地球空间信息技术与通信技术的集成研究

地球空间信息技术的应用具有广泛性与普遍性，其与通信技术集成是必要的，为了促进两种技术的发展，本文探讨了二者集成的必要条件，集成模式及主要问题，同时分析了其具体运用。

【关键词】地球空间信息技术 通信技术 集成研究

在全球化、数字化与信息化的环境下，地球空间信息技术、通信技术的重要性愈加显著，前者涉及的技术主要有卫星定位系统、地理信息系统及遥感等，同时其运用了计算机技术、通讯技术等，以此实现了对空间数据信息的有效采集、分析、存储、显示、传播及运用，后者主要分为有线通信与无线通信技术，待二者集成后，信息的时效性、完整性及控制性将更加显著，同时先进技术在各领域的应用成效也将更加凸显。

1 地球空间信息技术与通信技术集成的必要条件

地球空间信息技术中最为典型的便是“3S”技术，GPS、GIS及RS，其特点为自动化、数字化与标准化，近些年，网络、通信技术迅猛发展，如：宽带网络技术、WAP技术、调频副载波技术等，各先进技术为地球空间信息技术和通信技术集成提供了可靠的保障，具体的支持条件如下：

1.1 分组化与大容量化的电信网

为了适应不同信息的处理与传送需求，电信网不断发展，由电路交换网发展为分组网，此时借助TCP/IP协议，大幅度简化了网络间连接，同时，也增加了网络带宽及信息流量，进而满足了不同用户及业务发展的需要，此时为海量空间数据传输奠定了基础。

1.2 宽带化与无线化的接入技术

当前，通信网发展的难点之一便是接入网问题，特别是宽带化问题，制约多媒体通讯发展。近几年，接入技术在通信工程方面的应用日渐广泛，同时基于此技术的多点分配系统、移动宽带系统及无线ATM等应用研究也随之增多，进而为空间数据的帆布、分析及处理等提供了技术支持。

1.3 高码率的移动通信

目前，移动通信业务发展具有大数据量及实时化的特点，原有的2MB/s码率不能适应用新宽带业务的需求。根据国内外研究可知，第四代移动通信系统，采用了10MB/s码率，高码率满足了海量数据传送的需求，保证了其实时性与有效性，进而推动了移动通信及空间信息技术发展。

1.4 多媒体的通信终端

网络界及电信业界均十分关注信息网络服务的创新，为了增强其多样性与规范性，对不同的技术进行了运用，经过各技术优势的充分发挥，减低了信息资源及用户访问位置的双重限制，同时提出了新型通信终端，如：IP电话、家庭信息终端等，此类终端均具有较强的移动化与多媒体化，特别是无线终端，其凸出的兼容性与互操作，为空间数据的交互及适时处理提供了雄厚保障。

2 地球空间信息技术与通信技术集成的模式及问题

2.1 集成模式

首先，关于GPS集成，通过GPS和通信技术的集成，引起了空间定位技术的变革，主要表现为：借助GPS对三维坐标测量方法，扩展了测绘定位技术的应用范围，由陆地、近海发展到整个海洋及外层空间，同时也增强了其动态性、实时性及精准性。自二者集成后，在工程、导航等方面均发挥着积极的作用，如：水电站大坝、大型滑坡、航空飞行、车辆管理等。以大坝为例，采用GPS和数字微波、光纤通信技术，构建了安全监测系统；以车辆管理为例，借助GPS和移动通信技术，构建了车辆监控和调度系统。

其次，关于GIS集成，在Client/Server结构下，用户可对服务其上的数据及程度等进行调用，同时借助Internet GIS或Web GIS，用户可对地理空间数据进行远程寻找，如：图形、图像等，并且可对不同的地理空间展开分析。如：无线终端空间信息服务系统，其主要是借助WAP技术实现的；网络GIS，其主要是通过Internet与IP技术实现的。

最后，关于RS集成，遥感信息应用分析正由单一、静态转向为复合、动态，同时借助计算机及相关软件，也逐渐实现了定量自动制图，同时，经过多年的探索与研究，促进了遥感技术的发展及其应用领域的扩展，如：天气预报、城市规划、环境管理等。

2.2 主要问题

2.2.1 空间数据压缩与解压缩

在空间信息集成过程中，急需解决多源数据处理问题，面对海量空间数据，数据传输、存储等问题均将会不断涌现。为了适应大量数据发展的需要，不仅需要宽带高速网，还需要对其进行压缩，同时还应关注空间数据的管理及使用问题，如：数据库构建、数据分布、通信传播等，因此，实践中应关注空间数据压缩及解压缩问题，其中涉及的技术指标主要有压缩速度、压缩比及压缩质量，三者相互影响、相互制约，通过不断的研究，提出最优条件，方可实现上述问题的有效处理。在处理实践中采用小波技术，其良好的时频分析能力、变焦性能等，均适应了空间数据压缩与解压缩处理需求，在相关理论支持下，结合空间数据的特点展开研究，吸引了国内外众多学者，经分析构建了空间数据压缩与解压缩模型，从而保证了空间数据的无约束通信。

2.2.2 空间数据浏览

无线通信协议（Wireless communication protocol，WAP）作为开放式全球标准，其主要用于移动电话、计算机间的通信，从技术层面分析可知，无线互联作为窄带网，其所处网络环境具有不稳定性，同时对各项技术均有着较高的要求，因此，在此基础上浏览空间数据难度较大。在研究过程中应结合WAP的特点，关注服务器端，以此降低客户端的负荷，同时要增强WAP应用的个性化与本地化特点，并且要保证其交易环境的稳定性与可扩展性，在此情况下，为了有效服务器空间数据组织，要求空间数据浏览技术应具备兼容性、交互性与扩展性。

2.2.3 空间数据库管理

数据管理中数据库扮演着重要的角色，其应拥有一体化与现势性，在研究过程中主要数据源应为元数据及分布式基础空间数据，结合对外服务的内容，对空间数据进行加密处理，同时公开发布的内容应为基础性、公益性空间数据，此类数据需要经源数据分析、变化及提取从而获得。在发布信息过程中计算机网络为载体，同时要对分布式数据库、虚拟现实技术、空间数据搜索引擎等进行应用，以此提高信息服务的质量。

3 地球空间信息技术与通信技术集成的具体运用

3.1 数字城市

在城市建设发展过程中，人们对其认识与了解需求日渐增多，为了更加直观、真实地感受自身活动的场所，因此，对数字城市给予了高度关注。当前，数字城市的形式主要有3种，第一种为平面图，此时的信息源主要来自于文本形式；第二种为电子地图，其借助二维站点，呈现了城市地图及风景画；第三种为三维虚拟城市模型，其借助不同的信息系统，为人们提供了各异的信息服务。第三种形式对未来数字城市发展有着积极的影响，其为人们的日常工作、生活与学习提供了丰富的城市信息，如：交通、旅游、服务机构等，同时其信息还具备实时性与多样性特第三，进而为数字城市建设提供了信息支持。

3.2 智能交通

在社会发展过程中，交通拥堵问题十分严重，为了减少拥堵问题，提高交通资源利用率，需要借助智能交通系统，其融入了通信、定位、传感器等技术，其对交通信息实现了实时的采集与传递，并且提供了最优交通模型，进而利于缓解交通压力。在建设智能交通时，应充分利用空间定位技术、信息采集及更新技术、通信技术等，由于城市快速发展，其交通网建设周期日渐缩短，因此，地理信息需要不断更新，并且要使其具有全面性、实时性与准确性。在实践中利用卫星遥感、航空摄影测量成图方式及3S自动道路测量系统，可有效、快速、准确获取及更新地理信息，从而为智能交通系统建设的提供了必要的信息数据。同时，此系统中最为重要的组成部分之一便是通信，相关技术直接影响着车辆的定位、调度及管理，因此，交通运输和远程通信的有机联系是必要的，当前，主要的通信手段有无线电、无形、广播呼叫等，在实际选择时应结合具体的分析，以此保证通信的适宜性与合理性。

3.3 精准农业

我国作为农业大国，在先进技术支持下，随之出现了集约化农业，为了推动农业实现可持续化发展，精准农业得到了人们的高度关注，它主要是融合3S、通信技术、自动化技术及农业、植物生理学、地理学及土壤学等，在此基础上，对农业生产实行全方位、实时性监测，在获取农作物生长、发育等信息后，经诊断与分析，提供适合的改进方案，以此提高作业的质量与效果。在精细农业发展过程中，需要借助航空遥感采集网，待掌握农作物征兆图后，经影像处理后，监测其变化，并利用农作物专家系统数据库，展开分析与判断，此后，制定改进计划，再通过GPS引导，保证各项作业任务的完成。

4 总结

综上所述，地球空间信息技术和通信技术的集成是必要的，本文分析了二者集成的必要条件、主要模型及关键问题，同时分析了其在数字城市、智能交通及精准农业等方面的运用，相信，经不断探索，二者集成应用成效将更加显著。

参考文献

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作者单位

中国电子科技集团公司电子科学研究院 北京市 100041

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