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1、目 录摘要ABSTRACT1 引言22 3S技术及其集成22.1 3S技术的概述22.2 全球定位系统GPS的发展过程22.3 遥感技术RS的发展过程42.4 地理信息系统GIS的发展过程72.5 3S集成103 3S技术在城市规划中的综合应用134 结束语22致谢24参考文献25 3S技术在城市规划中的应用研究摘 要3S技术的形成与发展，使得空间信息技术在军事、资源与环境、土地管理、测绘、土建工程、交通运输、城市规划与管理等所有涉及空间信息的领域，得到了更加广泛的应用。城市规划是城市建设管理中的一个重要环节，对城市的发展起到了不可忽视的作用。所谓的3S技术指的是地理信息系统（GIS）、全球定
2、位系统（GPS）、遥感（RS）的简称，应用到城市规划中可以使城市建设信息化，使其更加具有科学性、实用性、可操作性。关键词：全球定位系统 地理信息系统 遥感 3S集成 3S Technologies In Urban Planning Of TheApplied ResearchABSTRACTThe formation and development of 3S technology, makes the spatial information technology in military, resources and environment, land management, surveyi
3、ng and mapping, civil engineering, transportation, city planning and management of all relates to the spatial information domain, has been more widely used. City planning is an important link in the construction and management of the city, a role not to be ignored on the city development. The so-cal
4、led 3S technology refers to the geographic information system (GIS), global positioning system (GPS), remote sensing (RS) abbreviation, is applied to the city planning can make the city construction information, make it more scientific, practical, maneuverability.KEYWORDS : Global positioning system
5、 Geography information system Remote sensing 3S Integration 1引言城市是人类现代科技进步、经济蓬勃发展和社会精神文明的结晶，是人类文明的象征，也是社会物质和精神财富生产、积聚和传播的中心，是经济发展最为迅速的敏感地区。现代化城市是一个多功能、社会化的有机综合体，是一个高度复杂的动态大系统。而城市规划是对城市在一定的时期内发展的战略性指导，是人居环境各层面上的、以城市层次为主导工作对象的空间规划，是经济、社会、环境协调发展的重要手段。城市的内部功能完善、结构的合理化迫切需要城市规划的引导，城市建设本身不可能自发的朝着可持续发展的方向健康
6、有序的迈进。因此，进行城市规划的根本目的是通过对城市土地和空间资源的合理配置，来发展建设适合人类生活的美好家园。城市规划是城市复杂系统运转、创造良好人居环境的根本保障，否则，将会阻碍国家和地区社会经济的发展。现代城市规划的内涵和外延有了一些新的变化，涉及面越来越广，内容越来越多，工作量及其难度也越来越大，因此就要考虑合理的技术规划方案，科学合理的城市规划能为国家与地区的建设带来巨大的综合效益。当今时代是一个信息化的时代，随着3S技术的迅速发展和日渐成熟，演变成了信息发展模式中的一种突出表达形式，是结合遥感技术、全球定位系统及地理信息系统的各种特殊功能为一体的优化集成技术，具有不可忽视的广阔应用
7、领域和发展前景，尤其在城市规划领域的的应用已经达到了一个相当高的水平。3S技术能够快速准确的获取有关城市的多时相的、多维的、多平台的、多波段的、高精度与高分辨率的海量空间数据，也能将经过处理后的相关数据数据进行空间分析，高效率的为城市规划建设提供实时的、动态的、准确的信息。鉴于3S技术的这些突出的特点，使其在现代城市规划中，尤其是在城市空间布局和土地利用规划中得到了更为广泛的应用。以GIS、GPS、RS为基础，将其三种分别独立技术根据不同的应用功能把相关联的部分有机的结合在一起，形成了一个功能非常优越的集成式技术，合理有效的运用这种技术体系，可以实时快速、准确可靠地完成对各种空间的、环境的、能
8、源等信息资料的收集、存储、分析、处理和更新。- 3 -2 3S技术及其集成2.1 3S技术的概述所谓的3S技术实际上就是地理信息系统(Geography information system，GIS) 、全球定位系统(Global positioning system，GPS)和遥感技术(Remote sensing，RS)的统称，一般来说，三者常常集成为一个综合的应用系统，形成“一个大脑，两只眼睛”的框架，即GPS技术进行实时定位，能够实时、快速、准确地为人们提供所需目标的空间位置；RS技术进行数据的快速采集与更新，一般常用于采集大面积的地表物体及其周围环境的几何的、物理的、各种变化的信息；
9、而GIS则进行空间分析和综合处理，为多种来源的空间数据提供有力的支持平台。三者既是相互独立的，又有着密切的关联，可以共同运用，解决一些相关的问题。3S技术作为一种强大的多学科的现代信息技术，是多种先进技术的高度集成，如获得遥感影像的传感器技术，快速实时定位的卫星导航定位系统，空间信息技术等，它们与国内外的计算机软件技术、快捷的现代通讯技术结合在一起，就能实现对空间信息的快速收集、高效处理、有序管理、合理分析、准确表达、形象显示、传播应用等功能。2.2 全球定位系统GPS的发展过程由美国建立，在全球范围内进行导航与定位的系统，称为全球定位系统，即Global positioning system
10、，简称为GPS。GPS由地面监控部分、空间卫星和用户设备三部分组成。利用GPS技术，在地理空间参考系中，根据卫星的已知瞬时位置与卫星至目标的测量距离，即计算机确定被测目标的空间位置。其中，被测目标可以是陆地或者海上目标，也可以是空中目标；可以是固定目标，也可以是运动的目标。目前，GPS已经具备在海、陆、空进行全方位、全天候、实时三维导航与定位能力，同时可以测时、测速。其动态精度可达米级至分米级，静态相对定位精度可达厘米甚至毫米级，测时精度可达毫微秒级，测速精度可达分米至厘米级。美国建立的GPS，实现了海、陆、空的侦察机、轰炸机、军舰、坦克的导航和导弹制导等军事目的。现在的研究与发展，GPS已广
11、泛的应用于国民经济等许多领域，乃至人们的日常生活。海上船舶民事飞行、陆地车辆、交通运输、旅行探险的导航，公路与铁路的勘察、石油与地质勘察、地形与工程测量、地震与灾害监4测、大陆版块运动、环境监测等定位，都在使用GPS。随着GPS接收机成本的降低，人们的日常生活将越来越离不开GPS。具有高度可靠性、灵活性、快速实时性的全球定位系统，已经在传统的测量界发生了翻天覆地的变化。它的基本理论是：利用空间三角测量的基本原理，根据空中的定位卫星发射的信号和地面接收机接受到的卫星信号，从而获取目标的地面坐标、对应高程、传输时间，分析处理和计算它们之间的关系，更广泛的为导航定位、各种测量、测距等提供方便的服务。
12、GPS定位系统由美国的海、陆、空三军联合开发研制的，最初使用军事国防方面，也是经过美国国防部批准的，从1973年12月开始，经过二十多年的改进研究，花费了将近二百亿美元，最终于1994年渐渐发展和建成，并很快的投入军事、民用方便，成为了迄今为止一项伟大的的跨世纪杰作。历经方案论证设计、研制试验和生产试验三个阶段，并从五项指标来进行分析，即观测时信号的覆盖范围是否广泛，信号的可靠性是否达到标准，数据的内容是否完整，数据的准确度是否达到要求，还有数据都有哪些其它的用处。因此就可以知道GPS技术除了能满足一系列军事导航定位等军事目的外，还能完成米级或厘米级精度的精密相对定位，当然是通过对接收的卫星信
13、号进行载波相位测量达到的。就发展方向来看，GPS技术要从以下几个部分来考虑并改善。第一，空中发射卫星信号的卫星定位系统卫星发射信号的准确度和可靠性关系到卫星定位的精度，就目前发展的阶段而言，定位精度的服务不外乎有两种。一种是为美国军用服务的精密定位服务系,即PPS。该服务系统保守估计的单点实时定位精度是10m,经过不断改善而实际上可以达到3m的实时定位精度。另一种所谓的标准定位服务系统是为广大的一般用户服务的，是一种民用服务系统，也可称为SPS。它的定位精度较军用系统的精度要求比较低，因此也是比较常用的一种，一般系统开发时的估计单点定位精度是100m,后来实际应用中所达到的精度是14m,精度大
14、大的提高了。由于科学技术的不断发展和美国SA政策的取消，越来越对多的卫星定位系统也随之加快更新，定位精度也在此基础上不断地有所提高。我们不难看出普通用户从中所受的极大利益，因为全球定位系统精度的不断提高，使得城市规划建设在进行规划实施时的现场勘察和土地利用监督工作顺利快捷的展开，甚至与之相联系的实时性和准确性都有很大程度的提升。第二，改善软件技术可以使定位精度大幅度的提升通常被人们所熟知的GPS处理技术是差分GPS技术，可以对一些误差进行减弱或消除，从而提高定位精度。在进行全球卫星定位误差的分析处理时，要先了解误差来源的组成成分，包括所有用户共有的那部分误差和用户无法测量或校正的一部分误差以及
15、各接收机所固有的误差。共有误差部分是指卫星星历误差、卫星钟的误差、电离层误差和对流层误差等，不能通过测量或校正的误差是指信号在传播过程中的延迟误差，而美国取消SA政策就是因为人为的加强了这两部分误差。鉴于这些误差因素，就要求一种能够减弱甚至消除这些误差的方法，而差分GPS技术就能满足这些要求。所谓的差分GPS技术实际上就是利用多台地面接收机，同时接受观测目标有关的信号，以消除产生的伪距来减少用户共有的那部分误差。利用差分GPS技术可以使定位精度从原来的100m提升到更加有利的精度，即可以达到0.5m5m。第三，通过提升地面接收机的性能使定位精度升高与GPS接收机有关的误差，主要包括观测误差、接收机钟差、天线相位中心位置偏离和整周未知数等。所以GPS接收机的功能要强，产生的误差尽可能的要小，接收机的型号要尽可能的向小型化发展，可以更加方便的应用在人们的日常生活中。例如，经过改良后的微型GPS接收机，如果将其安装在日常的普通照相机上，就可以获得带有拍摄景点的平面坐标和高程的照片，这样将会大大减少由各种特殊因素而引起的野外作业困难，不仅给测量工作人员带来了便捷，同时也可以随时随地获取大量的空间数据。2.3 遥感技术RS的发展过程遥感技术对于测量技术人员来说并不是很陌生，它的概念也可以浅显的认为是遥远的感知，用英文表示是 Remote Sensing，简称RS。具体的定
