3S地质调查技术
一、主要研究任务
.1 基于3S技术的野外地质工作管理与服务核心技术综合研究
主要针对数字化野外地质工作管理与服务的相关技术进行集成研究。主要开展3S 技术、北斗技术、IP 卫星应用技术、网格技术、“云”计算技术、网格GIS技术以及上述技术的集成与协同技术的研究；开展北斗一代和北斗二代应用技术的研究，研究和总结满足数字化野外地质调查、管理、服务和应急处置等方面的需求，并提出解决方案。
2.编制“数字化野外地质工作管理与服务技术指南”
该指南涉及的内容包括：基于3S 技术的野外地质工作管理与服务系统的北斗组网、应急服务、实时遥感数据服务、野外地质工作管理与服务系统资源组织、野外地质工作管理与服务系统结点建设等内容。
3.数字化野外地质调查管理服务应用系统和平台开发
基于我国卫星（定位、通讯、遥感）技术、GMSS（Global Mobile Satellite Service）技术、IP卫星技术、网络技术、物联网技术和网格技术，建立基于3S技术的野外地质工作管理与应用服务系统和平台。通过数字地质调查系统和中国地质调查信息网格平台的统一的整合与集成，实现野外作业人员与驻地和野外工作站及大区中心的互联互通，开发应对突发事件野外地质工作管理与服务的功能，全面提升公益性地质调查工作的综合管理能力和水平，主要开发以下几个应用系统。
（1）基于北斗卫星技术的地质调查野外数据采集系统
针对野外工作管理与服务需求，在数字填图系统（RGMap）系统基础上，开发基于双星（国产卫星＋GPS）的野外数据采集系统。该系统通过与北斗卫星技术的集成，可收发应急信息、调度信息等服务功能。同时可采用北斗一号和GPS进行定位。
（2）基于综合卫星技术的数字地质调查信息平台
针对野外工作管理与服务需求，在数字地质调查信息平台（DGSInfo）基础上，集成了野外工作管理与服务系统服务平台，该平台除了目前可以满足野外地质人员单用户进行地质填图综合处理需要的所有功能外，还具有如下功能：①能通过北斗卫星保障通信系统，连接野外数据采集器，跟踪野外地质人员轨迹，并能进行应急救援保障和态势管理。②在应急情况下，在驻地或工作站或中心根据数据资源的支持所做出的决策，直接指挥野外人员进行自救或给出最佳处置方案。③借助国土资源应急与远程会商系统的应用环境，搭建野外应急无线单兵传输系统，实现与结点大数据量地质矿产调查和数据服务实时传输，并自动整合在统一空间中。④与中国地质调查信息网格平台互联互通。可获取平台提供的十大基础数据库及其他结点发布的数据。⑤从遥感结点获取实时的遥感数据。
（3）基于通讯卫星技术应用野外地质工作管理与服务网格平台
针对野外工作管理与服务需求，在中国地质调查信息网格平台（GSIGrid）基础上进行扩展。主要扩展功能如下：①可在任一结点（如：拉萨、西宁、乌鲁木齐等3个野外站（或地调院）以及成都、西安、沈阳地调中心和北京中心与具有野外卫星数字化填图系统的地质人员建立连接，并同一时间跟踪不少于1000个移动目标的轨迹与通讯，并能与结点、野外驻地结点与移动目标的互动，实现生产调度和管理服务。②利用IP卫星技术，对连入中国地质调查信息网格平台的结点可共享数据资源、硬件资源和软件资源，野外移动结点可利用主结点的资源进行相关的计算并返回结果，也可以直接传输双方所需的数据资源，进行专家会诊，也可完成生产管理等工作。③在突发事件发生时，可根据地质调查遥感卫星数据服务系统给出的事发地点，在结点的平台上自动发现不同分辨率遥感数据，为突发事件应急处置的管理、服务与决策提供数据支持。④与数字地质调查系统共享与协同，并互联互通，提升了通信能力和服务能力在野外工作管理方面的应用。⑤基于3S 技术的野外地质工作在应急救援保障处置方案、态势管理、生产调度等管理功能。⑥通过数字地质调查平台、中国地质调查信息网格平台与IP卫星技术的集成，异地动态完成部分野外数据的检查、及时动态评价填图质量及重大问题的会诊，大大地提高了地质专家的使用率和质量监控的时效性。⑦借助国土资源应急与远程会商系统的应用环境，通过中国地质调查信息网格，实现野外应急无线单兵与结点的传输系统与天地一体的野外地质工作管理与服务网格平台互连互通。⑧条件成熟时可开展通信控制流程－点对点方式、专线方式的应用。
（4）地质调查遥感卫星实时数据服务系统
在应急状态下可以快速获取用户需要的空间范围内的遥感数据，进行快速处理后生成基础遥感影像产品，并在地调专网环境下的门户网站的后台功能中提供访问接口。用户可以在地调专网环境下下载至其所在结点，支持从该结点通过IP卫星传送至移动驻地。
4.蓝牙北斗数据接入器产品研发
开发重量轻体积小功能强的通讯装置，并与野外数字地质调查系统的集成；可采用双星定位及北斗通信技术综合应用。集成研发符合野外地质调查特点的、可实现北斗卫星定位、通信、导航等功能的蓝牙北斗数据接入器产品开发。根据野外地质调查需求，重点是改变原来体积大、重量大不利于野外应用的情况，开发集成小、轻、灵敏度高的蓝牙北斗数据接入器，保证技术指标符合野外地质调查应用，经济指标满足推广应用。
5.构建野外地质工作管理与服务网格体系
初步形成拉萨、西宁、乌鲁木齐等3个野外站（或地调院）以及成都、西安和沈阳地调中心、北京等地网格结点，全面部署基于3S技术的野外地质工作管理网格平台，并对所辖的地勘队伍进行野外地质调查工作管理和服务、结点资源服务、管理调度、应急救援保障和态势管理等方面的示范，建立野外工作管理、信息服务、应急响应3 种工作模式。
二、主要技术难点和问题
1.一体化的数字化野外地质工作管理与服务信息化体系架构尚未建立
在基于我国卫星（定位、通讯、遥感）技术、GMSS技术、IP卫星技术、网络技术和网格技术的研究基础上，编制数字化野外地质工作管理与服务技术指南，重点是建立基于3S技术的野外地质工作管理与服务系统的北斗组网、应急服务、实时遥感数据服务，野外地质工作管理与服务系统资源组织、野外地质工作管理与服务系统结点建设等内容。由于野外地质调查工作结构复杂（任务类型多、工作地区的人员隶属单位复杂、通讯条件差、服务需求不确定性），特别是一体化的数字化野外地质工作管理与服务信息化体系架构尚未建立。
2.四级组网体系在野外地质工作管理、服务与应急系统的架构一致性、协同性是一个难点
建立基于3S技术一体化的野外地质工作管理、服务与应急架构。涉及当今前沿技术，如网格GIS技术、网格技术、云服务等技术。如何把野外移动人员、野外驻地营地、属地化的地质调查院、大区中心以及北京组成的5层应用层与基于3S 技术一体化的野外地质工作管理、服务与应急系统的架构一致性、协同性是一个难点。
3.基于网格技术的移动结点与静态结点资源的互联互通技术
基于网格技术的移动结点与静态结点资源的互联互通技术。技术难点：①基于经济与技术双指标的考衡，建立满足野外地质调查工作需求的复杂北斗组网（动态与静态）技术。②结合卫星IP 网络传输解决方案，特别是借助国土资源应急与远程会商系统的环境，搭建具有大数据量实时传输特点的数字地质调查信息平台（DGSInfo）和野外地质工作管理与服务网格平台（GSIGrid）。重点是解决野外数据结点可以快捷、准确无误地连接到不同的专业网络系统中。③实时基础遥感影像数据库（大比例尺与小区域）、业务专题服务库和作业管理库3类主库及野外信息的共享和协同。④能在最短的时间内遍历100个以内目标。实现生产调度和应急事件处置。
4.野外工作管理、信息服务、应急响应三种工作模式的关键技术
加强野外工作管理、信息服务、应急响应三种工作模式的关键技术：①根据野外地质调查人员的应急请求，首先能够从数字地质调查平台、中国地质调查信息网格平台与IP卫星的配合，提供必要的地质数据、遥感数据、地理信息等数据，快速地为决策提供所需信息。②驻地平台可同时监控l0～20个移动地质员目标，项目工程师可掌握每个移动目标的态势，及时究偏或调整野外设计路线。并在应急状况下，可自动找出离请求目标最近目标、进行救援。③通过数字地质调查平台、中国地质调查信息网格平台与IP 卫星技术的集成，实现野外驻地与地调中心或地调院总部的互通，完成部分野外数据的检查、及时动态评价填图质量及重大问题的会诊，大大地提高地质专家的使用率和质量监控的时效性。
5.基于网络（格）技术的地质三维空间信息服务技术
基于网络（格）技术的地质三维空间信息服务技术的研究，包括网络三维地球模型（与天地图数据的共享）、海量地理信息的存储与管理、三维空间信息建模及可视化、三维空间信息高效传输与分析机制、网络三维空间信息服务技术的研究，为野外地质工作管理与服务的表现形式提供支撑。
6.通讯装置——蓝牙北斗数据接入器产品研发
开发重量轻、体积小、功能强的接收与通讯装置——蓝牙北斗数据接入器产品，并与野外数字地质调查系统、中国地质调查信息网格平台与网格体系的集成，实现无人艰险工作区的信息互联互通。
3S技术是英文遥感技术（Remote Sensing,RS）、地理信息系统（Geographical information System, GIS）、全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）这三种技术名词中最后一个单词字头的统称。近年来，由于3S技术的系统化与数字化，有效地提高了地质调查工作效率与水平，受到了越来越多的重视（王永等，2000）。
其中，全球导航卫星系统是一种空间无线电定位系统，包括一个或多个卫星星座，为支持预定的活动视需要而加以扩大，可为地球表面和地球外空任意地点用户提供24小时三维位置、速率和时间信息。GNSS核心组成部分目前主要有：美国的全球定位系统（Global Position System,GPS）、俄罗斯的全球轨道导航卫星系统（即轨道导航系统）（GLONASS），以及伽利略定位系统（Galileo Positioning System）和我国的北斗卫星定位系统（BD System）。
（一）图像解译
综合地质调查工作应建立在遥感地质调查基础上，采用SPOT图像和TM 图像的复合图像为信息载体，根据影像可解译程度，进行分类分区的航天遥感地质调查。该方法效率高，成本低；同时，充分利用卫星图像的宏观性和高分辨率特性，使RS、GPS和GIS技术得到了有机地结合，提高了调查精度，成果具有数字化和软盘化的特点。
遥感图像解译详见第四章。
（二）野外调查
按照综合地质调查的主要内容进行分类记录与统计，基于GPS精确定位、GIS数据化与集成化功能，开展野外综合地质调查工作。数字化综合地质调查可使用的野外数据采集器是由野外数据采集设备和野外数据采集系统组成的计算机系统。
1.野外数据采集器
野外数据采集器是集3S技术为一体的用于获取野外地质调查各类数据的小型手持式计算机设备，目前采用嵌有GPS、可以运行PLAM OS或Windows CE、并装入了野外调查数据采集系统和数字地形图的掌上或平板电脑作为野外数据采集器。在数字填图和区域地质调查（填图）中得到广泛应用，能够极大提高综合地质调查水平与效率。
野外调查数据采集系统，是以PRB数据模型的能够在掌上电脑运行的计算机软件系统，野外数据采集系统底层可在不同PPC,HPC和平板电脑上运行，具有运行效率高，稳定等特点。在CE平台上，实现了数字填图所需GIS基本功能（GPS定位、路线采集、素描）；具有先进的数据组织和压缩技术，一次可以调入符合野外调查的整幅国际分幅地理数据和其他数据；实现遥感影像在Windows XP/NT/2000与Windows CE一体化的配准，其在掌上机的图像压缩比达1∶10，遥感图像及各种数据与数字填图系统的一体化整合；系统满足区域地质调查技术规范要求，覆盖区域地质调查全过程。
2.数字填图技术
PRB数字填图技术是从计算机野外数据采集技术研究的现状和存在的问题人手，在确定地质填图空间数据表达的基础上，遵循地质填图工作的规律，在不约束地质学家思维的前提下，既能满足计算机处理的需要，又能保证取全、取准各项地质观测数据。开创了区域地质调查全过程的数字化地质填图时代。
PRB数字填图过程实质是将常规的地质点（Point）作为“实体点”、分段路线（Routing）为“网链”、点和点间界线（Bound）为“全链或几何拓扑环”的数据模型和组织方式，对野外观测的对象及过程的描述进行定义、分类、聚合和归纳，分层并结构化存储在空间数据库中。
（三）数字化制图
随着计算机技术的飞速发展，出现了数据库管理和计算机辅助制图技术，为基础地质工作注入了新的生命力，地理信息系统的应用使地质勘查工作出现了质的飞跃，使图形信息和各种专业信息的利用的深度和广度大大增强。利用计算机实现地质制图过程的自动化，形成现代化数字制图流程，可实现地质图件的数字化.建立图形和属性数据相结合的数据库，实现地图数据分层管理；可灵活对地图信息进行查询、编辑、统计和分析。借助相关的计算机制图软件，缩短了地质制图的修编周期，提高了地质图件的应用价值。较常用的软件如ArcGIS、MapGIS软件等。
3S地质调查技术
答：3S技术是英文遥感技术（Remote Sensing,RS）、地理信息系统（Geographical information System, GIS）、全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）这三种技术名词中最后一个单词字头的统称。近年来，由于3S技术的系统化与数字化，有效地提高了地质调查工作效率与水平，受到了越来越多的重视（王...
基于3S技术的野外地质调查工作与管理服务关键技术研究的主要任务和技...
答：主要开展3S 技术、北斗技术、IP 卫星应用技术、网格技术、“云”计算技术、网格GIS技术以及上述技术的集成与协同技术的研究;开展北斗一代和北斗二代应用技术的研究,研究和总结满足数字化野外地质调查、管理、服务和应急处置等方面的需求,并提出解决方案。 2.编制“数字化野外地质工作管理与服务技术指南” 该指南涉及的...
西北地区基于3S技术野外地质工作管理与服务体系构建
答：“基于3S技术的野外地质调查工作管理与服务关键技术研究与应用”是国土资源部公益性行业科研专项项目,中国地质调查局发展研究中心为总项目承担单位。在总项目的技术指导下,西北区3S 关键技术研究与应用课题组采用我国北斗一代卫星系统通讯与定位技术、网络技术、网格技术等先进的技术方法,积极开展了西北区野外地质工作管理与...
“3S”技术简介
答：目前区域地质调查中的数字填图技术就是基于GIS、GPS、RS技术为一体的区域地质调查野外数据和信息的数字化获取技术及其数字化成果的一体化的组织、一体化的管理、一体化处理和社会化服务的计算机科学技术。
取得成果
答：本次调查研究以现代地质理论为指导,高起点、高要求,从历史分析入手,充分应用 “3S”技术,建立了从定性调查向定量观测转变的新填图方法体系,运用多学科、多层次的剖析,对木孜塔格地区东特提斯构造带中地层的时态、相态、位态及序态、海相火山岩的火山-沉积体系及岩浆岩的同源与异源演化关系、典型构造的动力学和运动学...
地理3S技术到底怎么区分?地理信息系统,全球定位系统,遥感各有什么功能...
答：经纬度位置。重点是测量，得到位置的数据。 GIS（地理信息系统）将各种途径得到的信息进行处理，加工，分析。好比是工厂将原材料加工成产品。主要用于分析，规划某地的资源，人口，交通，农业等一系列地理方面的东西。重点是将各种信息处理了，综合分析了，获得了一个比较全面的信息。
西北地区“北斗一号”卫星定位与通讯在野外地质工作中的应用与示范_百...
答：基于3S技术的野外地质调查工作管理与服务关键技术研究与应用项目2011～2012年开展3S 技术(重点为北斗通讯)的野外测试、示范与研究工作,配合总项目对西安中心结点平台进行运行和维护联调.对西宁和乌鲁木齐野外工作站结点提供支持并建立起大区与工作站常态化协同服务机制,基本形成覆盖西北大区的野外地质工作管理与服务网格体系并...
地理3S技术到底怎么区分?地理信息系统,全球定位系统,遥感各有什么功能...
答：3s分别是GIS（地理信息系统），RS（遥感），GPS（定位系统）。GIS从名字表面来看，就是处理地理方面各种信息的一个系统，目前来说，应用方面就是用软件处理各种项目，地图数据的处理，例如农业方面的土地分等定级，产能核算，路径分析，水文分析，还有矿业方面图的处理，简单说其实就是处理各种地图数据。开发...
3s及在土地资源管理领域的应用中,有哪些技术分别有何特点及优势_百度知 ...
答：3S是遥感技术RS、地理信息技术GIS、以及全球定位技术GPS的统称。“3S” 技术在水利行业中广泛地应用于水资源调查、生态环境管理、旱情监测、灌溉面积监测与规划、水环境评估、防洪减灾、水土保持、河口与河道及河势演变动态监测、水利工程选址、水库库容与湖泊动态变化监测、水库移民等方面的工作。随着计算机技术的飞速发展...
三峡库区万州—巫山段地质灾害监测预警研究
答：几年来,在进行地质调查的基础上,项目组运用3S技术,建立地质灾害地理信息系统(GIS);开展全球卫星定位(GPS)滑坡变形监测及多手段仪器监测;并整合现今成熟的、先进的传感器与测量技术、计算机信息处理技术与通讯技术,以 GSM/GPRS为通讯平台的无线遥测台网,可以选择连接不同的传感器来监测崩、滑体地表变形、深部位移、地下...
