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(gè)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(cè)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(diǎn)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(gè)部分組成，簡(jiǎn)稱3S技術(shù)。許多學(xué)生對(duì)3S技術(shù)概念本質(zhì)理解不清，考試時(shí)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(gè)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(jiǎn)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(wèn)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(shí)間，形象地講是人類的“指南針”和“高度儀”，解決在什么時(shí)間“在哪里”問(wèn)題。地理信息系統(tǒng)主要用于對(duì)地理信息進(jìn)行管理、查詢、更新、空間分析和應(yīng)用評(píng)價(jià)，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(wèn)題。(表1）
表1 3S技術(shù)比較
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地理信息系統(tǒng) |
概念 |
主要組成部分 |
應(yīng)用領(lǐng)域 |
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遙感RS |
對(duì)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(cè) 環(huán)境監(jiān)測(cè) |
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全球定位系統(tǒng)GPS |
導(dǎo)航、定位 |
GPS衛(wèi)星星座、GPS信號(hào)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(cè)量、旅游探險(xiǎn)、航海 |
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地理信息系統(tǒng)GIS |
對(duì)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(píng)價(jià) |
計(jì)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(dú)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(kù)。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(duì)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(cè)和估算農(nóng)作物的播種面積、作物長(zhǎng)勢(shì)與作物產(chǎn)量估算，及時(shí)發(fā)現(xiàn)作物生長(zhǎng)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，進(jìn)行災(zāi)害評(píng)估。GPS安裝在聯(lián)合收割機(jī)上，進(jìn)行精確定位和高度測(cè)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(guò)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(kù)。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(cè)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(dòng)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(guò)接受衛(wèi)星信號(hào)，配合電子地圖數(shù)據(jù)，適時(shí)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(yǔ)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(yǔ)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(jiǎn)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(yǔ)音提示主要是車載導(dǎo)航系統(tǒng)中的簡(jiǎn)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(kù)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(guò)程。
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