3S集成

计算机科学领域术语

3S指GNSS、RS与GIS的集成。3S integration（ integration of GPS, RS and GIS technology）将全球导航卫星系统(GNSS)、航空航天遥感(RS)技术和地理信息系统(GIS)技术根据应用需要，有机地组合成一体化的、功能更强大的新型系统的技术和方法。

技术简介

3S集成技术是将遥感(RS)、全球导航卫星系统(GNSS)、地理信息系统(GIS)融为一个统一的有机体。它是一门非常有效的空间信息技术。就在集成体中的作用及地位而言，GIS相当于人的大脑，对所得的信息加以管理和分析；RS和GNSS相当于人的两只眼睛，负责获取海量信息及其空间定位。RS、GNSS和GIS三者的有机结合，构成了整体上的实时动态对地观测、分析和应用的运行系统，为科学研究、政府管理、社会生产提供了新一代的观测手段、描述语言和思维工具。3S集成的方式可以在不同的技术水平上实现。低级阶段表现为互相调用一些功能来实现系统之间的联系；高级阶段表现为三者之间不只是相互调用功能，而是直接共同作用，形成有机的一体化系统，对数据进行动态更新，快速准确地获取定位信息，实现实时的现场查询和分析判断。开发3S集成系统软件的技术方案一般采用栅格数据处理方式实现与Rs的集成，使用动态矢量图层方式实现与GIS的集成。随着信息技术的飞速发展，3S集成系统正在经历一个从低级到高级的发展和完善过程。

技术系统

(一)三维信息获取与实时(准实时)处理技术系统

初期该系统作为一种“准实时系统”，也即飞行后几小时内提供第一级DEM和地学编码图像产品，发展趋势是一个秒级“实时系统”，利用了向量求端点坐标的原理，“定位”自动化和“定性”高精度、快速化为“系统”的目标，包括数据获取、数据处理、数据应用三个分系统。

(二)无GCP成像光谱立体现测技术系统

这是一种“快速”，刊技术系统，采用空中直接前方交会原理和简单型数字影像相关的系统，“定位”自动化和“定性”高精度、快速化为系统目标，包括数据获取、数据处理、数据应用三个分系统。GIS也作为最终成果的决策与产出“基地”。本系统以机载为主，具有成为星载系统的潜力和技术HJ‘行性，初期星载系统以航天飞机搭载为宜，这也是一种空间信息集成，型技术系统。

集成分类

RS与GIS集成

1.RS为GIS提供信息源

RS数据是GIS的重要信息来源，GIS则可作为RS图像解译的强有力的辅助工具。RS的分类图像数据经过栅格一矢量转化形成空间矢量结构数据，可以满足GIS的多种应用和需求。利用RS数据可以进行各种地物要素的提取、DEM数据的生成，以及水土保持和水土流失动态变化和地图信息更新。GIS作为图像处理工具，可以进行几何纠正和辐射纠正、图像分类和感兴趣区域的选取。RS与GIS的结合实质是数据转换、传输、数据配准。

2.GIS为RS提供管理和分析的技术手段

RS信息源主要来源于地物对太阳辐射的反射作用，应用中会出现“同物异谱”或“同谱异物”现象，仅利用RS数字图像处理，难度较大，若将RS与GIS结合起来，如利用GIS将地形划分为阳坡、阴坡、半阴坡及高山、中山、低山，配合RS进行地表植被分类，就能获得较好的效果。

RS与GPS集成

RS和GPS都是重要的数据源，RS数据量很大，侧重从宏观上反映图像信息和几何特征；GPS数据量小，侧重提供特征点的几何信息，发挥定位及导航的功能。二者有机结合的实质就是几何校正、训练区选择以及分类验证，提供定位RS信息查询，也就是定性、定位、定量地对地观测。利用GPS可实现RS摄影测量内外定向元素测定、航测控制点定位、RS几何纠正点定位、数据配准等。

GIS与GPS集成

通过GPS可以获得任意接收点的空间位置坐标数据，还可用于测时、测速。对于GIS来说，GPS提供了一种极为重要的实时、动态、精确获取空间数据的方法，是GIS的重要数据源，GPS大大地拓展了GIS的应用领域和应用方式。而对于GPS来说，GIS是一种重要的空间数据处理、集成和应用工具。二者紧密联系，可共同开创和深化更多领域的空间应用。如将GPS的观测或测量到的定位数据通过相关软件导入到GIS中，在电子地图上可以实现长度、面积、体积等的实时计算与显示、定位；将黄河流域所有淤地坝的定位信息导人GIS中，同时将相关的建设时间、竣工时间、库容、淤地面积、坝高等信息导入，就可以实现黄河流域淤地坝及专题信息的定点查询，同时还可以更新空间点位置。

3S的集成

“3S”综合应用。取长补短是技术应用的发展趋势，是一种充分利用各自的技术特点、快速准确又经济地为人们提供所需要的有关信息的技术。RS提供最新的图像信息，GPS提供图像信息中“骨架”位置信息，GIS为图像处理、分析应用提供管理和技术手段。三者之间相互作用形成了“一个大脑，两只眼睛”的框架，可向用户提供精确的基础资料，从提供的大量数据中提取有用信息，并进行综合集成，使之成为科学决策的依据。

总之，RS可以为水土保持和水土流失监测提供丰富、实时的监测信息，并为GIS的数据更新提供可靠、快速的数据源。但RS对社会经济、自然概况及人类活动的大量信息却难以获取。GPS技术和RS技术是GIS数据采集和及时更新的主要技术手段和有力支撑。GIS既能提供信息查询、检索服务，又能提供综合分析评价，是RS和GPS所不及的。因此，只有它们的有机结合，才能使RS和GPS技术所获取的瞬时信息经过积累和延伸，真实反映水土保持与水土流失情况，并实现实时处理的功能，为水土保持规划、综合治理、监督及评价提供科学依据。

系统优点

(1)“系统”从数据获取到取得第一级产品的周期比常用技术缩短1～2个数量级。

(2)“系统”将信息获取、信息处理、信息应用有机地融为一体，将应用技术融为一体，将GPS、RS和GIS等独立技术融为一体形成组合技术系统，这是最易实用化、产业化的技术发展途径。

(3)具备极强的多维分析能力及对多元综合分析的友好界面，提高了“定性”分析精度和自动化程度。．

(4)具有高重复频率的监测能力和基于这类数据源的多种应用新技术。

(5)快速建立号业遥感信息系统(RIS)，提高地理信息系统(GIS)现势遥感信息更新能力和高动态分析决策能力。

(6)可形成星、机、地及快速、准实时、实时“技术系统”产品系列。

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