13S技术体系
1.13S技术理论
3S技术是全球定位系统/GPS、地理信息系统/GIS和遥感技术/RS的统称，是卫星定位与导航技术、空间数据集成技术、传感器技术和计算机信息技术、信息化通信技术相结合，多学科、多种技术高度集成的对空间数据进行采集、处理、分析、管理、表达、传输和应用的现代信息技术（见表1）。3S技术因其强大的应用功能被广泛应用于各个领域，而数字城市构建所需的自然资源、社会资源、人文、基础设施等有关的城市信息，可以基于3S技术的广泛应用得到充分获取，并基于现代化信息处理系统，达到“数字城市”的构建和发展。
1.23S技术集成
3S技术集成顾名思义是将全球定位系统/GPS、地理信息系统/GIS和遥感技术/RS在不同层次之间建立一种有机的联系，并对其进行整合、融合，达到合二为一的效果，能够达到多元信息（多时相、多尺度、多类型）在同一坐标系的动态管理、分析和应用（见图1），广度上3S技术集成建立了联系的子系统或要素的多少，包括三种两要素集成方式（GIS+RS/GIS+GPS/RS+GPS）和一种三要素集成方式（GIS+GPS+RS）；深度上3S技术集成根据联系的紧密程度，包括数据层次的集成、平台层次的集成和功能层次的集成；同步性上3S技术集成系统处理数据的时效性与现势性，即数据获取与数据处理的时间差，包括完全同步、准同步和非同步三种方式。3S技术整体集成实现了以地理空间数据库为连接GIS，RS和GPS的接口，以RS和GPS作为实时采集属性数据和空间数据的工具，以GIS为数据处理、存储、查询、分析及显示的软件平台[6]。
23S技术在“数字城市”建设中的应用
城市地理、人口、资源、环境、经济、社会等众多因素构成，“数字城市”的建设过程是一个将城市地理、人口、资源、环境、经济、社会等复杂城市现实通过信息数字的方式进行有机结合，实现城市的数字化和网络化，并通过虚拟仿真方式对城市的各个方面、各个时期进行三维可视化。构建这一庞大系统，信息科学技术是建设基础，而众多关键技术是“数字城市”实现的重要支撑。“数字城市”实现了城市任何位置数据信息的全数字化和三维可视化，这就要求在建设“数字城市”过程中城市任何空间位置具有详尽、准确的基础空间信息，并可以满足基础信息的多功能需求。全球定位系统因其不受地理环境限制、可以实现实时高精度定位等众多优点，广泛应用于各个行业和领域，已然成为“数字城市”建设关键技术之一。遥感技术探测范围广、采集数据快，能动态反映事物变化规律和综合性，符合现在城市高速发展数据采集与更新的需求。而随着现代遥感图像分辨率和遥感技术的提升，提高了对城市动态变化的监测能力和分析能力，在“数字城市”建设中能够发挥更大的作用。“数字城市”包含了所有的城市数字信息，并要实现所有信息的无时差和全方位的可视化、编辑、更新、应用等，这就要求需要建立一个系统，能够将城市数字信息网络成为一个整体，并能够对这些数据进行管理、分析、更新以及方便其他方面的应用。地理信息系统融合了地理学、测量学、几何学、统计学和计算机学科等，在相关软硬件的支持下对地理空间数据及相关属性数据进行采集、管理、统计、分析、显示、链接和更新，能够很好地将“数字城市”各类空间数据和属性数据进行有机组织，并加以管理和分析利用，在“数字城市”建设中扮演了关键角色。3S技术作为“数字城市”建设的三大关键技术，在“数字城市”建设中发挥着各自独特的优势，但在单独使用难免会存在局限性。随着3S技术的应用发展，3S技术集成将这三大技术进行了技术集成，在原有各自优势上进行了短板互补，目标把3S技术在“数字城市”中的作用发挥到极致。目前，3S技术集成已然成为“数字城市”建设的重要支撑[6-7]。
33S技术在“数字城市”应用前景分析
3S技术在“数字城市”建设中的应用前景主要取决于3S技术更新与集成是否能满足“数字城市”建设发展的需求。目前，3S技术现在正处在不断更新发展阶段，主要分为单一技术的更新和3S技术集成的发展。对于单一技术发展更新而言，一是全球定位系统的卫星系统、接收机和软件技术等方面的改善，以及建立北斗系统来实现定位系统的革新；二是地理信息系统方面主要建立网络地理信息系统和三维地理信息系统，并对系统支撑附属软硬件设备技术的更新，以实现地理信息系统优势的最大化利用；三是遥感方面主要实现空间和光谱分辨率的提高，及遥感处理软件和数据分析技术的提升。对于3S技术集成来说，正在从“表面集成”向“深化集成”发展，从3S技术理论出发，在集成方法和应用类型着手，解决数据存皓、数据处理、数据传输及数据可选化等技术问题，真正实现3S技术的有机组合。
综上所述，3S技术是目前应用最广泛的空间数据采集、分析、管理技术，并且具有很大的开拓和发展空间，能够为“数字城市”的建设提供强有力的帮助，几乎所有能够利用数字信息表示的城市信息，都可以利用全球定位技术、地理信息技术和遥感技术来进行数据获取、分析和管理，并能够实现数字信息的可视化和无差化。而随着3S技术集成的不断发展和创新，弥补了3S技术各自缺陷，在城市数字化建设中具有广泛的利用前景。
作者：宋彦军 单位：河南省乾图测绘地理信息有限公司
