第一篇：3S技術在土地資源調查中的應用

3S技術在土地資源調查中的應用

摘要：土地資源調查就是運用土地資源學知識，借助測繪制圖手段，查清各類土地資源的數量、空間分布狀況，以及運用他們之間的規律和相互關系，為綜合農業區劃、區域土地資源評價、國民經濟發展長遠規劃以及土地資源的科學管理等服務。介紹3S(GPS,GIS/RS)的基本內容，各自的發展趨勢以及應用于土地資源調查中的各種狀況，還有各自的應用前景。

關鍵詞：“3S技術” “土地資源調查” “應用”

“3S技術”是指RS（Remote Sensing,遙感）、GPS（Globe Positioning System,全球定位系統）、GIS（Geographic Information System,地理信息系統）技術。RS(RemoteSensing)是遙感的英文縮寫，遙感是以航空攝影技術為基礎，在20世紀60年代初發展起來的一門新興技術。開始為航空遙感，自1972年美國發射了第一顆陸地衛星后，這就標志著航天遙感時代的開始。經過幾十年的迅速發展，目前遙感技術已廣泛應用于資源環境、水文、氣象，地質地理等領域，成為一門實用的，先進的空間探測技術。

遙感是利用遙感器從空中來探測地面物體性質的，它根據不同物體對波譜產生不同響應的原理，識別地面上各類地物，具有遙遠感知事物的意思。也就是利用地面上空的飛機、飛船、衛星

等飛行物上的遙感器收集地面數據資料，并從中獲取信息，經記錄、傳送、分析和判讀來識別地物。

GPS（Global Positioning System）是全球定位系統的英文縮寫。是美國國防部研制的一種全天候的，空間基準的導航系統，可滿足位于全球任何地方或近地空間的軍事用戶連續地精確地確定三位位置和三位運動及時間的需要。它是一個中距離圓型軌道衛星導航系統。

GPS定位的基本原理是根據高速運動的衛星瞬間位置作為已知的起算數據，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。

全球定位系統的主要特點： 全球、全天候工作。

1.定位精度高。單機定位精度優于10m，采用差分定位，精度可達厘米級和毫米級。

2.功能多，應用廣。

GPS系統的特點：高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應用廣泛等。

GIS（Geographic Information System）是地理信息系統的英文縮寫，是在計算機硬、軟件系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。

地理信息系統既是管理和分析空間數據的應用工程技術，又是跨越地球科學、信息科學和空間科學的應用基礎學科。其技術系統由計算機硬件、軟件和相關的方法過程所組成，用以支持空間數據的采集、管理、處理、分析、建模和顯示，以便解決復雜的規劃和管理問題。

GIS按研究的范圍大小可分為全球性的、區域性的和局部性的；按研究內容的不同可分為綜合性的與專題性的。同級的各種專業應用系統集中起來，可以構成相應地域同級的區域綜合系統。在規劃、建立應用系統時應統一規劃這兩種系統的發展，以減小重復浪費，提高數據共享程度和實用性。

地理信息系統在最近的30多年內取得了驚人的發展，廣泛應用于資源調查、環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農林牧業、統計、商業金融等幾乎所有領域。(加測繪、應急、石油石化等國民經濟各個領域。)

“3S集成技術” 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相當于人的大腦，對所得的信息加以管理和分析；RS和GPS相當于人的兩只眼睛，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系；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。

RS發現土地資源的變化信息，GPS確定變化的區域和位置，GIS對地理信息匯總并進行空間分析 ,是目前對地觀測系統中空間信息獲取、定位、存貯管理、更新、分析和應用的三大支撐技術。“3S”之間通過 現代通訊技術實現實時數據的傳輸與通訊 ,把 “3S”有機的集成起來。

3S”技術在土地資源調查中的應用

基礎調查計劃以1∶25 萬綜合調查評價為主，基本查清主要經濟區帶的基礎地質、礦產地質、生態地質環境等基本狀況，主要的工作內容是1∶25 萬區域地質調查和重點地區1∶5 萬地質調查。遙感技術在這里發揮了重要的作用，綜合利用各類遙感圖像的優勢,通過優化整合，對區域地質資源進行徹底摸清和調查.。利用先進的GIS 技術建立了多種基礎性數據庫，這些基礎數據庫的特點是專業門類齊全、空間覆蓋全國,標準化程度高、海量數據存儲1 數據庫涵蓋地質、地球物理、地球化學、礦產勘查、環境地質等多種地質調查成果，其資料包括全國從1∶5 萬到1∶500 萬的資料數據，各種數據基本按

統一標準入庫，由于包括了大量圖形數據和多圖層屬性數據，其數據量之大是少見的，并由此開展的GIS 評價分析工作形成了一系列多種成果，如地球化學圖，航磁圖，礦產圖，并可以經過分析得出相互關聯的圖件及信息資料。

伴隨著經濟建設的發展，各種建設用地大幅度增加，使得我國土地資源短缺現象日益嚴重，要改善這種局面，首先就必須摸清我國土地資源的分布、數量與質量等情況，完善土地管理系統。利用已有的全國土地詳查數據和圖件以及最新的高分辨率的遙感影像，在全球定位系統和地理信息系統的支持下，對土地資源進行監測和調查，利用海量的多時態土地利用數據快速獲取土地數量、質量、權屬、土地利用各地類的數量、空間分布和利用狀況，以及土地動態變化等信息，對年度土地利用變更調查數據進行更新、管理、分析，能夠輸出各種查詢、統計和分析結果，如反映各權屬單位地類數量的統計薄，反映各地類空間分布的土地利用圖及各種專題圖，從而實現對土地資源的科學管理，及時提供科學、翔實、直觀的數據，有助于土地利用規劃、耕地后備資源調查評價、農村集體土地產權調查、土地資源基礎圖件與數據更新等國土資源調查項目的順利實施。

土地資源的不可再生性決定了合理利用土地資源的重要性。土地利用現狀調查是了解土地資源的各種特征和規律，掌握土地資源的數量、質量和分布規律的主要手段，是開展土地資源研究的基礎性工作。土地利用管理涉及的信息豐富、繁雜、量大，而且幾乎全為地理信息，具有很強的地域性、空間性、時序性和動態性。離開這些信息,就很

難實現立體、動態的管理直接影響到土地利用規劃和管理的質量和效果。

在土地資源利用調查中,，GPS為空間數據的采集提供實時、快速的定位服務，R S利用航 空、航天提供的遙感影像，經過校正、解疑得到精度較高、現勢性好的的空間信息，加上 GPS的輔助可以定位、定量到具體的地塊。把利用 GPS和 R S獲取的地物信息，以及其他手段得到的各種信息，提供給 GIS, GIS利用本身強大的數據管理功能和空間分析功能，實現對空間數據和屬性數據的一體化管理以及對空間數據的分析、查詢、決策、輸出。GIS技術能夠有效的管理各類空間數據、屬性數據以及統計分析數據，并能對海量數據進行分析處理，促進了土地資源數據管理、分析和處理的規范化，為土地資源管理打下良好的基礎。

“3S”技術在土地調查中的應用前景

“3S”數據信息精度的提高

由于傳感器技術水平不斷提高,遙感影像分辨率由幾百米，幾十米發展到低于 1m。加之 全球定位系統的精確定位，使遙感數據精度更高。隨著遙感分類技術的提高，對地物的自動識別能力的提高，將促進分類的自動化、智能化，最總實現遙感圖像的計算機自動解譯，大大減少外業和目視解譯的工作量。

“3S”集成技術的完善

“3S”集成技術的完善推動土地資源管理的實時性。“3S“技術的使用目前只是單一或綜合利用階段，有時會由兩兩的集成使用，但

集成的層次比較低，僅限于數據或軟件集成層次上。一旦真正實現 “3S”技術整體的集成，即有機的結合、在線連接、實時處理和系統的整體性，那么土地利用現狀調查、變化和動態監測數據將會實時得到更新。

土地資源調查的目的是要建設數字土地工程，數字土地工程是地理信息系統方法和應用研究的新課題，其中包含GIS 方法自身研究的突破和地球物理等探測技術以及相關計算機技術發展，涉及多學科的相互滲透、相互支撐。從國內外土地資源調查和地理信息系統方法研究的現狀和趨勢分析，應重點開展嵌入式GIS三維/ 四維GIS、網絡GIS 等方面的研究。在軟件研究領域,應加快GIS 軟件的國產化歷程,不斷完善國產軟件的實用性和穩定性。

參考文獻

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第二篇：3S技術在林業中的應用

3S(GIS、GPS、RS)技術在林業中的開發與應用

林業新科技革命的突破口可歸為三個方面：

①在常規育種技術和生物技術相結合方面有所突破，以解決林木生長率較低、森林質量較差和人工林病蟲害較嚴重等問題，達到“高產、優質、高效和穩定”。

②在森林資源管理與信息技術相結合方面有所突破，通過發“3S”技術，在森林資源調查、監測和圖像處理方面有較大的進步，不僅在全國森林資源管理上得到推廣應用，同時逐步普及到縣(市)林業局和林場生產管理上；

③在多目標的森林資源培育技術方面有所突，形成森林資源培育、農林復合經營、防護林建設等森林資源環境綜合配套技術體系。

隨著高新技術的發展，我國森林資源管理在航天遙感、航空遙感、雷達遙感、GPS定位技術及GIS地理信息系統等學科領域的發展與應用上實現革命性的飛躍，加速了我國森林資源經營管理由粗放型向 集約型方向的轉移，使我國的林業信息技術逐步向世界先進水平靠攏。

計算機技術是當代三大高新技術之一，隨著以電子計算機為中心的“3S一體化”技術及網絡技術的迅速發展，以其為技術手段的森林資源綜合管理的可操作性越來越明顯，展示了廣闊的發展前景。建立區域性森林資源地理信息系統(GIS)，以高時空分辨率，多層次、動態描述森林資源的時空分布特征，描繪森林資源的動態變化規律，研究和探索森林資源在區域內的空間分布狀況以及相應的時空演替規律，為科學合理地經營管理，實現森林資源的持續發展和分類經營提供依據。運用GIS技術，將調查數據、基本地理要素、小班區劃界線、專業調查數據等有機地結合起來，應用在森林資源調、資源分析及森林經營管理等各項林業活動中，將會產生巨大的效益。

“3S一體化”技術在多資源綜合調查及動態監測中的應用地理信息系統(GIS)、遙感技術(RS)和全球定位系統(GPS)隨著計算機技術、無線電技術以及地球環境科學的發展從各自相對獨立發展階段進入相互融合、相互滲透和共同發展階段。“3S一體化”技術為森林資源清查、野生動植物資源等多資源調查提供有力的技術手段,通過不同衛片光譜特征性質的分析來進行動態監測。同時,地理信息系統可以將森林的自然及社會經濟屬性轉述為數字形式，從而為森林資源全方位多層次的綜合管理提供有力的技術支持 在遙感、地理信息系統和全球定位系統現有技術的基礎上，進一步完善森林資源清查、災害調查、監測與預測預報、森林信息動態更新的“3S”一體化技術與分析處理系統；開發網絡GIS與微型GIS系統，逐步形成以網絡為傳輸工具、網絡GIS為傳輸平臺、微型GIS為林業數據管理、遙感為數據更新信息源的林業信息共享服務信息產業，為林業生產和生態監測、災害預報等提供遙感制圖、信息更新、輔助決策等信息技術服務，提高林業生產整體水平。

二、“3S”技術在林業生產管理領域的現實意義

林業生產領域的管理決策人員面對著各種數據，如林地使用狀況、植被分布特征、立地條件、社會經濟等許多因子的數據，這些數據既有空間數據又有屬性數據，對這些數據進行綜合分析并及時找出解決問題的合理方案，借用傳統方法不是一件容易的事，而利用GIS方法卻輕松自如。社會經濟在迅速發展，森林資源的開發、利用和保護需要隨時跟上經濟發展的步伐，掌握資源動態變化，及時做出決策就顯得異常的重要。常規的森林資源監測，從資源清查到數據整理成冊，最后制定經營方案，需要的時間長，造成經營方案和現實情況不相符。這種滯后現象勢必出現管理方案的不合理，甚至無法接受。利用GIS就可以完全解決這一問題，及時掌握森林資源及有關因子的空間時序的變化特征，從而對癥下藥。在我國上萬個基層林業生產單位中，森林資源清查、各種經營方案的設計（如造林規劃、撫育間伐、伐區設計等）常常需要大量的人力、物力、財力。利用“3S”技術的優勢可表現在：

1、節省經費

（1）節省二類調查經費：制作一張林相圖，過去利用人工制作，大約要7天，而利用GIS，不到1小時。整理內業工作，從勾繪草圖、小班求積、清樣、標注、描色、數據分析、統計等都可以實現計算機化，與人力相比GIS在總體上可節省5倍的經費。

（2）利用已有的林相基本圖和數據，GIS可以隨時制作任何林業專題圖，如造林規劃圖、土地分布圖、經營撫育實施圖、成熟林分布圖等，節省專題圖制作費。

（3）節省伐區設計的內業經費。

（4）節省外業調查經費，利用GIS更新后的林相圖、制作立體林相圖，更有利于外業調查。

（5）利用GPS+PDA+GIS外業調查更趨科學化。

2、提高工作效率

（1）提高制圖速度、縮短內業時間。

（2）提高二類、伐區和其他專題調查的效率。

（3）提高制作經營決策方案的效率。

3、使林業經營管理更趨科學化

（1）將空間數據作為不可缺少的因素與屬性數據進行綜合分析，改變單一屬性數據分析的缺陷。使制作的決策方案更加合理。

（2）對林業森林資源的空間屬性數據進行動態管理，一旦資源發生變更，即刻對資源數據進行更新，從而準確掌握資源的狀況，做出有效的決策。

（3）制作與生長模型，決策模型等有關的專題地圖提供形象化的決策分析方案，為經營方案準確有效的實施奠定基礎。

三．“3S”技術國內外發展狀況

GIS在林業生產領域的應用國外起步較早，GIS開始走向實用前，就進行了這方面的探索，目前在國際上已有許多成功的例子，80年代中加拿大在林業部門開始進行大范圍的應用。目前在許多州及林業生產管理部門中，GIS發揮了巨大作用。由于我國政府部門的重視和國際組織的援助，我國國家森林資源監測地理信息系統的建設工作作目前正在開展。這標志著林業資源管理將開始邁向一個新的里，基層林業GIS的建設在我國是勢在必行。

目前，美國已開發成功應用于森林資源調查的“3S”技術，加拿大、日本、印度等國，在大約25分鐘內可以利用前一天接收的MSS和TM衛星遙感數據，按統一的指標體系和圖例，輸出整幅的1：20萬或1：50萬土地利用/土地覆蓋圖。

在森林資源的調查和監測方面，目前美國已突破了傳統的范圍，滲透到全球環境變化監測和森林保健（FHM）監測研究。利用航天、遙感技術建立大范圍的森林生態圖（ECOMAP）和森林健康指數圖，對森林的生物和環境因子，森林的健康狀況進行連續和動態的研究和監測。自80年代中期以來，美國林務局在資源、流域、森林多樣性保護等方面的管理監測中廣泛推廣應用地理信息系統、全球定位系統、遙感技術和計算機等先進技術手段，并對有關數據信息的收集、補充、貯存和完善制定了統一的標準。近年來聯邦林務局正在組織一項綜合遙感信息處理集成資源數據庫的項目研究，目的是將遙感及其相關技術用于GIS數據庫的建立。在美國，不論是科研、教學部門，還是行政管理部門，從宏觀決策、資源數據存貯和統計分 析到日常工作，計算機應用非常普遍，各項工作的進行都十分規范。

林業遙感和信息管理領域 美國林業政策制定和科研立項的正確性和科學性來源于各基礎數據的真實性、正確性和可靠性。注重學習和研究美國數據庫的長期維護、保存策略和政策；數據庫開發及其質量控制保證系統，數據庫的實用性開發，尤其是資源數據庫為全球環境變化研究服務的途徑和方法；大型數據庫的建立和數字化儲存技術（如用光盤作為儲存介質）等。“3S”技術在林業應用，其中應用最多的單位是林業基層單位，GIS應用最為廣泛。制定森林經營決策方案方面，GIS借助其擁有的數據庫和數據管理功能等，可以很方便地在空間、屬性數據的基礎上建立生長，預測、經營、決策模型。通過對各種經營過程進行模擬、比較和評價；選擇出最優經營方案，井形成綜合或專題報告輸出供決策者參考。1990年日本的伊藤達夫利用GIS制定森林經營開發方案，應用后取得了滿意效果。

林業制圖方面，GIS制圖是一項技藝性強且工作量極大的工作，但GIS提供的制圖功能使制圖工作變得輕松自如。在制作植被分布圖時，GIS把地圖的信息源依海拔、坡向、坡位、坡、度、土壤類型、年降雨量等分成不同的“層”，使每一層與一定立她上的植被相聯系，從而簡化、連貫了植被成圖工作。通過圖形的組合、疊加、復合，實現地圖的拼接、裁剪（縮放等各種功能）從而制作用戶所需的各種復雜的專題地圖，GIS在日本林業上的應用功能就是森林資源數據管理、分析與各種地圖、圖形的處理等。

GIS在林業上的應用過程大致分為3個階段，即：

①作為森林調查、數據管理的工具：主要特點是建立地理信息庫，利用GIS繪制森林分布圖及產生正規報表。GIS的應用主要限于制圖和簡單查詢。

②作為資源分析的工具：已不再限于制圖和簡單查詢，而是以圖形及數據的重新處理等分析工作為特征，用于各種目標的分析和推導出新的信息。

③作為森林經營管理的工具：主要在于建立各種模型和擬定經營方案等，直接用于決策過程。

三個階段反映了林業工作者對GIS認識的逐步深入。GIS在林業上的應用在我國還處在很初級的水平，大部分處在第一階段。一些先進發達國家，GIS在林業上的應用已進入了第二、第三階段。

四．GIS在林業領域中的應用

<一>.森林資源管理地理信息系統

1． 基礎數據庫的建立

(1)基礎地圖整理和空間數據庫的建立：

自然資源地圖、如森林分布圖、林相圖、土壤分布圖、森林資源產量、質量崐分布圖、野生動植物分布圖、病蟲害分布圖、降水分布圖(年最高、最低、積雪等)、輻射量、日照量分布圖、熱量資源分布圖等。

I.自然地理地圖：如地形圖、地貌圖(往往用于大范圍的森林資源管理)、水系、流域分布圖等。

II.社會經濟地圖：如交通分布圖、人口分布圖、資源消耗分布圖、居民點分布圖、木材加工利用分布圖等。III.森林經營地圖：如林業區劃圖、造林規劃圖、資源預測圖、森林火險等級分布圖、調查樣地分布圖、IV.樹木種源規劃圖、森林資源評價圖、自然保護區規劃圖、森林公園規劃圖、環境保護規劃圖、土地利用圖等。

森林資源管理的某些專題應用領域的信息管理往往只需要一部分圖件作為其信息源。以上列出的所有地圖有些是最初的原始材料, 有些則可以利用地理信息系統的空間、屬性數據分析處理功能被制作出來。如森林經營地圖中的一些圖件就可以通過資源、地理、社會經濟等有關地圖進行綜合處理而獲得，資源圖件也可以根據生長預測模型進行屬性數據分析以及空間、屬性數據的相關分析進行設計和制作。用戶可以根據具體情況確定哪些地圖作為森林資源地理信息管理的信息源。

(2)屬性數據庫建立：“二類”調查數據目前在我國大都采用關系數據庫，每個小班調查卡片為數據庫中的一個記錄，經輸入、檢查、修改，建成小班調查因子數據庫和樣地調查數據庫。在數據庫中：

數據項：每項調查因子。為實現屬性庫與圖形庫的聯結，對應于圖形庫中的關鍵字，在小班數據庫中增加了一個數據項ID；記錄：以小班記錄或樣地記錄為單位；文件：以鄉(鎮)或林場(采育場)為單位，文件以鄉(鎮)或林場(采育場)名稱命名。森林資源數據庫中，小班調查記錄卡含小班編碼、調查因在不同的省（區）有相應的標準，在其二類清查的規程中有相應的說明。

(3)森林資源分析和評價

I.林業土地利用變化監測:林業土地變化包括林地類型和林地面積兩方面。GIS借助于地面調查或遙感圖像數據，實現了地籍管理，將資源變化情況落實到山頭地塊，并利用強大的空間分析功能，可及時對森林資源時空序列、空間分布規律和動態變化過程作出反映，為科學地監測林地資源的變化、林地增減原因、掌握征占林地的用途和林地資源消長提供了依據。

II.地理空間分布:用GIS的數字地形模型(DTM)，地面模型，坡位、坡面模型可表現資源的水平分布和垂直分布，利用柵格數據的融合，再分類和矢量圖的疊加，區域和鄰邊分析等操作，產生各種地圖顯示和地理信息，用于分析林分、樹種、林種、蓄積等因子的空間分布。使用這些技術，研究各樹種在一定范圍內的空間分布現狀與形式，根據不同地理位置、立地條件、林種、樹種、交通狀況對現有資源實行全面規劃，優化結構，確定空間利用能力，提高森林的商品價值。

III.森林資源動態管理:建立縣級森林資源連續清查和“二類”調查數據庫系統，完善了森林資源檔案，并根據實際經營活動情況及生長模型及時更新數據，為及時準確地掌握森林資源狀況和消長變化動態，提供了依據。空間數據與屬性數據的有機聯結實現了雙向查詢，根據圖形查詢相應的屬性數據如可通過林班或小班圖形查詢其相應的調查或統計數據；也可按照屬性特點查找對應的地理坐標或圖形。查詢結果以專題圖、統計圖表等方式輸出。

(4)林權管理:權屬分國家、集體、個人三種形式，不同權屬的森林實行“誰管誰有”的原則，大部分權屬明確，產權清晰，界線分明，標志明顯，山林權與實地、圖面相符，少數地方界線難以確定，可用鄰邊分析暫定未定界區域。從而減少或避免各種林權糾紛。

森林結構調整：

I.林種結構調整:用緩沖分析方法進行河岸防護林，自然保護區，林區防火隔離帶等公益林的規劃，確定防護林的比例和相應的分布范圍。根據森林資源分布狀況和自然、社會經濟分布特點以及社會經濟需求進行空間屬性分析可以確定不同林種（如用材林、經濟林、造紙林、生態防護林、風景林、水源涵養林等）的布局。

II.齡組結構調整:一方面根據森林資源可持續發展的需要利用地形地貌、立地條件分布特點林木生長各個階段的經濟和生態效益特點利用GIS和相關的技術確定合理的齡組結構；另一方面指定相應的森林時序結構的調整方案并落實到具體的山頭地塊，在大力造林、綠化、消滅荒山的同時，按照齡組法調整齡組結構，加速林木成熟，使各齡組比重逐步趨向合理，充分發揮林地的生產潛力。

森林經營：

(1)采伐:借助于GIS，制定詳細的采伐計劃，確定有關采伐的目的、地點、樹種、林種、面積、蓄積、采伐方式和更新措施。制定采伐計劃安排，制作采伐圖表和更新設計。

(2)撫育間伐:利用GIS強大的數據庫和模型庫功能，檢索提取符合撫育間伐的小班，制作撫育間伐圖并進行合理株數模擬預測。

(3)造林規劃:GIS可通過分析提供森林立地類型圖表，宜林地數據圖表，適生優勢樹種和林種資料，運用坡位、坡面分析，按坡度、坡向劃分的地貌類型結合立地類型選擇造林樹種和規劃林種。

(4)速生豐產林、基地培育：GIS的空間地理信息和林分狀況數據結合，依據模型提供林分狀況數據如生產力、蓄積等值區劃和相關數據，據此可按林分生產力設計速豐林培育和基地建設。

(5)封山育林:封育區域的確定涉及一些地理地貌和社會經濟及人為活動等因素。GIS的分析設計可兼顧多種要素，采用DTM和森林分布圖及專題圖疊加，區劃出合理且更易實施的封育區域。

<二>.省、地、縣林業資源信息管理與GIS

根據各級林業管理職能的需要，將林業地理信息系統分為三個層次，它們是：省級林業地理信息系統、市級（地區）林業地理信息系統和縣（市）級（其中包括林管局）林業地理信息系統。縣、市級林業地理信息 系統是廣東省級、市級（地區）林業地理信息系統的基礎。

1．省級林業GIS對上與國家級林業GIS銜接，對下連接市級（地區）林業GIS，通過它可以直接檢索和管理各市級（地區）、縣（市）級林業的基本信息，為省級林業主管部門提供輔助決策工具。

2．市級（地區）林業GIS直接檢索和管理縣級、鄉級的林業基本信息，作為市級（地區）林業主管部門的輔助決策工具。

3．縣級林業GIS落實到鄉、村以及小班地塊，為縣級林業規劃管理、資源監測等不同林業生產管理工作提供服務。縣級林業地理信息系統是整個體系的基礎，它可以進行林業多種專題的應用，如二類清查內業處理、林業地籍管理、伐區設計、造林規劃、撫育間伐、資源監測等。同時確保與其它經濟領域應用（如農業國土環境保護等）的接軌。縣（市）級林業GIS是市級（地區）林業GIS和省級林業GIS的基礎，在建立縣（市）級GIS的同時考慮到與市級（地區）、省級甚至國家級林業GIS的接軌。在整個體系中從縱向控制的角度，省控制到市級（地區），市級（地區）控制到縣，縣控制到鄉，最后直接控制到小班地塊。實現整個林業信息管理的計算機化。

<三>．“3S”在森林防火管理應用

林火信息管理

林火發生是一個極其復雜的自然現象，它涉及的因素許多，有其自然屬性，又有其社會屬性。自然屬性中有可燃物的類型及其分布狀況、地形地貌分布狀況、氣象因子等等。作森林防火工作者往往要面對錯綜復雜、各種各樣的信息，并在此基礎開展我們的林火預防、撲救、善后處理等工作。要全面掌握如此之多的信息非人力所為。特別林火發生又帶其突發性，要在很短的時間判斷林火的發展趨勢，并及時采取決策，同時還要隨時掌握現場的狀況，就需要指揮者具有豐富的經驗掌握豐富的知識。作為指揮者要做到這一步就必須采用先進的科學技術來提高他的判斷能力和現場指揮能力。目前用GIS這一工具就可以達到將所有的有關信息有機管理起來并隨時調整直觀現象的表現出來，做到預防工做決策得力，撲救有效。

林火信息管理有以下幾個方面：（1）數據庫建立：可以通過不同的方法將森林防火有關的數據采集到計算機之中，建立相應的數據庫。這些數據庫有地圖數據庫、屬性數據庫和方法庫。

地圖數據庫：

林相圖或森林分布圖或可燃物類型分布圖，行政區劃圖（根據不同的管理層次可分為鄉、縣、地區、省、全國等級的行政區劃）地形圖（包括完整的地形地貌信息）水系圖（包括江河湖泊，他是重要的撲火物質，又是良好的天然屏障）居民地及撲火隊伍分布圖（是防火的主要力量，又是撲火決策需要考慮的重要信息源）救火設施分布圖（包括了望臺分布、救火設施：車輛，滅力機具等、機降點、通訊分布、氣象臺站等）、交通道路分布圖（各種級別道路分布、以區分它對各種運載工具的運行條件）、防火隔離帶分布（天然和人工的）、社會經濟分布圖（有廠礦、學校、各種機構分布情 況）。GIS可以將這些地圖進行數字化，并通過相互處理的豐富的形象的地圖提供給決策者。

屬性數據；將與地圖有關的屬性特征建立的數據庫，其中有小班數據庫（有關林相圖的屬性數據）、氣象數據、火災記錄數據、撲火隊伍數據、行政區劃數據、林業區劃數據、道路數據、居民地數據、防火機構數據航空擴林數據、社會經濟數據等。這些數據可以是數字的，文字的，也可以是照片，聲音，視頻等多媒體數據。通過建立屬性數據和圖形數據庫的關聯，就可以將地圖（空間的）和屬性的信息有機的結合，達到相互調用和綜合分析。方法或模型庫：

對空間和屬性數據 的內在關系，以數學模型，才分生長數學模型，材積毛模型、火型為模型，有了這些模型就可以把握住客觀事物的內在規律，掌握自然現象的本質。

（2）數據庫的動態管理：對地圖數據的編輯更新。可利用資源狀況、社會經濟狀況、生產經營狀況的各種數據進行及時的更新。如造林、撫育、采伐、道路建設等各種經營活動對資源的變化都可以隨時利用GIS管理起來，隨時都有反映現狀的信息，做到決策方案的真實可靠。

（3）數據檢索和輸出：利用GIS可以隨時制作輸出各種專題圖和有關表格。它可以比傳統手工制作的地圖和表格提高效率幾倍至幾千倍甚至上百倍的效率。也可以在幾分鐘甚至幾秒鐘之內查詢到所要的數據并以不同方法（地圖、表格、多媒體）的形式表現出來。隨著以后技術投入，還可以用仿真和虛擬現實的方式將信息直觀的提供給決策者。

2． 林火撲救指揮和時實監測

GIS 在迅速反映管理轄區的有關信息，并將信息提供給指揮者。

（1）與遙感衛星的結合：利用人造衛星搭載遙感儀器可以探察包括森林、土地、環境和其他地球資源和大氣現象。他形象面積大，成象迅速、成本低廉，能隨時監測林火的發生和林火的動態變化。近幾年在我國森林防火管理工作中發揮了巨大作用。但由于精度相對來說很低，在某些應用中還具有很大的局限性，在具體林火的撲救方面表現出不足。如結合GIS就可以將這一個缺陷彌補，并可產生不可估量的效果。GIS可以將遙感圖象與已有的各種專題地圖進行匹配，將遙感的圖象與各種專題地圖疊加在一起，也可以將根據圖象上火點的位置在地圖上準確定位，并反映周邊的資源和社會經濟狀況。由此可以判斷造成災害的可能性，以及造成災害的后果。

（2）與GPS的結合：GPS-全球定位系統在近幾年國內外發展和應用十分迅速。它是由均勻分布的24顆空間衛星不斷地單向傳輸住處到用戶的GPS接收器，根據衛星的位置，定位精度可以達到100米至毫米。由于它可以在全球任何地方，任何時間，任何氣候都可以接收并定位，故對我們林火管理工作的開展產生不可估量的影響。GPS圖的制作 通過GPS可以將地理位置轉化成GIS的數據格式并輸入到GIS中，通過GIS來產生地圖，如過火區邊緣、交通道路、防火隔離帶都可以用GPS將其采集到GIS中。GPS可以在野外采集到的地理位置轉化成點、線或多邊形數據。GPS與撲火隊伍和運載配備GPS和相應的通訊設施后，就可以將隊伍行進的位置和路線及時傳輸到指揮部的GIS系統之中，GIS就可以準確地定位到地圖之中。從而就可以對行動的方向，位置，到達的目標地及時的糾正和調整。

（3）GIS了望臺的結合進行林火定位：根據了望臺的觀測情況和數據傳輸到GIS系統后就可以采用交會方法將林火的位置定位在地圖上。

（4）現場報告與林火的定位：GIS具有豐富的查詢功能，對于現場報告的模糊信息可以利用GIS模糊查詢的功能，對森林火災的發生位置進行定位，也可以直接報告經緯度的數據或大地坐標數據在GIS中的地圖上將林火定位，并將其他相關的數據顯示給指揮者。

（5）最佳路徑的確定：GIS可以根據交通道路的分布情況，以及撲火隊伍的實際位置和要到達的目的地的信息，自動計算出最佳的行進路線。次佳行進路線以及達到目的地所需的時間，并以圖形和數學的形式提供給指揮者。

（6）GIS與通訊網絡的結合：通訊可以將GIS系統形成具有活力的指揮中心的信息進行快速更新，決策方案能及時發遞。GIS結合通訊技術，將變成GIS為中心樞紐的信息網，從各個方面以各種途徑傳遞各種信息，GIS可以將此統一的管理協調起來。具體來說有以下幾個傳遞途徑。

I.遙感數據的通訊傳輸

II.氣象數據的通訊傳輸 III.GPS數據的通訊傳輸

IV.與上級指揮機構的數據傳輸

V.橫向聯合機構數據交換的數據傳輸

VI.上級相關部門的數據傳輸

3． 林火的預測預報

由于GIS能將不同的信息源進行統一管理和綜合分析，因而將更有利于進行林火發生，發展進行曲分析并且最形象，直觀的形式將林火的火險分析提供給管理者。再及GIS林火預測預報的過程是：

接收氣象數據選用火險等級分析模型綜合資源氣象和地形地貌數據進行綜合分析得出火險等級數據圖形顯示或輸出火險等級分布圖發出警告信息。

火險等級區劃有宏觀和微觀的不同層次，宏觀預報是根據不同區域各氣象臺站觀測的數據和區域植被的生長特點來預測火險等級指數，如省火險等級分布，全國火險等級分布，微觀火險等級預報具體可落實到山頭地塊。預測的結果具體詳細，但需要的數據量大。

4． 林火設施的布局分析

（1）了望臺布局分析：利用地形圖和了望臺站網的分布特點，可計算出盲區（了望臺不可見的山頭地塊）、定位區（可以利用不同了望臺定位的地塊）和不可定位區（只有一個了望臺可見）在需要建立或增設了望臺站的地區可以利用GIS設計觀察覆蓋面大，盲區小的了望 臺分布方案。

（2）交通道路布設：根據目前的林道分布的現狀和林火火險等級的分布圖以其森林經營的要求利用GIS可以設計出既有利于社會經濟要求，又利于林火快速撲救的林區交通道路的設計方案。

（3）防火隔離帶的布設：利用GIS所表現的綜合治理信息可以直觀在地圖上設計出經費節省效果佳的防火隔離帶。

5． 其它

（1）火災折算；對過火面積、蓄積損失、經濟損失，以及在撲火過程中的各種經濟投入能快速并準確地統計計算。

（2）災后處理：火燒跡地的清理，造林規劃

（3）火行為分析

（4）計劃燒除

（5）總體規劃 由于GIS的特點它的功能和方法正不斷在森林防火管理的工作中得以應用。

五．“3S”技術在林業中的應用及展望

“3S”技術中，作為單項的GPS、RS、GIS在林業中已各自取得輝煌的成就，例如，GPS用于飛播造林輔助導航，樣地野外定位，伐區測定邊界和面積，林業工程測量等，取得良好的經濟效益。RS在我國林業中的應用更是令人矚目，“三北”防護林遙感綜合調查在兩年時間查清了占全國60%面積的“三北”地區森林、土地、草場 等再生資源的數量，并對“三北”的生態環境進行了評價。使國家有關部門在短時間里掌握了如此大面積的資源狀況及變化情況，對人跡稀少、常規方法難以調查的地區，RS更顯其威力，西藏自治區森林資源調查就是用遙感技術完成的。

GIS的應用也由當初的簡單查詢和制圖制表發展為森林經營管理的重要工具，除了完成常規的數據管理功能外，可方便地在空間屬性數據基礎上建立生長、預測、經營、決策等專業模式，通過對各種經營過程進行模擬比較和評價，選擇出最優經營方案，并通過與RS的結合作出了許多區域性的森林資源、土地資源的動態化監測。

隨著“3S”技術的日益成熟和實用化，其具有實時或準實時獲取信息、處理信息的能力，必將給林業生產開拓一塊嶄新的天地。從“3S”技術的特點和林業生產的內容分析，可以預見，“3S”技術將對林業產生以下影響：

1.改變以往的林業調查作業方式。由于“3S”技術能快速、實時地獲取地面三維信息，省去了以往圖像繁重的校正工作及手工作圖的作業方式，人工勞務介入量大大減少，作業步驟變得簡單，周期縮短，成本成倍降低，整個過程將以自動化作業為主。

2.對林火、病蟲害等災害事件監測能力大大增強。我國進行了機-星-地航空遙感試驗，已實現了側視雷達掃描圖像的實時數字傳輸，保障了對災害事件的全天候監測，并快速地通過通訊衛星向遠距離發送。

3.快速編制各種林業專題圖件。以往林業制圖，由于遙感數據定位困難，人工勞務介入量大，地形圖成了編制其它圖件的基本圖，使得林業專題圖的編制費時費力，在一些無地形圖的地區更是無法進行。利用“3S”技術可以不受時間、地域的影響，利用其獲取的直接地學編碼圖像，直接輸出包括地形在內的各種專業圖件，編制時間大大縮短，精度也有了較高的保證。

4.有利于建立現代的國家森林資源監測體系。隨著我國經濟發展及社會環境意識的增強，傳統的森林資源監測體系已不能完全適應社會經濟可持續發展的需要。利用“3S”技術建立森林資源監測體系易于克服傳統監測體系的缺陷，做到： 1)動態監測森林資源的空間分布信息；

2)不僅對國家及大區域的森林資源進行宏觀監測還能對局部微觀區域的森林資源變化進行監測；

3)在監測內容上，不僅對森林資源數量進行監測，更能加強對生態環境信息的動態監測； 4)在數據更新方面，利用“3S”技術的實時或準實時功能，能更好地完成監測體系的數據更新

第三篇：3s技術在農業中的應用及發展

3S技術在農業中的應

用論文

班級：

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指導老師：

摘要：

農業是在信息技術發展的基礎上,以地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)、遙感技術(RS)和計算機自動控制技術為核心技術引發的一場新農業技術革命,將對我國農業技術的發展產生重大影響。因此,應在充分了解國際精準農業發展的理論基礎和技術原則的基礎上,結合我國具體情況,研究發展適合我國國情的精準農業技術體系。3S系統將信息獲取、信息處理、信息應用集結于一身,突出表現在信息獲取與處理的高速、實時與應用的高精度、可定量化方面。3S系統是三者相互補充相得益彰構成的一個功能完整強大的空間數據采集處理分析系統，3S集成技術已成為農業、生物信息管理的先進技術手段。

關鍵字：

3S技術，精準農業，遙感，信息處理

正文：

一、3S技術的概念：

3S 是全球定位系統(GPS)、地理信息系統(G IS)和遙感(RS)的統稱。是空間技術、傳感器技術、衛星定位與導航技術和計算機技術、通訊技術相結合，多學科高度集成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用的現代信息技術。

二、3S技術在農業中的應用：

1.“3S”技術在農作物中的應用：

農作物是一個國家賴以生存的靈魂，以科學技術發展農業是未來發展的必然趨勢。

1.1“3S”技術在農作物估產中的應用。作物估產的主要內容是估算作物種植面積和由單產模型、長勢遙感監測來確定估產模式。我國農作物遙感估產最初采用FAO推行的美國農業部的框圖面積取樣法，該方法是集統計估產、農學估產、氣象估產和遙感光譜估產于一體的綜合遙感估產，是傳統的統計估產方法與遙感估產的結合，簡易可行。我國遙感估產的第二階段是1984年由國家氣象局主持的“全國冬小麥NOAA衛星遙感綜合估產”項目，這是一種大面積農作物估產方法，在對冬小麥的宏觀地理分布了解的基礎上，根據氣候和生物特點，分區建立綠度修正值，在充分研究了小麥不同生育期的不同綠度值特點之后，利用相應的綠度值日來研究不同的估產模式，在微機網絡上實現通訊和產量計算。遙感估產的第三種方法以“八五”攻關項目“重點產糧區主要農作物遙感估產”為代表，估產內容涉及小麥、玉米和水稻，充分利用了TM影像的多波段特性和高幾何分辨率”（30m），在農作物套作區進行了提高面積解譯精度的研究，同時結合利用NOAA數據，對作物面積、單產和長勢變化等進行了估計。

1.2“3S”技術在農業監測和調查的應用。

1.2.1農作物長勢監測。作物在生長發育的不同階段，其內部成分、結構和外部形態特征等都會存在一系列的變化。葉面積指數是綜合反映作物長勢的個體特征與群體特征的綜合指數。遙感具有周期性獲取目標電磁波譜的特點，通過建立遙感植被指數和葉面積指數的數學模型，就可監測作物長勢，進而根據作物長勢能夠估測作物產量。

1.2.2土壤水分含量和分布監測。在植被條件和非植被條件下，熱紅外波段都對水分反應非常敏感，所以利用熱紅外波段遙感監測對象和作業監測土壤和植被水分十分有效。研究表明，不同熱慣量條件下，遙感波譜間的差異性表現最明顯，所以通過建立熱慣量與土壤水分間的數學模型，就能夠監測土壤水分含量和分布狀況。

1.2.3土壤養分分布調查。在播種之前，可用一種適用于在農田中運行的采樣車輛按一定的要求在農田中采集土壤樣品。車輛上配置有 GPS接收機和計算機，計算機中配置地理信息系統軟件。采集樣品時，GPS接收機把樣品采集 點的位置精確地測定出來，將其輸入計算機，計算機依據地理信息系統將采樣點標定，繪出 一幅土壤樣品點位分布圖。

1.2.4農作物病蟲害監測。應用遙感手段能夠探測病蟲害對作物生長的影響，跟蹤其發生演變狀況，分析估算災情損失，同時還能監測蟲源的分布和活動習性。

長期以來對農作物產量的預測都是農業系統的一項重要工作。隨著科學技術的發展，預測方法和手段逐步完善和提高，不但能較準確地估測出各種作物的最終產量，也能跟蹤監測各類作物在不同生長期的長勢，從而根據需要即使采用有效措施，對農作物的生長進行監控，保證當年產量的穩定增長。為了在農作物監測和估產中發揮和利用現代科學技術的成果，提高快速、準確、經濟地獲得監測和估產信息，為國家經濟建設和農業生產服務，雖然農作物估產和監測技術與理論十分復雜、地理信息技術和資料，從不同于傳統的統計部門得到信息。1.2.5監測作物產量。在聯合收割機上配置計算機、產量監視器和GPS接收機，就構成了作物產量監視系統。對 不同的農作物需配備不同的監視器。例如監視玉米產量的監視器，當收割玉米時，監視器 記錄下玉米所接穗數和產量，同時GPS接收機記錄下收割該株玉米所處位置，通過計算機最終繪制出 一幅關于每塊土地產量的產量分布圖。通過和土壤養分含量分布圖的綜合分析，可以找出 影響作物產量的相關因素，從而進行具體的田間施肥等管理工作。

1.2.6合理施肥，精確農業管理。依據農田土壤養分含量分布圖，設置有GPS接收機的“受控應用”的噴施器，在GPS的控制下，依據土壤養分含量分布圖，能夠精確地給田地的各點施肥，施用的化肥種類和數量由計算機根據養分含量 分布圖控制。

在作物生長期的管理中，利用遙感圖象并結合GPS可繪出作物色彩變化圖。利用GPS定位采集一定數量 的土壤及作物樣品進行分析，可以繪制出作物生長的不同時期的土壤含量的系列分布圖。這樣可以做到精確地對作物生長進行管理。

總之，GPS技術在農業領域將發揮重要作用。在我國，尚需積極開展在農業中的應用研究 以及相關設備的研制，特別在大平原地區，利用大規模的機械化生產的地區，應當重視 GPS技術在農田作業和管理中的應用。

2．“3S”技術在土壤侵蝕調查中的應用: 土壤侵蝕問題對農業資源和環境問題關系重大。利用衛星遙感影像可提供許多土壤侵蝕因子信息，如地形、坡度、巖性、植被等，據此以通用土壤侵蝕方法為基礎建立土壤侵蝕模式，并與相應地區的水文觀測站的輸沙模式相疊合，進行土壤侵蝕量因子分析和區域侵蝕模數計算，并顧及氣象、水文要素與土壤侵蝕的關系。我國利用遙感方法，先后對山西三江河流域、延安地區、永定河上游等進行了土壤侵蝕調查。1993年在水利部遙感中心的組織下，進行了全國土壤侵蝕的遙感制圖研究，利用TM圖像對全國進行了土壤侵蝕的清查工作，編制了全國1∶50萬（部分地區1∶25萬—1∶10萬）土壤侵蝕圖，將全國土壤侵蝕因子編碼建模，而且將全國的水蝕、風蝕和融凍侵蝕采用統一的分類標準，統一編碼制圖，并輸入計算機以備檢索查詢。

另外，土壤空間信息查詢有空間定位查詢和空間關系查詢，對如某種土壤類型的空間分布位置進行查詢，查詢與某種土壤類型或某一行政區域包括的土壤類型、沿河流與分布的土壤類型等。GIS既有很強的制圖功能，可以編繪出所需要的各種要素的專題地圖，如土壤肥力圖、土壤評級圖、土壤類型圖、土壤利用圖以及一系列社會經濟指標統計圖等。在可視化方面，這些專題地圖疊加在三維DEM上顯示，可以直觀地看出不同高程的土壤等級分布及N、P、K分布、土壤類型分布等，據此可進行多種專題圖的重疊而獲得土壤綜合信息。同時，課利用RS的實時信息，對土壤空間信息進行動態監測，及時調整和更新各種地圖。3．“3S”技術在精準農業中的應用：

“精細農業”技術是用現代高新技術特別是信息技術來改造傳統農業，在機械化的基礎上，把地理信息系統（GIS）、定位系統（GPS）、決策支持系統、傳感技術進行集成，定量獲取農田小區作物產量和影響作物生長的環境因素（如土壤肥力、含水量、苗情、病蟲草害等）實際存在的空間和時間差異性信息，分析影響小區產量差異的原因，采取技術上可行、經濟上有效的調控措施，區別對待，按需實施定位調控的“處方農作”。在“精細農業”技術體系中，DGPS 的定位應用以及 GIS 的應用開發是實施“精細農業”實踐的關鍵技術之一，即利用 DGPS 定位引導定量獲取農田內作物產量和影響作物生長的環境因素的差異性信息，在 GIS 中利用各種空間分析方法生成差異性信息分布圖，通過分析影響小區產量差異的原因，制定經濟、合理的生產決策方案，生成作物管理處方圖，指導農田定位作業。

高光譜遙感在精準農業中的應用，主要有以下相關工作：①利用植被指數進行地表覆蓋分析或作物長勢的動態監測；②對植被的葉面積指數、生物量、全氮量、全磷量等生物物理參數進行估算；③農作物長勢監測；④利用多時相的高光譜數據提取出光譜物征對不同植被和作物進行識別和分類；⑤作物個體生長狀況與作物葉片光譜關系的研究；⑥遙感信息模型研究。4．“3S”技術在農業氣象服務的應用：

農業氣象服務系統是在 GIS 和 RS平臺上開發的集農業氣象、遙感應用于一體的業務運行系統。它集成了農業氣象服務為城市“菜籃子、米袋子”服務的科研成果；建立了遙感、地學、氣象、農情、社會經濟統計等基礎數據庫；建立適應農業發展新需求的服務產品；將 GIS 分析功能應用于洪澇災害監測、災害損失評估、資源合理布局等領域，獲取較好的服務效果。建立了下述分析模型。

5.GPS應用于精準農業中應用：

可進行智能化農業機械作業動態定位、農業信息采樣定和遙感信息定位。GPS還運用于地震監測系統、氣象學、捕魚業、放牧和狩獵等方面，形成GPS普及應用的繽紛五彩世界

三、精準農業中的“3S”整體集成

在精準農業中，單純地運用 GPS、RS與 GIS中的某一種技術往往不能滿足綜合工程的需要，不能提供精準農業實施過程中所需要的對地測量、存儲管理、信息處理、分析模擬的綜合能力。這就需要把RS、GIS、GPS有機結合，綜合應用，構成一個一體化信息獲取、信息處理、信息應用技術系統，這是一個充分利用各自技術特點的空間技術應用體系，并逐步成為一個實踐性和應用性較強的新學科，簡稱為“3S”集成技術。在“3S”集成技術中，RS是 GIS的一個重要數據源和強有力的數據更新手段，GIS作為一種空間數據管理、分析的有效技術，可以為RS提供各種有用的輔助信息和分析手段，而GPS則為RS和GIS綜合系統中處理的空間數據獲得準確的空間坐標提供了獲取和定位手段，并且可以作為一個數據源為 GIS提供相關數據，三者已發展成為不可分割的整體，相互滲透相互補充。

四、3S技術的未來發展的前景：

3S技術的發展方興未艾，將來還可對下列項目進行開發：西南地區土地資源、土地利用（特別是耕地）的動態監則數據庫（系統），農業布局、產量數據庫，森林、草地數據庫及其信息服務和決策支持系統；西南地區水稻、小麥估產，重點地區荒漠化監測分析；長江上游洪水、川東干旱以及貢嘎山植被、冰川動態變化監測；土地詳查、變更系統；；建立三峽地區生態環境和持續發展決策支持信息系統土地管理信息系統；參與國家基本資源環境信息分析決策系統的建立等。通過這些項目的開發應用，可為農業的發展提供一條廣闊的道路，使農業的發展邁上新的臺階，這就需要人類不斷深入研究和探索，以便為農業的未來服務。

五、總結：

經過這一個學期的學習，我了解了很多3S技術和精準農業的知識，雖然我是農業電氣化的一名學生，但仍受益匪淺，目前3S技術正在漸漸大眾化和商業化，精準農業已經成為繼現代農業后的必然，隨著我國3S技術的成熟，在將來也一定會實現精準農業，從我們角度來看，我們可以通過3S技術對農業的產量，地區分布提供的信息進行分析和總結，從而對農業生產進行更好的規劃，為農民提供更加具體和全面的建議，從而避免現在我國農業的這種資源浪費狀況，避免菜賤傷農的發生。并提高農業生產的效率，因地制宜！

參考資料：

[1]李德仁，空間信息技術與農業發展[J].大自然探索，（25）：11126—11128 [2]張前勇，基于“3S”技術的精準農業[J].安徽農業科學，2006,34（16）：4170—4171 [3] 程一松,胡春勝.高光譜遙感在精準農業中的應用.農業系統科學與綜合研究.2001,17(3):193-195 [5]劉金銅,陳謀詢,蔡虹等.我國精準農業的概念內涵及理論體系的初步構建.農業系統科學與綜合研究,2001,17(3):180-182

第四篇：3S技術在地理教學中的應用

“3S”技術是英文遙感（Remote Sensing RS）、地理信息系統（Geographical information System GIS）、全球定位系統（Global Positioning System GPS）的統稱。遙感技術是信息采集（提取）的主力；全球定位系統是對遙感圖像（像片）及從中提取的信息進行定位，賦予坐標，使其能和“電子地圖”進行套合；地理信息系統是信息的“大管家”，為3S技術的核心。目前3S技術是解決人口、資源、環境及經濟發展等重大地理問題的重要手段和關健技術。因此，《普通高中地理課程標準》要求：新的高中地理課程在必修、選修模塊中必須介紹有關3S的知識，這是課程內容本身的要求。

另一方面，3S技術是地理課程獨特的輔助教學技術。目前，中學生普遍不喜歡地理課，《普通高中新課程試驗監測報告》顯示：在七門學科當中，地理僅排在物理之后，居于第二難學課程，造成這一結果的一個重要原因是目前地理課程教學手段落后，在中學地理教學過程中，大多數教師仍然偏重如何輔助學生記憶，其手段仍然是以地理掛圖和幻燈片等作為輔助工具，學生感到枯燥無味，因而教學效果不甚理想。因此地理教學改革的一個重要課題是使課堂教學整體優化，將信息技術引入地理教學，是改革教學方法和教學模式的重要途徑之一，結合地理學科的特點，將信息技術中的高端3S技術用于地理教學，是地理教學發展的必然。

1.GIS技術及其在地理教學中的應用

地理信息系統是20世紀60年代中期才發展起來的新技術，至今已40多年，始終發展迅猛。國內外學者由于對GIS技術研究視角、應用目的的不同，所給出的定義也不盡相同，例如，美國學者Parker認為“GIS是一種存儲、管理、分析和顯示有關地理現象信息的綜合系統”；加拿大的Roger Tomlinson博士認為“GIS是全方位分析和操作地理數據的數字系統”；我國著名GIS專家陳述彭院士認為“GIS是在計算機軟硬件支持下，把各種地理信息按空間分布或地理坐標，以一定格式輸入、存儲、查詢檢索、顯示和綜合分析應用的技術系統”。雖然這些學者對GIS的定義不盡相同，但都認為GIS具有數據的采集、管理、處理、分析和輸出等基本功能。目前，GIS廣泛應用于國民經濟的各行各業，如環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農林牧業、統計、商業金融等幾乎所有領域。

在中學地理教學中，GIS技術可將復雜的自然景觀、地理現象的空間分布甚至抽象的概念用三維的、動態的、直觀的方法方式表現出來，將地理教學中不易明察與掌握的內容通過虛擬場景來展現，提高教學效果，下面以地貌演變、地形分析和天體運動這三個教學內容為例進行應用分析。

地貌教學是中學地理教學的基礎內容，在地貌教學中，褶皺和斷裂的形成是比較抽象的內容，傳統的平面、靜態的教學方法難以達到滿意的教學效果。使用GIS技術的

真三維顯示與動態模擬功能，模擬巖石受力及相關地貌的形成過程與結果，如巖石受到強大壓力和張力時會發生斷裂，并沿斷裂面有錯動或位移的現象，相對上升一側地貌表現為斷裂山或高地，相對下沉的巖石地貌表現為裂谷或低地。受內力作用，巖石在水平方向上受擠壓導致褶皺；受外力作用，背斜中心巖石易被侵蝕形成谷地，向斜中心巖石堅固不易被侵蝕形成山，形象地展示了“背斜成谷，向斜成山”的過程。GIS技術把漫長的地貌歷史演變過程在瞬間完成，使學生對所學知識有較形象的理解。

在地形分析中,平面地圖缺乏對山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等概念的直觀形象的可視化表達，利用GIS的數字高程模型（DEM）模塊來創建數字高程模型，這樣便可三維立體顯示一座山體，讓學生直觀地觀察山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等多種地形。并通過旋轉動態技術，讓學生自己上機操作，使山峰的方向任意旋轉，或移走山體，或變換顏色以突出某種地形，在此基礎上，將影像數據與矢量數據再鑲嵌在數字高程模型上，進行數據的融合，實現三庫一體，則山體表現得更加形象逼真，使人感到渾然天成，這種教學明顯調動了學生學習的積極性和主動性，加深了學生對地形特征的理解，讓學生有身臨其境的感覺。

在天體運動的教學中，一般教學掛圖三維效果不突出且缺乏動感，不易掌握其運動規律，通過GIS的二次開發子系統，建立場景，制作太陽、地球、月球以及地球及月球的運動軌跡，指定月球和地球的鏈接，進而完成天體的運動制作與飛行漫游，從而具體地模擬出天體的運動規律。在此基礎上，教師進行講解，調動學生觀察思考的積極性，使學生產生強烈的求知欲望，收到事半功倍的效果。

2.RS技術及其在地理教學中的應用

遙感是20世紀60年代發展起來的對地觀測的綜合性技術，它是指應用探測儀器，不與探測目標接觸，從遠處把目標的電磁波特性記錄下來，通過分析，揭示出物體的特征性質及其變化的綜合性探測技術。經過40多年的發展，遙感技術已成為一種影像遙感和數字遙感相結合的先進、實用的綜合性探測手段，被廣泛應用于資源、環境、地質、地理、氣象、海洋、農業、林業及軍事偵察等各個領域。在中學地理教學中，RS技術可廣泛地應用于輔助教學，提高教學效果，下面以利用遙感輔助講授全球變化、環境生態問題為例進行應用分析。

通過遙感監測案例及其影像，幫助學生對地球環境進行立體觀察，幫助認識全球環境的整體性與變化過程。例如，利用遙感影像幫助學生了解全球溫度變化、溫室效應。美國宇航局（NASA）以遙感手段獲得全球臭氧的分布，每年在網絡上發布南極臭氧濃度分布合成圖，這些材料是輔助講授全球臭氧分布及異常變化等全球變化的極好素材。另外，利用遙感在全球植被覆蓋變化監測、地球大氣監測等應用案例與影像，可以輔助講

授環境變化；利用遙感在城市環境問題、城市水體污染、城市大氣污染等監測的案例與影像輔助講授環境問題。

在講授城市、區域或全球生態環境問題中，可以借助遙感影像幫助學生了解植被分布、土地利用及分布，提高學生宏觀觀察、分析能力。例如利用遙感在毀林過程監測、全球森林分布變化監測等方面的實例及影像，輔助講授全球植被覆蓋變化；利用遙感在土地利用普查中的實例和影像，輔助講授土地利用和農作物分布；利用遙感在城市生態監測、綠化率調查的實例和影像，輔助講授城市環境與生態等。

地表許多災害從影像區域來說，可能涉及一個很大的區域，遙感的大范圍觀測的特征提供了監測災害的可能，相關的遙感影像有助于在教學過程中幫助學生理解這些區域性過程。例如，利用遙感在草原和森林火災監測、沙塵暴災害監測、海洋污染監測、火山噴發和地震等監測的案例和影響，輔助講授自然災害的發生、發展過程，進行災害影響分析。例如，遙感在森林火災監測中的應用案例，可以幫助學生認識現代技術對森林防災救災中的意義。

3.GPS技術及其在地理教學中的應用

全球定位系統(GPS)是美國國防部為滿足軍事部門對海上、陸地和空中設施進行高精度導航和定位的要求而建立的，于20世紀70年代初開始設計、研制，1993年6月建成。GPS主要由空間星座、地面監控系統和用戶接收機三大部分組成，空間星座包括21顆工作衛星和3顆備用衛星，分布在6個等間隔的軌道面上，每個軌道面上分布4顆衛星，衛星軌道接近圓形，運行周期為11小時58分，地面上每個觀測站上每天出現的衛星分布圖相同，這樣的布局保證了在地球上和近地空間任意一點、任意時刻均可至少同時觀測到4顆GPS衛星。GPS具有全球地面連續覆蓋、功能多、精度高、實時定位速度快、抗干擾性能好、保密性強、全天作業、操作簡便等優點，目前在精確導航和精確定位方面得到了廣泛應用。在中學地理教學中，GPS的輔助作用沒有GIS、RS廣泛，下面僅以借助GPS輔助講授制圖、交通、氣象等為例說明其在教學中的應用。

具體地說，GPS可以輔助講授地圖、計算機制圖的發展；輔助講授現代農業的發展（例如，GPS在“精細農業”中的應用）；輔助講授現代交通的發展（例如，GPS在智能交通中的自動導航作用）；輔助講授天氣與氣候（例如，GPS在大氣物理觀測中的應用）；輔助講授地球研究進展（例如，GPS在地球勘探、變形監測中的應用）；輔助講授海洋地理（例如，GPS在遠洋航線設定與監測、船只調度與導航、海洋救援、海平面升降監測等的應用）；輔助講授宇宙、太空知識（例如，GPS在飛機導航、航空遙感控制、衛星定軌、導彈制導、航空救援等的應用）等。

參考文獻：

[1]梅安新，彭望琭．遙感導論[M]．北京：高等教育出版社，2004：1-30．

[2]陳述彭．地理信息系統導論[M]．北京：科學出版社，2000：1-13．

[3]教育部．普通高中地理課程標準（實驗）[M]．北京：人民教育出版社，2003：12-45．

[4]陸靜．地理信息系統（mapinfo）在中學地理教學中的應用研究[J]．中學地理教學參考，2000，NO．1：108-109．

1.1 RS 概述

遙感（RS）是在高空或遠距離處，利用傳感器接受物體輻射的電磁波信息，經加工處理成可識別的圖像或電子計算機用的記錄磁帶，揭示被測物體的性質、形狀和變化動態。遙感技術包括傳感器技術、信息處理、提取和應用技術，目標信息特征的分析與測量技術等。遙感技術可應用于氣象、地質、地理、農業、林業、陸地水文、海洋、測繪、污染監測及軍事偵察等領域。

遙感通常按其承載傳感器的平臺不同分為航天遙感、航空遙感、地面遙感。根據獲取信息的電磁波波段不同，可以分為可見光遙感、紅外遙感、微波遙感、紫外線遙感。遙感具有感測范圍大，綜合宏觀的特點；信息量大、手段多、技術先進的特點；獲取信息快、更新周期短、動態監測的特點；用途廣，效益高的特點。1.2 GIS 概述

地理信息系統（GIS）是利用現代計算機系統和數據庫技術，用以輸入、編輯、分析、儲存及顯示空間及其屬性的地理資料系統。GIS是一個以地理數據為研究對象，以空間數據庫為核心，采用多種數據分析與建模方法，實時提供多種空間和動態資源與環境信息，為科研、管理和決策服務的計算機應用系統。

GIS能把圖形管理系統和數據管理系統有機地結合起來，不但克服了數據庫和圖形系統各自固有的局限性，而且使二者的優勢相聯合，優勢更加突出，功能倍增。GIS既管理對象的位置又

管理對象的其他屬性，而且位置和其他屬性是自動關聯的，GIS提供的信息產品不僅僅是簡單的文字和數據，而且還有一幅幅空間圖形或圖像。位置圖往往比文字更能說明空間問題，它給人以直觀完整而深刻的印象，GIS具備對這些帶有空間屬性的對象進行輸入、輸出、編輯、修改、查詢等基本功能。1.3 GPS 概述

全球定位系統（GPS）是由美國國防部為其星球大戰計劃，從上世紀七十年代制造GPS系統Navstar 衛星開始，歷時20年，到1993年建成的空間軍事系統，它被稱為繼阿波羅飛船登月、航天飛機之后耗費巨資的第三大浩繁空間工程。1996年3月白宮宣布“每個人都可以使用更高精度的GPS系統，降低民用GPS信號精度的做法將在10年內逐步取消”之后，GPS除軍事應用外，開始在民用領域迅速擴展。

GPS由三個分系統組成：一是由24顆分布于2萬公里高度的6個軌道圍繞地球飛行的衛星構成GPS空間衛星網（另外有3顆備份星）；二是由分布于全球的5個監測站、1個主控站、3個注入站構成的地面監測控制（支撐）系統；三是遍布全球的固定或移動的GPS用戶接收系統。GPS是近年來高速發展的最具開創意義的高新技術之一，因其全球性、全能性、實時性、全天候的連續高精度導航定位、測速、授時等功能和技術優勢，廣泛應用于各個領域。由于全球衛星定位技術具有在軍事、商業等廣闊的應用前景，2002年由歐盟發起，并且中國與2003年與其正式合作，聯手實施“伽利略（GALILEO）計劃”。2．3S 技術在地理教學中的應用 2.1 RS 應用

經過40多年的發展，遙感技術已成為一種影像遙感和數字遙感相結合的先進、實用的綜合性探測手段，被廣泛應用于資源、環境、地質、地理、氣象、海洋、農業、林業及軍事偵察等領域。在高中地理教學中，遙感技術可以廣泛地應用于輔助教學，提高教學效果。

地表許多災害從影響區域來說，可能涉及一個很大的區域，遙感的大范圍觀測的特征提供了監測災害的可能，相關的遙感影像有助于在教學過程中幫助學生理解這些區域性過程。例如，利用遙感在草原和森林火災監測、沙塵暴災害監測、海洋污染監測、火山噴發和地震等監測的案例與影像，輔助講授自然災害的發生、發展過程，進行災害影響分析。又如，遙感在森林火災監測中的應用，可以幫助學生認識現代技術對森林防災救災中的意義。再如，火山、地震等過程對學生來說很難有直觀上的認識，利用遙感影像，能夠宏觀、逼真地展現它們的發生過程或活動狀態。2.2 GIS應用

針對地理知識的特點，許多內容具有一定的空間屬性，而傳統的教學手段主要是運用掛圖、課本插圖或投影片來進行講授，在一定程度上可以加深學生對知識的理解，但由于這些都是靜態的顯示，在視覺上無法即時對比感知，而且使用起來也不太方便，需要占據一定的空間，給老師板書帶來不便，另外教師需要在課前花費大量時間制作和維護。而用GIS軟件，通過計算機與大屏幕投影，來講解效果就要好的多。如講到中國的行政區劃時，34個省級行政單位的名稱、分布及范圍可以逐個以動態閃爍的方式顯示，而且分別賦予屬性，可以即時查詢每個省級行政區的面積、人口、社會經濟情況等內容，為了突顯各省級行政單位的輪廓，還可以隱去其他內容，單獨顯示一個省等。

用GIS技術制作相應課件進行教學具有以下優點：教師可以根據教學實際方便地對圖形進行修改；可以結合教學內容在圖上賦予相關的教學資料，豐富地理景觀內容；可以實現地理演變的

模擬演示，使學生獲得更形象化的認識，起到突破難點的作用。2.3 GPS 應用

在中學地理教學中，GPS的輔助作用沒有GIS、RS廣泛，但隨著高中新課程改革的實施和學校教學條件的改善，挖掘GPS的輔助教學功能，加強其教學應用，也是地理信息技術教學應用的一個重要內容。具體來講，GPS可以輔助講授地圖、計算機制圖的發展；輔助講授現代農業的發展；輔助講授現代智能交通的發展，特別是GPS自動導航的作用；輔助講授天氣與氣候，例如GPS在大氣物理觀測中的應用；輔助講授地球研究進展，例如GPS在地球勘探、變形監測中的應用；輔助講授宇宙、太空知識，例如GPS在航空遙感控制、衛星定軌、導彈制導、航空救援等的應用。

總之，地理信息技術（GPS，GIS，RS）應用于地理教學有很大的前景，但同時也對地理教師提出了新的挑戰，如何熟練掌握GPS、GIS、RS技術？基于3S技術的教學模式有哪些？3S技術對學生會產生怎樣的影響？這些問題都值得教師去探究。相信隨著信息技術教育的普及與深入，地理信息技術必將在信息技術與地理教學中占有重要的地位。

第五篇：3S技術及其在中學地理教學中的應用（范文）

3S技術及其在中學地理教學中的應用

劉江 劉方成 李保珠

摘要：本文首先簡要介紹了3S技術，并對3S技術運用于中學地理教學的必要性進行了分析，最后以具體案例詳細說明此應用及效果。

關鍵詞：GIS；RS；GPS；中學；地理教學；應用

引言

“3S”技術是英文遙感（Remote Sensing RS）、地理信息系統（Geographical information System GIS）、全球定位系統（Global Positioning System GPS）這三種技術名詞中最后一個單詞字頭的統稱，這三者之間緊密聯系在一起,遙感技術是信息采集（提取）的主力[1]；全球定位系統是對遙感圖像（像片）及從中提取的信息進行定位，賦予坐標，使其能和“電子地圖”進行套合；地理信息系統是信息的“大管家”，為3S技術的核心[2]。目前3S技術是解決人口、資源、環境及經濟發展等重大地理問題的重要手段和關健技術。因此，《普通高中地理課程標準》要求：新的高中地理課程在必修、選修模塊中必須介紹有關3S的知識，這是課程內容本身的要求[3]。

另一方面，3S技術是地理課程獨特的輔助教學技術。目前，中學生普遍不喜歡地理課，《普通高中新課程試驗監測報告》顯示：在七門學科當中，地理僅排在物理之后，居于第二難學課程，造成這一結果的一個重要原因是目前地理課程教學手段落后，在中學地理教學過程中，大多數教師仍然偏重如何輔助學生記憶，其手段仍然是以地理掛圖和幻燈片等作為輔助工具，學生感到枯燥無味，因而教學效果不甚理想。因此地理教學改革的一個重要課題是使課堂教學整體優化，將信息技術引入地理教學，是改革教學方法和教學模式的重要途徑之一，結合地理學科的特點，將信息技術中的高端3S技術用于地理教學，是地理教學發展的必然[4]。下面以一些具體實例說用3S技術在地理教學中的應用。

1.GIS技術及其在地理教學中的應用

地理信息系統是20世紀60年代中期才發展起來的新技術，至今已40多年，始終發展迅猛。國內外學者由于對GIS技術研究視角、應用目的的不同，所給出的定義也不盡相同，例如，美國學者Parker認為“GIS是一種存儲、管理、分析和顯示有關地理現象信息的綜合系統”；加拿大的Roger Tomlinson博士認為“GIS是全方位分析和操作地理數據的數字系統”；我國著名GIS專家陳述彭院士認為“GIS是在計算機軟硬件支持下，把各種地理信息按空間分布或地理坐標，以一定格式輸入、存儲、查詢檢索、顯示和綜合分析應用的技術系統”。雖然這些學者對GIS的定義不盡相同，但都認為GIS具有數據的采集、管理、處理、分析和輸出等基本功能。目前，GIS廣泛應用于國民經濟的各行各業，如環境評估、災害預測、國土管理、城市規劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設施管理、農林牧業、統計、商業金融等幾乎所有領域。

在中學地理教學中，GIS技術可將復雜的自然景觀、地理現象的空間分布甚至抽象的概念用三維的、動態的、直觀的方法方式表現出來，將地理教學中不易明察與掌握的內容通過虛擬場景來展現，提高教學效果，下面以地貌演變、地形分析和天體運動這三個教學內容為例進行應用分析。

地貌教學是中學地理教學的基礎內容，在地貌教學中，褶皺和斷裂的形成是比較抽象的內容，傳統的平面、靜態的教學方法難以達到滿意的教學效果。使用GIS技術的真三維顯示與動態模擬功能，模擬巖石受力及相關地貌的形成過程與結果，如巖石受到強大壓力和張力時會發生斷裂，并沿斷裂面有錯動或位移的現象，相對上升一側地貌表現為斷裂山或高地，相對下沉的巖石地貌表現為裂谷或低地。受內力作用，巖石在水平方向上受擠壓導致褶皺；受外力作用，背斜中心巖石易被侵蝕形成谷地，向斜中心巖石堅固不易被侵蝕形成山，形象地展示了“背斜成谷，向斜成山”的過程。GIS技術把漫長的地貌歷史演變過程在瞬間完成，使學生對所學知識有較形象的理解。

在地形分析中,平面地圖缺乏對山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等概念的直觀形象的可視化表達，利用GIS的數字高程模型（DEM）模塊來創建數字高程模型，這樣便可三維立體顯示一座山體，讓學生直觀地觀察山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等多種地形。并通過旋轉動態技術，讓學生自己上機操作，使山峰的方向任意旋轉，或移走山體，或變換顏色以突出某種地形，在此基礎上，將影像數據與矢量數據再鑲嵌在數字高程模型上，進行數據的融合，實現三庫一體，則山體表現得更加形象逼真，使人感到渾然天成，這種教學明顯調動了學生學習的積極性和主動性，加深了學生對地形特征的理解，讓學生有身臨其境的感覺。

在天體運動的教學中，一般教學掛圖三維效果不突出且缺乏動感，不易掌握其運動規律，通過GIS的二次開發子系統，建立場景，制作太陽、地球、月球以及地球及月球的運動軌跡，指定月球和地球的鏈接，進而完成天體的運動制作與飛行漫游，從而具體地模擬出天體的運動規律。在此基礎上，教師進行講解，調動學生觀察思考的積極性，使學生產生強烈的求知欲望，收到事半功倍的效果。

2.RS技術及其在地理教學中的應

遙感是20世紀60年代發展起來的對地觀測的綜合性技術，它是指應用探測儀器，不與探測目標接觸，從遠處把目標的電磁波特性記錄下來，通過分析，揭示出物體的特征性質及其變化的綜合性探測技術。經過40多年的發展，遙感技術已成為一種影像遙感和數字遙感相結合的先進、實用的綜合性探測手段，被廣泛應用于資源、環境、地質、地理、氣象、海洋、農業、林業及軍事偵察等各個領域。在中學地理教學中，RS技術可廣泛地應用于輔助教學，提高教學效果，下面以利用遙感輔助講授全球變化、環境生態問題為例進行應用分析。

通過遙感監測案例及其影像，幫助學生對地球環境進行立體觀察，幫助認識全球環境的整體性與變化過程。例如，利用遙感影像幫助學生了解全球溫度變化、溫室效應。美國宇航局（NASA）以遙感手段獲得全球臭氧的分布，每年在網絡上發布南極臭氧濃度分布合成圖，這些材料是輔助講授全球臭氧分布及異常變化等全球變化的極好素材。另外，利用遙感在全球植被覆蓋變化監測、地球大氣監測等應用案例與影像，可以輔助講授環境變化；利用遙感在城市環境問題、城市水體污染、城市大氣污染等監測的案例與影像輔助講授環境問題。

在講授城市、區域或全球生態環境問題中，可以借助遙感影像幫助學生了解植被分布、土地利用及分布，提高學生宏觀觀察、分析能力。例如利用遙感在毀林過程監測、全球森林分布變化監測等方面的實例及影像，輔助講授全球植被覆蓋變化；利用遙感在土地利用普查中的實例和影像，輔助講授土地利用和農作物分布；利用遙感在城市生態監測、綠化率調查的實例和影像，輔助講授城市環境與生態等。

地表許多災害從影像區域來說，可能涉及一個很大的區域，遙感的大范圍觀測的特征提供了監測災害的可能，相關的遙感影像有助于在教學過程中幫助學生理解這些區域性過程。例如，利用遙感在草原和森林火災監測、沙塵暴災害監測、海洋污染監測、火山噴發和地震等監測的案例和影響，輔助講授自然災害的發生、發展過程，進行災害影響分析。例如，遙感在森林火災監測中的應用案例，可以幫助學生認識現代技術對森林防災救災中的意義。

3.GPS技術及其在地理教學中的應用

全球定位系統(GPS)是美國國防部為滿足軍事部門對海上、陸地和空中設施進行高精度導航和定位的要求而建立的，于20世紀70年代初開始設計、研制，1993年6月建成。GPS主要由空間星座、地面監控系統和用戶接收機三大部分組成，空間星座包括21顆工作衛星和3顆備用衛星，分布在6個等間隔的軌道面上，每個軌道面上分布4顆衛星，衛星軌道接近圓形，運行周期為11小時58分，地面上每個觀測站上每天出現的衛星分布圖相同，這樣的布局保證了在地球上和近地空間任意一點、任意時刻均可至少同時觀測到4顆GPS衛星。GPS具有全球地面連續覆蓋、功能多、精度高、實時定位速度快、抗干擾性能好、保密性強、全天作業、操作簡便等優點，目前在精確導航和精確定位方面得到了廣泛應用。在中學地理教學中，GPS的輔助作用沒有GIS、RS廣泛，下面僅以借助GPS輔助講授制圖、交通、氣象等為例說明其在教學中的應用。

具體地說，GPS可以輔助講授地圖、計算機制圖的發展；輔助講授現代農業的發展（例如，GPS在“精細農業”中的應用）；輔助講授現代交通的發展（例如，GPS在智能交通中的自動導航作用）；輔助講授天氣與氣候（例如，GPS在大氣物理觀測中的應用）；輔助講授地球研究進展（例如，GPS在地球勘探、變形監測中的應用）；輔助講授海洋地理（例如，GPS在遠洋航線設定與監測、船只調度與導航、海洋救援、海平面升降監測等的應用）；輔助講授宇宙、太空知識（例如，GPS在飛機導航、航空遙感控制、衛星定軌、導彈制導、航空救援等的應用）等。

參考文獻：

[1]梅安新，彭望琭．遙感導論[M]．北京：高等教育出版社，2004：1-30．

[2]陳述彭．地理信息系統導論[M]．北京：科學出版社，2000：1-13．

[3]教育部．普通高中地理課程標準（實驗）[M]．北京：人民教育出版社，2003：12-45．

[4]陸靜．地理信息系統（mapinfo）在中學地理教學中的應用研究[J]．中學地理教學參考，2000，NO．1：108-109．

（1．劉江：曲靖市第一中學，云南曲靖660000；劉方成、李保珠：昆明理工大學國土資源工程學院，云南昆明）