2020 3 14 1 3S技術(shù)在資源環(huán)境信息系統(tǒng)中的應用 3S技術(shù)導論3S技術(shù)應用于環(huán)境保護與監(jiān)測3S技術(shù)應用于資源開發(fā)與管理3S技術(shù)應用于生態(tài)研究與保護 2020 3 14 2 1 3S技術(shù)導論 GIS是指在計算機軟硬件支持下 對空間信息進行輸入 存儲 查詢 運算 分析和表達的技術(shù)系統(tǒng) GIS的優(yōu)勢在于強大的空間分析功能 地理信息系統(tǒng)是3S技術(shù)的中樞模塊 2020 3 14 3 1 3S技術(shù)導論 遙感 RS 是在與目標不直接接觸的情況下 利用電磁波等判定 量測并分析目標的技術(shù) 包括地面遙感 航空遙感和航天遙感 主要提供全天候 全時域 全空間和定量化的時空數(shù)據(jù)源 如大范圍 高精度的地球空間信息和圖像 2020 3 14 4 臺北市中心地段高清晰度照片 4米 2020 3 14 5 北京天安門和天壇公園附近地區(qū) 2020 3 14 6 香港特區(qū)和維多利亞港 2020 3 14 7 上海浦東新區(qū)金茂大廈附近地區(qū) 2020 3 14 8 3S技術(shù)導論 全球定位系統(tǒng)泛指利用衛(wèi)星技術(shù) 實時提供全球地理坐標的技術(shù) GPS可以提供全天候 連續(xù) 實時 高精度的三維位置 三維速度以及時間數(shù)據(jù) 現(xiàn)在定位精度可以達到米級 厘米級 定位數(shù)據(jù)可以直接輸入或者加工后輸入計算機 用于數(shù)據(jù)和遙感影像的校正 3S技術(shù)的集成形成了一個數(shù)據(jù)實時獲取 處理 分析和決策的快速 高精度 可視化系統(tǒng) 在環(huán)境監(jiān)測與管理 資源調(diào)查與開發(fā) 生態(tài)研究與保護等方面取得巨大的應用 提供全球 大區(qū)域精確定位的高頻度宏觀資源與環(huán)境影像 有助于揭示巖石圈 水圈 大氣圈和生物圈的相互關(guān)系與相互作用 從可見光發(fā)展到紅外 微波等范圍 擴展了人的視野 加深對生態(tài)環(huán)境的了解 促進科學研究從定量描述發(fā)展到定量分析 在空間上從野外轉(zhuǎn)入室內(nèi) 在時間上從過去 現(xiàn)在的研究發(fā)展到在三維空間中定量預測未來 3S技術(shù)的優(yōu)勢 2020 3 14 10 資源與環(huán)境問題 空氣質(zhì)量嚴重惡化 全球有1 25億人口生活在污濁的空氣中 全球12 的哺乳動物和11 的鳥類瀕臨滅絕 每24小時就有150到200種生物從地球上消失 全球有12億人口生活在缺水地區(qū) 14億人口的生活環(huán)境中沒有生活污水排放裝置 全球每年土壤流失達200億噸 每年化學殺蟲劑的使用量超過270萬噸 全世界的森林以每年460萬公頃的速度從地球上消失 2020 3 14 11 我國的生態(tài)環(huán)境問題 大氣污染十分嚴重水污染非常突出噪聲和固體廢物加劇生態(tài)環(huán)境日益惡化森林減少 沙漠擴大 草原退化 水土流失 物種滅絕等生態(tài)破壞問題 2020 3 14 12 2 3S技術(shù)應用于環(huán)境保護與監(jiān)測 環(huán)境污染監(jiān)測 城鄉(xiāng)環(huán)境規(guī)劃 全球氣候變化 環(huán)境管理與決策 環(huán)境質(zhì)量評價 2020 3 14 13 環(huán)境污染監(jiān)測 基于3S技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測能對大氣環(huán)境污染 水域流域污染 生態(tài)環(huán)境破壞 生物多樣性狀況 重大環(huán)境事故 全球環(huán)境變化等信息進行準確 及時 科學的處理和評價 從而能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的環(huán)保管理實時辦公自動化與實時輔助決策 2020 3 14 14 熱帶風暴 納爾吉斯 行進圖 2020 3 14 15 緬甸的海基島 Hainggyi 在熱帶風暴 納爾吉斯 襲擊前后的對比 2020 3 14 16 2020 3 14 17 汶川地震 2020 3 14 18 汶川縣航空遙感影像圖 2020 3 14 19 2008年05月14日四川北川縣 2020 3 14 20 2020 3 14 21 213國道紫坪鋪至都江堰部分路段堵塞路段監(jiān)測 2020 3 14 22 3米分辨率的合成孔徑雷達的災后成像圖 2020 3 14 23 包頭市37個高架點源造成的地面SO2濃度空間變化模擬 2020 3 14 24 城鄉(xiāng)環(huán)境規(guī)劃 以GIS技術(shù)為代表的3S技術(shù)以及CAD等新技術(shù)在城市規(guī)劃領(lǐng)域的綜合應用 從根本上改變了傳統(tǒng)城市規(guī)劃編制及管理的方法 2020 3 14 25 環(huán)境質(zhì)量評價 在環(huán)境質(zhì)量評價中 可將地理信息與大氣 土壤 水 噪聲等環(huán)境要素的監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)合在一起 利用GIS軟件的空間分析模塊 對整個區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進行客觀 全面的評價 以反映出區(qū)域中受污染的程度以及空間分布情況 如通過疊加分析 可以提取該區(qū)域內(nèi)大氣污染布圖 噪聲分布圖 通過緩沖區(qū)分析 可顯示污染源影響范圍等 2020 3 14 26 模擬的SO2濃度南北剖面圖 2日08時 單位 mg m3 a 經(jīng)過1號監(jiān)測點 b 經(jīng)過4號監(jiān)測點 SO2模擬結(jié)果 2020 3 14 27 3 3S技術(shù)應用于資源開發(fā)與管理 礦產(chǎn)勘查與預測 資源信息系統(tǒng) 自然資源開發(fā) 物種遺傳資源 生物資源調(diào)查 2020 3 14 28 礦產(chǎn)勘查與預測 以當代新的成礦理論為指導 輔以高新技術(shù)手段 和RS GPS GIS 即3S 集成技術(shù) 綜合研究地質(zhì) 地理遙感 物化探等成果 進行多元示礦信息提取 促進新一輪國土資源大調(diào)查 定量定位預測礦產(chǎn) 以期增加儲量 使礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展 2020 3 14 29 資源信息系統(tǒng) 建立具有有限目標和專業(yè)特點的地理信息系統(tǒng) 為特定的專門目的服務 如森林動態(tài)監(jiān)測信息系統(tǒng) 水資源管理信息系統(tǒng) 礦產(chǎn)資源信息系統(tǒng) 農(nóng)作物估產(chǎn)信息系統(tǒng) 草場資源管理信息系統(tǒng) 水土流失信息系統(tǒng)等 2020 3 14 30 自然資源開發(fā) 用GIS方法進行野生藥用植物資源調(diào)查 可以方便地進行藥用植物的查詢 量算 分析 評價 決策和制圖 如中草藥資源地圖有地區(qū)性資源地圖 單種資源地圖 綜合因子地圖等 2020 3 14 31 生物資源調(diào)查 利用遙感技術(shù)建立覆蓋全國 體系健全 遙感與地面結(jié)合 能長期穩(wěn)定運行的資源動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng) 利用3S的技術(shù)優(yōu)勢 并與以往的調(diào)查方法結(jié)合 快速了解生物資源的分布區(qū)域及分布面積 有效地管理具有空間屬性的各種生物資源信息 對各種生物資源分布進行快速和重復的分析測試 便于指導各種資源的調(diào)查與保護 明顯地提高工作效率和經(jīng)濟效益 2020 3 14 32 物種遺傳資源 在宏觀上 采用計算機技術(shù)對保種的理論問題如遺傳漂變 選擇 遷移 近交等進行計算機模擬 分析保種的長期效應 同時引入地理信息系統(tǒng)和圖像分析系統(tǒng)對遺傳資源作動態(tài)的管理 應用地理信息系統(tǒng) GIS 遙感 RS 及全球定位系統(tǒng) GPS 技術(shù) 監(jiān)測種質(zhì)資源的生物多樣性的變化趨勢 2020 3 14 33 4 3S技術(shù)應用于生態(tài)研究與保護 荒漠化土地治理 生態(tài)工程與技術(shù) 土壤侵蝕調(diào)查 區(qū)域可持續(xù)發(fā)展 農(nóng)業(yè)產(chǎn)量估測 2020 3 14 34 荒漠化土地治理 在RS GIS VR等技術(shù)的支持下 采集區(qū)域地質(zhì) 地貌 水文 土壤 植被以及社會經(jīng)濟要素 建立荒漠化資料數(shù)據(jù)庫 實行資源環(huán)境信息系統(tǒng)管理 同時建立荒漠化動態(tài)變化數(shù)據(jù)庫 分析土地荒漠化的成因 發(fā)生過程及發(fā)展趨勢 建立土地荒漠化監(jiān)測評價及預警系統(tǒng) 實現(xiàn)對土地荒漠化及其災害的綜合研究 2020 3 14 35 生態(tài)工程與技術(shù) 基于3S技術(shù)的有機結(jié)合和常規(guī)手段的輔助 通過一系列遙感數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)的處理分析 建立解譯標志 對生態(tài)建設工程實施前后兩年遙感圖像進行解譯 利用地理信息系統(tǒng)矢量化解譯的圖斑 經(jīng)統(tǒng)計分析 得到生態(tài)建設工程的治理區(qū)域和工程質(zhì)量數(shù)據(jù) 為有關(guān)生態(tài)建設的決策提供科學依據(jù) 另外 還可以分析氣候條件與生態(tài)工程樹草成活率的關(guān)系 2020 3 14 36 土壤侵蝕調(diào)查 GIS技術(shù)有利于土壤侵蝕的動態(tài)監(jiān)測 與其它監(jiān)測方式相比 成本相對較低 基于GIS技術(shù)建立的土壤侵蝕預測模型包容了土壤侵蝕的各個因素 減少人為定級的主觀性 GIS RS一體化在土壤侵蝕中的應用使得圖像 圖形和編輯軟件得到有機結(jié)合 對土壤侵蝕演變過程進行快速監(jiān)測 有利于從宏觀上把握土壤侵蝕演變與分布情況 2020 3 14 37 作物產(chǎn)量估算 目前全球作物種植面積 產(chǎn)量估測主要采用農(nóng)學與GIS 灰色預測 聚類分析 作物長勢長相圖像識別輔助系統(tǒng)相結(jié)合的方法進行 而我國的作物生產(chǎn)信息采集也由過去的人工調(diào)查發(fā)展到使用3S技術(shù) GPS GIS RS 的新階段 2020 3 14 38 農(nóng)業(yè)產(chǎn)量估測 運用遙感技術(shù) 地理信息技術(shù)和全球定位技術(shù) 將獲取的地球表面信息經(jīng)過復雜的綜合處理 以識別作物長勢 實現(xiàn)作物長勢監(jiān)測及播種面積單產(chǎn)和總產(chǎn)的預報 美國 日本 歐洲及我國都紛紛發(fā)展了利用衛(wèi)星資料和地面實況資料 根據(jù)各種模型預估作物產(chǎn)量的技術(shù) 2020 3 14 39 植被資源管理 可以建立區(qū)域生物地理信息系統(tǒng) 用于區(qū)域植被資源和病蟲害綜合管理 結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù) 可以建立區(qū)域生物地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡 作為數(shù)字地球的有機組成部分 實現(xiàn)區(qū)域資源共享 結(jié)合實時遙感數(shù)據(jù)和實地數(shù)據(jù) 這個網(wǎng)絡可用于病蟲草害的預