3 研究内容
具体来讲，基础理论方面以研究地球空间信息机理入手，从信息流的角度，探讨地球表层系 统发生、发展及其演化规律，从而实现资源、环境与社会的宏观调控；技术方面，结合国内 外3S技术的最新发展，解决发展过程中的若干重要理论问题和3S及其集成技术应用过程中的 一些共性的基本问题，以及若干3S集成应用系统的建立。从而实现地球空间信息科学理论体 系的完善和应用的发展。
3.1地球空间信息机理研究
地 球系统内部要素交互作用与影响，其空间信息以能量流、物质流和人流的方式进行时空转 换，其运动状态和方式具有客观性和可认知的特性，根本动力在于地球系统中物质、能量和 人流分布不均而产生的位能、势能和压力差。地球空间信息机理作为形成地球空间信息科学 的重要理论支撑，它是通过对地球圈层间信息传输过程与物理机制的研究来揭示的，主要研 究内容包括： (1) 地球空间信息的结构与性质； (2) 地球空间信息的认识与分类；
(3) 地球空间信息获取与处理的应用基础理论。 3．2全球定位系统理论与应用研究
GPS 技术一直是沿着卫星系统性能改进、接收机性能改进和导航定位方法完善三个方向发展 的，GPS应用除了传统的测绘系统和军事应用外，车载GPS导航、GPS地震监测系统、GPS气象 学、GPS捕鱼业、GPS放牧、GPS狩猎、GPS登山旅游以及GPS农业等将形成GPS普及应用的新局 面，因此，全球定位系统理论与应用研究是解决GPS技术的迅速发展，应用不断扩大过程带 来的理论和技术问题，如：新定位方式、高精度、高动态、多用途，具体包括： (1) 新型GPS定位服务系统关键技术； (2) GPS快速实时定位理论和关键技术； (3) 各种GPS集成系统理论和关键技术； 3．3遥感理论与技术研究
当代遥感的发展主要表现在它的多传感器、高分辨率和多时相特征。
(1） 多传感器技术。已能全面覆盖大气窗口的所有部分。光学遥感可包含可见光、 近红外和 短波红外区域。热红外遥感的波长可从8～14 靘，微波遥感观测目标物电磁波的辐射和散 射，分被动微波遥感和主动微波遥感，波长范围为1～1000 mm。
(2) 遥感的高分辨率特点。全面体现在空间分辨率、光谱分辨率和温度分辨率三个方 面，长 线阵CCD成像扫描仪可以达到1～2 m的空间分辨率，成像光谱仪的光谱分辩率可以达到5～6 nm的水平。热红外辐射计的温度分辨率可从0.5 K提高到0.3 K乃至0.1 K。
(3) 遥感的多时相特征。随着小卫星群计划的推行，可以用六颗小卫星，实现每2 ～3天对地表 重复一次采样，获得2～3 m的高分辨率成像光谱仪数据，多波段、多极化方式的雷达卫星， 将能解决阴雨多雾情况下的全天候和全天时对地观测，通过卫星遥感及其与机载和车载遥感 技术的有机结合，是实现多时相遥感数据获取的有力保证。
在遥感技术飞速发展的同时，也产生了许多理论和技术及其应用方面值得研
究的问题：
(1) 各种遥感传感器的机理；
(2) 卫星遥感图像三维处理技术及测图技术； (3) 卫星遥感图像智能识别和数据处理技术； (4) 合成孔径雷达(SAR)数据成像处理技术； (5) 多时相、多遥感器资料匹配和融合技术； (6) 遥感信息的定量化；
(7) 面向对象可视化开发平台若干关键技术； (8) 遥感图像准无损压缩技术； (9) 高光谱遥感图像的处理技术；
(１０) 新型理论(分形、小波与人工神经网络)应用； (１１) 测高卫星遥感数据综合应用技术。 3．4地理信息系统理论与技术
GIS的发展具有技术导引和应用导引的两大特点，它们之间相互作用，共同促进GIS的发展， GIS理论的发展和完善为GIS技术的进一步发展创造条件。随着计算机技术的飞速发展，特别 是计算机硬件价格性能比的进一步提高和Internet的迅速普及，给GIS的发展带来了机遇和 挑战，许多理论和技术问题急需进行研究，具体包括： (1) 地理信息的认知；
(2) 地理现象的描述与数据模型； (3) 空间数据的采集、集成与更新； (4) 空间数据的表达与显示； (5) 空间数据精度不确定性； (6) 空间数据的建模与应用； (7) 网络GIS理论和实现技术；
(8) 空间数据基础设施(SDI)的设计理论； (9) GIS与社会可持续发展。[LM] 3．5 3S集成理论、技术及应用
在3S集成应用中：GPS主要用于实时、快速地提供目标，包括各类传感器和运载平台( 车、船、飞机、卫星等)的空间定位；RS主要用于实时地或准实时地提供目标及其环境的语 义或非语义信息，发现地球表面上的各种变化，及时地对GIS进行数据更新；GIS则是对多种 来源的时空数据进行综合处理、集成管理、动态存取，作为新的集成系统的基本平台，并为 智能化数据采集提供地学知识。一方面集成过程本身的理论和技术问题需要解决，另一方面 基于集成系统的应用带来的理论和技术问题也需要解决，具体包括： (1) 3S集成系统的实时空间定位； (2) 3S集成系统的一体化数据管理；
(3) 语义的非语义信息的自动提取理论方法；
(4) 基于GIS的航空、航天遥感影象全数字化智能系统及对GIS数据库快速更新的方法；
(5) 3S集成系统中的数据通讯与交换； (6) 3S集成系统中可视化技术理论与方法；
(7) 3S集成系统的设计方法及CASE工具的研究；
(8) 3S集成系统中基于客户服务器的分布式网络集成环境；
(9) 若干3S集成的典型应用，如3S技术用于精细农业、GPS＋CCD车载动态环境监测系 统、GPS/INS＋CCD＋断面扫描集成低空实时数据采集系统。
4 展望
地球空间信息科学的产生与发展是当代地球科学发展的必然产物，它从许多方面改变或 提高了人们观察地球的能力，如观察方法、准确性、全面性，为人们作出正确的判断和决策 提供大量可靠的信息，必将成为信息科学的主流，并以超出人们想象的速度向前发展。
推动地球空间信息科学发展的动力有两个方面：一方面是现代航空、航天、计算机、通讯技 术的飞 速发展为地球空间信息科学的发展提供了强有力的技术支持;另一方面，全球变化和社会可 持 续发展日益成为人们关注的焦点，而作为其主要支撑技术的地球空间信息科学必然成为优先 发展的领域。可以肯定，随着技术进步和社会需要的推动地球空间信息科学将会迅速发展、 成熟起来，并将对社会的发展产生巨大的作用。
我国在地球空间信息科学领域的研究工作经过不懈努力取得了许多优秀成果，培养了一些 国际知名的学者和一大批具有较高素质的中青年学术骨干，为学科的发展做出了自己的贡献 。但是我们必须清醒地认识到，由于在传感器、计算机、通讯以及综合国力等方面与先进国 家存在较大差距，使得在相当长的一段时间内在地球空间信息科学的若干方面将落后于国际 先 进水平。因此，只有发挥自己的优势，不断努力，才能逐步缩小与国际先进水平的差距，为 我国的经济建设和社会发展做出自己的贡献。
主要参考文献
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