13S技術概述

3S技術是遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)和全球定位系統(GPS)的合稱，是集空間技術、傳感器技術、衛星定位導航技術、計算機技術、通信技術等于一體的先進技術

(1)RS的特點和應用。RS是在遠離目標、與目標不直接接觸的情況下判定、測量并分析目標的性質，具有探測范圍大、資料新穎、成圖速度快、收集資料方便等特點，通過真實性、直觀性、實時性的高精度遙感圖像，作為城市規劃數據獲取和更新的主要途徑。一是制作4D產品（DOM、DEM、DRG、DLG），用于規劃底圖和專題圖件制作；二是實時監測和動態獲取土地現狀信息，為土地規劃提供輔助支持；三是通過遙感圖像特征分析，為水質、土壤、污染等環境監測提供有關資料及數據；四是通過不同時態的數據分析，可全面、系統地研究城市發展軌跡和時空變化規律。

(2)全球定位系統的特點和應用。GPS具有實時性、觀測時間短、可靠性高等特點。一是通過GPS靜態測量，可以高效高精度地進行計劃測量圖的控制測量二是通過RTK，可以結合RS效率高的控制點測量三是計劃地形圖的測量和地理信息的獲得。

(3)GIS的特點和應用。GIS是指在計算機軟硬件的支持下，對地理信息進行輸入、存儲、查詢、運算、分析、表達的技術系統，在城鄉規劃過程中，主要對規劃相關數據進行存儲和管理，將GIS空間分析功能與城市規劃模型相結合，為規劃提供直觀的顯示和分析功能，為規劃提供輔助的決策支持，實現三維可視化，為動態城市規劃和管理提供技術支持。

全球定位系統和RS技術的有效使用可以準確快速地獲取和更新地理空間數據，和管理提供調查基礎圖、計劃地形圖等數據，通過多種傳感器和遙感分析技術，可以提供更豐富的參考信息和更直觀的表現形式，通過GIS有效地整合和集中管理空間信息和人文、社會、經濟等信息

23S技術在水文和水資源工程中的應用

2.1在區域水資源管理

以GIS技術為導向建立水資源管理信息系統，可在第一時間為水資源管理提供全面準確的信息支持。中國學者以Mapinf為開發平臺，將中國流域內的所有河流和附近的行政區劃、水文展望和重要城市納入檢查范圍，成為有機的整體，在此基礎上構建中國水文網站管理信息系統，提高中國水文管理水平，優化水文展望。目前，相關研究人員在使用ArcSDE/Ar-cInf時，對水文空間流域的信息分布式和多級存儲結構。作為GIS平臺，建立數字流域空間信息系統，利用河流水資源管理。目前，在GIS支持下完成了特定的河流水資源管理系統，可以實現城市水資源利用的定量模擬、科學有序管理和計算。近年來，GIS技術的新發展狀況與通常的決策支持系統有機結合，該系統的優勢在于具有廣闊的應用前景，對未來的使用具有一定的推進作用。

2.2流域面雨量計算

區域降雨參數是區域水文水資源管理基礎之一，是區域內水資源管理、城市供水、防洪、水庫調度的重要決策依據。計算流域面雨量的方法有很多，包括三角形的方法，逐步修正格點法等雨量線法、泰森多邊形法、計算平均法。大量實踐證明，這些方法的正確性在一定條件下滿足了實際需求。總之，區域內站點的密度會影響面雨量的計算精度，站點的密度越高，精度越高。流域面積小，地形比較平整，站點分布均勻，雨量資料齊全時，使用算術平均法計算面雨量更方便實用。等雨量線法精度較高，但操作更復雜，依賴于分析技術，日常使用不方便。格點方法可以反映降水的連續性，但其操作復雜，效率低。在GIS技術的應用大大彌補了流域降雨量傳統方法的缺點。

2.3地表和土壤水分的監測

地表對于徑流的形成以及地面能量的分布有著十分重要的影響，土壤含有的水分包含了地下水、地表水、地表能量。由于地表所具有的特點比較復雜，通過使用遙感技術識別和分類地表，對于識別水體的特點，提高土地資源利用率起著非常重要的作用，在水文變化的過程中，最明顯的表現形式是土地使用和土地霸權發生的變化，使用遙感技術可以有效地監視這兩者的變化，地表的特征有植被信息、地表的發射率、地表的實際溫度和反射率等重要信息

2.4監測小流域洪水

可使用DEM數字高程數據，建立小流域洪水預報系統，該系統應包括預報計算、查詢計算結果、降雨場次分區、查詢基礎數據、電子地圖查看等。另外，建立洪水警報系統，根據降雨數據預測流量，預測未來降水，做好防御準備。需要收集DEM數據和地區內的電子地圖信息等。固定流域應根據當地地形計算流通和分布，根據降雨強度分析回流時間，計算概率密度。建立模型后，需要進行DEM處理，首先需要填充凹陷點，進行堤防處理，圖形中畫出堤防，然后在DEM位置提高堤防位置。還有，需要處理水庫、河道，在地形圖上，描繪平原、河道，然后降低DEM相應位置高程。通過DEM可以確定斷水形狀，根據斷水形狀，計算流速，可以使用拋物線、三角形、矩形等形式。另外，使用模型，模擬河段的動態。實時預報，預報河段、水庫流量、河網節點等，有效防洪效果。

2.5水土維護和水庫砂土堆積調查

近年來，隨著現代遙感技術的發展和水土維護領域的應用，實現了定量或定量與定量相結合的侵蝕評價，地理信息系統技術為廣泛的空間分析提供了快速準確的技術手段，人們可以利用矢量和格柵兩種空間數據分析侵蝕因子的屬性、數量值及其空間分布，評價侵蝕的類型、程度、不同類型、不同程度侵蝕的分布規律。這深化了技術、方法、理論上區域土壤侵蝕監測的研究。

3S技術的應用促進了水資源領域的發展，同時水資源領域對3S的需求也促進了3S的發展。3S技術性充分融合了RS、GPS高速實時信息獲取能力和GIS強大的數據處理和分析能力，有效地進行水資源信息的收集和處理、分析，為水資源管理決策提供強大的基礎信息資料和決策支持。

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