供基本的观测技术手段、描述性科学语言和整体思维工具。

二、土地资源管理中3S技术的集成应用

(一)整体土地管理方面的应用分析

在进行土地资源利用相关工作时,编制工作、审批工作和具体的实施中将会对指标和图件等空间数据进行大量的涉及,而且在实施的过程中对规划的成果以及工作的管理效率要求都非常高,对3S技术的集成运用是十分必要的,可以从根本上对管理的科学性、时效性和质量进行提高。在土地管理工作中对于3S技术的应用,主要是通过对全球定位系统及遥感技术的运用,对空间的数据进行获取,并以数据为基础,对土地的规划利用相关管理系统及遥感动态监测管理系统进行建立,对土地的相关数据编制修改、年度土地利用计划和建设工程项目用地的审核、报批和土地的相关开发项目管理、实施规划的情况实际监测以及执行情况的检查等进行辅助。

(二)土地自然资源动态监测中的应用分析

在土地自然资源基本现状高新技术动态形式的检测中,主要是对已有的全国土地详细的图件和数据以及最新的遥感卫星信息进行利用,在地理信息系统和全球定位技术的支持下,实现对土地整体资源利用情况的动态监测。定位技术和遥感技术都是对信息进行获取的主要手段,而对GIS的运用是进行信息的分析和管理的主要方式。地理信息系统需要相关的软硬件支持,实现对土地资源数字化的利用和空间信息数据库的建立,通过空间的分析、编辑和具体信息数据的表达,为后期的决策和咨询环节提供服务。目前,对于土地自然资源的科学资源动态形式的监测中3S技术得到了广泛的应用,我国针对此领域已经有众多的专家组织对其进行实践研究,取得了一定的成就,并获得了相关部门的重视。

(三)在土地自然资源调查环节的应用分析

在众多的土地资源开发项目中,3S集成技术都得到了有效的运用,为工作的具体实施提供了科学的依据,土地的现状基础数据和基本的图件资料实现了项目的科学编制和规划。不可否认,3S技术的应用对土地资源分析、调查精度和效率进行了极大的提升,对土地资源的覆盖和利用变化整体规律进行了充分的认识,在一定的程度上提升了项目土地规划利用编制的合理性和科学性。最近几年,在国土自然资源的管理中遥感技术的应用也变得日渐成熟,为土地的变更内容调查、执法监督的具体情况以及利用情况的动态监测提供了有效的助力,已然成为目前我国国土自然资源管理和监测的主要形式之一。

三、土地资源管理中3S技术的前景发展

(一)3S技术将得到深入的研究

科学技术的快速发展,促使3S技术的日渐成熟,并且在这个过程中3S技术对自身的功能进行了完善,在使用的过程中更加的便捷、易用,且稳定性高。通过对目前国际整体发展形势的分析,可以对3S技术进行完善,使其与嵌入式的其他多维系统进行融合和集成,实现功能的叠加强化。而在土地自然资源的管理和监督方面则可以对更多的监测技术进行综合,并且在此基础之上提供更为统一和科学的数据服务体系平台,实现对一体化管理的有利支持和保证,便于进行土地自然资源的各类信息的收集、交换和具体的应用,使整个过程变得规范化和标准化,利于土地资源管理和监测工作操作。

(二)3S集成综合技术发展

3S技术对许多的现代定位和监测技术进行了运用,并且在经过不断的使用经验总结中,已经对集成化现代科学技术的运用便捷性和强大进行了显示。土地自然资源的监督管理中,实现了对可利用数据信息各个分模块的有效统一管理。科学技术的进步,需要原有技术对自身的功能进行逐渐的加强,可以对更多的分模块进行集成,对土地管理中各类环境信息和空间信息的机动、快速、可靠、准确和获取、处理及及时的更新进行实现。以计算机信息网络为基础和载体,实现数据、资源和应用三方面的共享,以地图为载体,进行浏览、信息查询和具体信息分析应用多种功能的发挥,构建一个交互式和智能化、个性化的土地资源管理、监测和服务综合平台。

结束语:

总而言之,目前我国针对土地自然资源的管理还处于较为封闭和平面式的状态,随着技术和经济的不断进步及发展,社会发展对于土地资源的相关信息需求也变得越来远大,因此3S技术的应用也变得越来越广泛。该种技术模式的运用,使土地资源的利用和管理研究变得更为立体和开放,对土地勘测的实际模式进行了充实,利于决策者进行科学的管理和战略实施,对土地资源管理的科学化和现代化进行了促进。

参考文献:

[1] 高辉.针对3S技术集成在土地管理中的运用[J].黑龙江科技信息,2015(27):282-282.

[2] 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.

[3] 张拥军.浅析土地管理中现代技术应用的重要性[J].房地产导刊,2013(18):283-283.

[4] 江国兵.遥感在土地利用动态监测中的应用[J].城市勘测,2015(4):107-110.

第9篇:3s遥感技术范文

关键词3S技术;土地利用规划;应用

AbstractLand use planning is comprehensive,coordinated and sustainable economic and social development of land protection,rational use of land is the basis and foundation. 3S technology provides scientific and effective methods and means for research and practice of land use planning field. Combined with our ongoing new round of land use planning to introduce GIS,RS,GPS and 3S technology integration,3S technology in land use planning data preparation and processing,planning and preparation and implementation of results-based management at all stages of planning application were analyzed. It is proven that 3S technology in the field of land use planning is very broad.

Key words3S technology;land use planning;application

土地利用规划是指以各级行政区划为单位,根据地区的自然、经济、社会条件、土地自身的适宜性以及国民经济发展需要和市场需求,协调国民经济各部门之间和农业生产各行业间的用地矛盾,寻求最佳土地利用结构和布局,对土地资源的开发、利用、治理、保护进行统筹安排的战略性规划[1]。土地利用规划是对一定区域未来土地利用超前性的计划和安排,是依据区域社会经济发展和土地的自然历史特性在时空上进行土地资源合理分配和土地利用协调组织的综合措施。

目前,我国已形成了部级、省级、市(地)级、县(区)级和乡(镇)级5个层次较完整的土地利用总体规划体系。土地利用规划在促进节约集约利用土地、保持土地资源可持续利用、加强土地宏观调控和土地利用空间管制及用途管制等方面起着巨大的作用,为经济社会全面、协调和可持续发展提供土地保障,是合理利用土地的基础和依据。我国从20世纪80年代以来先后2次大规模地开展全国性的土地利用总体规划,规划成果对合理利土地与保护耕地起到了重要作用[2]。但是由于近年来我国城市化水平迅速提高,新型产业大量涌现,土地利用需求出现新的变化,为了适应这些形势,我国开展了新一轮的土地利用总体规划。

13S技术

3S技术是GIS、RS和GPS的统称,是集高度发展的空间技术、计算机技术、传感器技术、卫星定位技术及通讯技术的多学科现代信息技术。

1.1GIS

GIS即地理信息系统(Geographic Information System),是在计算机软硬件支持下,把各种地理信息按照空间分布,以一定的格式输入、存储、检索、更新、显示、制图和综合分析的计算机技术系统。利用该系统通过对诸多因素的综合分析,可以迅速地获取满足应用需要的信息,并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。GIS技术有2个显著特征:一是它不仅可以像传统的数据库管理系统那样管理属性信息,而且可以管理空间信息;二是它可以利用各种空间分析的方法,对多种不同的信息进行综合分析,寻求空间实体间的相互关系,分析和处理在一定区域内分布的现象和过程[3]。

1.2RS

RS即遥感(Remote Sensing),是一种远距离不直接接触物体而取得其信息的探测技术。即指从远距离高空的各种平台上利用可见光、红外、微波等电磁波探测仪器,通过摄影和扫描、信息感应、传输和处理,从而研究地面物体的形状、大小、位置及其环境的相互关系与变化的现代综合性技术。现代遥感的主要特征是具有多传感器、高分辨率和多时相性。遥感信息的应用已经从单一遥感资料向多时相、多数据源的融合与分析,从静态分析向动态检测过渡,从对资源与环境的定性调查向计算机辅助的定量自动制图过渡,从对各种现象的表面描述向软件分析和计量探索过渡[4]。近年来,由于航空遥感具有的快速机动性和高分辨率的显著特点使之成为遥感发展的重要方面。

1.3GPS

GPS即全球定位系统(Global Positioning System),是美国自20世纪70年代初期开始研制的新一代卫星导航和定位系统。该系统主要有三大组成部分:空间星座、地面监控和用户设备。空间星座部分由24颗均匀分布在6个轨道的卫星组成;GPS的地面监控部分由1个主控站、5个全球监测站和3个注入站组成;GPS的用户设备部分主要由接收机硬件和处理软件组成。GPS具有定位的灵活性和高精度、快速度、全天候作业、操作简便、信息自动接收以及存储等特点,已经在地球学科中得到了广泛的应用。用GPS同时测定三维坐标的方法将测绘定位技术从静态扩展到动态,从单点定位扩展到局部与广域差分,从事后处理扩展到实时动态差分定位与导航,从而大大拓宽它的应用范围和在各行各业中的作用。

1.43S技术集成

3S技术主要完成对空间信息的采集、处理、管理、信息表达等功能,具有获取海量信息、并能够准确加以储存和处理的特点。其中,RS技术是以通过从高空或外太空收集地表电磁波信息,并通过对这些信息进行识别、摄影、传输和处理来达到对地表现象进行识别的现代综合技术;GIS可以认为是一个关于地理信息的管理系统,它能够通过“可视化”的方式,完成地理信息的分类和管理;而GPS则是一个实时的、三维空间的卫星导航和定位系统。近年来,随着GIS、RS和GPS单项技术的迅猛发展,促成了3个大系统的有机结合,构成了一个强大的技术体系,3S技术已从各自独立发展进入相互融合、共同发展的阶段,并且在资源调查、车船导航、环境监测、区域管理、城市规划、商业管理等诸多领域里得到了迅速广泛的应用[5]。但目前3S技术在土地规划中的应用仍多为单项技术应用。在土地资源管理日趋信息化的形势下,对土地资料的快速、准确获取、空间信息分析、动态监测、图形图像处理和数字制图的要求已变得十分迫切。而3S技术集成正为这种需求提供了科学、适用的技术方法和手段,它不仅可为土地管理工作提供及时、可靠的基础信息,而且可以对土地信息进行综合分析、处理,应用前景非常广阔。

23S技术在土地利用规划中的应用

2.13S技术在土地利用规划数据阶段的应用

土地利用规划工作的每一个环节都包含有大量的数据信息。在数据阶段,主要包括土地数据收集和土地数据处理2个方面。土地信息涵盖土地的位置、数量、质量及其价值等重要信息。这些信息具有数量巨大、动态性和相关性的特征。其中动态性特征不但包括其周期性,还有渐变性和波动性[6]。传统的通过实地踏勘的工作方法需要大量的人力和物力,且需要大量的时间。

随着数字图像处理技术的提高和遥感技术向高分辨率的发展,利用遥感技术获取土地信息的方法将越来越普遍。小卫星遥感的空间分辨率不断提高,IKONOS达1 m,Qui-ckbird达61 cm,都能满足1∶1万比例尺的县乡级土地利用规划。通过遥感技术迅速获取的动态实时信息,再传输给GIS,使GIS数据库得到及时更新。通过GIS技术对土地信息进行处理,可以直接得到理想的图件和数据,及时准确地反映土地信息,不但可以为后续的规划工作提供数据基础,更重要的是明确土地性质、质量,从而明确土地的空间分布,确定各类用地的具体范围。在此阶段,3S技术在数据收集和处理方面展现了其实时性、准确性以及高效的特点。

2.23S技术在土地利用规划编制阶段的应用

土地利用规划的编制及实施中,需要清查土地利用类型的面积、权属、利用现状,保证地类正确、图斑一致、数据可靠,确保土地利用规划成果的科学性和可行性。同时,要采集、储存、管理大量的属性数据和空间数据,而且数据之间关联复杂,失控变异性强。如果没有3S技术的支持,是很难完成的。依靠3S技术平台,在建立土地利用总体规划信息库的基础上,紧密结合土地利用总体规划的业务流程,实现土地利用总体规划编制、修改、实施的自动化管理。利用原有土地信息,分析土地结构,构建各类模型,为土地的评价、预测、结构优化及效益分析提供方法和手段。同时,降低旧有人为进行土地资源分析和决策所带来的主观因素影响,加强了土地利用规划的科学性和合理性。

2.33S技术在土地利用规划成果阶段的应用

土地利用规划的编制、审批和实施涉及大量图件、指标等空间数据,对规划成果质量和管理的时效性要求都很高。长期以来,土地利用总体规划的规划成果(包括图件、文本、说明和表格)基本上都是以图纸、文本的形式保存和管理,存在共享性差、利用效率低、形式单一、成果保存难度大等缺点,无论在对公众宣传推广的范围与效果、传播形式与信息获取方式,还是应用灵活性方面都存在较大的局限性。运用3S技术进行规划成果管理,可以提高管理的科学性、管理质量和管理效率,为土地规划的动态实施和成果管理提供科学的方法和现代化手段。因此,为了更加充分、合理、科学、有效地利用土地利用规划的信息与数据,提高规划的开放性和公众参与性,从而更好地发挥土地利用规划的实际效用,必须综合运用3S技术。

3结语

土地的不可再生性决定了合理利用土地的重要性。土地利用规划需要了解土地资源的各种特征和规律,掌握土地资源的数量、质量及分布格局。因此,土地利用规划涉及的信息丰富、量大繁杂,而且多为地理信息,具有很强的地域性、空间性、时序性和动态性。离开这些信息,就很难实现立体、动态的管理和规划,直接影响到土地利用规划和管理的质量和效果。

GPS技术可以对空间数据快速定位,RS技术利用航天、航空遥感提供的航片、卫星照片等影像资料,能精度较高地定位、定量到地块,直观地判读地面物体特性、资源的现势信息。GIS利用空间数据库技术可以把属性数据的管理完全一体化,存储和分析处理多种性质的数据。因此,3S技术能有效地管理各类地理信息、统计分析数据,并对之进行分析处理,实现海量数据的管理,促进土地利用规划和信息处理的规范化,为土地利用规划工作打下坚实的基础。伴随空间信息技术的飞速发展,3S技术必定在我国土地利用规划工作中得到更广泛和更深入的应用,为土地利用规划领域的研究和实践提供科学、有效的研究和实施方法,为土地资源的有效利用作出无可限量的贡献。

4参考文献

[1] 吴次芳,叶艳妹.20世纪国际土地利用规划的发展及其新世纪展望[J].中国土地科学,2000,14(1):15-20.

[2] 秦奋,余明全,王家耀.3S技术在土地利用规划中的应用[J].河南农业科学,2006(3):72-76.

[3] 王振中.“3S”技术集成及其在土地管理中的应用[J].测绘科学,2005, 30(4):62-64.

[4] 周桂芳,朱淑丽,鲁春阳.3S技术在土地管理中的应用研究[J].安徽农业科学,2006,34(23):6342-6343.

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