3S集成技術

3S分別為RS(遙感系統)、GPS(全球定位系統)、GIS(地理信息系統)。顧名思義，3S集成技術即將遙感系統、全球定位系統、地理信息系統融為一個統一的有機體。它是一門非常有效的空間信息技術。就在集成體中的作用及地位而言，GIS相當於人的大腦，對所得的信息加以管理和分析；RS和GPS相當於人的兩隻眼睛，負責獲取海量信息及其空間定位。RS、GPS、和GIS三者的有機結合，構成了整體上的實時動態對地觀測、分析和應用的運行系統，為科學研究、政府管理、社會生產提供了新一代的觀測手段、描述語言和思維工具。

3S集成的方式可以在不同的技術水平上實現。低級階段表現為互相調用一些功能來實現系統之間的聯繫；高級階段表現為三者之間不只是相互調用功能，而是直接共同作用，形成有機的一體化系統，對數據進行動態更新，快速準確地獲取定位信息，實現實時的現場查詢和分析判斷。目前，開發3S集成系統軟體的技術方案一般採用柵格數據處理方式實現與RS的集成，使用動態矢量圖層方式實現與GIS集成。隨著信息技術的飛速發展，3S集成系統有一個從低級到高級的發展和完善過程，目前尚屬起步階段。

(一)三維信息獲取與實時(准實時)處理技術系統

初期該系統作為一種“准實時系統”，也即飛行後幾小時內提供第一級DEM和地學編碼圖像產品，發展趨勢是一個秒級“實時系統”，利用了向量求端點坐標的原理，“定位”自動化和“定性”高精度、快速化為“系統”的目標，包括數據獲取、數據處理、數據應用三個分系統。

(二)無GCP成像光譜立體現測技術系統

這是一種“快速”，刊技術系統，採用空中直接前方交會原理和簡單型數字影像相關的系統，“定位”自動化和“定性”高精度、快速化為系統目標，包括數據獲取、數據處理、數據應用三個分系統。GIS也作為最終成果的決策與產出“基地”。本系統目前以機載為主，具有成為星載系統的潛力和技術HJ‘行性，初期星載系統以太空梭搭載為宜，這也是一種空間信息集成，型技術系統。

1.RS為GIS提供信息源

RS數據是GIS的重要信息來源，GIS則可作為RS圖像解譯的強有力的輔助工具。RS的分類圖像數據經過柵格一矢量轉化形成空間矢量結構數據，可以滿足GIS的多種應用和需求。利用RS數據可以進行各種地物要素的提取、DEM數據的生成，以及水土保持和水土流失動態變化和地圖信息更新。GIS作為圖像處理工具，可以進行幾何糾正和輻射糾正、圖像分類和感興趣區域的選取。RS與GIS的結合實質是數據轉換、傳輸、數據配准。

2.GIS為RS提供管理和分析的技術手段

RS信息源主要來源於地物對太陽輻射的反射作用，應用中會出現“同物異譜”或“同譜異物”現象，僅利用RS數字圖像處理，難度較大，若將RS與GIS結合起來，如利用GIS將地形劃分為陽坡、陰坡、半陰坡及高山、中山、低山，配合RS進行地表植被分類，就能獲得較好的效果。

RS和GPS都是重要的數據源，RS數據量很大，側重從宏觀上反映圖像信息和幾何特徵；GPS數據量小，側重提供特徵點的幾何信息，發揮定位及導航的功能。二者有機結合的實質就是幾何校正、訓練區選擇以及分類驗證，提供定位RS信息查詢，也就是定性、定位、定量地對地觀測。利用GPS可實現RS攝影測量內外定向元素測定、航測控制點定位、RS幾何糾正點定位、數據配准等。

通過GPS可以獲得任意接收點的空間位置坐標數據，還可用於測時、測速。對於GIS來說，GPS提供了一種極為重要的實時、動態、精確獲取空間數據的方法，是GIS的重要數據源，GPS大大地拓展了GIS的應用領域和應用方式。而對於GPS來說，GIS是一種重要的空間數據處理、集成和應用工具。二者緊密聯繫，可共同開創和深化更多領域的空間應用。如將GPS的觀測或測量到的定位數據通過相關軟體導入到GIS中，在電子地圖上可以實現長度、面積、體積等的實時計算與顯示、定位；將黃河流域所有淤地壩的定位信息導人GIS中，同時將相關的建設時間、竣工時間、庫容、淤地面積、壩高等信息導入，就可以實現黃河流域淤地壩及專題信息的定點查詢，同時還可以更新空間點位置。

“3S”綜合應用。取長補短是技術應用的發展趨勢，是一種充分利用各自的技術特點、快速準確又經濟地為人們提供所需要的有關信息的技術。RS提供最新的圖像信息，GPS提供圖像信息中“骨架”位置信息，GIS為圖像處理、分析應用提供管理和技術手段。三者之間相互作用形成了“一個大腦，兩隻眼睛”的框架，可向用戶提供精確的基礎資料，從提供的大量數據中提取有用信息，並進行綜合集成，使之成為科學決策的依據。

總之，RS可以為水土保持和水土流失監測提供豐富、實時的監測信息，並為GIS的數據更新提供可靠、快速的數據源。但RS對社會經濟、自然概況及人類活動的大量信息卻難以獲取。GPS技術和RS技術是GIS數據採集和及時更新的主要技術手段和有力支撐。GIS既能提供信息查詢、檢索服務，又能提供綜合分析評價，是RS和GPS所不及的。因此，只有它們的有機結合，才能使RS和GPS技術所獲取的瞬時信息經過積累和延伸，真實反映水土保持與水土流失情況，並實現實時處理的功能，為水土保持規劃、綜合治理、監督及評價提供科學依據。

(1)“系統”從數據獲取到取得第一級產品的周期比常用技術縮短1～2個數量級。

(2)“系統”將信息獲取、信息處理、信息應用有機地融為一體，將應用技術融為一體，將GPS、RS和GIS等獨立技術融為一體形成組合技術系統，這是最易實用化、產業化的技術發展途徑。

(3)具備極強的多維分析能力及對多元綜合分析的友好界面，提高了“定性”分析精度和自動化程度。．

(4)具有高重複頻率的監測能力和基於這類數據源的多種應用新技術。

(5)快速建立號業遙感信息系統(RIS)，提高地理信息系統(GIS)現勢遙感信息更新能力和高動態分析決策能力。

(6)可形成星、機、地及快速、准實時、實時“技術系統”產品系列。