3S技术的发展与应用

Thedevelopmentandapplicationof3Stech3S技术的发展与应用主讲：孟祥金PPT：吴旭祥资料查阅：马银、于琦人、李鲁峰、吴旭祥Whatdoes3Smean?前言3S是英文:遥感技术（RemoteSensingRS）地理信息系统（GeographicInformationSystemGIS）全球导航卫星系统（GlobalNavigationSatelliteSystemGNSS）这三种技术名词中最后一个单词字头的统称。他即就是狭义的地理信息科学，也是广义地理信息科学的核心。RS1.什么是RS—Whatisremotesensing.2.RS能做什么—Whatcanremotesensingdo.主要内容什么是RSWhatisremotesensing概念：遥感就是“遥远的感知”，是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。concept:Remotesensingisanapplicationdetectioninstrument,notcontactwiththedetectiontarget,Recordthecharacteristicsoftheelectromagneticwavefromatargetfromadistance.Throughanalysis,itrevealsthecomprehensivedetectiontechnologyofthecharacteristics,propertiesandchangesofobjects.地球表面上的一切物体,如土地、水体、森林、草场、农作物、空气等,因其具有不同的温度和不同的物理化学性质，处于不同状态,因此它们具有不同的波谱特性,会向外界辐射不同波长的电磁波。什么是RSWhatisremotesensing原理遥感卫星树木水体草丛裸露的地表路面建筑物什么是RSWhatisremotesensing根据传感器的探测波段划分：紫外遥感Ultravioletremotesensing：探测波段在0.05-0.38微米之间可见光遥感Visiblelightremotesensing：探测波段在0.38-0.76微米之间红外遥感Infraredremotesensing：探测波段在0.76-1000微米之间微波遥感microwaveremotesensing：探测波段在1mm-10m之间多波段遥感multi-bandremotesensing：探测波段在可见光波段和红外波段范围内再分为若干窄波段来探测目标。什么是RSWhatisremotesensing不同波段的遥感探测可以生成不同的遥感影像。什么是RSWhatisremotesensing按遥感平台的高度分类：地面遥感航空遥感航天遥感地面遥感航空遥感卫星遥感平台高度遥感范围应用历史技术要求受云层影响低高小大早晚低高小大什么是RSWhatisremotesensingIKONOS卫星多光谱影像（4米）（排队参观毛主席纪念堂的队伍隐约可见，花坛信息没有，背景草坪不清晰）IKONOS卫星融合影像（1米）（排队参观毛主席纪念堂的队伍清晰可见，花坛和背景草坪显示出来，色调自然逼真，连纪念堂柱子的阴影都很清楚）什么是RSWhatisremotesensing三峡坝区卫星图象QuickBird典型的高分辨率遥感影像：北京西站，美国GeoEye，分辨率0.4米20-200mm/yrVelocityhasbeensaturatedforvisualizationpurpose.MuchhigherrateshavebeendetectedinShanghaiurbancenter.Referencepoint,assumedmotionlessMorethan20.000PSidentified差分干涉PS法得到的上海下沉速率ResultofPSInSARfromProf.RoccaRS能做什么Whatcanremotesensingdo夜间灯光遥感用于社会经济信息分析东亚夜晚灯光影像（2012年DMSP/OLS影像）北京金融街CBD夜景图日本东京银座夜景图武汉楚河汉街夜景图RS能做什么Whatcanremotesensingdo遥感卫星（美国DMSP、NPP卫星等）夜间获得的地表可见光和近红外亮度可以用来表征城镇范围、GDP分布、人口分布等社会经济要素经济增长、城市化、人道主义灾难均有可能反映于多时期的夜光遥感影像上。利用时间序列夜光遥感影像评估叙利亚内战通过发展新的时空分析技术，对时间序列夜光影像进行空间聚类，挖掘叙利亚内战的时空模式可以发现，三种模式表现出明显的区域特征叙利亚邻国的夜光主要表现出稳定（绿色）模式叙利亚全境夜光显著降低，包含红色和蓝色两种模式叙利亚的Allepo省，即战斗最为激烈的省份，表现出夜光剧烈减少（红色模式）(a)叙利亚夜光的三种时间模式的空间分布(b)三种模式对应的夜光趋势(DMSP-F18卫星）Allepo省RS能做什么Whatcanremotesensingdo遥感的应用Applicationofremotesensing新疆某地土地利用遥感影像该地农作物分布遥感影像根据遥感影像制作的土地利用现状图土地资源调查大气遥感Atmosphericremotesensing：我国TanSat卫星首幅全球叶绿素荧光产品(2017年7月，左；2017年12月，右)叶绿素荧光能够精确估算全球植被光合生产力，结合同步反演的大气二氧化碳浓度数据，二者协同将能够极大提升全球碳源汇观测能力。旨在应对全球气候变化、监测全球二氧化碳浓度分布情况。遥感的应用Applicationofremotesensing资源普查环境与灾害监测此外，遥感技术还广泛应用于城市遥感调查、考古调查、军事、大型工程监测以及为地理信息系统提供准确、及时的数据等方面。陆地水资源调查土地资源调查海洋资源调查水污染监测植被资源调查森林病虫害监测森林火灾与煤矿火点监测大气监测与天气预报（包括台风监测预报）旱涝灾害监测海洋赤潮灾害监测矿产开采监测和资源调查遥感的应用ApplicationofremotesensingGISGIS的简介—IntroductionofGISGIS的发展与应用—DevelopmentandApplicationofGIS主要内容GIS的定义ThedefinitionofGIS地理信息系统是3S的大脑。GISisthebrainof3S.地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。GeographicInformationSystemisasystemcomposedofcomputerhardware,software,anddifferentmethods.Thesystemisusedtosupportthecollection,management,processing,analysis,modeling,anddisplayofspatialdatainordertosolvecomplexplanningandmanagementproblems.1、系统硬件SystemHardwareGIS系统硬件平台主要包括计算机、绘图仪、数字化仪、网络设备等，用以存储、处理、传输和显示地理信息或空间数据。TheGISsystemhardwareplatformmainlyincludescomputers,plotters,digitizers,andnetworkdevicestostore,process,transmit,anddisplaygeographicinformationorspatialdata.GIS的组成ThecompositionofGIS3、数据Data地理信息系统的操作对象是空间数据，它具有描述地理实体的空间特征、属性特征和时间特征。TheoperationobjectofGISisspatialdata,whichhasspatialcharacteristics,attributecharacteristics,andtimecharacteristicsthatdescribethegeographicentities.5、应用模型ApplicationmodelGIS应用模型的构建和选择是系统应用成败至关重要的因素。模型主要有：土地利用适应性模型、选址模型、洪水预测模型等。TheconstructionandselectionoftheGISapplicationmodelisacrucialfactorinthesuccessorfailureofthesystemapplication.Themainmodelsare:landuseadaptabilitymodel,locationmodel,floodforecastingmodel,etc.2、软件系统SoftwareSystemGIS软件是整个系统的核心，用于执行GIS功能的各种操作，主要有ArcGIS、MAPGIS、GEOSTAR等。GISsoftwareisthecoreoftheentiresystemandisusedtoperformvariousoperationsofGISfunctions,includingArcGIS,MAPGIS,andGEOSTAR.4、应用人员ApplicationstaffGIS应用人员包括系统开发人员和GIS技术的最终用户。GISapplicationpersonnelincludesystemdevelopersandendusersofGIStechnology.1,dataacquisitionandediting2,datastorageandmanagement3,dataprocessingandtransformation4.Spatialanalysisandsystem5,productproductionanddisplay6,secondarydevelopmentandediting1,Resourcemanagement2.Homelandmonitoring3,regionalplanning4,auxiliarydecision-makingBasicfunctionApplicationfunctionGIS的功能ThefunctionofGIS19世纪60年代最早提出地理信息系统这个名词，之后便迅猛的发展。目前发展较快的主要有：云计算GIS、虚拟现实GIS、开放式GIS、时空GIS、三维GIS、移动GIS、网络GIS等。Thetermgeographicalinformationsystemwasfirstproposedinthe1960s,andthenitdevelopedrapidly.Thecurrentrapiddevelopmentmainlyincludes:cloudcomputingGIS,virtualrealityGIS,openGIS,space-timeGIS,three-dimensionalGIS,mobileGIS,andnetworkGIS.GIS的发展developmentofGIS云GIS云GIS是云计算与地理信息科学的结合，是指GIS的平台、软件和地理信息能够方便、高效部署到“云”基础设施上，能够以按需获取的方式提供最广泛的基于Web的服务。CloudGISisacombinationofcloudcomputingandgeographicinformationscience.ItmeansthattheGISplatform,software,andgeographicinformationcanbedeployedtothe“cloud”infrastructureinaconv