3S技术在全球变化监测中的综合应用

    全球变化是指气候和地表及地表以仁各种因子间的相互作用造成的环境变化。它涉及到岩石圈、大气圈、水圈和生物圈。全球变化受到白然过程和人类活动的共同影响，月前已出现全球变暖、大气温室气休浓度增加、臭氧洞扩大、地表植被覆盖和土地利用变化等几个比较重大的环境问题。

    全球变化与对地观测研究的技术支撑是遥感技术、地理信息系统技术、全球定位技术与高速数字通讯网。遥感技术提供了地球上环境与资源动态变化信息，地面卫星接收站与数字通讯网分别实现天地之间通讯传输与地球不同区域分布式数据库的联网，地理信息系统完成地球资源与环境信息的分析任务，全球定位技术提供了地球表层观测地点的精确位置等信息，以上技术各有侧重，相互补充，在全球变化研究和对地观测研究中发挥着重要作用。

1.RS技术在全球变化监测中的应用

    遥感技术是全球变化动态监测的重要手段:;利用遥感技术获取全球变化信息，时间周期很短。大空中运行的气象卫星，可以一天两次监测同一地区，法国SPOT地球观测卫星，在需要时可以3一5天的间隔观测同一地区，美国发射的地球观测卫星，以16-18天的时间间隔观察同样的地区。这里以大气监测为例说明遥感技术的应用。当电磁波在大气中传输与口标物相遇时，会发生散射、吸收、频散等物理效应，同时目标物本身也是某个波段电磁波发射源。当大气成分的浓度、温度、压力等大气状况发生变化时，电磁波信号的强度、相位、频谱和偏振状态就会发生变化，从而贮存了丰富的大气信息，分析接收到电磁波中的各种物理特征，由此可以反推大气的状况。因此，可以利用气象雷达，探测目标物的空间位置、形状、尺度、运动趋势、降水强度、云中含水量、降水粒了谱、水平风场、大气垂直速度、大气湍流场、大气温度层等。在美国气象学会第78届年会上，一些学者报告了利用卫星观测资料研究对流层上层水汽传输的变化和对温室气体增暖的影响，对比了卫星观测大气水汽变化，还研究了云过程对热带太平洋海温年变化的作用等。在季节与年际气候须测方面，他们对控制EI Nino形成的过程进行观测方面取得了突破。

2.GIS技术在全球变化监测中的应用

    全球变化数据检索与查询。如全球变化研究中，海一陆一气相互作用和水循环在全球变化的区域响应中起着关键的作用。上述研究，涉及大气、海洋、地理、水文和生态多种学科的大量数据和多种遥感资料，它需要利用CIS技术进行管理、检索和查询。

承担全球变化方面的各种分析。在全球变化研究工作中，可能会碰到以下间题:

    进行相互关联的仄域要素间的相关分析。降水会影响水资源管理、农业以及旱涝的发生。降水是与社会经济有关的重要气候变量之一:因此，利用GIS对气象卫星和1997年发射的TRMM(热带降水观测计划)卫星提供的降水遥感观测资料进行关联分析，可以对一个区域的经济发展提供重要的科学依据。

    利用地理数据库的各种数据，预测全球变化对某一区域的演变趋势。例如，10年后东北小兴安岭生态环境会产生什么变化?

    对各种可能出现的结果进行模拟。例如，全球变暖所引起的海平面上升将对沿岸地区的社会经济产生显著的影响。如果海平面升高20mm,海洋沿岸将会有哪些地区被淹没? 在可能被淹没的区域，包括哪些城市，采取哪些措施，可以避免城一市被淹没，这些都需要GIS分析。

3.GPS技术在全球变化监测中的应用

    利用GPS定位技术监测气候变暖导致的海平面上升。全球变暖引起的极地冰盖融化和全球海水密度降低会导致海平面上升，但海平面上升也可以由陆地垂直运动引起。如何将陆地垂直运动引起的海平面上升与气候变暖导致的海平面上升区别开来，采用验潮站来监测海平面变化有其固有的缺陷。因为验潮站所在的陆地的垂直运动(如构造运动，人为因素引发的局部地面沉降等)将直接影响验潮的结果，由此得出的海平面的变化结论是不准确、不可靠的。利用GPS定位技术，在拾海若干个均匀分布的验潮站的参考水准点上建立GPS网，通过高精度GPS观测，将网中各点联测到由VLBI , SLR, LLR , GPS和DORIS等空间大地测量技术建立的地球质心参考框架(ITRF)中去。这样便能提供一个稳定的基准来监测沿海陆地与海平面各自的垂直运动，从而监测气候变暖导致的海平面上升。

    利用高精度GPS测量地球表层的板块运动。根据科技日报报道，我国科研人员在30余年来的珠峰地区大地测量研究中发现，该地区的地壳垂直运动在空间上存在较明显的变化，这种变化可能与珠峰北侧大型断裂有关。高精度GPS测量资料显示:珠峰地区的水平运动以每年6 -- 7 cm的速度指向NE (54方位角);珠峰主脊线南北两侧地壳块体呈现右旋走滑运动趋势。研究还发现，珠峰峰顶雪面高程30余年来一直呈现系统性下降趋势，这种趋势可能与全球变化有一定关系。