3S技术集成与应用试卷

东北大学

研究生考试试卷

考试科目：3S技术集成与应用

课程编号：

阅卷人：

考试日期：2012.06

姓名：陈晓玲

学号：1101661

注意事项

1．考前研究生将上述项目填写清楚

2．字迹要清楚，保持卷面清洁

3．交卷时请将本试卷和题签一起上交

东北大学研究生院

3S技术集成与应用期末考试题

（共5题总分100）

一、简答题

1.简述3S技术集成与应用的目的和意义？（10分）

“3S”是中国科学家按照GPS、GIS、RS字尾均有一个S，而这三者关系日趋紧密结合，而构成的一个对地观测、处理、分析、制图系统。然而，对于3S的理解必须建立在广义的基础上，包括GPS在内的一切定位、测量手段和多平台、多波段、高分辨率的RS数据，通过含有ES（专家系统）的GIS，实现空间数据的自动采集、编辑、管理、分析、制图，进而为一切与地学科学相关的行业服务，实现地学信息的实时、自动、数字、智能化的应用，为各行各业的预测和决策服务。因此，3S不是GPS、GIS、RS的简单组合，而是将其通过数据接口严格地、紧密地、系统地集成起来，使其成为一个大系统。

3S集成的目的是对现实世界或现实世界的自然现象通过计算机进行数字刻画、模拟和分析，本质是对地理空间对象的地学特征进行空间描述与表达，包括从现实世界到比特世界以及从比特世界到计算机世界的两个转换过程，这两个过程是通过对空间对象的定位、地学信息的空间获取以及空间分析等功能的综合集成来实现的。

3S集成技术的发展，形成了综合的、完整的对地观测系统，提高了人类认识地球的能力；相应地，它拓展了传统测绘科学的研究领域。目前，3S在资源与环境调查、监测、评价中，在重大自然灾害监测、预警、评估、消灭对策中，对城市及经济技术开发区规划、开发、管理、评价中，在现代化军事作战指挥系统中有着广阔的应用前景。随着对3S技术研究的不断深入，其应用领域还在不断扩大。

2.简述物联网的定义和内涵？（10分）

顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网不是一个简单的信息管理系统，而是一个涉及到多种学科领域（如生物、物理、通信、微电子、计算机等）的复杂信息系统，融合了感知和识别技术、网络通信技术、数据处理技术、信息安全技术等多种技术。

1)感知和识别技术

物联网要实现真正的“物物相连”，用于识别物体的电子标签技术（RFID 射频识别）和感知物体的传感器技术至关重要。RFID 是通过空间电磁耦合技术利用射频信号实现无接触信息传递的一项技术，最终能够通过所传递的信息识别物体。传感器是一种检测装置，它能感知到被测量的信息，并能将感知到的信息变换成电信号或其他形式的信号输出，以满足信息的传输、处理和控制等要求。

2)网络通信技术

RFID 射频识别、传感器等信息采集技术为客观存在的物体和虚拟网络之间提供了沟通的桥梁。通过感知和识别技术对物体进行信息采集之后，采集到的信息数据需要通过有线网络或无线网络进行快速、安全地传输，实现自下而上地传输感知信息、自上而下地传输控制指令，从而达到信息的实时交互性。

3)数据处理技术

由于物联网中包含有大量的传感器节点，在信息采集过程中，每个节点都会提供一定的感知信息，如果这些数据分别进行单独处理将会造成通信带宽和资源的严重浪费，这样势必会大大降低信息收集效率，从而影响数据的实时性。另一方面，物联网规模的迅速增长也给数据处理带来了巨大的压力和挑战。因此利用并行计算（云计算）等智能计算技术来提高数据处理效率无疑是一个较好的解决办法。

4)信息安全技术

物联网的安全问题和互联网的安全问题同样重要，都是被大家广泛关注的话题。由于物联网处理的对象主要是人或物的相关数据，其“所有权”特性导致物联网比以“文本”为主的互联网的安全性要求要高，对保护“隐私权”的要求也更高，因此有很多人特别关注物联网的安全性。物联网系统的安全和一般IT 系统的安全基本一样，主要有8 个尺度：读取控制、隐私保护、用户认证、不可抵赖性、数据保密性、通讯层安全、数据完整性、随时可用性。

二、论述题

1.3S技术集成关键技术有哪些？（20分）

作为地球空间信息科学的组成部分和数字地球方法论研究的重要内容，3S技术与集成将涉及地学、空间科学、计算机科学、数字摄影测量学等众多学科领域。除3S本身涉及的技术内容外，还在集成过程中实现所涉及的实时空间定位、一体化信息管理、数据实时通信、数据综合分析、应用模型集成以及系统信息的虚拟再现与可视化表达等技术的相互融通。除以下说明的一些集成技术外，可以说，面向对象的数据模型和超图数据结构将使一体化的数据结构成为可能。三维计算机图形学技术和高清晰显示技术的发展，可使地学信息的虚拟再现技术不断得到完善。数据建模和计算机的动态模拟技术则更加动态地描述地表现象。概括起来，关键技术可分为方面。

1）多源、多时相、多尺度信息的获取技术

包括遥感技术、GPS技术、空三摄影测量技术、定位定向系统技术、激光断面扫描、测高技术。

2）多源、多时相、多尺度信息的集成技术

包括GIS技术、多尺度地理信息的自动综合技术、多源多时相多尺度地学信息的统一坐标系技术、多时空数据一体化管理技术、多源异构数据的格式转换技术。

3）空间信息的动态管理与综合分析技术

包括GIS数据的自动更新技术、数据仓库技术、数据挖掘技术、模型库管理系统技术、模型库与应用系统的无缝集成技术。

4）3S技术集成的数据通信与交换技术

包括数据单向实时传送的技术、数据双向实时传送的技术、数据交换的技术

5）3S技术集成的虚拟显示与可视化技术

包括虚拟现实技术、地理空间信息的可视化技术。

2.3S技术集成方式有哪些？（20分）