关于我国空间对地观测系统发展战略的若干思考

一、人类进入空间对地观测的新时代 自1957年前苏联发射第一颗人造地球卫星以来，各国已向空间发射了5000余颗卫星或空间飞行器，其中相当大部分为对地观测卫星。从1960年美国发射第一颗气象卫星之后，人类进入了一个从空间观测地球的新时代。     

从对地观测卫星到对地观测脑

21世纪以来,高分辨率对地观测卫星快速发展,对地观测系统由最初的单星模式发展为现在的轻小型卫星组建星座,实现了全天时、全天候、全方位的对地精细化观测。未来将对地观测卫星星座与通信卫星、导航卫星和飞机等空间节点通过动态组网,建立天基空间信息网络,以实现智能化空天信息的实时服务。为了进一步增强系统的智能化水平,提高系统感知、认知能力和应急响应能力,本文提出未来空间信息网络环境下对地观测脑（earth observation brain,EOB）的概念,对地观测脑是基于事件感知的智能化对地观测系统。详细介绍了对地观测脑的概念模型及需要解决的关键技术,举例说明了对地观测脑初级阶段的感知、认知过程。将来对地观测脑可以回答何时（when）、何地（where）、何目标（what object）发生了何种变化（what change）,并在规定的时间（right time）和地点（right place）把这些正确的信息（right information）推送给需要的人（right people）的手机或其他智能终端,全球用户可实时获得所需的任何数据、信息和知识。     

对地观测技术的发展历史、现状及应用

本文介绍了对地观测技术的历史和现状,并针对部分国家(美国、法国、日本、中国)的对地观测技术的发展现状和策略进行分析。美国EOS计划和ESE计划的实施极大地推动了对地观测技术的发展,同时也推动对地球科学事业的发展;法国以高分辨率SPOT卫星系列为其对地观测技术的特色;日本制定了对地观测技术的基本发展策略;中国作为发展中国家,在对地观测技术方面的发展起步较晚,但发展势头迅猛。此外,笔者以滑坡灾害系统为例说明了对地观测技术在地球系统科学研究中的应用及技术优势。     

对地观测微小卫星的发展现状及其应用

本文对现代微步卫星的基本概念及其技术特点进行了探讨,分析了对地观测微小卫星的 ２和应用前景,并对发展我国自己的对地观测微小卫星提出了相应的建议。     

对地观测与抗震救灾

2008年5月12汶川地震灾害发生后,全国相关涉灾部门充分利用空间信息技术为汶川地震救灾提供科学有效的决策支持,在灾害应急响应中发挥了巨大的作用。本文主要从对地观测以及地震救灾的空间信息技术支持两个方面,分析了空间信息技术在救灾中的作用。为今后空间信息如何更好地服务于自然灾害救助,提出了中国空间信息技术发展的思路与建议。     

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。     

高分辨率对地观测技术在智慧城市中的应用

从智慧城市的概念和发展历程出发,提出数字城市、物联网、云计算等智慧城市建设的关键技术,探讨了高分辨率对地观测技术在智慧城市建设中的应用,列举了智慧城市的典型应用,指出了从数字城市发展到智慧城市的必然趋势,并展望智慧城市的挑战和美好前景。     

建设国家对地观测体系,构筑"数字地球"

论述了“数字地球”的特征与重要意义,指出对地观测是“数字地球”的核心内容之一。建议中国不失时机地组织建设国家对地观测体系。该体系可在信息获取、处理与应用３个层面上构建,并提出近期中国对地观测应优先发展的领域,以持续地为“数字地球”发展作贡献     

对地观测技术最新进展评述

本文概括阐述了航天航空对地观测技术近两年的进展情况.特别重点分析了卫星遥感对地观测的全球变化研究任务、高分辨率卫星的商业化成功经验、机载传感器系统的突破性成就、无人机低空遥感的潜力、全球卫星导航系统面临的竞争局面、地理空间信息产业的宏伟前景等方面的发展形势.并且针对下一步发展中可能出现的问题,提出若干建议意见.     

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...     

中国对地观测20年科技进步和发展

2000年以来,中国对地观测领域在国家科技计划的支持下,积累了系列关键技术和核心成果.以此为重要引领,支撑形成了气象、海洋、陆地业务化遥感卫星系列和多类别遥感科学实验卫星系列,建立了较为完善的卫星遥感和灵活多样的航空遥感数据获取体系.同时,构建了数据获取、处理和产品服务体系和面向不同需要的应用系统,较大程度上满足主要行...     

Tracking the relationship between changing skyline and population growth of an Indian megacity using earth observation technology

Temporal analysis of Landsat-TM imageries reveals a saturated state of Kolkata (Calcutta) Metropolitan Area. However, the city has witnessed accelerated growth in real estate construction in recent past. This study applies digital photogrammetry to quantify the changes in Kolkata’s skyline. Recently, released SRTM DEM of 1 Arc Second and a digital surface model derived from WorldView-1 stereo images were used to account for the past and recent surface heights, respectively. Consequently, this paper examines whether the sustained addition in housing capacity has been necessarily driven by a growth in the urban population/number of households. Results show that 40.31% of the area experienced vertical growth, majorly by replacing older dwellings with taller apartment blocks. Further analysis reveals that part of these newly added residences has remained unoccupied as they were purchased by non-resident Indians for using as a second home or was never sold due to recent economic slowdown.     

Catalogs of space shuttle earth observations photography

Design and development of Indian Remote Sensing Satellite, IRS‐1A and the successful operation of the space and ground segments of IRS‐1A over the past three years form a major milestone in the Indian Remote Sensing Programme. Significant growth in Remote Sensing application/activities in almost all the sectors of natural resources survey and management, supply of various remote sensing data products to Indian users in turn around time of 8–10 days, development of remote sensing infrastructure at central/state user organisations for utilisation of remote sensing, indigenous development of various remote sensing interpretation equipments/ Image Processing Systems /Software, and continued user interaction and information dissemination are some of the major highlights of the Indian Remote Sensing Programme.     

地球定向参数测量发展现状和展望

随着我国空间探测工程的快速发展,对地球定向参数(EOP)的精度需求越来越高. 通过对地球定向参数的测量原理进行介绍,以现有的经典光学观测手段、甚长基线干涉测量(VLBI)、全球卫星导航系统(GNSS)、多里斯系统(DORIS)、激光测月(LLR)和卫星激光测距(SLR)等为代表的现代空间大地测量手段对地球定向参数测量原理及特点进行全面的阐述,对地球定向参数的自主测量与服务进行展望,为我国建设自主的地球定向参数测量系统提供理论基础和参考.      

论天地一体化的大测绘--地球空间信息学

阐述了天地一体化地球空间信息学的特点,从时空信息获取、加工、管理和服务几个方面进行论述。文中指出,时空信息获取将走向天地一体和全球化,时空信息加工与处理将走向自动化、智能化和实时化,时空信息管理和分发将走向网格化,而时空信息服务将趋向大众化,并可拉动地理信息产业的形成和发展。基于这些特点,展望了天地一体化大测绘概念下国家测绘局的地位与作用。     

中国高分辨率对地观测系统重大专项建设进展

中国从"十一五"末实施高分辨率对地观测系统重大专项,全面建设具备高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率和高精度观测能力的自主、先进的对地观测体系,加强和完善相关基础设施,构建稳定的运行系统,并积极满足中国资源环境、农业、防灾减灾等方面的重大战略需求,着力强化各行业和区域应用能力,促进高分辨率对地观测数据广泛应用,推动中国空间信息产业快速发展,为中国从航天大国迈向航天强国,有效适应经济发展新常态促进信息消费、扩大内需提供有力支撑。     

The anticipated role of the large format camera in future earth observation strategies

The development of the National Aeronautics and Space Administration's Large Format Camera has added a new dimension to remote sensing. Offering inexpensive large area coverage imagery with excellent geometric fidelity, the LFC was successfully flown in late 1984 aboard the Space Shuttle. The success of this initial flight has encouraged scientists to propose that the LFC be included as part of the earth observation sensor bed on the planned space station.

The relatively low costs associated with LFC photography provide an opportunity for developing countries to learn more about the capabilities and advantages of exploiting remotely sensed imagery. In particular, by using LFC imagery to study an array of local and global phenomena, these developing countries can quickly increase their knowledge of earth observation techniques and join the “community”; of nations currently active in remote sensing efforts.     

无验潮模式下的GPS水下地形测量技术

传统的水下地形测量模式定型于利用GPS测定水底点的平面位置,利用测深仪测定水底点的深度,附之以瞬时潮位资料,获得点位的高程。这种模式在上述条件具备的情况下,可取得完满的结果。但当验潮条件不具备时,该模式将不能获得测点的高程。为了弥补这一缺陷,简化工作流程,提高水下地形测量的精度,本文提出了一种无验潮模式下的水下地形测量思想,该思想不用专门测定潮位,而直接利用GPS的RTK测量技术,辅之以姿态测量和补偿,从而获得高精度的水底点高程。该方法被验证是正确的,希望进一步推广应用。