面向星群的遥感影像智能服务关键问题EI北大核心CSCD

全天时、全天候和全球的遥感信息实时智能服务是对地观测系统建设的目标。近几年来,随着我国高分专项和商业卫星的发展,在轨卫星数量急剧增加,对地观测能力得到极大增强,使得传统的单星和星座卫星系统的运控、接收、处理和应用服务模式面临严峻挑战,亟须统筹规划卫星应用各环节资源,充分发挥多星协同优势,构建统一的遥感影像实时智能服务体系和系统。本文针对遥感星群卫星体系特点和对地观测用户需求特征,开展面向星群的遥感影像智能服务关键问题研究。提出了面向任务的全球多尺度语义描述网格,统筹全球动静态的任务语义描述,在此基础上重点分析了面向星群的自主任务管理、精准动态规划和协同智能处理等关键技术问题,形成集任务描述、任务管控、任务规划、在轨处理、终端分发一体化的星群智能服务技术体系。通过充分发挥星群协同的优势,结合在轨处理和人工智能技术来降低各环节时间延迟,提高数据处理精度,从而实现完全自动化和智能化的近实时星群智能服务,为对地观测的全天时、全天候快速高效智能服务奠定基础。     

面向任务的高分辨率光学卫星遥感影像智能压缩方法

随着对地观测系统以及空间信息网络的快速发展,中国已经建成星地一体化的对地观测系统。高分辨率遥感影像数据从GB级转向TB级,轻小型智能遥感卫星有限的带宽容量和存储空间都严重限制了遥感信息的智能实时服务,由此提出了一种面向任务的智能压缩方法。首先,基于遥感影像的数据特点以及轻小型智能遥感卫星星地数传的瓶颈,分析了传统在轨压缩算法的局限性,论述了面向任务的高分辨率光学卫星遥感影像智能压缩处理的重要性;其次,提出了基于珞珈三号01星平台面向任务的智能压缩方法,通过星上高质量成像和高精度几何定位获取观测区域;然后,根据不同的任务需求,利用信息提取模型获取感兴趣目标/区域;最后,利用压缩模型对该区域进行自适应码率分配来实现高倍率压缩任务,并生成码流文件回传到地面。针对不同的任务需求,合理分配码率,可通过该方法有效实现遥感影像的高倍率智能压缩。     

珞珈三号01星在轨处理技术及验证

遥感卫星在轨处理技术是推动遥感技术实现实时智能服务的核心环节。针对星上资源受限环境引起的系列处理难题及遥感数据实时处理与信息提取需求,本文首先构建了任务驱动的卫星遥感数据在轨处理框架,以任务需求为核心并协同星地资源建立基于感兴趣区域的星上处理技术体系;然后,面向不同任务层级和应用场景,给出了以位置信息为驱动的基础在轨处理模式、以目标/场景内容和变化事件为驱动的智能处理模式;最后,论述了适配星上资源受限环境的在轨处理关键算法,基于珞珈三号01星星上处理应用程序,验证了典型算法的在轨处理效果。在任务驱动和星地协同机制下,实现了在轨高精度定位、多类型影像产品快速生成、静动态目标信息实时提取及静态和动态影像高倍率近实时压缩。在轨处理显著提高了传统地面处理的效率,能够有效支撑后续卫星遥感实时智能服务。     

敏捷卫星任务调度模型、方法及系统研究

针对敏捷卫星任务调度中的区域目标、直拍直传、立体成像、动态监视等4类复杂任务需求,考虑敏捷卫星较长观测时间窗口等特点,建立了敏捷卫星任务规划的数学模型,提出基于规则的启发式调度算法,设计了敏捷卫星任务规划与调度系统。试验表明,本文提出的方法及系统能够有效解决敏捷卫星调度中的4类复杂任务需求,有效提高敏捷卫星的使用效益。     

资源卫星（可见光）遥感数据获取任务调度优化算法研究

从资源卫星（可见光）遥感数据获取任务调度的影响因子分析入手,在研究国外相关遥感任务调度算法的基础上,提出了基于目标的卫星遥感任务调度算法规则,并依据该规则研究建立了算法实现流程,以解决用户需求和星地资源使用约束之间的冲突,从而有效地满足用户对遥感数据的需求。     

多用户对地观测需求统筹处理模型研究

用户对地观测需求包括区域调查、区域目标监视、海上动目标观测等复杂任务类型。采用基于层级任务网络(HTN)技术建立多用户对地观测需求预处理模型,分析各用户对观测目标区域、观测时限、传感器空间分辨率及光谱要求,将复合任务分解成元任务。将面向需求的局部规划与面向任务的全局规划相结合,便于发挥人机交互决策优势,同时提高用户需求的满足度与对地观测系统的效能。     

基于天气模型的国产卫星影像获取能力分析

为了提升遥感影像质量,增强国产卫星遥感数据的地理国情监测能力,采用基于云层因素的天气模型,分析了云覆盖对国产卫星遥感影像获取的影响.在具体研究过程中,选取湖北省境内近年的高分一号、高分二号和资源三号卫星影像资料,重点分析了云覆盖对卫星遥感影像获取的影响.研究结果表明,高分一号卫星受云覆盖的影响相对较小,高分二号和资源三...     

基于资源三号卫星影像的DEM数据生产试验

我国自主研发的立体测绘卫星资源三号已经成功发射并获取了大量影像,应用前景广阔。本文利用资源三号卫星遥感影像立体像对数据,进行甘肃省民勤县数字高程模型(DEM)生产试验,探讨了生产技术流程,检测了成果产品精度,着重对比航空摄影成图产品分析资源三号产品精度的可靠性,最后简要阐述了资源三号卫星遥感影像在基础测绘更新中的应用前景。     

敏捷卫星地面任务规划系统研究及应用算例

敏捷卫星借助大范围快速姿态机动能力,大大增加了对目标的观测机会,使卫星具有更强的观测能力。在功能和性能大幅提高、平台能力不断增强、应用灵活性不断提升的同时,敏捷卫星也给卫星任务规划技术带来了新的挑战。本文分析敏捷卫星任务规划的特点,并在此基础上提出基于星上资源模型的地面任务规划系统,介绍应用算例,最后展望未来卫星任务规划的发展方向。     

面向GeoBML的作战任务建模与表达

针对目前指控系统的任务模型在地理信息语义描述上还不完善,不能满足战场环境仿真系统与指控系统之间的互操作问题,构建一种基于GeoBML的作战任务模型来有效解析指控系统的关键信息需求。分析了作战任务过程结构化特征,采用面向对象的方法构建作战任务和仿真过程概念模型;分析GeoBML的数据模型和形式化语法,使用形式化语言建立作战任务的语义模型;定义任务过程对象数据结构,构建任务驱动下的仿真过程数据映射模型;最后,基于该模型设计战场环境仿真平台组件并应用,验证其合理性与可扩展性。     

中国海洋卫星及应用进展

中国十分重视海洋遥感及其监测技术的发展,初步形成了具有优势互补的海洋遥感观测体系,并发挥了显著的经济和社会效益。其中,海洋一号(HY-1A/B)卫星已经广泛应用于中国海温预报业务系统、冬季海冰业务监测、夏季赤潮和绿潮监测、海岸带动态变化监测、近岸海水水质监测和渔业遥感监测等方面。海洋二号(HY-2A)卫星不仅填补了中国海洋动力环境卫星遥感的空白,也是目前国际上唯一在轨运行的集主被动微波遥感器于一身的综合型海洋动力环境卫星,具备同时获取风场、有效波高、海面高度和海面温度的能力。通过卫星获得的数据提高了中国海洋环境监测与灾害性海况预报的水平,为国民经济建设和国防建设、海洋科学研究、全球变化研究等提供了可靠的遥感数据,同时还在国际对地观测体系中发挥了重要作用,受到国内外用户的高度认可。海洋一号和海洋二号卫星系列为中国建立完善的海洋环境立体监测体系奠定了坚实基础。根据国家发展和"一带一路"建设的实施,在加快建设海洋强国、维护海洋权益和加快发展海洋经济的进程中对海洋遥感的发展也进一步提出了更高的要求和更紧迫的需求。为此,紧紧围绕国家海洋强国战略需求,在《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015年—2025年)》中专门规划了海洋观测卫星系列,服务于中国的海洋资源开发、环境保护、防灾减灾、权益维护、海域使用管理、海岛海岸带调查和极地大洋考察等方面,同时兼顾陆地和大气观测领域的需求。在充分继承已有HY-1A/B、HY-2A、高分三号(GF-3)和中法海洋卫星(CFOSAT)成功研制经验和应用成果的基础上,发展多种光学和微波遥感技术,建设新一代的海洋水色卫星和海洋动力环境卫星,具备卫星组网观测能力;发展海洋监视监测卫星,构建优势互补的海洋卫星综合观测体系。通过空间基础设施的建设,海洋遥感卫星必将在建设海洋强国的进程中发挥出重要作用。     

国产“环境一号”(HJ-1)卫星遥感影像桥梁提取研究

基于桥梁与水体的空间关系,结合卫星遥感影像数据包含的多光谱和形态学特征信息,提出一种有效提取国产“环境一号”(HJ-1)卫星遥感影像桥梁目标的方法.利用国产“环境一号”(HJ-1)卫星遥感影像数据进行桥梁目标提取试验.结果表明,该方法能快速、准确、有效地提取“环境一号”卫星影像中的桥梁目标,具有一定的应用价值.     

一种遥感卫星连续过境区域快速判定方法

精确判定遥感卫星相机指向点过境行政区划,在对地观测覆盖分析和任务规划中有重大意义。提出一种遥感卫星连续过境区域快速判定方法,借鉴LOD思想构建待分析区域金字塔模型,建立上下层和同层邻域索引;采用纵向搜索由模糊到精确,逐层向下缩小判定区域;考虑运动连续性和空间相关关系,结合横向邻域搜索与逆向父层搜索,快速锁定相邻点的过境顶层区域。开展资源三号02星县级行政区划过境分析实验。结果表明,相较于传统方法和单纵向搜索法,该方法在保证准确性的同时,能够大幅提高过境判定的时间效率,单次平均耗时稳定在5.4 ms左右,能够满足高动态遥感卫星的实时过境区域判定要求。     

中国遥感——天地间奏风云乐章

1975年,我国发射返回式遥感卫星一号以来,已陆续发射了陆地资源、气象、海洋、环境与灾害监测4大系列遥感卫星,初步构建起多分辨率、多谱段、稳定运行的卫星对地观测及应用体系. 2012年1月,资源三号测绘卫星发射升空,该星的全色分辨率2.1m,多光谱分辨率6m,为国家开展基础测绘和地理国情监测提供了稳定可靠的卫星数据源保障. 遥感市场需求旺盛 政策支持技术更新 作为地理信息产业链源头,遥感数据在土地利用、资源环境、石油电力、国防军事、精细农业、森林水产等行业都有广泛的应用前景.遥感数据采集存在着高速发展的自身和外部需求.     

面向区域目标的多星协同对地观测任务规划问题

我国在轨对地观测卫星数目的不断增多和卫星对地观测需求的日益复杂化,要求利用多星协同完成对大面积区域目标的快速观测和观测数据的及时更新。针对这一新问题,提出了问题的求解框架,并在分析国外目前采用的区域分割方法的基础上,设计了一种改进的基于卫星、星载遥感器参数和区域目标形状特征的观测活动构造和处理方法,对多星协同观测区域目标具有一定作用。     

基于数字实验场的国产测绘卫星影像定位精度评估及优化

提出了一种基于数字实验场的国产测绘卫星影像定位精度评估及优化方法。该方法利用超高分辨率遥感卫星影像及其测绘产品,在境外等无地面控制区域建立可满足国产测绘卫星全球定位评估验证需求的数字化实验场;以实验场控制基准为基础,通过构建国产测绘卫星影像的几何定位模型和精度优化模型,实现国产测绘卫星影像的定位精度评估及优化。利用天绘一号、资源三号卫星影像数据进行了实验和分析,结果表明:该方法能够在无地面控制区域对国产测绘卫星影像定位精度进行有效评估;并通过对系统误差进行补偿,显著提升影像定位精度。     

北京二号遥感卫星星座3号获取阿布扎比地区影像

正封面图片为北京二号遥感卫星星座3号2016年1月25日(侧摆:16°)获取的阿拉伯联合酋长国阿布扎比亚米级分辨率真彩色融合图像。该星座由二十一世纪空间技术应用股份有限公司投资建设,是中国航天领域核准的首个商业遥感卫星星座,现已被纳入国家民用空间基础设施规划。北京二号遥感卫星星座由3颗24 km宽刈幅、亚米级高分辨率的光学卫星组成,于2015年7月11日成功发射,3颗卫星在同一太阳同步轨道面上间隔120°等相位分布,右阵九35°的侧视能力可实现全球任意目标每日重复观测,提供覆盖全球、时间分辨率和空间分辨率俱佳的卫星遥感数据和空间信息产品,可     

珞珈一号01星夜光遥感设计与处理

珞珈一号01星是兼具遥感和导航的一星多用低轨维纳科学试验卫星,本文针对珞珈一号01星夜光遥感设计与处理,详细介绍了卫星平台的有效载荷及平台设计;面向科学的试验目标,制订了科学的夜光成像任务计划,实现了全国夜光一张图任务规划;提出了面向珞珈一号01星的在轨几何辐射定标模型;研制了支持WEB端及移动端访问的数据共享服务系统;针对夜光遥感数据在社会经济应用问题,提出了发展指数和未来发展指数的珞珈一号指数模型,并通过相关实验验证了模型的有效性。珞珈一号01星可为社会经济参数估算、重大事件评估、渔业监测、国家安全等领域提供技术支撑。     

任务驱动视角下机器地图现状与发展

随着国家对机器人发展战略的不断推进,保障机器人认知和学习的机器地图近年来成为地图科学研究的新方向。针对目前机器地图理论研究相对匮乏的问题,基于测制用一体运行机制,阐述总结任务驱动下的机器地图关键技术和研究现状。数据获取与处理是地图模型构建和任务应用的基础支撑,围绕机器人平台、特征提取、语义分割、多传感器融合等技术现状进行归纳总结;地图模型构建承上启下,分析参考常用的地图模型架构及其特点,描述不同任务情境中如何搭建使用弹性、稳健、可靠的建图系统;任务应用是机器地图功能性的集中体现,介绍总结路径规划、目标检测、知识表达与推理等典型应用研究现状。论述展望了机器地图存在的问题及未来发展方向。     

基于用户大数据的国产卫星信息智能分发系统研究

随着人类对地观测系统的发展,卫星遥感数据以TB级的速率爆炸性增长,IDC(互联网数据中心)曾预计,到2020年全球卫星遥感数据量将达到40ZB,对卫星资源协同管控、数据存储、数据获取、个性化应用均提出了迫切的需求.遥感在多行业的应用不断拓展,海量遥感数据和数据服务方式之间的矛盾更加突出.