3S技术-遥感技术
3S技术是遥感技术
现代3S技术与北斗导航系统3S技术是遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(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RS是指从高空或外层空间接收来自地球表层各类地物的电磁波信息，并通过对这些信息进行扫描、摄影、传输和处理，从而对地表各类地物和现象进行远距离控测和识别的现代综合技术。
GPS是指利用卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统。
GIS技术是由计算机硬软件、地理数据和用户组成，通过对地理数据的采集、输入、存储、检索操作和分析生成并输出各种地理数据，从而为工程设计土地利用，资源管理，城市管理环境监测管理决策等应用服务的计算机系统。
3S的应用十分广泛：1．知识经济是根本，数字地球、信息高速公路是手段2、3S是建立数字地球、信息高速公路所需的高新技术；GPS涉及航天、卫星、现代通讯等领域：RS综合了空间、电子、光学、计算机技术的最新成就；GIS涉及计算机、空间技术、现代地理和测绘以及管理等领域3． 3S技术具有广阔的应用前景：1、军队现代化离不开3S技术——“沙漠风暴”战役的成功 2、3S技术的商业化和民用化 3、21世纪3S技术是信息化社会数字化生存的重要组成部分北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统，是继美全球定位系统（GPS）和俄GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。
系统由空间端、地面端和用户端组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度优于20m，授时精度优于100ns北斗卫星导航系统建设目标是建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠覆盖全球的导航系统北斗卫星导航系统促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。
3S技术应用现状与发展趋势
3S技术应用现状与发展趋势3S技术是指遥感（Remote Sensing）、地理信息系统（Geographic Information System）和全球定位系统（Global Positioning System）的集成应用。
它将遥感获取的地球资源信息、地理信息系统的空间数据存储、处理与分析以及全球定位系统的精确定位相结合，广泛应用于国土资源管理、环境监测、城市规划、灾害管理等领域。
本文将从3S技术的应用现状和发展趋势两个方面进行阐述。
一、3S技术应用现状1.国土资源管理在国土资源管理中，3S技术发挥了重要作用。
通过遥感技术获取地表覆盖信息、地形地貌信息，结合地理信息系统进行数据处理和分析，利用全球定位系统实现精确定位，可以实现土地利用规划、土地资源调查、土地利用变化监测等工作。
利用3S技术可以实现精准的地籍测绘工作，提高土地管理的精准度和效率。
2.环境监测在环境监测领域，遥感技术可以获取大范围的环境信息，包括气象、水文、土壤、植被等数据，结合地理信息系统进行空间分析和监测。
全球定位系统可以实现环境监测仪器的精确定位和数据采集，为环境监测提供了更加精确和全面的数据支持。
通过3S技术可以实现对环境变化的实时监测和预警，为环境保护和治理提供科学依据。
3.城市规划在城市规划领域，3S技术也发挥了重要作用。
遥感技术可以获取城市的空间布局、用地利用情况等信息，结合地理信息系统进行城市空间分析和规划编制。
全球定位系统可以提供城市各类设施的精确定位和数据支持，为城市规划和建设提供科学依据。
通过3S技术可以实现城市规划的科学决策和精细化管理，为城市的可持续发展提供技术支持。
4.灾害管理二、3S技术发展趋势1.数据融合与共享未来，3S技术将更加注重数据融合与共享。
随着遥感、地理信息系统和全球定位系统的发展，数据量不断增加，数据类型也在不断丰富。
如何实现各类数据的融合和共享，将成为3S技术发展的重要趋势。
只有通过数据融合与共享，才能实现更加精确、全面的空间信息分析和应用。
3s技术概论
3s技术概论3S技术是指遥感技术（Remote Sensing）、地理信息系统（Geographic Information Systems）和全球定位系统（Global Positioning Systems），是现代信息技术与空间科学的重要结合。
以下是对这些技术的详细介绍：1.遥感技术遥感技术是一种通过飞机、卫星等远距离手段对地球表面进行感测，获取地表信息的技术。
遥感技术可以获取大量的地球表面信息，包括地形、地貌、水文、气象、土壤、植被等多种信息。
这些信息对于环境监测、资源调查、城市规划、农业管理、军事侦察等方面具有重要的作用。
2.地理信息系统地理信息系统是一种专门用于地理信息管理的计算机系统，它可以将遥感图像、地图等地理信息数据进行处理、存储、分析和表达。
地理信息系统可以实现对地理信息的快速查询、更新、统计和分析，为各领域的决策提供依据。
3.全球定位系统全球定位系统是一种利用卫星导航技术来确定地球上某一位置的系统。
全球定位系统可以提供高精度的位置信息，对于军事、交通、测量等领域具有重要的作用。
随着智能手机、车载导航等应用的普及，全球定位系统的应用越来越广泛。
4.遥感图像处理遥感图像处理是利用计算机技术对遥感图像进行处理和分析的技术。
遥感图像处理的主要方法包括图像增强、图像分类、目标检测与识别等。
遥感图像处理可以改善图像质量、提高图像分辨率，从而更好地利用遥感数据进行环境监测和资源调查等应用。
5.地理信息分析地理信息分析是利用计算机技术对地理信息进行处理和分析的技术。
地理信息分析的主要方法包括空间分析、网络分析、时空分析等。
地理信息分析可以实现对地理信息的空间关系分析、空间格局分析、路径分析等，从而为各领域的决策提供依据。
6.空间数据挖掘空间数据挖掘是利用计算机技术从大量的地理空间数据中发现有用的信息和知识的过程。
空间数据挖掘的主要方法包括空间关联规则挖掘、空间聚类分析、空间分类等。
空间数据挖掘可以发现隐藏在空间数据中的有用信息，从而为各领域的决策提供依据。
环境监测中的3S技术概述
环境监测中的3S技术概述引言：环境监测是环境进行监测并制定规划的过程，但是传统的环境监测工作范围有限，毕竟它解决的只是局部范围的环境监测问题。
3S技术的出现，针对存在的局部监测的情况，对其做出了改进和解决，并在环境监测工作的运用中取得了较好的成效。
因此，对3S技术在生态环境监测中的探讨有着重要的实际意义。
1 3S技术概述所谓3S技术，它是集遥感技术（RS）、全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）为一体的高科技技术的统称。
科学技术不断发展的今天，3S技术也获得了长足发展，逐渐成为了当前获取空间地理信息、空间信息分析、空间信息应用的重要的核心高科技技术，同时，在生态环境的监测和测评中也得到了广泛应用。
1.1 遥感技术（RS）遥感技术（RS）具有可视范围广、信息更新速度相对较快的特点，它主要是根据物体之间具有的不同的电磁波的特性，对其存在的电磁波特性加以利用，进而提取不同的物体的不同信息，进行整理等工作，从而对远距离的物体做出识别。
将遥感技术（RS）搜集的数据看作成为地理信息系统（GIS）所需要的数据源，实现数据的及时有效的更新，然后在遥感技术（RS）和地理信息系统（GIS）的基础之上建立起数据模型，从而实现空间上与时间上的转移，最后通过三维空间，定量地对未来进行预测。
遥感技术（RS）现如今已经呈现出传感器类型多、分辨率高的发展态势，遥感卫星能获取范围从厘米到千米的遥感信息。
不同卫星的重放周期尽管不同，但是都可以获取生态环境资源数据变化的图片资料，便于人们掌握对荒漠化、水污染、海洋生态污染的数据。
1.2 全球定位系统（GPS）全球定位系统（GPS）由三部分组成：地面控制中心、卫星网和接收机，它是对获取目标提供及时和快速的三维空间定位的具有全球化、全天候、精度高的一种系统，目前，其三维定位已经达到了6m的高精度定位。
全球定位系统（GPS）是位置查找过程中比较新的手段，具有高速度、高精度且不受气候以及通讯情况的干扰，因此，在农业方面、林业方面、水利方面、军事方面以及城市管理等方面得到了广泛的应用。
简述3s技术在水利工程中的应用
简述3s技术在水利工程中的应用3S技术（即遥感技术、地理信息系统(GIS)技术和全球定位系统(GPS)技术）在水利工程中的应用十分广泛。
通过遥感技术，可以获取大范围的地表信息，包括地貌、土地利用、植被覆盖等，为水利工程的规划和设计提供了重要的参考数据。
GIS技术则可以对这些数据进行处理、分析和展示，为水利工程的管理和决策提供支持。
GPS技术则提供了高精度的位置信息，可以用于水利工程的测量和监测。
下面将分别介绍这三种技术在水利工程中的具体应用。
遥感技术在水利工程中的应用主要包括水资源调查、水土保持、水污染监测等方面。
通过遥感技术，可以获取到大范围的地表信息，包括地形、河流、湖泊等，为水资源调查提供了基础数据。
同时，遥感技术还可以监测水土流失情况，为水土保持工作提供指导。
此外，遥感技术还可以监测水体的污染情况，提供水污染治理的参考依据。
GIS技术在水利工程中的应用主要体现在水资源管理、水灾防治、水利设施管理等方面。
通过GIS技术，可以对水资源进行综合管理和分析，包括水量、水质、水文等方面的数据。
利用GIS技术，可以进行水资源的动态监测和预测，为水资源的合理利用和保护提供支持。
同时，GIS技术还可以对水灾风险进行评估和分析，为水灾防治提供决策支持。
此外，GIS技术还可以对水利设施进行管理，包括水库、渠道、水闸等，实现对水利设施的信息化管理。
GPS技术在水利工程中的应用主要包括工程测量、工程监测、导航引导等方面。
通过GPS技术，可以获取到高精度的位置信息，用于水利工程的测量和定位。
利用GPS技术，可以进行水利工程的测量和勘测，包括地形测量、断面测量等。
同时，GPS技术还可以用于水利工程的监测，包括水位监测、位移监测等。
此外，GPS技术还可以用于导航引导，为水利工程的施工和运维提供定位和导航服务。
3S技术在水利工程中具有重要的应用价值。
遥感技术可以提供大范围的地表信息，为水利工程的规划和设计提供参考。
GIS技术可以对地表信息进行处理和分析，为水利工程的管理和决策提供支持。
“3S”技术之间的区别与联系
“3S”技术之间的区别与联系JGSLJZ整理上传【知识梳理】一、“3S”技术之间的区别二、“3S”技术之间的联系(1)地理信息系统为遥感信息的处理、分析和应用提供技术支持，GIS中存储的电子地图等信息可为GPS定位导航提供依据。
(2)遥感技术具有快速采集地理数据的优势，为GIS提供多种类、多时相和大范围的地理信息源，也使GIS实现资源与环境动态监测及数据库的实时更新成为可能。
(3)全球定位系统是地理事物和现象快速、精密定位的现代化工具，直接为遥感信息和地理信息的快速定位提供保证。
【典例精析】2012年5月份以来，我国南方持续遭受暴雨袭击，强降雨导致部分地区出现山洪、泥石流等灾害，部分河流发生超警戒水位洪水，其中北江支流滃江发生了30年一遇的大洪水。
灾情发生后，地方各级政府及其防汛抗旱指挥部全力组织开展防汛抢险救灾，各项工作正在有序有力有效进行。
回答1～2题。
1．南方部分省份的暴雨诱发了许多灾害，属于地质灾害的是()A．洪涝B．植被破坏C．山体滑坡、崩塌D．房屋受损解析：地质灾害是指由自然因素或人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、裂缝、沉降等与地质作用有关的灾害。
答案：C2．为快速监测受灾地区农作物受灾和洪水蔓延情况，可运用()A．全球定位系统B．地理信息系统C．遥感D．数字地球解析：遥感的特点就是覆盖范围宽、频率快、信息量大，能监测灾害动态状况。
答案：C图中的甲、乙、丙表示“3S”技术，①表示提供定位信息的功能，②表示反馈信息处理结果的功能。
读图结合所学知识回答3～4题。
3．下列关于地理信息技术应用的叙述正确的是()A．运用甲技术可以确定在印度洋中被索马里海盗劫持船舶的精确位置B．运用乙技术可以对我国西北地区的荒漠化进行动态监测C．运用丙技术可以分析容易发生泥石流区域的分布情况D．“嫦娥二号”利用甲技术获取月球表面的信息4．在甘肃舟曲特大山洪泥石流救灾过程中可以利用遥感技术()A．为救援车辆定位、导航B．提供灾区实时影像资料C．为救灾车辆设计行车路线D．确定人员伤亡数量解析：解答本题的关键是确定甲、乙、丙代表的地理信息技术类型。
3s技术的特点及其相互关系
3S技术的特点及其相互关系3S集成（Integration of GPS,RS and GIS technology），即将全球定位系统(GPS)、遥感(RS)技术和地理信息系统(GIS)根据不同的应用需要，有机地组合成一体化的、功能更强大的新型系统的技术。
3S 技术形象的代表了测绘学科与其他相关学科的融合与交叉，其本身也在走向集成。
在3S 技术集成中，GPS 主要是实时、快速的提供目标的空间位置，RS 用于实时、快速的提供大面积地表物体及其环境的几何与地理信息及各种变化，GIS 则是多源时空数据的综合处理和应用分析的平台。
应用中可根据实际需要实现两种技术的集成，也可以是三种技术的集成。
当前，3S 技术在国民经济建设、国家安全保障、资源环境管理以及灾害监测上发挥着重要作用，同时也为科学研究、社会生产提供了新一代的观测手段、描述语言和思维工具。
1 3S技术概述3S 集成，顾名思义，应该有三种技术相互支撑，下面分别介绍遥感（RS）、全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）以及它们之间相互关系。
1.1 遥感技术（RS）遥感(Remote Sensing)，是指在不直接接触的情况下，利用遥感器对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术，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、卫星等平台上搭载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。
遥感出现于1962 年，而遥感技术在世界范围内迅速的发展和广泛的使用，是在1972年美国第一颗地球资源技术卫星(LANDSAT-1)成功发射并获取了大量的卫星图像之后。
经过几十年的迅速发展，遥感技术以其获取数据范围大、精度高；获取信息周期短、手段多等特点已广泛应用于农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领域。
在未来的几年中，预计遥感技术将步入一个能快速、实时提供多种对地观测数据的新阶段。
高考地理中的“3S”技术
“3S”技术究竟是什么？所谓的3S实际上就是指以上三个含有S的英文单词，即遥感（RS）、全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）。
下面就为大家一一揭开它们的神秘面纱。
3S技术指的是遥感技术（Remote Sensing，简称RS）、地理信息系统(Geography Information Systems，简称GIS)和全球定位系统(Global Positioning Systems，简称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。
今天，小童地理跟大家分享高考地理中非常重要的技术——3S技术。
你可能对这个名词有些陌生，但它却在地理领域发挥着巨大的作用。
首先，让我们来了解一下3S技术的概念。
3S技术是由遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）组成的一种高效的地理空间数据处理和分析工具。
通过这些技术的综合应用，我们能够获取、处理和分析各种地理数据，从而提供全面而准确的地理信息。
遥感技术是3S技术中的重要组成部分。
它通过卫星以及航空和地面传感器，获取地球表面上的各种数据，例如植被覆盖、土地利用、气候和水资源等。
遥感技术的应用让我们能够实时监测和分析地球上发生的变化，例如气候变化、森林砍伐和城市发展等。
这有助于我们更好地了解和保护我们的地球家园。
可以说，地理信息系统（GIS）是3S技术的“大脑”。
GIS利用计算机技术和软件，将各种地理数据整合到一个统一的空间数据库中，并进行有效的管理和分析。
通过GIS，我们可以创建地图、模拟自然灾害、规划城市和资源管理等。
它不仅为决策者提供了重要的决策支持工具，还促进了城市规划和环境保护等领域的发展。
全球定位系统（GPS）则是3S技术的“眼睛”。
通过使用卫星信号，GPS 能够精确测量地球上任何一个点的经度、纬度和海拔高度。
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公司 ESA NOAA NASDA ISRO 中国
发射时间 1995 1994-1995 1995 1996-1997 1997
位置 0o 75-35oW 135oE 75oE 105oE
太阳同步极轨气象卫星系统
系统 NOAA-14 NOAA-K FY-1A/1B FY-1C/1D
公司 NOAA NOAA 中国 中国
资源卫星系统
系统
公司
发射时间
扫描宽度(km) 分辨率(m)
Landsat MSS
NASA 1972-1978
185
80m
Landsat TM NASA 1982
185
30m
15m
Landsat7 NASA 1999
185
30m
Spot1-4
Spotimage 1986-1990-1993-1998 60
Nadar’s balloon
遥感对地观测的历史发展
1862年，美国教授Thaddeus Lowe 试 图用气球观测天气，但不幸从Ohio吹 到南California。
遥感对地观测的历史发展
1909年，美国Wright兄弟发明飞机后， 立即开始了航空摄影。
遥感对地观测的历史发展
1957年前苏联发射了第一颗人造卫星，使 卫星摄影测量成为可能;
地球同步静止气 象卫星
太阳同步极轨气 象卫星。
36000km
地球静止轨道
近极地轨道
遥感卫星主要有两种绕地球飞行方式：静止轨道和近 极地轨道。静止轨道可以定点观测，而极地轨道（圆 形）则可定期观测。
目前的各国对地观测卫星平台
地球同步静止气象卫星系统
系统 Meteosat GOES-8/9 GMS Insat FY-2
1959年从人造卫星发回第一张地球像片， 1960年从“泰罗斯”与“雨云”气象卫星
上获得全球的云图; 1971年美国“阿波罗”宇宙飞船成功地对
月球表面进行航天摄影测量; 1972年美国地球资源卫星（后改称陆地卫
星）上天，其多光谱扫描仪（MSS）影像 用于对地观测
主要的遥感对地观测卫星及未来发展
1）气象卫星
人类及其生存的地球正面临严峻的挑战
灾害频繁 资源耗失 环境污染 生态破坏
遥感是解决上述问题的基础
环境变化 实时监测
灾害预报 及时准确
资源探测 完整可靠
经济和社会可持续发展的需求
国家信息基础设 施（NII）
社会信息化
国家空间信息基 础设施（NSII）
空间信息服 务体系
遥感信息技术广泛用于国土资源规划与管理、城市发展、 精准农业、智能化交通等领域，将形成新的信息产业链， 成为国民经济的重要增长点，保障经济和社会的可持续 发展
20（CCD） 80（MSS） 160（热红外） 256（WFI）
现有雷达卫星系统
卫星
发射国 发射时间 卫星高 波长 分辨率
家
度 （cm） （m）
（km）
扫描带宽 重访周 （km） 期（天）
Seasat 美国 1978
4.1概述
二十世纪六十年随着航天技术的迅速发展，美国地理 学家首先提出了“遥感”（Remote Sensing）这个名 词。 广义遥感：通过非接触传感器遥测物体的几何与物理 特性而又不直接接触物体的技术 。 狭义上：从航空/航天飞机、卫星搭载的传感器获取地 形、地物信息的过程。
航空/航天遥感原理示意图
观测系统
建设天基信息系统（国家中长期科技发展规划）
2020年前投资1500～2000亿元 发射260颗左右的卫星，保持在轨稳定运行的卫星100颗左右 进行全天候、准实时、多平台立体观测 提供高精度的时空基准
遥感技术分类
宽波段摄影 摄影法 多波段摄影
图像方式
被动方式
扫描法
光学机械扫描（多波段扫描仪） 电子束扫描（反束光导管摄像机） CCD（电荷耦合器件）
公共安全研究院
iNSTITUTE FOR PUBLIC SAFETY RESEARCH
钟少波 清华大学公共安全研究院
2020/4/29
zhongshaobo@
1
课程内容
4.1 概述 4.2 电磁波与地物光谱 4.3 遥感成像原理与图像特征 4.4 遥感图像处理与分类 4.5 遥感技术应用 4.6 我国航空航天遥感的主要成就 4.7 遥感对地观测的发展前景
遥感学研究范畴
卫星 研制与发射
各种应用
各类型用户
服务与分发
各级产品的生产
多种信息的融 合与集成
传感器定轨定姿 信息获取 信息传输
遥感成像机理
遥感数据接收处理
国防建设与国家安全的需要
制空权 制海权
制天权 制信息权
卫星应用
遥感信息技术成为支撑军事信息化作战，夺取战场信息优 势，解决制约军队联合作战和精确打击瓶颈问题的重要技 术手段
发射时间 传感器Leabharlann 1994AVHRR/2
1996
AVHRR/3
1988-1990 VHRSR
1999-2001 VISSR
2）资源卫星
卫星系统多采用光机扫描仪、CCD固体 阵列传感器等光学传感器，获得 20~100m空间分辨率的全色或多光谱 图像。采集的多光谱数据对土地利用、 地球资源调查、监测与评价、森林覆盖、 农业和地质等专题信息提取具有极其重 要的作用
遥
感 技
主动方式
侧视雷达 激光雷达
术
雷达高度计
合成孔径雷达
非图像方式（主动式和被动式） 微波辐射计
红外辐射计
…
遥感对地观测的历史发展
1609年，Galileo制作天文望远镜，发现太阳 有斑点，月球表面并非平原，当然最大的发现 是木星的周围有卫星，打破地心说； 1859年法国摄影师兼气球飞行爱好者Nadar试 图进行航空摄像，但没有成功
20m
IRSI C/D ISRO
1995-1997
142
18m
MOMS 02P DLR
1996
78
50m
MOS
NASDA 1982-1992
100
18m
Adeos CBERS-1
NASDA 1996-1997 中国/巴西 1999-10
80
113（CCD） 119（IRMSS） 890（WFI）
16m
国家科技发展战略的需求
建设国家对地观测系统（2004－2010年国家科技基础条件平 台建设纲要）
建成MODIS (中分辨率成像光谱仪，MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer)共享网
建设多分辨率、先进雷达遥感数据获取共享平台 建立高效运行的遥感地面支撑系统 形成高空间、高光谱、高时间分辨率和宽地面覆盖于一体的卫星对地