海量影像数据管理与服务系统建设研究

针对传统海量遥感影像数据管理和共享面临的问题,以镶嵌数据集的影像管理模式为基础,提出了一套海量遥感影像管理平台建设方案,设计了多源海量遥感影像存储、管理、查询以及利用服务,实现了多源海量遥感影像管理与分发。     

遥感与中国可持续发展:机遇和挑战

中国要实现可持续发展,必须积极应对资源短缺、环境恶化、海洋开发和气候变化等一系列重大资源环境问题;随着全球经济发展一体化进程加快,中国必须以全球视角研究和解决面临的资源环境问题。遥感在地球科学、环境科学、资源科学与全球变化研究中具有宏观动态的优点,是不可替代的全球观测手段,是实施可持续发展战略的基础性技术支撑。本文回顾了遥感科学技术进步的历程,总结了国际上围绕可持续发展所开展的全球遥感科学计划,分析了中国遥感现状和服务于可持续发展的前景,并结合国际上地球综合观测系统的发展态势,提出了中国遥感科学技术发展面临的挑战和机遇,进一步阐述了遥感发展面临的建立地球综合观测系统之系统、高精度遥感模型与参数反演、遥感产品真实性检验与遥感性能判据及测试系统、遥感数据与地球系统模式同化、遥感大数据与主动服务等前沿科学与技术问题。最后指出遥感要更好地服务于社会可持续发展,服务于国家的全球战略,服务于国民经济建设;必须创新遥感应用服务模式,加快遥感产业化和商业化进程;建议推进卫星观测系统的商业化,加快无人机遥感发展,促进遥感应用市场化。     

关于遥感实验场数字孪生体构建的思考

遥感机理模型构建、地表参数反演、遥感产品生产以及真实性检验等均离不开完备的地面先验知识支持，然而目前实验观测、模型模拟等均难以满足观测的完备性需求。目前，基于遥感实验场的数字孪生体生成遥感先验知识以支持遥感基础研究的思路逐渐成熟：突破物理遥感实验场的协同观测技术瓶颈，实现场景三维结构的数字重建；耦合辐射传输、能量平衡和植物生长模型，实现遥感实验场模拟的动态演进；基于物理遥感实验场数字孪生体驱动和约束地表观测数据，通过同化观测与模拟数据反馈优化机理模型，生成精度高、时间连续的完备观测数据集作为先验知识，以支撑遥感机理模型、遥感反演方法和真实性检验等研究。遥感实验场数字孪生体构建方法有望成为小尺度地球系统数字孪生体构建理论的雏形，进而推动地球科学各个学科全面、协同发展。     

遥感数据融合研究进展与文献定量分析(1992—2018)

近年来,遥感应用的快速发展推动了遥感载荷指标性能的不断提升。但由于遥感传感器的硬件技术瓶颈,遥感数据无法同时具有高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率的指标特性。遥感数据融合是解决该问题的有效方法。为了深入了解目前遥感数据融合技术的研究进展情况,本文对国内外1992年—2018年间在该领域有一定影响力的相关成果进行了调研、分析与归纳总结。首先对遥感数据融合相关论文的年发文量、发文国家与机构、发表刊物以及关键词等进行了统计,梳理其发展历史及趋势;系统性的总结了各类数据融合算法,将其分为面向空间维提升的融合算法、面向光谱维提升的融合算法以及面向时间维提升的融合算法3类,并对各类算法的优势与适用性进行了分析;归纳总结了遥感数据融合的质量评价指标,包括有参考影像的融合评价指标以及无参考影像的融合评价指标;最后对遥感数据融合进展进行了总结与展望。     

利用数据溯源的遥感产品质量问题追溯与分析

针对目前国内遥感数据生产单位的产品质量问题追溯主要通过手动检查过程数据及日志文件,执行效率较低的问题,提出了一种基于数据溯源的遥感产品质量问题追溯与分析方法。该方法基于有向图的思想,将遥感产品溯源信息映射到节点的各种属性和关联关系上,可用于遥感产品溯源信息的表达、存储、查询和分析。该文方法实现了质量问题信息的提取和生产过程的完整记录,有助于提高遥感产品质量问题分析效率。某遥感数据生产单位的初级遥感产品信息溯源实验证明了该文提出方法的可行性和有效性。     

一种利用Mask R-CNN的遥感影像与矢量数据配准方法

遥感影像数据与地理信息系统（geographic information system,GIS）矢量数据的配准是遥感与GIS集成的基础。目前遥感影像与矢量数据的配准关键在于遥感影像特征的提取,而现有遥感影像特征提取方法存在特征提取不完整、配准失败和精度不高等问题。由此提出了一种基于Mask R-CNN（region-based convolutional neural network）的遥感影像与矢量数据配准方法,首先,利用Mask R-CNN模型提取影像的道路交叉口作为影像控制点; 然后,依据几何拓扑关系筛选矢量数据道路交叉口作为矢量控制点,再根据遥感影像与矢量数据控制点的欧氏距离确定同名控制点;最后,以同名控制点为基础实现遥感影像与矢量数据的配准。选取上海市矢量数据和高分二号影像数据进行配准实验,实验结果表明, 所提方法鲁棒性强、精度高。     

基于DEM的遥感数据复原方法研究

介绍了一种基于数字高程模型（DEM）的遥感数据复原新方法。此方法将地形因子作为最主要的作用因子，不考虑卫星传感过程中的随机影响。首先，根据基础地理数据，按其等高线层生成DEM； 然后，利用DEM，通过实测样点、DEM和经过纠正的遥感数据的信息融合，进行遥感数据中像元样点的坡度、坡向分析，建立DEM与遥感信息的相关关系模型，以数学统计方法描述地形因子对遥感数据的作用机理； 最后，进行逐像元的遥感信息复原(归一化)。结果表明，该方法具有较好的信息复原效果，可消除或减少地形对遥感数据的影响，增强遥感技术在山区复杂地形下的实用性。     

新一代人工智能驱动的陆地观测卫星遥感应用技术综述

随着各国航天事业的高速发展以及政府对卫星遥感技术的大力支持,各类军民商用卫星系统层出不穷,建立了较为完善的卫星遥感数据获取体系,为推动经济社会高质量发展提供了新动能。与此同时,人工智能技术的迅猛发展极大程度的提升了数据分析的智能化、精准化水平,为遥感大数据分析与应用带来了新的发展机遇。在互联网时代的背景下,结合新一代人工智能、大数据、物联网、5G等先进技术,推动遥感应用朝着智能化、大众化、产业化方向发展是大势所趋。本文依据当前陆地观测卫星智能遥感技术的发展现状与实际需求,论述了人工智能驱动的遥感技术在资源调查、环境监测、灾害监测等领域中的应用研究现状,探讨了现阶段制约人工智能技术在遥感领域应用成效的关键问题,最后结合遥感大数据处理中存在的问题和挑战,对陆地观测卫星遥感应用技术的发展趋势进行了展望,建立基于人工智能的卫星遥感应用体系已成为卫星遥感技术发展的必然趋势。     

一种基于全球剖分网格的多源遥感数据空间关联方法

针对遥感数据具有多源化且数据量大等特征,同时缺乏统一的空间组织框架,对于数据间空间关联关系建立存在困难等问题,文章提出了基于全球剖分网格的多源遥感数据空间关联模型解决方法:首先采用GeoSOT剖分框架对多源遥感数据进行统一组织与管理,然后根据提出的"网格-数据块-数据"的三层组织概念模型,建立基于全球剖分网格的多源遥感数据空间关联模型;最后进行关联影像的表达实验。实验结果表明,该方法在一定程度上实现了多源遥感数据的结构化组织,有效建立了多源遥感数据的空间关联,并与传统的坐标系统建立对比分析,提高了数据利用的应用效能,整体上促进了遥感数据的使用效率。     

基于ORACLE数据库的遥感影像存储技术

遥感影像的存储与管理是当前急待解决的问题。文中基于ORACLE数据库中典型数据类型的分析，提出并实现了遥感影像存储的3种不同途径和方法。     

遥感技术在景观生态学研究中的应用

景观生态学是一门新兴的宏观生态学分支学科，自20世纪80年代以来，其研究内容和方法论的发展与遥感、GIS等现代对地观测技术的发展紧密联系在一起。对近年来遥感技术在景观生态学中的运用，从景观结构研究、功能研究、动态研究、尺度研究以及景观生态学应用研究五个方面加以总结，进而分析遥感技术在景观生态学研究中的应用优势特征和目前存在的主要问题，并对未来遥感技术在景观生态学研究的应用发展方向提出意见和建议。     

遥感信息不确定性研究

近年来遥感技术及遥感信息产业化发展迅猛 ,但遥感信息的不确定性制约着遥感信息的产品化和实用化的进一步发展。虽然 ,这一问题得到了国内外众多学者的关注 ,并提出和采用相关理论和方法进行分析 ,取得了相当的进展 ,但这些方法在分析遥感信息不确定性时忽略了一个重要的研究点 :遥感信息的不确定性传递机理。本文主要目标就是建立一套遥感信息不确定性的处理方法     

轻小型无人机测绘遥感系统研究进展

地球空间信息是人工智能、大数据时代的重要数据基础,轻小型无人机测绘遥感技术作为中国当前和未来获取厘米级分辨率、实时响应遥感数据的主要手段,必将发挥更加重要的作用。本文首先介绍了固定翼、多旋翼、无人直升机以及飞行控制系统、地面监控系统和遥控遥测链路的发展现状和潜在发展趋势;其次重点研究了数码相机、视频摄像机、倾斜相机、激光雷达、合成孔径雷达和定姿定位系统的利用现状和发展趋势;然后总结分析了当前无人机测绘遥感面临的系统检测、大范围实时遥感和遥感大数据精准解译方面的问题和挑战;最后面向人工智能、大数据、物联网、云计算等技术背景给出了轻小型无人机测绘遥感技术在飞行控制智能化、测绘遥感作业智能化和实时、实景无人机遥感技术应用模式创新等方面的发展趋势。     

一种空气饱和差区域分布的推算方法

以遥感图像反演的地表温度、表观热惯量为自变量,通过遗传规划方法,找到了区域空气饱和差这一非遥感参数的求算方法。     

基于3S技术的土地利用巡查系统研究

针对传统土地资源调查周期长、精度低、现势性差的问题,本文提出一种基于3S技术的土地利用巡查方法,并利用组件式GIS开发技术、空间数据拓扑分析技术、多源数据集成技术、软件系统集成技术等先进技术开发完成了土地利用巡查系统,并在东南大学和天津市北辰区进行了试验,基本满足实际应用需求,为土地利用巡查提供了一种新的方法,解决了传统土地资源巡查过程中的问题。     

4D产品在遥感影像纠正中的应用

针对遥感影像数字纠正问题,结合生产实践,探讨分析了利用现代化的数字产品4D(DEM,DOM,DLG,DRG)数据来采集控制点,用于遥感影像的纠正,以提高效率和纠正精度。     

Potential application of remote sensing in monitoring ecosystem services of forests,mangroves and urban areas

The application of remote sensing (RS) techniques to monitor ecosystem services has increased in recent years. Nevertheless, the potential application of RS to monitor some of ecosystem services is still challenging. The paper reviews the applications of RS to monitor ecosystem services of forests, mangroves and urban areas. Satellite data provide substantial information about dynamics of environmental changes over time from local to global scale. These information are useful data sources for the people who are involved in the on-going evaluation and decision-making process to manage ecosystem. Many recent research papers on the topic were reviewed to find new applications and limitations of RS for monitoring ecosystem services. Advanced RS techniques have high potential to monitor ecosystem services with the advancement of sensors ranging from aerial photography to high and medium resolution optical RS and from hyperspectral RS to microwave RS.     

无人机遥感在大型不可移动文物三维重建中的应用

针对大型不可移动文物三维重建技术存在的困难,本文基于无人机遥感等平台,利用基于图片的三维重建技术,设计了一种低成本、简便高效、较高精度的大型不可移动文物的表面精细几何纹理获取与三维重建的技术流程,对建模中的技术问题进行了研究,并对其精度和实用性进行了评价。其结果较好地满足了文物测量的精度要求;为文物保护与展示等研究提供了新的思路,能全方位、近距离面向公众做三维展示;结果带有精确的地理位置信息,可作为三维GIS平台新的数据采集方法和数据源。     

耦合知识图谱和深度学习的新一代遥感影像解译范式

在遥感大数据时代,遥感影像智能解译是挖掘遥感大数据价值并推动若干重大应用的关键技术,如何将知识推理和数据学习两类解译方法有机联合已成为遥感大数据智能处理的重要研究趋势。由此提出了面向遥感影像解译的遥感领域知识图谱构建与进化方法,建立了顾及遥感成像机理和地理学知识的遥感领域知识图谱。在遥感领域知识图谱支撑下,以零样本遥感影像场景分类、可解释遥感影像语义分割以及大幅面遥感影像场景图生成3个典型的遥感影像解译任务为例,研究了耦合知识图谱和深度学习的新一代遥感影像解译范式。在零样本遥感影像场景分类实验中,所提方法在不同的可见类/不可见类比例和不同的语义表示下,都明显优于其他方法;在可解释遥感影像语义分割实验中,知识推理与深度学习的联合方法取得了最好的分类结果;在大幅面遥感影像场景图生成实验中,知识图谱引导的方法精度明显高于基准的频率统计方法。遥感知识图谱推理与深度数据学习的融合可以有效提升遥感影像的解译性能。     

面向NSDI遥感影象数据库共享的元数据库和数据交换中心技术探讨

数据发现是数据共享的前提,本文根据NSDI空间数据共享的要求,针对多源遥感影像数据网络发现所面对的技术问题,结合国际国内最新的影像、栅格等地理数据交换标准,为了将原有的遥感影像数据库加入NSDI影像库,进行了具有普遍适用性的遥感影像元数据库内容设计、分级结构模型设计,并基于目前数据交换技术的发展状况,论述了将传统的、孤立的、多源的海量遥感影像数据库加入NSDI遥感影像库,实现快速数据检索的便捷途径和系统体系框架。