RS，GPS與GIS技術的應用

王筍 張秋亭

摘要：在許多國民經濟的重大領域，航空航天遙感RS技術、地理信息系統GIS技術和空間定位GPS技術發揮著越來越重要的作用，本文對3S技術的應用現狀進行了探討。

關鍵詞：遙感；地理信息系統；空間定位；應用現狀

1 引言

RS，GPS與GIS技術，簡稱3S技術，是遙感技術（Remote Sensing，RS）、地理信息系統（Geography Information Systems，GIS）和全球定位系統（Global Positioning Systems，GPS）的統稱，是空間技術、傳感器技術、衛星定位與導航技術和計算機技術、通訊技術相結合，多學科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用的現代信息技術。

由3S技術做為關鍵部分的“天地人機信息一體化網絡系統” 可以動態地獲取地球表層的空間數據， 并數字化、自動化、智能化和實時化地回答何時 （When）、何地 （Where）、何目標 （What Object）發生了什么變化（What Change），已經在經濟社會的發展中發揮著重要作用。

2 3S技術應用現狀

3S技術是獲取、處理、分析、管理、精確定位具有空間數據特征地物信息的一種信息技術手段，在精準農業、林業、土地、水利、生態學、災害、城市規劃、采礦、石油、軍事等多種領域的開發、調查、評價、檢測、預測中發揮基礎和信息提供的作用，為決策科學化提供依據和保障[1]。

2.1 精準農業上的應用

精準農業又稱精細農業、精確農業、精準農作和處方農作。是近年來國際上農業科學研究的熱點領域，實際上是主要應用3S技術，還有作物生產管理輔助決策支持系統和智能化農業機械裝備技術，在定位采集地塊信息的基礎上，根據各地塊土壤、水肥、作物病蟲害、雜草、產量等在時間與空間上的差異，進行相適宜地耕種、施肥、灌水、用藥，其目的是以合理的投入獲得最好的經濟效益，并保護環境，確保農業可持續發展。簡單地說：精準農業就是利用RS作宏觀控制；用GPS精確定位地面位置；用GIS將地面信息（地形、地貌、作物種類和長勢、土壤質地和養分、水分狀況等）進行儲存，按區內要素的空間變量數據，精確設定最佳耕作、施肥、播種、灌溉、噴藥等多種操作，變傳統的粗放型經營為精細生產。

2.2 林業上的應用

3S的應用從根本上改變了傳統的森林資源信息管理的方式，成為現代林業經營管理的嶄新工具，其在林業領域的應用研究主要有森林資源信息管理、森林經營優化決策、森林分類經營區劃、森林防火、森林抽樣設計、林業專題制圖、森林采伐設計、營造林規劃設計、森林保護、森林資源管理網絡、精準林業等諸多方面[1]。

通過高分辨率的地理信息系統技術和衛星影像識別技術，再加強森林資源的二類清查，能夠有效提高調查精度，3S技術可為用戶提供內容豐富的蟲情資料和及時精確的基礎資料。在用于害蟲監測管理時，可以將地形地勢圖、土壤類型圖、植被類型圖、水系分布圖、病蟲分布圖等做成不同的圖層，簡稱空間數據庫；把發生量、危害程度、各種氣象因子等建成相關數據庫。利用GIS的空間數據操作和圖形處理分析等功能，豐富了病蟲害暴發、危害、擴散等信息，從而制定相應的管理決策，開發更加有效的森林病蟲害監測管理信息系統[2-4]。

2.3 土地管理上的應用

2.3.1 在土地資源調查中的應用

利用3S技術、遙感技術快捷、實時、高效地獲取土地利用變化信息；GPS快速準確采集土地利用變化圖斑的空間位置；GIS對采集的數據進行編輯實現數據管理自動化，將三者有效地結合起來，能較好地改善傳統土地調查手段的不足。

2.3.2 在地籍測繪中的應用

3S技術對于地籍信息數據源的遙感影像分析處理、內業建庫、外業調繪等有重要幫助。特別是對于權屬境界、田坎系數等的測繪非常精確。3S技術在我國土籍測量主要是采用航空、航天的遙感技術，以農村的土地調查為例，以1：1萬比例尺為主。遙感技術利用航空、航天遙感技術，可以及時從中獲取來自遙感有效客觀的地面影像，用于調查和測量主要也是靠來自于遙感圖像的有效信息。 在土籍測量中主要是根據多平臺、多波段、多信息源的遙感影像，實現現勢性遙感影像的全覆蓋，必須使用3S技術才能達到這一目的。隨著計算機和遙感技術的逐步成熟，3S技術已經被廣泛地應用在了我國土地地籍測繪工作中[5]。

2.3.3 在土地總體規劃中的應用

通過GPS和遙感技術直接獲取土地信息，得到理想數據，將數據錄入GIS系統，建立土地利用空間信息系統，便可以為土地規劃提供系統的數據源參考。同時我們利用強大的分析和處理功能，可以對土地利用現狀進行分析評價，進行土地利用遠景規劃；利用GIS的可視化功能，實現對規劃設計的結果進行模擬顯示和分析，為進一步完善和優化規劃設計提供信息[6]。

2.4 其它領域上的應用

隨著3S技術的發展與應用，其已深入到各個領域的各個方面，比如3S技術在城市規劃、公路路政管理、生態環境監測、數字水利、遺址探查等諸多方面都得到了廣泛的應用。

3 3S云計算與3S技術有機結合

云計算作為一種技術趨勢正迅速興起，每個產業中都能得以應用。Google首先提出云計算概念，推出了基于云計算的谷歌地球生成器，ESRI從幾年前就開始對云計算和云GIS進行研究，現在，ESRI已取得了突破性進展，能將ArcGIS部署到亞馬遜的EC2和S3云計算基礎設施平臺上。云服務和部署模型所提供的技術和體系結構是未來研究和發展的關鍵領域[8]。

4 實用化、工程化與產業化

隨著移動互聯網技術和移動終端設備的變革，3S已經走向了我們移動的設備，未來移動城市的建設更離不開移動技術，可以說一切新技術都是以移動為目標，3S 應用已從過去單純的工程應用面向大眾，應用領域不斷拓展，走進生活、旅游服務、車輛導航等。重點研究的熱點問題將集中在地理分析技術和可視化技術、虛擬現實技術[5]。遙感技術通過多年的研究和發展，同時隨著遙感數據獲取技術的突飛猛進， 遙感技術產業化已經成為必然趨勢[5]。

5 定量化、智能化

遙感信息定量化是指通過實驗的或物理的模型將遙感信息與觀測目標參量聯系起來，將遙感信息定量地反演或推算為某些地學、生物學及大氣等觀測目標參量。

遙感的智能化首先表現在遙感傳感器的可編程，傳感器不僅可以按設定的方式進行掃描，而且可以根據具體要求由地面進行控制編程，使用戶可以獲得多角度、高時間密度的數據[6]。

6 結束語

由于GIS、GPS和RS在功能上的互補性，3S技術的集成在各個方面取得了不少的成績，3S集成技術也獲得了廣泛的應用，但仍有許多尚待解決的問題。3S集成技術并非完全意義上的集成，而且大部分是兩兩結合，在統一的平臺下，相互間的功能互補和數據轉換，它們之間還是相互獨立。即使所謂的3S集成也是表面上的集成，要實現真正的技術的集成，就必須使數據的格式一致從而能夠很好的轉化。只有把這三種技術充分結合起來，才能更有效地應用于各行各業，更有力地促進這三種技術的發展。

參考文獻：

[1]樊緒富，秦景全，王寧，陳曦.“3S”技術集成及其應用[J].林業科技情報，2011，43（4）：4-7.

[2]唐建.淺談“3S”技術在林業數字化建設管理中的應用[J].華東森林經理，2012，26（2）：84-86.

[3]席智，郭富明.3S技術在林業中的應用[J].山西林業科技，2012，41（1）：57-58.

[4]莫麗君.論3S技術在地籍測繪中的應用[J].技術與市場，2012，19（2）：37-38.

[5]顧育紅.淺談3S技術及其在土地管理中的應用現狀與發展趨勢[J].現代測繪，2012，35（3）：62-64.

[6]李芝喜.林業遙感[M].吉林：東北林業大學出版社，1990.