卫星遥感应急监测信息服务框架设计与应用——以四川木里森林火灾为例

构建及时、有效的卫星遥感应急监测信息服务框架，是开展自然灾害应急救援能力建设的重要内容。本文以数据统筹管理、多源数据处理、应灾信息分析及信息服务快速发布等关键技术为核心，依托高效互联机制和高速数据通道，构建了卫星遥感应急监测信息服务框架。通过在四川木里森林火灾应急遥感监测中的具体应用，实现了对灾前灾后数据的实时推送，以及灾区遥感解译图、三维地形、救援通达性及火灾变化等综合信息服务的及时发布，为四川省火灾一线救援工作提供了科学指导，为新时期国家应急能力建设提供了探索性技术途径。     

高分一号卫星数据在土地覆盖动态监测中的应用研究

通过研究哈尔滨经济和社会条件,对高分一号卫星数据进行数据检查、筛选、预处理并对研究区域土地覆盖信息进行分类,提取哈尔滨市区域2013~2014年土地覆盖变化信息。利用此应用案例,结合地理国情监测的特点进一步分析高分一号卫星数据的适用性;同时将高分一号卫星数据与同级国外卫星数据比较,研究国产高分数据在地理国情监测中的可行性。实验研究表明,高分一号卫星数据能够满足人们快速掌握各种土地覆盖信息的需求和对土地覆盖变化的动态监测需求。     

面向地灾应急的国产卫星观测能力分析

针对国产卫星系统在灾害应急观测任务中的覆盖能力并不完全明确的问题,对适用于地质灾害应急观测的国产卫星进行模拟仿真,利用网格点法从空间和时间两个维度对卫星的覆盖情况进行统计分析,深入研究国产卫星在应急响应、重复观测以及复合观测三方面的覆盖能力,并为灾后应急任务制定和我国灾害监测系统的发展提供建议。     

基于资源三号数据的三维变化检测可行性研究

资源三号卫星是我国首颗民用立体测图卫星,可以测制1:5万比例尺的地形图,在国土资源、农业、林业、救灾减灾等领域具有独特的优势。本文基于资源三号立体数据,研究三维变化监测的可行性。以湖北某地区为实验区,基于差值理论模型,设定阈值得到DEM高程方向的变化信息;在差值结果基础上利用改进分水岭分割方法得到平面区域变化检测结果,对结果进行三维显示和统计分析。实验表明资源三号卫星数据的DEM精度满足一定比例尺下的变化检测精度要求,较好的反映地形变化;而且,三维DEM变化检测可直观、宏观显示变化区域范围,在应急减灾救灾及变化信息提取方面具有重要应用价值。     

应急测绘保障系统的研究与应用——以山西省为例

以山西省应急测绘保障系统建设为例,研究应急测绘保障系统的关键技术,建立应急数据快速获取及处理、数据远程实时传输和服务、现场监测与远程指挥协同的一体化应急测绘保障体系,对提升重大自然灾害和突发事件的应急处置能力具有重要意义和作用。山西省应急测绘保障系统的关键技术研究主要包括应急三维地理信息数据库、应急数据快速获取系统、应急数据快速处理系统、应急数据远程传输系统、应急指挥决策系统软件和应急测绘保障系统集成技术。系统研究成果已在山西省突发地质灾害应急监测工作中得到应用,应用效果良好,经济和社会效益显著。     

遥感卫星区域覆盖实时分析与可视化

空间对地观测需求的增长和任务的多样性导致卫星区域覆盖分析变得越来越复杂。当前的遥感卫星区域覆盖算法与应用无法提供实时响应和应对高并发请求的在线服务,并且分析结果不能做到实时可视化,增加了数据的认知难度。针对于此,本文结合流式处理技术,提出一种高效的遥感卫星区域覆盖实时分析方法与可视化服务。首先,采用一种多模式判断策略,实现遥感卫星区域覆盖相关参数的高效计算;然后,对持续流入的数据进行实时分块,实现数据实时处理;最后,结合流式处理技术,提供实时响应和可视化的在线服务。利用多星多地面区域数据进行试验验证,结果表明,本文方法在保证传感器任意指向下遥感卫星区域覆盖参数计算精度的同时,效率得到较大提升,并且能够及时高效地通过数据流的方式,实现分析结果的实时可视化。     

附有物理量和气象条件约束的光学卫星国土观测有效覆盖率评估

传统光学卫星国土观测覆盖评估建立在卫星对地理想覆盖的基础上,并未考虑卫星存储、星地数据传输、观测时长等物理量及观测区域气象因素对于覆盖性能的影响。本文针对光学遥感卫星的国土观测需求.建立国土观测有效覆盖能力评估指标体系,根据卫星数据存储能力、星地数据传输能力、卫星单圈最大观测时长、卫星观测太阳高度角等性能参数,提出了基于物理性能约束下的有效覆盖计算方法。根据气象台站历年气象数据,提出了气象约束因子的计算方法。综合考虑卫星物理性能约束与观测区域气象约束,计算光学遥感卫星对地观测有效覆盖能力。最后根据专家设计的光学遥感卫星国土观测有效覆盖能力评估指标权重,利用层次分析法(AHP)评估光学遥感卫星系统对于国土观测的需求满足程度。试验结果表明,本文方法对于国土观测有效覆盖的估算和评价结果更加精确,更接近于国土观测的实际应用需求,为对地观测有效覆盖能力评估提供了一种更为精确的可行方案。     

利用广播星历确定BDS卫星飞行区域

针对北斗卫星导航系统(BDS)采用异构星座,其GEO、IGSO卫星飞行区域并非全球覆盖,传统监测站覆盖性能分析方法不宜直接应用以及导航卫星在轨运行时受到多种摄动影响,其实际运行区域与设计区域有别等问题,提出采用实测数据界定BDS导航卫星飞行区域的方法,并以BDS试验评估系统国内跟踪站网及GPS/BDS测试评估系统跟踪站网为例,分析了监测网的覆盖性能。实验证明本文提出的方法可较为合理、能够较准确地描述BDS地面跟踪站网的监测覆盖性能。     

区域监测站与低轨卫星数据联合测定MEO卫星轨道

我国北斗二代系统(BDS)地面运控监测站数量较少且为区域分布,短期内难以实现全球建站,因此对全球运行的中圆地球轨道卫星(MEO)难以形成连续多重覆盖观测,导致BDS的MEO实时轨道精度偏低。基于上述问题,本文考虑到低轨卫星星载GNSS数据可以有效弥补区域监测站在空间覆盖及几何结构上的不足,设计了一种将星载GNSS接收机作为高动态天基监测站,联合地面区域监测站数据对卫星导航系统的MEO卫星轨道进行实时解算预报的方法。算例结果显示:7个区域监测站联合1至3个天基监测站,其定轨精度可分别提升约21%、34%和55%,这也表明,地面区域监测站联合天基低轨卫星数据可有效提高MEO卫星的轨道精度。建议我国BDS在区域测站分布阶段可采用联合低轨卫星数据方法提高北斗MEO卫星实时轨道精度。     

重大自然灾害应急监测与评估应用示范系统的设计与实现

根据重大自然灾害应急监测与评估流程及应用示范功能需求,结合组件式GIS集成开发技术,基于JAVA和Microsoft.NET开发环境,GDAL开源框架,以Geobeans地图服务为基础,整合了Arc Engine平台,采用Postgres数据库设计并开发了重大自然灾害应急监测与评估应用示范系统。该系统实现了数据库分系统,数据处理与交换共享服务平台和计算机业务支撑平台,以及遥感减灾应用产品服务能力示范分系统、遥感灾害监测应用示范分系统、风险评估预警应用示范分系统、遥感灾情评估应用示范分系统、灾害应急保障应用示范分系统、天地一体化信息采集应用示范分系统等6个示范分系统的建设,并且完成了中央到示范省的部署和应用示范。实现了最大限度的信息和软、硬件资源共享,有效降低了卫星数据应用的门槛,提高了以环境减灾卫星为代表的国产卫星数据在减灾、交通等行业领域中的应用水平和利用率。