3S技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀淺析

發(fā)布日期：2019-09-06 00:00 瀏覽量：13208

RS、GPS與GIS技術(shù)，簡(jiǎn)稱3S技術(shù)，是遙感技術(shù)(RemoteSensing，RS)、地理信息系統(tǒng)(GeographyInformationSystems，GIS)和全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystems，GPS)的統(tǒng)稱，是空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)相結(jié)合，多學(xué)科高度集成的對(duì)空間信息進(jìn)行采集、處理、管理、分析、表達(dá)、傳播和應(yīng)用的現(xiàn)代信息技術(shù)。

一、3S技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

3S技術(shù)是獲取、處理、分析、管理、精確定位具有空間數(shù)據(jù)特征地物信息的一種信息技術(shù)手段，在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、林業(yè)、土地、水利、生態(tài)學(xué)、災(zāi)害、城市規(guī)劃、采礦、石油、軍事等多種領(lǐng)域的開發(fā)、調(diào)查、評(píng)價(jià)、檢測(cè)、預(yù)測(cè)中發(fā)揮基礎(chǔ)和信息提供的作用，為決策科學(xué)化提供依據(jù)和保障。

1. 應(yīng)用在林業(yè)領(lǐng)域

3S技術(shù)的應(yīng)用從根本上改變了傳統(tǒng)的森林資源信息管理的方式，成為現(xiàn)代林業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的嶄新工具，其在林業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究主要有森林資源信息管理、森林經(jīng)營(yíng)優(yōu)化決策、森林分類經(jīng)營(yíng)區(qū)劃、森林防火、森林抽樣設(shè)計(jì)、林業(yè)專題制圖、森林采伐設(shè)計(jì)、營(yíng)造林規(guī)劃設(shè)計(jì)、森林保護(hù)、森林資源管理網(wǎng)絡(luò)、精準(zhǔn)林業(yè)等諸多方面。

通過高分辨率的地理信息系統(tǒng)技術(shù)和遙感影像識(shí)別技術(shù)，再加強(qiáng)森林資源的二類清查，能夠有效提高調(diào)查精度，3S技術(shù)可為用戶提供內(nèi)容豐富的蟲情資料和及時(shí)精確的基礎(chǔ)資料。

在用于害蟲監(jiān)測(cè)管理時(shí)，可以將地形地勢(shì)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(jiǎn)稱空間數(shù)據(jù)庫；把發(fā)生量、危害程度、各種氣象因子等建成相關(guān)數(shù)據(jù)庫。利用GIS的空間數(shù)據(jù)操作和圖形處理分析等功能，豐富了病蟲害暴發(fā)、危害、擴(kuò)散等信息，從而制定相應(yīng)的管理決策，開發(fā)更加有效的森林病蟲害監(jiān)測(cè)管理信息系統(tǒng)。

2.應(yīng)用在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)又稱精細(xì)農(nóng)業(yè)、精確農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)作和處方農(nóng)作。是近年來國際上農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域，實(shí)際上是主要應(yīng)用3S技術(shù)，還有作物生產(chǎn)管理輔助決策支持系統(tǒng)和智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備技術(shù)，在定位采集地塊信息的基礎(chǔ)上，根據(jù)各地塊土壤、水肥、作物病蟲害、雜草、產(chǎn)量等在時(shí)間與空間上的差異，進(jìn)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(jīng)濟(jì)效益，并保護(hù)環(huán)境，確保農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

簡(jiǎn)單地說：精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)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(zhǎng)勢(shì)、土壤質(zhì)地和養(yǎng)分、水分狀況等)進(jìn)行儲(chǔ)存，按區(qū)內(nèi)要素的空間變量數(shù)據(jù)，精確設(shè)定最佳耕作、施肥、播種、灌溉、噴藥等多種操作，變傳統(tǒng)的粗放型經(jīng)營(yíng)為精細(xì)生產(chǎn)。

3.應(yīng)用在土地管理領(lǐng)域

（1）在土地資源調(diào)查中的應(yīng)用

利用3S技術(shù)、遙感技術(shù)快捷、實(shí)時(shí)、高效地獲取土地利用變化信息；GPS快速準(zhǔn)確采集土地利用變化圖斑的空間位置；GIS對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理自動(dòng)化，將三者有效地結(jié)合起來，能較好地改善傳統(tǒng)土地調(diào)查手段的不足。

（2）在地籍測(cè)繪中的應(yīng)用

3S技術(shù)對(duì)于地籍信息數(shù)據(jù)源的遙感影像分析處理、內(nèi)業(yè)建庫、外業(yè)調(diào)繪等有重要幫助。特別是對(duì)于權(quán)屬境界、田坎系數(shù)等的測(cè)繪非常精確。

3S技術(shù)在我國土籍測(cè)量主要是采用航空、航天的遙感技術(shù)，以農(nóng)村的土地調(diào)查為例，以1:1萬比例尺為主。遙感技術(shù)利用航空、航天遙感技術(shù)，可以及時(shí)從中獲取來自遙感有效客觀的地面影像，用于調(diào)查和測(cè)量主要也是靠來自于遙感圖像的有效信息。

在土籍測(cè)量中主要是根據(jù)多平臺(tái)、多波段、多信息源的遙感影像，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)勢(shì)性遙感影像的全覆蓋，必須使用3S技術(shù)才能達(dá)到這一目的。隨著計(jì)算機(jī)和遙感技術(shù)的逐步成熟，3S技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在了我國土地地籍測(cè)繪工作中。

（3）在土地總體規(guī)劃中的應(yīng)用

通過GPS和遙感技術(shù)直接獲取土地信息，得到理想數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)錄入GIS系統(tǒng)，建立土地利用空間信息系統(tǒng)，便可以為土地規(guī)劃提供系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源參考。同時(shí)我們利用強(qiáng)大的分析和處理功能，可以對(duì)土地利用現(xiàn)狀進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，進(jìn)行土地利用遠(yuǎn)景規(guī)劃；利用GIS的可視化功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行模擬顯示和分析，為進(jìn)一步完善和優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)提供信息。

4.公路勘察設(shè)計(jì)中3S技術(shù)的應(yīng)用

傳統(tǒng)的道路測(cè)繪一般是測(cè)量地區(qū)小比例地形圖及定線后在用經(jīng)緯儀全站儀等測(cè)量線路兩側(cè)1；2000 地形圖，隨著 3S 技術(shù)的發(fā)展尤其是有 GPS（定位裝置）和IMU（慣性測(cè)量裝置）的機(jī)載激光雷達(dá)、無人機(jī)等立體測(cè)圖精度不斷提高，使測(cè)圖工作變得高效、快速。道路測(cè)繪人員只需要進(jìn)行在外業(yè)布置幾個(gè)的像控點(diǎn)的簡(jiǎn)單外業(yè)作業(yè)。然后通過內(nèi)業(yè)進(jìn)行解析空中三角測(cè)量解算獲取加密點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程，其特點(diǎn)是不受通視條件限制攝影測(cè)量平差時(shí)，測(cè)區(qū)中誤差較小，區(qū)域大小對(duì)測(cè)繪精度影響不大。而且無人機(jī)生成的影像對(duì)進(jìn)行效果圖的制作提供了很大便利，為方案的匯報(bào)和道路效果圖展示提供了很大便利。

近幾年來 GPS 靜態(tài)測(cè)量被廣泛應(yīng)用到道路平面和高程控制測(cè)量上，相比傳統(tǒng)的導(dǎo)線測(cè)繪 GPS 靜態(tài)測(cè)繪克服了距離角和度產(chǎn)生的誤差累計(jì)使平面和高程控制更加準(zhǔn)確。被近幾年國家對(duì)環(huán)境保護(hù)越來越重視在公路建設(shè)時(shí)越來越重視與周圍環(huán)境的結(jié)合，傳統(tǒng)的路線調(diào)查費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。隨著無人機(jī)等航空攝影測(cè)量和 RS 遙感的發(fā)展，可以通過區(qū)域航攝或遙感生成的影響對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行判讀這大大減少了外業(yè)工作時(shí)間提高工作效率。

測(cè)繪科學(xué)技術(shù)尤其是 3S 技術(shù)對(duì)公路的勘察設(shè)計(jì)產(chǎn)生了巨大的變革，在公路勘察設(shè)計(jì)中的重要性是不言而喻的，隨著 3s 技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，公路勘察設(shè)計(jì)將更加準(zhǔn)確、快速、高效。

隨著3S技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，其已深入到各個(gè)領(lǐng)域的各個(gè)方面，比如3S技術(shù)在城市規(guī)劃、公路路政管理、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、數(shù)字水利、遺址探查等諸多方面都得到了廣泛的應(yīng)用。

由于GIS、GPS和RS在功能上的互補(bǔ)性，3S技術(shù)的集成在各個(gè)方面取得了不少的成績(jī)，3S集成技術(shù)也獲得了廣泛的應(yīng)用，但仍有許多尚待解決的問題。3S集成技術(shù)并非完全意義上的集成，而且大部分是兩兩結(jié)合，在統(tǒng)一的平臺(tái)下，相互間的功能互補(bǔ)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，它們之間還是相互獨(dú)立。

即使所謂的3S集成也是表面上的集成，要實(shí)現(xiàn)真正的技術(shù)的集成，就必須使數(shù)據(jù)的格式一致從而能夠很好的轉(zhuǎn)化。只有把這三種技術(shù)充分結(jié)合起來，才能更有效地應(yīng)用于各行各業(yè)，更有力地促進(jìn)這三種技術(shù)的發(fā)展。

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