3S技術(shù)的應(yīng)用

《3S技術(shù)的應(yīng)用》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《3S技術(shù)的應(yīng)用（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、3S技術(shù)的應(yīng)用 1、 遙感技術(shù)在關(guān)于氣候變化、臭氧耗損監(jiān)測及土地覆被監(jiān)測、預(yù)測等影響地球生命支撐， 系統(tǒng)的全球環(huán)境變化研究中發(fā)揮著不可替代的作用。衛(wèi)星遙感技術(shù)在氣象上的應(yīng)用是目前遙 感技術(shù)應(yīng)用最成功、效益最顯著的領(lǐng)域之一。美國用于整個業(yè)務(wù)氣象衛(wèi)星系統(tǒng)的費用每年 6000萬美元，而由于臺風(fēng)監(jiān)測成功減少的損失就可達(dá)20億美元。 海洋是水圈中最主要的水體，面積約為地球表面的70.8%。遙感在海洋調(diào)查中顯示了 它獨特的大范圍、多時相、高分辨率的特點，在河口泥沙規(guī)律研究、海水監(jiān)測、海溫監(jiān)測、 海況監(jiān)測、海洋初級生產(chǎn)力及漁場監(jiān)測、海洋污染監(jiān)測等方面已發(fā)揮了重要作用，對空間 規(guī)模宏大和時間變化迅速的厄爾

2、尼諾效應(yīng)、黑潮、赤潮、墨西哥灣流等的監(jiān)測已取得較好 的效果。 植被是地球環(huán)境中的重要組成部分，是反映地球環(huán)境的最好標(biāo)志，也是遙感圖像反映 的最直接信息。植物又是動物包括人類賴以生存的基礎(chǔ)，由于人口增加、超載過牧、不合 理的開墾利用已造成水土流失，沙化和荒漠化土地不斷擴(kuò)大。因此對植被進(jìn)行宏觀監(jiān)測不 僅具有現(xiàn)實意義，也具有深遠(yuǎn)的歷史意義，它關(guān)系到我們留給子孫后代將是什么樣的地球。 目前利用NOAA氣象衛(wèi)星AVHRR遙感數(shù)據(jù)通道1和通道2計算出的歸一化差植被指數(shù)可以彳艮 好地反映植被的生物量狀況，植被生物量越高，植被指數(shù)值也越高。 地理信息處理軟件已能進(jìn)行多時相、多數(shù)據(jù)源的融合分析，可以對全球的

3、環(huán)境演變進(jìn) 行動態(tài)的監(jiān)測，借助于高速計算機和專家系統(tǒng)的支持，通過多時相的遙感圖像就能對過去 歷史過程進(jìn)行近似的再現(xiàn)與模擬，溫故知新，對未來的環(huán)境演變進(jìn)程進(jìn)行仿真模擬預(yù)測。 環(huán)境演變的周期綿長，一旦環(huán)境失衡，很難復(fù)原，同時，造成的災(zāi)難也是致命的，因此監(jiān) 測環(huán)境的演變、模擬環(huán)境演變帶來的后果，預(yù)警環(huán)境災(zāi)難的發(fā)生，防禍于未然具有非?，F(xiàn) 實的意義，3s技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用已體現(xiàn)了它的強大功能和實際價值。 2、 RS+GPS在區(qū)域環(huán)境治理中的應(yīng)用 RS+GPS所獲得的遙感圖像和數(shù)據(jù)，是極其重要的信息源。不僅為掌握區(qū)域的環(huán)境狀況提 供高精度的定位數(shù)據(jù)，還可實現(xiàn)環(huán)境狀況的多時相信息及形象的圖像圖形顯示。而

4、GIS強大 的對空間數(shù)據(jù)的綜合處理能力，又可將RS+GPS所獲得的海量的地理信息，從定量、動態(tài)和機 制等方面進(jìn)行綜合集成，實現(xiàn)了圖形、圖像處理系統(tǒng)完全合一（統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)），可為解決 具體問題提供有力的技術(shù)支持。借助地理信息系統(tǒng)手段建立區(qū)域環(huán)境的空間變化模型，具有 實時、空間表達(dá)詳盡和便于與全球生態(tài)變化的其它模型連接等優(yōu)點。通過對區(qū)域環(huán)境變化的 遙感觀測，結(jié)合環(huán)境現(xiàn)狀的地面調(diào)查，分析影響環(huán)境變化的經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，通過對遙感圖像的分 析，了解過去若干年內(nèi)該區(qū)域環(huán)境變化過程，并將其與驅(qū)動因子聯(lián)系起來，建立解釋環(huán)境變 化和推斷未來若干年環(huán)境變化的經(jīng)驗性診斷模型，為該區(qū)域環(huán)境的治理提供科學(xué)的依據(jù)。 GPS+

5、GIS在區(qū)域環(huán)境治理中具有得天獨厚的優(yōu)勢，這在由中科院承擔(dān)的“三江源”科考中得 到了很好的驗證。在遙感地理信息系統(tǒng)支持下，可以即時將所考察到的有關(guān)資料和GPS的精 確定位信號同步輸入到地理信息庫中，并由系統(tǒng)的分析功能模塊給出該地點的自然環(huán)境評介 及合理的保護(hù)策略，指導(dǎo)該區(qū)的土地利用、資源開發(fā)、生態(tài)保護(hù)等的總體規(guī)劃。進(jìn)一步通過 多時序遙感圖像的分析，結(jié)合考察實際，總結(jié)出該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境演變過程，為該區(qū)域的環(huán) 境治理提供科學(xué)的分析工具。 3、 3s技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人口的增加，環(huán)境的污染日趨嚴(yán)重。環(huán)境已不再是“免費”的資源， 它已變?yōu)橄∮械慕?jīng)濟(jì)財富，在城市中的環(huán)境污染種類

6、有空氣污染、水質(zhì)污染、噪聲污染等。 隨著污染問題的日益突出，愈來愈要求大范圍、經(jīng)常性和連續(xù)地監(jiān)測環(huán)境參數(shù)，并要求有 效地管理和迅速地處理這些環(huán)境信息。而GPS與GIS結(jié)合則可構(gòu)成環(huán)境實況數(shù)據(jù)采集與環(huán) 境GIS分析系統(tǒng)。環(huán)境實況數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由環(huán)境傳感器（如瞬時光譜儀、紅外輻射儀、溫 度計、酸堿度測定儀、噪聲儀等）與GPS接收機組成。傳感器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)計算機軟件處 理記錄在數(shù)據(jù)文件中，并與GPS測定的坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸入到GIS數(shù)據(jù)庫或在GIS電子屏幕上與 圖像圖形復(fù)合顯示，然后利用GIS的空間分析功能進(jìn)行環(huán)境參數(shù)的定量、定性分析及環(huán)境 動態(tài)變化的預(yù)測分析。 GIS還可用于區(qū)域環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀的評價，利用實

7、測值通過插值或擬合方法擴(kuò)展，得到 有關(guān)環(huán)境參量的濃度分布圖，了解各參量（主要指污染物）的空間分布及超標(biāo)情況，再進(jìn) 行全區(qū)環(huán)境質(zhì)量的綜合評價。 4、 在環(huán)境管理中的應(yīng)用 環(huán)境問題都具有鮮明的空間地理特性，3S技術(shù)在這方面有良好的應(yīng)用優(yōu)勢，應(yīng)用的主 要方面就是建立環(huán)境地理信息系統(tǒng)。環(huán)境地理信息系統(tǒng)是為環(huán)境管理服務(wù)的信息系統(tǒng)，它 采用GIS的一套建庫、管理和應(yīng)用的方法，可使環(huán)境管理數(shù)據(jù)得到更好的應(yīng)用°GIS在環(huán) 境管理中應(yīng)用廣泛，主要有環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境質(zhì)量評價與環(huán)境影響評價、環(huán)境預(yù)測規(guī)劃與環(huán) 境管理以及面源污染控制等。 環(huán)境監(jiān)測信息的綜合加工與快速而形象的反映是環(huán)境管理的迫切需要，監(jiān)測信息的綜

8、合分析是一個復(fù)合型的巨大系統(tǒng)，引入地理信息系統(tǒng)后，不僅可滿足上述要求，而且還可 作為支持系統(tǒng)的有利工具。如已建立的“國家資源環(huán)境數(shù)據(jù)庫”及其應(yīng)用模型的研究可對 中國基本資源環(huán)境的現(xiàn)狀進(jìn)行較準(zhǔn)確的分析，充分顯示了利用GIS技術(shù)進(jìn)行國家資源環(huán)境 調(diào)查和動態(tài)監(jiān)測的優(yōu)越性。在建立數(shù)據(jù)庫與模型庫的基礎(chǔ)上，環(huán)境地理信息系統(tǒng)可方便地進(jìn) 行環(huán)境預(yù)測規(guī)劃，如通過地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫提供的環(huán)境定量數(shù)據(jù)，應(yīng)用系統(tǒng)論、信息論及 控制論的觀點分析區(qū)域環(huán)境的變化過程。面源污染由于受地域氣候條件、土壤結(jié)構(gòu)、土地利 用形式、植被覆蓋和降水過程等各種因素影響，具有隨機性、分布廣、形成機理模糊、潛伏 性強和管理難度大的特點，對區(qū)域

9、生態(tài)環(huán)境和人類健康形成嚴(yán)重的危害，它已引起國內(nèi)外的 廣泛關(guān)注。在地理信息系統(tǒng)支持下，利用數(shù)學(xué)模型模擬非點源污染形成機理是研究非點源污 染和擴(kuò)散的有效手段。其原因是GIS能將不同來源的空間信息及相互作用與關(guān)系顯示出來， 還能將空間信息與非空間信息集合起來，為分析地形的空間變異提供了一致的框架，把地形 和與地理特征相似的統(tǒng)體聯(lián)結(jié)起來，而這對非點源污染是至關(guān)重要的。 5、3S技術(shù)在環(huán)境污染檢測方面的應(yīng)用 通過地球觀測衛(wèi)星或飛機從高空觀測地球，監(jiān)測面積大，能及時發(fā)現(xiàn)陸地淡水和海水的 污染，大面積空氣污染，森林大火，火山噴發(fā)，洪水淹沒情況等。利用遙感技術(shù)獲取環(huán)境信 息，時間周期很短，能及時發(fā)現(xiàn)環(huán)境的

10、變化，便于采取措施控制環(huán)境污染，最大限度避免環(huán) 境危害，保護(hù)環(huán)境。 裝載了差分GRS定位儀的環(huán)境檢測車，利用差分GPS的準(zhǔn)確定位，能將車輛在移動中或在 污染源現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)及時準(zhǔn)確的反應(yīng)到GIS電子地圖相應(yīng)位置上，而每一個固定監(jiān)測采樣 點的空間坐標(biāo)值也能通過GPS精確導(dǎo)入GIS中，并將不斷變化的監(jiān)測值和其在電子地圖的相應(yīng) 坐標(biāo)值進(jìn)行關(guān)聯(lián)后儲存在數(shù)據(jù)庫相應(yīng)的位置中，這些數(shù)據(jù)可以為使用這隨時調(diào)用進(jìn)行動態(tài)分 析或環(huán)境專題圖的輸出等。 RS對大范圍的環(huán)境動態(tài)實時監(jiān)測有得天獨厚的優(yōu)勢。人們可以根據(jù)被監(jiān)測污染物質(zhì)或與 其直接相關(guān)物質(zhì)的最大吸收波長，來進(jìn)行大范圍的污染物定性、定量分析。遙感測得的數(shù)據(jù)，

11、結(jié)合GPS精確地對分析的對象進(jìn)行實時定位，再經(jīng)過相應(yīng)地雪編碼結(jié)合環(huán)境數(shù)據(jù)實時采集系 統(tǒng)、環(huán)境數(shù)據(jù)分析進(jìn)入GIS直接處理，實現(xiàn)實時動態(tài)連續(xù)監(jiān)測，從而試對環(huán)境污染的監(jiān)測得 以大面積、全天候、全天時進(jìn)行。 同時，借助GIS軟件的幫助，可建立水土流失管理信息綜合數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)水土流失的動態(tài)監(jiān) 測。 6、 地理信息系統(tǒng)在冰川邊界自動識別中的應(yīng)用 山地冰川是全球氣候變化理想的指示器，而處于南亞季風(fēng)區(qū)的海洋型冰川對氣候變化的 響應(yīng)更為敏感。所以，對我國海洋型冰川的動態(tài)監(jiān)測是當(dāng)前全球變化研究的重要內(nèi)容之一。 衛(wèi)星遙感作為一種獲取大范圍冰川信息的先進(jìn)手段，具有快速、高效、便捷等優(yōu)點，已 成為當(dāng)前冰川學(xué)研究

12、的重要手段之一。尤其是與GIS技術(shù)的結(jié)合，更為冰川變化的監(jiān)測和 分析提供了新的視角。但以往有關(guān)這方面的研究多是針對大陸型冰川區(qū)，把海洋型冰川區(qū)作 為研究實例的還很少。在選擇我國代表性海洋型冰川區(qū)進(jìn)行現(xiàn)代冰川變化分析解譯過程中發(fā) 現(xiàn)，海洋型冰川區(qū)的山谷冰川表面常常覆蓋大量冰磧物，與冰川冰體混雜在一起，極大地影 響了對冰川遙感圖像的判別。 冰磧物覆蓋型冰川邊界的自動識別是冰川遙感監(jiān)測的難點，綜合遙感圖像和DEM等多 種數(shù)據(jù)，提出了一種基于遙感和地理信息系統(tǒng)的改進(jìn)的半自動集成分類方法。該方法選擇 NDSI、NDVI作為分類指標(biāo)，通過柵格DEM反演地表現(xiàn)象，并利用處于熱紅外波段的TM6 探測地物的熱

13、輻射差異，應(yīng)用柵格圖像和GIS進(jìn)行鄰接空間分析，將冰川及冰磧物覆蓋型 冰川進(jìn)行區(qū)別和分類。 7、 道路交通管理 RS應(yīng)用于交通數(shù)據(jù)的采集和更新，通過對高分辨率、大比例尺影像的特征提取、變化 檢測、目標(biāo)識別以及與多源數(shù)據(jù)融合實現(xiàn)來獲取現(xiàn)勢性強的地理數(shù)據(jù)，并以此作為路網(wǎng)等基 礎(chǔ)地理信息的更新依據(jù)；借助GIS建模，配合通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)車輛和路網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)測， 以及應(yīng)急事件的快速響應(yīng)和處理；依托路網(wǎng)信息，配合歷史和實時的動態(tài)交通信息進(jìn)行長、 短期交通流量預(yù)測；基于路網(wǎng)、車輛、環(huán)境和出行者行為等因素來探索交通需求的生成機理， 研究路網(wǎng)擁堵形成原因和傳播特性，完善應(yīng)急條件下的人員疏散和交通疏散理論;

14、應(yīng)用GPS、 攝影測量和遙感技術(shù)進(jìn)行交通設(shè)施的病害監(jiān)測，實現(xiàn)對橋梁、路基等交通設(shè)施的變化檢測， 實現(xiàn)對路面病害的檢測和識別，通過GIS將病害與路網(wǎng)信息關(guān)聯(lián)，做到實時監(jiān)測、及時維修， 保障交通基礎(chǔ)設(shè)施的安全，確保交通系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。 8、 智能導(dǎo)航 據(jù)統(tǒng)計，2003年我國裝有導(dǎo)航設(shè)備的車輛僅有幾百臺，而2006年發(fā)展為上10萬臺。 盡管如此，相對于擁有3 000萬輛的汽車總數(shù)來說，我國的導(dǎo)航設(shè)備普及率不到1%，而日 本的汽車車載導(dǎo)航安裝率高達(dá)59%，歐美約占25%，中國的導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)正從發(fā)育期向高速成 長期發(fā)展，特別是基于實時交通信息的智能導(dǎo)航系統(tǒng)是未來人們所希望的，具有極大的應(yīng)用 價值和市場前

15、景。車載終端通過接收衛(wèi)星的定位數(shù)據(jù)，計算出車輛的當(dāng)前姿態(tài)（位置、速度 和狀態(tài)等信息），借助GIS的圖形界面能方便地顯示GPS接收機所在位置并實時顯示其運動 目標(biāo)的軌跡，利用無線通信技術(shù)接收實時交通信息，進(jìn)而通過路線圖或語音的方式來引導(dǎo)用 戶行駛，設(shè)定個性化的行車路線或路徑規(guī)劃方案，滿足個性化導(dǎo)航需求。此外，高精度GPS 技術(shù)的使用在很大程度上提高了車輛的定位精度;浮動車技術(shù)和高分辨率影像的應(yīng)用能提高 交通信息的現(xiàn)勢性；而不少學(xué)者從用戶認(rèn)知、界面負(fù)載、數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫嫜芯恳苿咏K端的可 視化策略可以滿足用戶自適應(yīng)需求。 9、 交通信息服務(wù) 通過車載終端和無線網(wǎng)絡(luò)的配合，實時獲取車輛的絕對或相對位

16、置信息，從而根據(jù)用戶 需求為其提供與位置相關(guān)的交通信息服務(wù)或?qū)崿F(xiàn)決策支持。交通信息服務(wù)不僅為具備車載終 端用戶提供了一種方便、快捷、實用的增值服務(wù)。而且，隨著商業(yè)網(wǎng)點信息、路況信息、天 氣信息等多種與空間信息的融合將為所有出行用戶提供功能更加強大、全面、人性化的信息 服務(wù)。 10、 道路交通安全 3s技術(shù)在交通安全方面的應(yīng)用也越來越廣泛，它與多傳感器、智能識別、智能控制等 技術(shù)結(jié)合，根據(jù)車身安裝的傳感設(shè)備、雷達(dá)、紅外、攝像機等設(shè)施，通過終端系統(tǒng)中的電子 地圖和數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)道路障礙的自動識別、緊急情況自動報警、道路轉(zhuǎn)彎處自動轉(zhuǎn)向、安全 車距提示、超速提醒等多種功能的輔助駕駛。同時，可以實時接收來自道路管理部門的各種 指導(dǎo)信息（如氣象、監(jiān)管等），從而保證實現(xiàn)安全駕駛。另外，3s技術(shù)為通訊系統(tǒng)與監(jiān)管、 交警、消防、養(yǎng)護(hù)、管理、救援等連成有機的整體提供了一個集成平臺，可方便地為道路管 理者提供現(xiàn)場緊急處理、事故信息發(fā)布以及道路養(yǎng)護(hù)管理等服務(wù)。