3S技术基础的内容主要涉及地理信息系统、遥感、全球定位系统中的基本数学模型及其原理以及三者集成的框架。《高等院校信息技术规划教材：3S技术基础》的特点是：以空间数据管理为目的，注重基本概念、数据特性和数学模型、工作原理的阐述。全书共分为8章，包括概论、坐标系统与时间系统、地理空间数据、遥感技术、遥感图像处理技术、卫星定位技术、地理信息系统以及3S技术的综合应用。
　　《高等院校信息技术规划教材：3S技术基础》可以作为信息系统与信息管理、信息系统工程、电子信息和计算机类（非地理信息系统、遥感技术专业）各相关专业的本科生教材，也可供空间信息管理相关的研究、设计和工程开发人员参考。

《高等院校信息技术规划教材：3S技术基础》特色：在内容编排上以空间数据为主线，有机结合遥感技术、全球定位系统和地理信息系统，形成系统性的知识体系。将空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通信技术相结合，多学科高度集成。内容涉及空间位置相关信息的全周期，包括采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用。重点涵盖空间信息管理的基本概念、基本理论、基本方法和基本应用，以概念为引导，以理论为基础，以方法为手段，以应用为目的。帮助读者掌握理论、熟悉应用，从而建立从理论基础到实践应用的思路和途径。相关课件可以从清华大学出版社网站下载。

　　3S技术是遥感（RS) 、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）有机地结合在一起的应用技术。RS是大范围空间和环境信息获取和更新的重要技术手段，GPS能够精确测量位置和实时获取运动实体的空间位置和时间，而GIS是一种地理信息管理、分析和表现的信息系统。因此以GIS为核心的3S技术的集成，构成了对空间数据进行实时采集、更新、处理、分析和管理的新技术及其应用领域。3S技术和系统已经广泛应用于国防、军事和民用领域。过去虽然有独立的地理信息系统、全球定位系统和遥感原理等课程，但是三者的结合和关联越来越紧密，非地理信息系统、遥感信息处理专业的信息类学生需要了解有关3S技术方面的基本概念和术语，掌握其中的基本技术原理和应用方式，学习3S系统基本功能的操作和使用。过去，信息类课程的教学内容多涉及字符数值类型的数据管理，但是缺乏对3S空间数据的管理内容，本书就是针对这个需求而撰写的。
　　本书的基本理念是知识学习与知识运用相结合。内容突出技术概念和原理的讲授，让学生掌握基本的技术知识；通过配套的实践教材（另外出版）来培养学生综合运用知识的能力。建议教师侧重从技术学习和3S技术综合运用的角度进行教学活动的设计和实施，介绍地理信息系统、遥感技术和全球定位系统的基本概念、原理和术语的含义，并通过课程演示、上机和课程综合设计环节，让学生掌握3S应用系统的基本操作和使用方法，使得学生能够自主运用所学的知识，培养动手能力和创新能力，加深对课堂知识的理解。
　　希望学生通过本书及其课程的学习，了解空间信息获取、处理、管理和操纵的整体框架，掌握地理信息系统、遥感技术和全球定位技术的基本原理、技术概念和术语的含义，并能够运用这些知识。
　　本书的讲义已经在新开设课程“3S技术基础”中用过多次，并经过多次修改。但是由于时间匆忙，其中肯定还有一些错误和不足，我们将继续修改和完善本书的内容。随后我们还将编写与本书配套的实验教材。
　　在讲义编写过程中，参考了许多相关教材和书籍（见参考文献）以及相关网络精品课程的资料，在此对相关作者一并表示衷心的感谢。

　　作 者2012年10月于长沙

第1章 概论
1.1 3S技术的基本概念
1.1.1 什么是地理信息系统
1.1.2 什么是全球定位系统
1.1.3 什么是遥感技术
1.1.4 什么是3S技术
1.2 3S技术的发展
1.2.1 GIS技术的发展
1.2.2 RS技术的发展
1.2.3 GPS技术的发展
1.2.4 3S技术的发展
1.3 3S系统的基本组成
1.3.1 3S系统的组成
1.3.2 3S系统涉及的关键技术
1.4 3S技术的应用
1.5 本章小结

第2章 坐标系统与时间系统
2.1 地球及其空间模型
2.1.1 地球及其地理网格
2.1.2 地球空间模型
2.1.3 大地基准
2.2 天球及其天文基本概念
2.2.1 天球及其春分点
2.2.2 岁差与章动
2.3 地球坐标系统
2.3.1 空间直角坐标系统
2.3.2 大地坐标系统
2.3.3 地图投影
2.3.4 常用的地图投影及其坐标系统
2.4 天球坐标系统
2.4.1 地平坐标系统
2.4.2 赤道坐标系统
2.5 常用坐标系统简介
2.6 时间系统
2.6.1 世界时系统
2.6.2 历书时系统
2.6.3 原子时系统
2.6.4 协调世界时系统
2.6.5 GPS时系统
2.7 本章小结

第3章 地理空间数据
3.1 地理空间信息的描述
3.1.1 地图的概念
3.1.2 地理信息的表达
3.1.3 几何数据对地理空间的表达
3.1.4 遥感图像对地理空间的表达
3.2 矢量数据模型
3.2.1 地理要素的几何表示
3.2.2 拓扑关系
3.2.3 非拓扑关系
3.2.4 不规则三角网
3.3 栅格数据模型
3.3.1 地理要素的栅格表示
3.3.2 栅格数据的类型和结构
3.3.3 栅格数据的编码
3.4 栅格数据与矢量数据的集成
3.5 栅格数据与矢量数据的转换
3.5.1 矢量数据向栅格数据的转换
3.5.2 栅格数据向矢量数据的转换
3.6 本章小结

第4章 遥感技术
4.1 遥感基础
……
第5章 遥感图像处理技术
第6章 卫星定位技术
第7章 地理信息系统
第8章 3S技术的综合应用
参考文献
附录 中英文词汇对照
参考文献

　　1959年，苏联宇宙飞船“月球3号”拍摄了第一批月球照片。20世纪60年代初人类第一次实现了从太空观察地球的壮举，并取得了第一批从太空拍摄的地球图像。这些图像大大地开阔了人们的视野，引起了广泛关注。随着新型传感器的研制成功和应用以及信息传输与处理技术的发展，美国在一系列试验的基础上，于1972年7月23日发射了用于探测地球资源和环境的地球资源技术卫星ERTS-1（后更名为LandSat-1），为航天遥感的发展及广泛应用开创了一个新局面。
　　卫星遥感把遥感技术推向了全面发展和广泛应用的崭新阶段，从1972年第一颗地球资源卫星发射升空以来。美国、法国、俄罗斯、欧空局、日本、印度和中国等都相继发射了众多对地观测卫星，通过不同高度的卫星，不间断地获得地球上的各种信息。现代遥感充分发挥航空遥感和航天遥感的各自优势，并融合为一个整体，构成了现代遥感技术系统，为进一步认识和研究地球以及合理开发地球资源和保护地球环境提供了强有力的现代化手段。卫星遥感的传感器已能全面覆盖大气窗口的所有部分，实现了光学遥感、热红外遥感到微波遥感的全面发展，拓展和丰富了人类的感知能力。计算机技术的发展使遥感数据的分析处理技术进入了半自动化和智能化，改变了过去仅依靠人和光学设备进行目视解译的状况。遥感应用领域大为拓展，从传统的军事侦察和测绘发展到林业、地质、农业和土地利用、气象、环境和工程选址等各种行业。
　　当前，就遥感的总体发展而言，美国在运载工具、传感器技术、遥感图像处理、基础理论及应用等遥感各个领域均处于领先地位，体现了现今遥感技术发展的水平。前苏联也曾是遥感的超级大国，尤其在其运载工具的发射能力以及遥感资料的数量及应用上都具有一定的优势。此外，西欧各国、加拿大和日本等发达国家也都在积极地发展各自的空间技术，研制和发射自己的卫星系统，例如法国的SPOT卫星系列、日本的JERS和MOS系列卫星等。许多第三世界国家对遥感技术的发展也极为重视，纷纷将其列入国家发展规划中，大力发展本国的遥感基础研究和应用，如中国、巴西、泰国、印度、埃及和墨西哥等，都已建立起专业化的研究应用中心和管理机构，形成了一定规模的专业化遥感技术队伍，取得了一批较高水平的成果，显示出第三世界国家在遥感发展方面的实力及其应用上的巨大潜力。
　　纵观遥感技术的发展历程，当前遥感技术仍处于从实验阶段向生产型和商业化过渡的阶段，在实时监测处理能力、观测精度及定量化水平、遥感信息机理以及应用模型建立等方面仍不能满足或不能完全满足实际应用要求。因此，今后遥感技术将进入一个更为艰巨的发展历程，为此需要各个学科领域的科技人员协同努力，深入研究和实践，共同促进遥感技术的更大发展。
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