18世纪以来的现代工业文明在为人类社会创造巨大物质财富的同时，也对自然环境造成了前所未有的破坏，导致了人与自然环境关系的恶化。特别是20世纪50年代以来，随着经济的发展和工业化进程的加快，环境污染与生态破坏日益严重，温室效应、臭氧层破坏、酸雨区扩展、自然资源短缺、水土流失、土地退化、土壤沙化、洪涝灾害、水污染、大气污染等一系列环境问题，以及发达国家不断出现的环境公害事件，使我们生存的地球面临着越来越严峻的生态环境问题的挑战与威胁，成为地球环境与人类社会可持续发展的严重障碍。生态环境已成为新世纪人类最为关注的问题之一。为了解决这些问题，人类开始更深入地理解生态系统结构、功能和过程，并逐步在不同尺度范围内开展生态环境研究。近年来，随着对生态环境问题认识的不断深入和现代信息技术的发展，生态环境研究出现了一些新的发展趋势。
1.研究问题更加复杂化和综合化
生态系统是一个自然－社会－经济的复合系统，它受到多种因素的影响，表现出复杂性和不确定性。随着人口和社会经济的增长，科学技术进步和人类开发资源能力的增强，生态环境系统所承受的压力日益增大，生态环境平衡受到破坏，人们所面临的生态环境危机层出不穷，各种生态环境问题相互交织，生态环境问题更加复杂化和综合化。因此，对生态系统的研究应当是综合研究。只有通过综合研究才能正确理解不同时空尺度、不同类型生态系统之间的相互联系，才能作出准确的评价，从而指导人类作出明智的生态决策(田永中、岳天祥，2003)。
2.生态环境研究对象时空尺度的长期化和区域化
1992年联合国《21世纪议程》发布以来，环境问题与经济社会发展相结合的可持续发展战略被世界各国所普遍接受。面对复杂和综合化的生态环境问题，短时间尺度和针对局部问题或某项计划进行的生态环境研究，已经不足以解释复杂的综合的生态环境问题和现象，不能满足区域经济发展和社会协调的需要(HarropDO，NixonJA，1999.FortlageCA.，1990);要求进行长期的生态环境定位研究和网络研究、演替分析和预警研究，开展在较大空间尺度上，包括全球、国家范围、省级或地区级等空间层面上可持续生态系统的研究(王根绪等，2001)。当前人们所关注的热点问题主要是区域性的生态环境问题(如土壤侵蚀、沙质荒漠化、水资源、水环境和可持续发展等)，区域生态环境研究逐渐成为许多学者研究的重点。
3.研究手段趋于定量化和现代化
过去的生态环境研究多以定性描述为主。随着生态研究从系统结构、状态、功能的研究向生态过程的研究发展，研究的问题更加复杂化和综合化，研究对象时空尺度的不断扩展以及信息技术的进步，基于生态系统以及区域的生态环境研究也逐渐趋于定量化。传统的统计手段已无法完成这项工作，迫切需要一些新的技术手段来支撑生态研究(JocelynKaiser，2001)。科研工作者希望借助数学模型来模拟与预测生态环境系统的现状和未来发展趋势;希望利用现代的遥感技术和GIS技术来监测和分析生态环境现象。
4.研究目的转向生态环境系统的管理与决策
过去的生态环境研究，主要是以解释生态环境现象和规律，分析生态环境系统的结构和功能为主要目的。目前，生态环境研究越来越关注生态过程的研究，生态环境系统的价值和生态环境服务功能，生态环境资源的可持续利用与保护。因此，研究目的已经开始从对生态系统的适应，转向对生态环境系统的科学管理与决策。
上述生态环境研究的发展趋势，使现代生态环境研究逐渐进入了一种以网络式长期定位观测为基础、以定量化和现代化信息技术为研究手段、以建立区域可持续生态环境系统为目标的阶段。现代“3S”理论技术———遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)，正在深入和广泛地应用于不同时空尺度的生态环境研究;特别是在大尺度流域(空间尺度大于10000km2甚至整个大陆)建立数字生态监测系统和构建数字流域，已成为重要发展趋势(刘英敏，2006)。
生态环境信息量大、涉及面广，生态问题与地理因素紧密相关，通常带有很强的地理或地理分布特征。因此仅靠常规的调查、监测和资料整理，无法掌握生态环境的全面信息，难以进行系统的动态监测和科学决策。“3S”技术应用于生态环境监测，具有以下几个方面的优越性(谢跟踪，2003):
(1)遥感技术能从宏观到微观，迅速、准确、客观地反映出生态环境的历史与现实变化，获得准确的同步数据，GPS技术可以实现空－地配准和精确定位，克服传统生态环境监测技术与方法的范围小、现势性差、信息不足、定位精度低等缺点，获取全面、丰富的信息，实现对生态环境各要素的综合、动态、实时监测。
(2)GIS技术能够对生态环境信息进行全面管理、综合分析、趋势预测和适时发布，可以克服传统技术分析方法的不足，实现生态环境信息空间与属性信息一体化分析与综合处理，提高生态环境分析与评价的精度，同时还可以实现对生态环境演变的模拟和预测，从而能使我们及时调整管理规划和制定相应的经营措施，扼制生态环境破坏的发展。
(3)“3S”技术对生态环境的监测与分析的效率高、成本低、精度高、用途广，较传统方法在各方面都有较大的优越性。