数字城市中3S技术的应用

苏州科技学院《数字城市概论》课程论文论文题目:数字城市中3S技术的应用专业：测绘工程姓名：李冬学号：1020115226指导老师：王颖2013.12.271数字城市中3S技术的应用摘要：数字地球建设是现代在信息技术的龙头，数字城市是数字地球的重要组成部分，在数字城市的建设中用到的GPS、GIS、RS技术，其形式多为三者的集成应用上，即3S集成技术，其集成应用已经应用到了数字城市建设中的诸多应用。关键词：GPSGISRS正文1、GPS1.1GPS定位原理数字地球GPS定位的基本原理是：根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。1.2GPS定位系统的定义GPS定位系统是指利用卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，简称GPS(GlobalPositioningSystem)。GPS定位系统功能必须具备GPS终端、传输网络和监控平台三个要素;这三个要素缺一不可;通过这三个要素，可以提供车辆防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。GPS定位系统是美国第二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样，GPS定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。GPS定位系统的构成空间部分(太空部分)GPS定位系统的空间部分是由24颗GPS工作卫星所组成，这些GPS工作卫星共同组成了GPS卫星星座，其中21颗为可用于导航的卫星，3颗为活动的备用卫星。这24颗卫星分布在6个倾角为55°的轨道上绕地球运行。卫星的运行周期约为12恒星时。每颗GPS工作卫星都发出用于导航定位的信号。GPS用户正是利用这些信号来进行工作的。可见，GPS定位系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。1.3GPS定位系统的发展现状及应用近年来，随着人们生活水平的不断提高，汽车逐渐进入家庭，并成为生活必需品，未来几年内汽车的增长速度还将会大幅上升。车载GPS系统具有巨大的市场潜力和不可估量的发展前景。我们估计，国内汽车市场对GPS系统的需求量，将以每年30%以上的速度递增。车载GPS的最大特点是兼具导航、定位、防盗等功能，在GPS应用较为普遍的北美、欧洲、日本等地，汽车导航销售额雄居各类GPS市场之首。而我国车载GPS市场过去一直饱受技术应用、市场规模因素的瓶颈。随着这两年技术水平与产品成熟程度的不断提高，特别是汽车市场的飞速发展，我国车载GPS市场已经进入规模发展的时期，未来国内车载GPS市场前景相当看好。相信随着与GPS紧密相关的电子地图的逐步完善，动态内容的不断丰富，GPS的实用性将不断提高，其市场的容量会随着我国汽车市场的发展而大幅度2的增加。而动态导航将逐步取代静态占据主导地位。2、GIS2.1GIS的原理虚拟地理信息系统（GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem，GIS）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。2.2GIS发展现状世纪90年代以来，由于计算机技术的不断突破以及其它相关理论和技术的完善，GIS在全球得到了迅速的发展。在海量数据存储、处理、表达、显示及数据共享技术等方面都取得了显著的成效，其概括起来有以下几个方面[1]：①硬件系统采用服务器/客户机结构，初步形成了网络化、分布式、多媒体GIS；②在GIS的设计中，提出了采用“开放的CIS环境”的概念，最终以实现资源共享、数据共享为目标；③高度重视数据标准化与数据质量的问题，并已形成一些较为可行的数据标准；④面向对象的数据库管理系统已经问世，正在发展称之为“对象--关系DBMS（数据库管理系统）”；⑤以CIS为核心的“3S”技术的逐渐成熟，为资源与环境工作提供了空间数据新的工具和方法；⑥新的数学理论和工具采用CIS，使其信息识别功能、空间分析功能得以增强等等。在GIS技术不断发展下，目前GIS的应用已从基础信息管理与规划转向更复杂的区域开发、预测预报，与卫星遥感技术相结合用于全球监测，成为重要的辅助决策工具。据有关部门估计，目前世界上常用的GIS软件己达400多种[2].国外较著名的GIS软件产品有[3]:Auotodesk系列产品、Arc/Info、MapInfo及其构件产品、Intergraph、Microstation等，还有Web环境下矢量地图发布的标准和规范，如XML、GML、SVG等等。我国GIS软件研制起步较晚，比较成熟的测绘软件主要有南方CASS,MapGIS,GeoStar,SuperMap等。尽管现存的GIS软件很多，但对于它的研究应用，归纳概括起来有二种情况：一是利用GIS系统处理用户的数据；二是在GIS的基础上，利用它的开发函数库二次开发用户专用的GIS软件。目前已成功应用包括资源管理、自动制图、设施管理、城市和区域规划、人口和商业管理、交通运输、石油和天然气、教育、军事等九大类别的一百多个领域。在美国及发达国家，GIS的应用遍及环境保护、灾害预测、城市规划建设、政府管理等众多领域。近年来，随着我国经济建设的迅速发展，加速了GIS应用的进程，在城市规划管理、交通运输、测绘、环保、农业等领域发挥r重要的作用，取得了良好的经济效益和社会效益。2.3GIS的应用地理信息系统在最近的30多年内取得了惊人的发展，广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。3RS3.1RS的原理遥感是通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，获取其反射、辐射或散射的电磁波信息（如电场、磁场、电磁波、地震波等信息），并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。3.2RS的发展现状3遥感技术集中了空间、电子、光学、计算机通信和地学等学科的最新成就，是当代高新技术的一个重要组成部分。国际上遥感技术的发展，将在未来15年将人类带入一个多层。立体。多角度，全方位和全天候对地观测的新时代。各种高、中、低轨道相结合，大、中、小卫星相互协同，高、中、低分辩率互补的全球对地观测系统，将能快速、及时地提供多种空间分辩率、时间分辩率和光谱分辩率的对地观测海量数据。3.3RS的应用陆地水资源调查、土地资源调查、植被资源调查、地质调查、城市遥感调查、海洋资源调查、测绘、考古调查、环境监测和规划管理等。目前，主要的遥感应用软件是PCI、ERMapper和ERDAS。4对3S技术的想法加强全球合作和空间设备、资源、信息的共享,制定统一的空间数据格式和交换标准,在更多的行业充分利用3S技术,加速3S复合型人才的培养,积极进行全球3S技术应用领域的合作,建立和完善安全的空间信息共享机制和条件,是3S进一步发展的重要途径。在信息时代,3S技术必须真正无缝集成,整合成一个多功能全方位的高效、易用的系统,同时,还须与ES、MIS等相结合,与OA、多媒体技术相结合,与网络技术、分布知识智能(KDI)、分布式对象技术等相结合,建立“数字城市”、“数字国家”、“数字地球”,形成完备的公众服务体系,将是3S技术发展的重要方向。随着空间技术及其相关高技术的迅速发展和相互融合,21世纪3S空间信息技术全面步入集成化、网络化和产业化应用的新时期。一系列即将投入民用的高分辨率空间信息资源的开发利用成为新世纪高技术及其产业化的热点。空间信息技术应用在国民经济社会发展中的地位正在不断提高,空间信息产业可望成为信息产业中具先导性的重要组成部分,其发展水平直接关系一个国家的综合国力和国土安全。随着3S技术的不断发展，将遥感、全球卫星定位系统和地理信息系统紧密结合起来的“3S'’一体化技术已显示出更为广阔的应用前景。以RS、GIS、GPS为基础，将RS、GIS、GPS三种独立技术中的有关部分有机集成起来，构成一个强大的技术体系，可实现对各种空间信息和环境信息的快速、机动、准确、可靠的收集、处理与更新。参考文献[1]计算机世界网.[2]百度百科.[3]燕志明“3S”的现状与发展展望.