基于Bayes决策的机载全极化SAR图像滑坡信息提取

将雷达遥感技术应用于滑坡灾害调查是地学应用的一个重要方向,特别是在多云多雨地区。由中国科学院电子学研究所研发的高效能机载SAR系统(high–performance airborne synthetic aperture Radar system,HASARS)具备X波段双基线干涉和P波段全极化观测的能力,是国内首家多频段多模式机载SAR系统。从多极化机载SAR数据的特征选择和信息提取等角度,评估了不同极化模式组合对滑坡信息提取精度的影响;并基于Bayes决策理论,提出了多极化SAR图像分类的特征选择方法。利用不同研究样区的特征选择结果提取了多个滑坡的范围,提取精度均在90%以上。HASARS的高空间分辨率及其获取的高精度DEM和P波段全极化观测,可以近实时、高精度地获取地表滑坡灾害专题信息,在滑坡等减灾救灾领域具有广阔的应用前景。     

对地观测高光谱激光雷达发展及展望

对目标空间三维—光谱信息的高分辨一体化获取与应用,是对地观测技术发展的前沿科学问题。结合高光谱成像与激光雷达测距的技术优势,对地观测多光谱/高光谱激光雷达遥感技术手段应运而生,并成为遥感技术未来发展的重要方向。本文分3个阶段详细回顾了对地观测高光谱激光雷达系统的发展历程,并针对其独有数据类型阐述了数据处理研究方面的探索研究。最后,重点分析了高光谱激光雷达在测绘领域、农林业领域的重大应用潜力,展望了未来对地观测高光谱激光雷达发展面临的机遇和挑战。     

极化干涉雷达遥感机制及作用

极化干涉SAR是目前雷达遥感的前沿领域，它是集极化SAR和干涉SAR于一体的新型对地观测技术。通过对极化干涉的基本原理和物理机制，极化干涉SAR的数据处理及与常规干涉SAR数据处理的区别，以及极化干涉SAR当前的几个热点应用研究领域进行了阐述，对极化干涉SAR存在的问题也进行了讨论。     

新型SAR对地环境观测

合成孔径雷达(SAR)系统在对地观测中具有全天时全天候的独特优势。近十几年来,多模式、多角度、多维度、大幅宽、高分辨率、多基协同等SAR技术的问世,代表着新型SAR观测时代的到来。为对这一SAR发展阶段的特点和能力进行分析,本文首先介绍了新型SAR系统观测能力的发展,包括如何获取大范围、多时相、多层次SAR综合对地观测数据及实现月基SAR等观测技术;然后,总结了杂交介质建模、时频分解、深度学习、压缩感知等新型信息提取方法在SAR领域发挥的作用;最后,介绍了新型SAR在城市管理、植被调查、极地与海洋测绘以及灾害监测等领域的研究进展,旨在推动SAR观测技术在测绘领域更广泛而深入的应用。     

卫星雷达遥感在滑坡灾害探测和监测中的应用:挑战与对策

将卫星雷达遥感应用于滑坡灾害的探测与监测，不仅可以从空间尺度上大范围捕捉到滑坡信号，而且可以从时间尺度上以较长周期追踪滑坡的运动状态。但是，卫星雷达遥感本身的局限性和滑坡所处的复杂地形环境使这一应用面临一些挑战。对卫星雷达遥感技术的4个主要挑战进行了总结与分析，同时给出了相应的解决方案:①通过提高卫星雷达影像的空间、时间分辨率，使用较长波段雷达信号或采用增强型时间序列分析技术，可降低密集植被覆盖对相干性的影响。另外，采用像素点偏移量追踪或距离向分频干涉测量方法，可克服传统干涉测量中大梯度形变引起的相位失相干。②大气延迟对卫星遥感的影响较大，尤其是地处山区的滑坡探测和监测，利用通用型卫星雷达大气改正系统可显著减弱干涉影像的大气信号并进一步简化时间序列分析，提高缓慢运动滑坡的探测和监测质量。③对于中等分辨率的雷达影像而言，利用数字高程模型可提前量化分析雷达几何畸变（如叠掩、阴影等）引发的滑坡探测监测的适用性；而对于高分辨率的雷达影像而言，利用机器学习方法无需外部高分辨率数字高程模型即可精确识别雷达影像的阴影和叠掩区并进行掩膜，从而大幅度提高数据处理效率。④针对高坡度地区残余的地形相位引起的解缠误差，可通过基线线性组合的方法予以减弱。此外，提出了一个基于多源对地观测的滑坡探测/监测系统框架，综合卫星雷达遥感与其他对地观测数据（如地基雷达、激光雷达、全球导航定位系统），搭建了一个自动化滑坡探测与监测系统。该研究旨在阐明卫星雷达遥感的优缺点，进一步深化其在滑坡灾害监测方面的应用和推广，引出未来侧重发展方向的思考与探讨。     

合成孔径雷达遥感地质应用综述

合成孔径雷达(synthetic aperture Radar,SAR)凭借其全天时、全天候的对地观测能力以及独特的穿透成像特性,在热带雨林及沙漠等典型覆盖地区遥感地质调查中得到了广泛应用。通过阐述地质体微波散射机理,详细总结了SAR在地质考古、岩性识别、地质构造探测和矿产勘查等应用领域的国内外研究进展;介绍了多源影像融合技术在国内外雷达地质调查中的应用情况,并结合项目实例对其重要作用进行了分析。虽然雷达技术受影像自身特点、处理技术以及数据源等问题的制约,在国内地质调查中的应用水平依然较低,但随着软硬件技术的发展,雷达遥感技术在国内地质应用中的作用也将愈发重要。     

基于SVM雷达卧龙大熊猫栖息地森林成图

卧龙自然保护区(世界自然遗产地)是大熊猫最主要的栖息地之一。结合雷达遥感全天时、全天候观测优势,以及森林覆盖对栖息地生境评价的重要性,开展多时相、双极化雷达数据森林精细成图研究就显得尤为重要。本研究首先对雷达数据进行辐射地形校正;然后选用5个时相ALOS PALSAR数据,采用支持向量机(support vector machine,SVM)方法进行森林精细成图。研究选取了5个多时相、双极化典型特征信息参与初始训练和分类,即HH_m,HV_m,TSD,HH_m-HV_m和HH_m/HV_m;接着通过对不同信息组合分类精度的试验与对比,获取了最优特征组合HH_m,HV_m,TSD,HH_m-HV_m。对应分类总体精度、森林及非森林类别用户精度分别为86.90%,82.34%和92.83%,显著优于单时相单极化数据分类结果(分类总体精度55.47%)。研究结果验证了多时相、双极化雷达遥感数据在自然遗产地森林精细成图中的有效性,并揭示了雷达遥感在多云多雨地区生境监测与评价中的潜力与应用价值。     

地球观测数据共享的发展和趋势

地球观测数据共享是地球科学和相关学科科研活动中非常重要的基础性工作,是对地观测信息生命周期中的重要环节。受到由资源提供者、资源消费者和资源加工者组成的社会生态系统发展变化的影响,共享模式经历了无共享、项目共享、部门共享、社会共享等渐进的4个发展阶段,并呈现出区域差异和阶段差异。地球观测数据共享的概念体系包含数据开放、数据共享、数据互联等不同层次的问题,并受到信息技术等使能技术的驱动。其中开放性代表数据在网络中可被访问的状态,共享性是对于数据重复使用的授权和模式,互联性则是强调可共享数据资源在科学含义上的相互理解。而地球观测数据共享的技术体系则包含数据开放技术、数据共享技术和数据出版与引用技术。目前地球观测领域的数据共享正在经历巨大的文化、政策、技术和应用变革,下一代的地球观测数据设施集中体现了数据的共享和协作,并将呈现国际化、多学科化、标准化、设施化、大数据化和公众社会化等新的技术特征,将对相关科学活动产生重大影响。     

微波遥感技术的兴起与雷达图像的应用──“成像雷达微波遥感知识”介绍之一

一、综述 1981年11月美国航天飞机第一次进入太空,在250km的高度上利用成像雷达SIR-A拍摄了地面的图像。这一划时代的科学事件标志着微波遥感技术开始进入实用阶段,从而将整个航天遥感技术从可见光、红外发展到了微波波段。根据大气层的传输特性与频率的关系,遥感信息通常选择可见光、红外和微波这几个窗口来达到传递的目的。微波遥感则是将工作波段选择在微波部分的一种遥感方法,其核心是在得到的地物微波波谱图中,解译出目标的属性和特征,以达到观测研究的目的。 正如早期发展起来的光遥感一样,微波遥感同样经历了如下的发展阶段:(1)制…     

高分辨率对地观测学术年会简介

<正>高分辨率对地观测系统利用天基、临近空间和航空平台的多种观测手段,实现对陆地、海洋、大气等各类对地观测信息的获取,其数据广泛应用于农业、林业、水利、国土、气象以及国家安全等众多领域。高分辨率对地观测系统重大专项(以下简称高分专项)是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》中部署的16个重大专项之一,用于发展我国高分对地观测技术,构建我国高分对地观测体系,掌握高分对地观测信息自主     

Research on SAR data integrated processing methodology oriented on earth environment factor inversions

ABSTRACT

As an important advanced technique in the field of Earth observations, Synthetic Aperture Radar (SAR) plays a key role in the study of global environmental change, resources exploration, disaster mitigation, urban environments, and even lunar exploration. However, studies on imaging, image processing, and Earth factor inversions have often been conducted independently for a long time, which significantly limits the application effectiveness of SAR remote sensing due to the lack of an overall integrated design scheme and integrated information processing. Focusing on this SAR application issue, this paper proposes and describes a new SAR data processing methodology – SAR data integrated processing (DIP) oriented on Earth environment factor inversions. The simple definition, typical integrated modes and overall implementation ideas are introduced. Finally, focusing on building information extraction (man-made targets) and sea ice classification (natural targets) applications, three SAR DIP methods and experiments are conducted. Improved results are obtained under the guidance of the SAR DIP framework. Therefore, the SAR DIP theoretical framework and methodology represent a new SAR science application mode that has the capability to improve the SAR remote sensing quantitative application level and promote the development of new theories and methodologies.     

中国灾害遥感研究进展

随着灾害系统理论的深化和遥感技术的快速发展,中国灾害遥感研究与应用服务取得了丰硕成果。本文以灾害系统理论为基础,从"天—空—地—现场"一体化灾害立体监测体系、灾害要素分类体系、灾害遥感服务体系和标准规范建设等方面,总结了灾害遥感理论研究进展。分析了洪涝、干旱、地震、地质灾害等主要灾害遥感监测评估方法,并对应用研究热点和存在的问题进行了讨论。分3个阶段阐述了中国灾害遥感系统的发展历程,基于业务应用需求介绍了灾害遥感业务系统的体系架构。按照灾害遥感日常监测业务、应急监测业务和特别重大自然灾害损失评估等3个方面介绍了业务应用模式,并从时效性、评估精度和业务流程等方面对业务应用进展水平进行了评述。分析了当前灾害遥感研究与应用工作面临的机遇与挑战,对今后发展提出了加强灾害遥感应用机理研究、加快防灾减灾空间基础设施建设、加强灾害监测评估方法研究、提升综合减灾空间信息服务能力和加强软环境建设等对策建议。     

面向地震应急调查的遥感应用现状及趋势分析

地震是一种会造成人类生命财产重大损失的突发性自然灾害,震后第一时间启动应急响应并开展灾情的快速评估能有效地减轻地震灾害带来的破坏。空间对地观测技术为宏观性的地震应急与调查工作提供了便捷、经济的途径,随着空间对地观测技术与数据处理技术的不断发展,各国学者对遥感应急调查开展了大量深入的研究工作,相关研究成果已广泛地应用于地震应急的实际工作中。但是,遥感数据类型与处理技术的多样化也带来了应急信息的散乱,导致遥感快速应急响应系统性不强,使得应急服务不持续,一定程度上限制了遥感技术的效能;为此,针对现阶段遥感技术在地震应急调查中的应用情况,在总结地震应急调查常用遥感技术手段的基础上,分析了遥感快速应急响应面临的技术挑战,重点梳理了地震应急不同阶段对遥感数据及应急专题产品产出类型与时效性的现实需求,结合震后灾区影像数据的情况,系统地分析了光学、雷达、激光雷达遥感技术在地震应急调查应用中的技术现状与存在的问题。在实际地震应用案例分析的基础,总结剖析遥感应急工作存在的问题,并重点从海量数据快速处理、震害信息智能化提取、多源数据协同分析3个技术层面论述了遥感地震应急面临的核心困难,基于此,结合在轨数据实时、海量数据快速处理就灾情智能化识别的多技术联合、多源数据协同分析、发展敏捷卫星等几个方面论述了未来遥感技术在防震减灾中的发展趋势,以期推动遥感监测手段提供动态、实时、持续的空间信息应急服务能力,提高地震应急工作的快速响应、精细化与业务化应用能力。本文的研究可以为多源遥感技术在地震应急调查中的科研及业务应用提供很好的参考,更高效的发挥遥感技术在防震减灾工作中的应用能力与水平。     

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。     

遥感技术促进着我国地质矿产调查的发展

回顾30年来中国开展航空地质调查和遥感技术的发展历史和科技现状。叙述了开展遥感地质调查的主要成就和进展,包括充实提高了地质理论研究,加速了区域地质调查进度,促进了矿产普查,扩展了地质资源远景,改进了水文地质、工程地质、环境地质、城市地质和灾害地质勘测工作,使遥感地质应用的理论、方法和技术有了明显的发展。根据遥感技术与地质学理论的发展趋势,对遥感地质的发展提出了新的要求,跟踪遥感技术的最新发展、更新地质理论,进一步发挥遥感技术的潜力,争取在地质理论研究、矿产资源发现、环境地质应用等方面作出更广泛的贡献。     

矿山安全与环境的多源遥感监测技术

随着我国矿产资源的大力开发,矿山环境问题日趋严重,利用遥感手段进行矿山环境与灾害动态监测成为保护环境和防灾、减灾的重要手段。本文针对单一遥感手段在矿山监测中存在的缺陷,开展了天、空、地多源遥感监测技术在矿山环境监测中的应用研究,分析了该技术的特点和优势,提出了将天基的卫星遥感技术、空基的无人机遥感技术以及地面的热成像、测量机器人等遥感测量方法结合起来,进行矿山生产、安全、环境、灾害的协同观测。     

星载ASR图像的两种实用比R—D定位模型及其精度比较

以加拿大Radarsat卫星为例，在简要介绍了SAR图像的产品格式及其多级别，多类型的特点并比较了有关遥感图像的几种定位方法之后，指出距离－多普勒（R－D）原理用于SAR图像像素的绝对定位模型的优点，在分析了直接坐标变换所遇到的困难后，提出了两种基于R－D原理的实用化定位方法，并对算法进行了验证，作定位精度作了比较分析，试验结果表明，相对位置法所取得的定位精度达到了目前国际上有关这一领域的研究所取得的精度，效果良好，迭代法所取得的定位精度也在加拿大RSI公司技术文档的规定范围内，具有一定的实用性。     

“中国高分”科技重大专项在对地观测发展历程中的阶段研究

系统梳理1998年民用航天管理机构调整,特别是2005年天地一体化结构调整实施以及国家科技重大专项高分辨率对地观测系统(下称高分专项)从2007年开始论证到实施至今10余年发展历程,揭示行业发展基本规律,首次将中国民用遥感行业发展划分为4个阶段,阐述了每个阶段主要特征、面临的问题以及创新管理实践;首次将高分专项十年历程明确为一个发展阶段,提出本行业未来发展要在高分专项阶段成果基础上,推动遥感行业继"由试验应用型向业务服务型转变"成功后,向"体系效能型"转变,再次引领和推动中国对地观测新体系建设。