“3S”技术集成及其应用研究

　　1 “3S”技术及其技术背景

　　1.1 全球定位系统 (GPS)

　　1)全球定位系统 (GPS)是由卫星系统、地面控制系统和用户接收机 3 个部分组成。GPS 定位分为标准定位服务 (SPS)和精确定位服务 (PPS)两种。

　　2)全球定位系统 (GPS)技术支撑。GPS 的定位实质是一个空间后方交会。实践中，为了提高精度，一般需要采用 GPS 差分定位 (DGPS) 和GPS 广域差分定位 (WADGPS)技术。

　　1.2 地理信息系统 (GIS)

　　1)地理信息系统 (GIS)是在计算机软件、硬件支持下，对具有空间位置含义的地理信息进行采集、存储、查询、运算、分析、表达的计算机软件平台。

　　2)地理信息系统 (GIS)技术背景。进入 21世纪，GIS 已步入第四代 GIS 的发展阶段：由面向地图处理转向面向客观空间实体及其时空关系处理;由以系统为中心转向以数据为中心，实现空间数据与服务共享。真四维时空 GIS 就是目前 GIS 理论的研究热点之一。

　　1.3 遥感 (RS)

　　1)遥感 (RS)是在与目标不直接接触的情况下，判定、量测并分析目标性质的一种技术。

　　2)遥感 (RS)技术背景。目前，遥感正朝着多平台，多尺度，高分辨率方向发展，并且多元数据的融合技术也越来越成熟。利用高分辨率卫星与数字高程模型 (DEM)进行叠加可以实现地表真实三维景观再现。

　　2 “3S”系统集成

　　迄今为止，“3S”技术结合与集成已经有许多学者进行了研究，但很多研究还是停留在理论阶段。三者的结合具体表现为四种形式： RS 和 GIS 集成;RS 和 GPS 集成; GPS 和 GIS 集成; RS， GPS 和GIS 集成。

　　2.1 RS 与 GIS 集成

　　1) RS 与 GIS 的理论集成。目前，对两者结合的研究已经比较成熟。RS 与 GIS 集成的基本出发点是：RS 可为 GIS 提供可靠的数据源，而 GIS 可以为 RS 影像提供区域背景信息提高其解译精度。RS 与 GIS 可以在数据、平台和功能三者之中的任一层次上进行集成，其目标是非实时数据处理，通常采用非同步方式[1]。

　　GIS 支持从遥感影像数据中自动提取语义和非语义信息，发挥定位和导航的功能 (见图 1)。目前，在空间多元分析中，已广泛把 RS 图像和地图相结合，同 DTM 相结合，以及与地物的物理化学特性相结合，以提供分析手段。两者集成的难点是RS 影像信息的自动识别和提取，该问题仍未能彻底解决[1]。

　　2)两者结合的方式和应用。GIS 与 RS 相互结合形成一个完整系统，需要设计出有效的数据结构模型及空间数据的管理系统 (见图 2)。国外已研究出此系统，如美国 NASA 国家空间实验室的地球资源实验室发展的 ELAS 系统[2]。两者结合主要用于环境动态检测、灾害损失评估、图像处理等方面。