3S技术在中学地理教学中的应用与展望

　　摘 要 叙述3S技术发展现状，阐明3S技术应用在中学地理教学中的重要性，指出存在的问题，对加强3S技术应用进行展望，以期为促进中学地理教学信息化提供理论指导。

　　关键词 3S技术;中学地理;核心素养;地理实践力

　　1 引言

　　早期3S技术是遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系統(GPS)的总称。随着世界各国卫星导航定位系统(GNSS)的发展，3S主要是指RS、GIS和GNSS，具有对地理空间数据综合获取、管理和定位的功能，在国土、海洋、气象、环保、农业、交通、军事等领域有广泛的应用，带来巨大的社会效益和经济效益，改变了人们的生活和工作方式，受到世界各国政府的高度重视并被大力发展。

　　3S技术作为一种现代信息技术，改变了传统地理学的研究方法和表现形式，成为解决地理空间问题的重要手段和关键技术，推动了现代地理学的发展，由此给地理学的教育内容和教学方式带来一定的变革和影响。随着信息化进程的不断推进，3S技术被逐渐应用到中学地理教学中。

　　2001年6月，教育部颁发《基础教育课程改革纲要》，提出“在课程的实施过程中，加强信息技术教育，培养学生利用信息技术的意识和能力”的要求，并且要“大力推进信息技术在教学过程中的普遍应用，促进信息技术与学科课程的整合，逐步实现教学内容的呈现方式、学生的学习方式、教师的教学方式和师生互动方式的变革，充分发挥信息技术的优势，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具”。此外，《全日制普通高中地理课程标准》也指出：“强调信息技术在地理学习中的应用。充分考虑信息技术对地理教学的影响，营造有利于学生形成地理信息意识和能力的教学环境。”因此，将3S技术引入中学地理教学是现代地理教育发展的需要，也是基础教育课程改革以及教育技术现代化的必然趋势。

　　2 3S技术发展现状

　　RS技术发展现状 自20世纪60年代美国发射太阳同步气象卫星以来，遥感技术突飞猛进，取得长足进步：遥感图像由早期的定性分析发展到当前的定量反演;遥感的探测波段从多光谱到具有2000多通道的高光谱，光谱范围覆盖了紫外、可见光、近红外、热红外和微波波段;遥感的工作方式从以前的被动遥感发展到主动遥感;遥感平台也逐渐多样化，由早期的卫星平台和航空平台到航天飞机、无人机以及地面平台;遥感图像的性能不断提高，高空间、时间、光谱和辐射分辨率的遥感数据越来越多;遥感观测的对象不再局限于地球，对月球的遥感探测、发展“太空经济”成为世界各国的新一轮热潮，甚至开始了对火星的遥感探测。

　　遥感技术的进步，不仅体现在遥感探测能力和水平方面，在遥感数据处理技术方面也发展很快，面对海量的遥感数据，遥感信息处理的智能化、数据获取的动态化和实时化、遥感应用的网络化以及遥感工具的实用化已成为遥感技术发展的趋势。由此也衍生了遥感信息的产业化发展，国内外新型的商业遥感公司不断诞生，如美国数字地球(Digi-

　　talGlobe)公司、天空盒子(SKY BOX)公司、行星实验室(Planet Labs)公司，欧洲的空中客车防务与空间公司[1]，国内的北京二十一世纪空间技术应用股份有限公司、长光卫星技术有限公司、中国四维测绘技术有限公司、珠海欧比特宇航科技股份有限公司等都发射高空间分辨率的小卫星，可向政府和企事业单位出售高分辨率的遥感数据，预计全球遥感数据市场可达到九万亿美元的收益甚至更高[2]。

　　GIS技术发展现状 国际GIS萌发于20世纪60年代，我国GIS建设稍晚，开始于20世纪80年代初。GIS具有地理空间数据采集、空间数据管理、空间数据处理以及空间地理信息服务等功能。GIS已经在城市规划、国土管理、交通运输、国防建设、设施管理、环境保护、电力、水利、农业、林业等众多行业得到成功应用，并逐渐应用到电信、商业、旅游以及大众信息服务业等领域。GIS无论是技术开发，还是理论建设，都取得长足进步。新型GIS向着WebGIS、

　　组件GIS、移动GIS、三维GIS、时空GIS、高性能GIS和云GIS方向发展[3]。随着GIS技术的发展，以地理信息资源开发利用为核心的地理信息产业日益兴盛，成为世界各国争相发展的新兴战略产业。

　　2014年，《国务院办公厅关于促进地理信息产业发展的意见》(国办发〔2014〕2号)印发，国家发改委和国家测绘地理信息局联合发布《国家地理信息产业发展规划(2014—2020年)》，我国地理信息产业出现良好的发展机遇。2017年，全国具有测绘地理信息资质单位突破1.8万家，从业人员数量达到46万人，产业总产值预计超过6200亿元，年均增长速度超过20%。地理信息产业的蓬勃发展也促进了地理信息科学的发展以及高校人才培养的需求[4]。

　　GNSS技术发展现状 自1957年苏联发射第一颗人造卫星，人们就开始了利用卫星辅助导航的科学设想。美国于1958年开始研制子午仪卫星导航系统，并于1967年开放民用定位、导航和测量服务。苏联于1965年开始建立圣卡达卫星导航系统。美国建立了世界上第一个用于导航定位的全球定位系统GPS，经过几十年的发展和完善，成为全球星座组网最完善、定位精度最高、用户数量最多的卫星导航系统[5]。此外，俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)、欧盟的伽利略卫星导航系统(Galileo)、我国的北斗卫星导航系统(BDS)，以及区域增强系统如日本准天顶卫星导航系统(QZSS)、印度区域卫星导航系统(IRNSS)也在不断发展和完善。新一代GNSS不仅具有导航、定位和授时功能，还能提供全天候、全球覆盖、高时间分辨率的L频段。

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