浅谈卫星影像管理及其在城市变迁中的应用

正遥感是指从高空不同的高度对地球进行大范围探测与观测,获取有价值的数据,而光学遥感通常在可见光波段对目标进行成像,可以说是专为地球打造的"自拍神器"。如同照片可以较好地保存个人的历史信息一样,光学遥感获取的数据可以完好地保存地球表层的历史状态信息,为人们更深刻更直接地了解城市变迁提供第一手的珍贵历史资料。直至今日,     

中科院启动汶川地震10周年遥感动态监测

正中科院遥感与数字地球研究所日前正式启动汶川地震10周年遥感动态监测工作。本次工作将集成汶川震区10a间多时相卫星和航空观测数据,结合地面调查,通过大数据分析,认知震区灾害链效应与潜在灾情、长时序自然生态恢复过程、城镇灾后重建成效,为震区重建、生态恢复提供决策支持。     

新型遥感技术数据的铀资源勘查应用

一系列对地观测遥感卫星成功发射,新型传感器相继问世,不断增添具有更高空间分辨率、光谱分辨率和更多极化方式的新型遥感数据源。这些数据源正以传统遥感数据源不具有的优势在国民经济各领域应用,取得了许多良好的应用效果。本文从新型多光谱遥感、高空间分辨率遥感、高光谱遥感、雷达遥感等四个方面介绍了新型遥感数据在铀资源勘查中的应用研究及效果。     

对哈尔滨市土地利用动态遥感监测工作的体会

近十年来，遥感对地观测技术获得了巨大的发展，多分辨率，多时相，高光谱，超光谱等多种遥感数据相继出现。组成星座或星群，形成全天候、多角度、高分辨率、高光谱及日覆盖的卫星遥感观测系统，大大丰富了可选择监测区遥感数据。根据哈尔滨市的特点，可选择法国SPOT-5卫星。     

多云多雨环境遥感研究与应用分析

云、雾、雨往往导致获取同步观测陆面-大气或海面-大气的遥感数据的复杂性,使得多圈层探测的遥感数据缺乏连续性、实时性、准确性和可用性。所以,多云、多雨环境一直成为遥感对陆面和海面探测与研究的瓶颈。对我国来说,只有实现在多云、多雨地区的全天候、全天时地对地观测,我国的遥感应用才能形成一个较为完整的体系。我们提出了多云、多雨地区遥感这个概念,介绍这方面的研究进展。为解决这一瓶颈问题,通过多云、多雨环境下对地观测系统数据获取与信息处理的多学科研究,提出发展适用于多云、多雨环境的对地观测系统的科学思路与方案。     

论时空大数据的智能处理与服务

时空大数据智能处理与服务是以测绘、遥感和地理信息技术为中心的地球空间信息学的重要应用途径和发展契机。本文首先全面论述了时空大数据的兴起发展、主要特点和挖掘手段,进而介绍了时空大数据的自动匹配、变化检测、智能决策等智能处理技术,并在此基础上论述了由对地观测到对人观测的“3S”社会化应用,最后介绍了天基信息的实时智能服务(PNTRC)的现状、发展目标、关键技术及应用前景。诸多实践证明,在大数据和人工智能时代,面对海量的多源异构的时空大数据,抓好自动化、实时化、智能化、大众化和社会化,地球空间信息学的创新发展前景必将一片光明。     

基于多源卫星遥感的暴雨灾情时空动态信息的提取

强暴雨淹没耕地形成灾害的同时,对耕地作物的生长也产生着极大的影响,而暴雨灾害对耕地作物生长的影响是一个渐变过程,需要由时空动态的观测进行监测。多源卫星遥感观测技术具有捕捉地面瞬间状态和刻画过程的优势。论文利用Terra/MODIS、Landsat和Sentinel卫星观测数据,挖掘多源卫星遥感观测数据,提出了一种利用NDVI变化的特征值进行灾情动态信息提取方法;并以2016年发生暴雨灾害的巢湖地区为实验区进行了方法的应用和讨论。结果表明,基于MODIS多时相NDVI变化结果提取的信息能够获得受灾害影响开始时期和持续时长等丰富的时空动态信息,根据这些信息可以统计得出大范围区域中受灾害影响的面积。另外,结合利用30 m和10 m的Landsat和Sentinel观测数据提取的水淹区,可为在暴雨致灾范围方面提供准确的参考信息。多源遥感作为评估灾情信息的依据之一,其获取的灾情动态信息能够为灾后耕地的恢复情况以及国家灾后损失评估和救助决策提供科学的数据依据。     

林下植被遥感反演研究进展

林下植被在森林生态系统碳、水和营养元素的累积和循环方面有着重要作用与科学意义。多角度、高光谱和激光雷达遥感系统凭借对森林分层结构的敏感性,成为量化林下植被的重要手段。本文综述了森林林下植被的遥感反演研究进展：首先讨论了林下植被的定义,其次对当前林下植被的遥感反演现状作了深入分析,总结了多角度、高光谱和激光雷达遥感观测的森林背景的反射率、林下植被的叶面积指数、高度和覆盖度的遥感反演原理和方法。基于不同卫星观测角度下森林冠层和森林背景对总反射的贡献差异,林下反射率可通过多个角度的观测数据进行反演。此外,借助激光雷达穿透冠层直接观测林下植被的优势,总结了激光点云数据和回波波形信息反演林下植被的覆盖度和高度的方法,以及今后使用遥感技术反演的难点和获取林下植被信息的主要发展方向。     

基于全球剖分网格的大区域遥感数据快速拼接方法研究

由于遥感数据存在多种类型和不同分辨率,使之在检索、共享和整合拼接方面存在一定难度,导致在获取大区域遥感数据时,常用的基于元数据检索、共享和整合拼接的方法,数据使用率较低。对此,本文提出一种基于Geo SOT全球剖分网格的大区域遥感数据快速拼接方法,采用建立Geo SOT逻辑剖分索引的方式,对遥感数据实施剖分预处理,提高遥感数据拼接速度。最后,通过使用"天绘一号"卫星遥感数据进行对比实验证明,本文提出的大区域遥感数据快速拼接方法具有可行性和实效性。     

遥感图谱认知理论与计算

近年来,随着对地观测技术的迅猛发展,卫星遥感领域逐渐进入了大数据时代。针对当前遥感应用的需求和特点,开展与视觉认知相结合的高分辨率遥感认知理论与方法研究是可行且必要的。在此背景下,受地学信息图谱思想启发,本文对遥感认知领域的图谱问题进行了研究,系统地提出了遥感图谱认知理论与计算方法论,旨在规范高分辨率遥感信息提取流程,构建精细化、定量化、智能化、综合化相结合的遥感信息解译模型。整套方法体系由横向“自底向上的分层抽象”和纵向“自顶向下的知识迁移”2个方向上的认知计算组成,分别对应了“由谱聚图”、“图谱协同”和“认图知谱”3大图谱转化过程。论文对涉及的概念、基本思想、关键技术及难点问题进行了重点分析,强调综合利用大数据、逐步融入知识来实现不同层次的遥感认知,以期为数据源极大丰富条件下的遥感信息解译提供新的视角。     

“无人机遥感与组网”专辑导言

正随着对地观测技术的不断发展,厘米级超高分辨率、小时级甚至近实时响应、高频次重访的空间信息快速获取能力不断提高。无人航空遥感具有机动灵活、数据获取周期短、成本低、可以全天时观测等特点,已在各行业中得到广泛应用。《地球信息科学学报》在国内首次以"无人机遥感与组网"为主题,围绕高精度轻量化航空遥感载荷技     

高分一号卫星在土地利用遥感监测中的应用

高分一号是我国高分辨率对地观测卫星系统重大专项(简称"高分专项")的第一颗卫星,卫星的发射有效地缓解了国内高分辨率遥感数据的供应不足,如何利用该数据做好国土资源主体业务成为当前的热点。本文以湖南省益阳市赫山区为研究区域,进行了土地利用遥感监测,研究了高分一号卫星数据处理方法及其在土地利用遥感监测工作中的应用效果。测试结果表明:高分一号卫星数据利用一般的遥感数据处理方法能够达到较好的效果,光谱信息丰富、地物解译标志清晰,地物判读性较好,能够满足土地利用遥感监测业务的应用需求。     

大气二氧化碳遥感反演精度检验及时空特征分析（可下载全文）

 利用卫星遥感探测大气二氧化碳(CO₂)浓度,相比传统的地面观测方法,具有稳定、连续、大尺度观测等诸多优点,能更好地获得全球CO₂的时空分布与变化特征。随着卫星遥感技术的发展,一系列具备大气CO₂探测能力的卫星相继发射升空,大气制图扫描成像吸收光谱仪(SCIAMACHY)、温室气体观测卫星(GOSAT)、大气红外探测仪(AIRS)等卫星传感器,已经获得了多年的全球CO₂浓度分布产品。对这些卫星资料进行对比分析,并与本底观测数据进行全球范围的长时间序列的对比验证。研究显示,3种CO₂卫星遥感产品中,SCIAMACHY数据系统性略高于本底数据,且观测范围局限性较大;GOSAT数据稳定性较好,但系统误差较大,平均低于本底数据近9ppmv;AIRS数据产品相比前两者优势突出,单月全球覆盖率达到90%左右,与本底观测数据平均误差小于2ppmv(0.5%),相关系数达到0.9以上,能够较好地反映全球大气CO₂浓度的时空特征。卫星遥感产品与本底观测资料显示,全球CO₂浓度空间分布呈现出明显的纬度分布规律与海陆分布规律,时间变化规律方面则表现出明显的季节性周期变化。     

中国面向遥感应用的垂直起降无人机现状和 应用前景分析

近年来,针对中国生态环境、洪涝灾害应急响应、国土安全监测等遥感观测任务,无人航空遥感手段需求越来越多。构建异构无人航空器遥感观测多任务集群系统是近几年的发展目标,为完成无人航空遥感生态建设,垂直起降无人机以其不受场地限制起降又可快速巡飞的特点,在多个领域发挥着越来越大的作用。本文主要研究内容包括国内垂直起降无人机发展现状调研、面向航空遥感应用市场的无人机分析及典型机型介绍、垂直起降无人机在遥感领域的应用场景及案例分析、垂直起降无人机在遥感领域的应用前景及发展趋势等。通过广泛调研及深入分析可知,目前垂直起降固定翼无人机正逐步取代多旋翼飞行器的主导地位;垂直起降无人机占据了遥感应用无人机80.47%的市场份额;动力多元化、系统智能化、布局多样化、尺寸小型化等是面向遥感应用的垂直起降无人机的发展方向。本文较为全面地阐述和剖析了面向遥感应用的垂直起降无人机的相关内容,为遥感航空无人机生态建设提供了参考与支撑。     

面向多源遥感影像数据的溯源模型研究

遥感卫星技术的快速发展推动了多层次、多角度、全方位、全天候的对地观测，遥感影像数据极大丰富了起来，已广泛应用于众多领域。然而，影像数据时空分辨率不一、质量参差不齐，从原始遥感数据到数据产品的处理算法多样、业务流程复杂，导致遥感数据处理结果的质量追溯较为困难。针对此，本文对多源遥感影像数据溯源信息模型进行研究，根据遥感影像的分发、处理等特点，构建了遥感影像元数据溯源信息概念模型，图谱化表示遥感影像衍生过程中的事件、实体、关系和属性信息；为了提高遥感影像溯源信息的互操作能力，对W3C（万维网联盟）PROV溯源模型进行了继承与扩展，构建了溯源信息概念模型与W3C PROV溯源模型的映射框架，实现了溯源信息的表达；提出了遥感影像元数据模型扩展方法，以支持溯源信息的嵌入。本研究丰富了遥感影像元数据的溯源信息，支持用户对遥感数据产品追踪溯源，评估其可用性和可靠性；同时，提出了基于溯源信息的遥感数据查询优化方法，提高了数据查询效率。     

大数据架构的遥感资源存储管理方法

随着遥感数据获取能力的日益增强,一方面导致遥感数据的多元化和海量化,使“存不起”的问题日益突出,另一方面由于缺少有效和高效的存储管理方法,难以及时发现终端应用所需的数据,使结果“存而无用”。本文围绕巨量、高吞吐、空间结构化的遥感影像数据及其基础土地信息产品的存储与管理问题,提出采用大数据架构的遥感资源存储管理方法,并基于MongoDB数据库实现了原型系统;通过使用PB量级数据进行试验,证明了该方法满足大数据时代对遥感矢栅数据的存储管理需求。     

国土资源遥感信息数据库建设及应用开发研究

遥感是新兴的地球信息科学的一门分支科学和由高新技术集成的一种信息服务产业。遥感技术对地球观测获得的各种数据和图像,是科学研究的宝贵财富,各种直观、逼真的遥感影像,各种波段的遥感数据,通过计算机数据处理和图像处理,可编制出各类专业应用图件。这些准确而快捷的成果,将成为政府管理及企业投资决策的重要依据。     

高分辨率遥感影像目标分类与识别研究进展

高分辨率遥感影像的目标分类与识别,是对地观测系统进行图像分析理解,以及自动目标识别系统提取目标信息的重要手段。本文综述了当前国内外在可见光、红外、合成孔径雷达和合成孔径声纳等遥感影像的目标分类与识别的关键技术和最新研究进展。首先,讨论了高分辨率遥感影像的目标分类与识别问题的主要研究层次和内容;其次,深入分析了高分辨率遥感影像目标分类与识别,在滤波降噪、特征提取、目标检测、场景分类、目标分类和目标识别的关键技术及其所存在的问题;最后,结合并行计算、神经计算和认知计算等技术,讨论了目标分类与识别的可行性方案。具体包括：（1）高性能并行计算在高分辨率遥感图像处理的主流技术,并给出了基于Hadoop+OpenMP+CUDA的高分辨率遥感影像混合并行处理架构;（2）深度学习对于提升目标分类和识别精度的应用前景,以及基于深度神经网络的多层次遥感影像目标识别方法;（3）认知计算在解决遥感影像大数据不确定性分析的模型与算法,并讨论了层次主题模型的多尺度遥感影像场景描述方案。此外,根据媒体神经认知计算的相关研究,探讨了遥感影像大数据的目标分类和识别的发展趋势和研究方向。     

面向中国洪涝灾害应急监测的无人机空港布局

当前洪涝灾害对社会的经济发展和人民生命财产安全构成严重威胁。无人机机动、灵活,安全性高,可迅捷甚至实时获取灾区影像,对灾情的快速评估和应急救援决策意义重大。遥感无人机在洪涝灾害救援中能够发挥的重要作用已得到广泛共识,但是由于灾害的突发性,缺乏就近部署的资源制约了无人机遥感观测和救援作用的发挥。针对突发灾害,在区域和全国范围内建立起一定的无人机遥感应急体系成为国家面向未来正在考虑的选项。基于此,本研究提出了基于中国科学院的野外台站构建全国无人机遥感观测网的设想。本研究以中国防范洪涝灾害等级分布数据、行政区划数据、中国科学院野外台站分布数据和当前无人机性能数据库为数据源;以行政区划离散并提取的中心点作为需求点,台站作为设施点,不同洪涝等级区域内需要无人机进行应急观测的重要程度作为权重,利用最大覆盖选址模型进行空港选址布局;利用成本-效益曲线确定台站的最佳数量,最终从268个台站中选取出81个作为支撑全国洪涝灾害无人机遥感观测网络的无人机空港。无人机空港布局结果在理论上能够实现对中国绝大数突发洪涝灾害在2 h内初步完成洪涝观测,这对于构建中国空天地一体化的洪涝灾害监测体系具有重要意义。同时,本研究中的方法和成果对于进一步构建行业和综合性的全国无人机遥感观测网也具有一定借鉴和参照意义。     

中国无人机遥感技术突破与产业发展综述

无人机是未来网络环境下一种数据驱动的空中移动智能体,而无人机遥感则是无人机应用最重要的引领性产业。本文首先以国内外无人机遥感发展现状为背景,重点概述了中国无人机遥感21世纪以来“十五”到“十三五”所获得的具有代表性的国家支持与推动的发展历程,阐述了无人机遥感定标场,航空航天定标场的建立以及应用验证,包括无人机遥感系统的载荷与系统技术发展;然后,进一步阐述了以遥感定标场、地物参量引导载荷性能、系统模型为代表的中国无人机遥感的相关技术跨越;接着,概略介绍了无人机遥感在国防反恐安全以及跨国应急救援,国土测绘与海洋岛礁测绘应用,地质灾害应用以及国家应急救援等领域的产业应用;最后,介绍了中国在无人航空遥感领域展开的跨越性的工作,包括组网智能控制、精度和实时性度量基础、载荷平台自组织冗余容错、遥感大数据云处理技术和无人机遥感组网实用化等内容。未来无人机遥感发展的总体目标是建立起具备迅捷信息获取能力的无人航空器组网观测系统,实现无人航空器组网技术由项目层面跨越到遥感领域,同时也为中国成为世界遥感强国的国家战略跨越奠定基础。