基于案例的3S技術(shù)辨析

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江蘇省海門中學(xué)?? 姜竹君?

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隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，地理信息技術(shù)已經(jīng)成為促進(jìn)當(dāng)前地理學(xué)發(fā)展的革命性工具，并且成為地理學(xué)發(fā)展的一個重要方向。在高中地理課程中，地理信息技術(shù)有著十分重要的地位，地理“必修三”部分章節(jié)和地理“選修七”全冊分別詳細(xì)介紹了地理信息技術(shù)。此外，地理信息技術(shù)也是每年高考的重點考查內(nèi)容。地理信息技術(shù)主要由遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球定位系統(tǒng)（GPS）這三個部分組成，簡稱3S技術(shù)。許多學(xué)生對3S技術(shù)概念本質(zhì)理解不清，考試時出現(xiàn)茫然，造成不必要的丟分。在本文中，筆者基于“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中3S技術(shù)的應(yīng)用”和“車載導(dǎo)航系統(tǒng)中3S技術(shù)的應(yīng)用”這兩個案例詳細(xì)闡述3S技術(shù)及其相互關(guān)系，希望學(xué)生在學(xué)習(xí)和考試中有所裨益。

一、3S技術(shù)概念簡述

1.區(qū)別

從本質(zhì)上看，遙感主要用于地理信息數(shù)據(jù)的獲取，形象地講是人類的“千里眼”，能千里之外，明察秋毫，解決在具體范圍“有什么”的問題。全球定位系統(tǒng)主要用于地理信息的空間定位，提供精密三維坐標(biāo)（經(jīng)度、緯度、高度）、速度、時間，形象地講是人類的“指南針”和“高度儀”，解決在什么時間“在哪里”問題。地理信息系統(tǒng)主要用于對地理信息進(jìn)行管理、查詢、更新、空間分析和應(yīng)用評價，功能更強(qiáng)大，是電子地圖，形象地講是人類的“咨詢師”“分析師”，解決具體地理事物“怎么辦”問題。(表1）

表1 3S技術(shù)比較

地理信息系統(tǒng)	概念	主要組成部分	應(yīng)用領(lǐng)域
遙感RS	對地表物體進(jìn)行遠(yuǎn)距離的感知，獲取信息	衛(wèi)星（飛機(jī)）、傳感器、地面接收站	資源普查 災(zāi)害監(jiān)測 環(huán)境監(jiān)測
全球定位系統(tǒng)GPS	導(dǎo)航、定位	GPS衛(wèi)星星座、GPS信號接收機(jī)、地面監(jiān)控系統(tǒng)	軍事、交通車輛導(dǎo)航管理、大地測量、旅游探險、航海
地理信息系統(tǒng)GIS	對地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、查詢、更新、空間分析和應(yīng)用評價	計算機(jī)系統(tǒng)	城市的信息管理與服務(wù)、交通道路管理、環(huán)境管理以及城市規(guī)劃、防災(zāi)減災(zāi)等

2.聯(lián)系

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3S技術(shù)既獨立發(fā)展又相互聯(lián)系的。第一，遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)都是地理信息系統(tǒng)的重要組成部分，豐富了地理信息技術(shù)的內(nèi)涵（圖1）。第二，遙感技術(shù)是地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。遙感技術(shù)獲得的大量地理空間數(shù)據(jù)豐富和完善了地理信息系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)庫。第三，地理信息系統(tǒng)是3S技術(shù)中的關(guān)鍵。地理信息系統(tǒng)能夠?qū)ㄟb感在內(nèi)等技術(shù)提供的信息進(jìn)行管理、分析并根據(jù)需要輸出各種專業(yè)信息，也為全球定位系統(tǒng)提供專業(yè)地圖。第四，全球定位系統(tǒng)為遙感進(jìn)行精確定位，提高了遙感的工作效率，從而使得地理信息系統(tǒng)能夠更有針對性地分析。

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圖1 3S技術(shù)之間的關(guān)系

??? 二、3S技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)用

在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，RS監(jiān)測和估算農(nóng)作物的播種面積、作物長勢與作物產(chǎn)量估算，及時發(fā)現(xiàn)作物生長中出現(xiàn)的各種問題，進(jìn)行災(zāi)害評估。GPS安裝在聯(lián)合收割機(jī)上，進(jìn)行精確定位和高度測量，農(nóng)業(yè)機(jī)械可以將作物需要的肥料或農(nóng)藥送到準(zhǔn)確的位置，有助于提高作物產(chǎn)量和降低肥料和農(nóng)藥的消耗。GIS搭載在農(nóng)用機(jī)械上可以記錄各種農(nóng)田操作過程中獲得的數(shù)據(jù)，如作物品種、播種深度、噴灑農(nóng)藥的類型和噴灑量，噴灑部位、施肥量和灌溉量、以及收獲產(chǎn)量，日積月累，形成該農(nóng)田基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。農(nóng)田基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)輔助決策支持系統(tǒng)的重要科學(xué)依據(jù)。GIS能夠提供地塊中有機(jī)質(zhì)含量和土地平整度，結(jié)合GPS提供的位置數(shù)據(jù)，指揮播種機(jī)進(jìn)行定量播種。GIS根據(jù)RS監(jiān)測的作物病蟲害程度，農(nóng)藥噴灑機(jī)利用GPS定位可以去病蟲害發(fā)生地自動噴灑農(nóng)藥。

三、3S技術(shù)在車載導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用

車載導(dǎo)航系統(tǒng)是指通過接受衛(wèi)星信號，配合電子地圖數(shù)據(jù)，適時掌握自己的方位與目的地的車載系統(tǒng)，主要由主機(jī)、顯示屏、操作鍵盤（遙控器）和天線等硬件與導(dǎo)航軟件、語音軟件和電子地圖的數(shù)據(jù)等軟件共同組成，主要功能包括：GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位、電子地圖瀏覽查詢、智能的路線規(guī)劃、全程的語音提示。車載導(dǎo)航系統(tǒng)的主要功能都涉及到了3S技術(shù)在不同方面的應(yīng)用，具體如下：第一，GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位主要運(yùn)用的是全球定位系統(tǒng)；第二，電子地圖瀏覽查詢主要運(yùn)用到了遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)，其中電子地圖的原始素材是遙感技術(shù)提供的，電子地圖的成形是車載導(dǎo)航系統(tǒng)生產(chǎn)商運(yùn)用地理信息系統(tǒng)制作的，電子地圖瀏覽查詢功能是由車載導(dǎo)航系統(tǒng)中的簡易地理信息系統(tǒng)提供的；第三，智能的路線規(guī)劃和全程的語音提示主要是車載導(dǎo)航系統(tǒng)中的簡易地理信息系統(tǒng)管理其所獲得的信息（GPS定位信息、數(shù)據(jù)庫中城市地圖和交通地圖數(shù)據(jù)、用戶操作命令等），分析并輸出用戶所需結(jié)果的過程。

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