GNSS辅助风云三号卫星MERSI近红外通道的大气可降水量反演方法

大气水汽是对流层中的重要参数之一,已被广泛应用于短临天气预警和长期气候监测等领域。我国风云三号(FY-3)系列卫星搭载的中分辨率光谱成像仪可用于大气水汽监测,但反演大气可降水量(PWV)时存在大气透过率参数低估、水汽与大气透过率回归系数经验选取的缺陷,无法满足在短临降雨监测、数值同化等高精度PWV应用方面的需求。针对该问题,本文提出一种GNSS辅助FY-3卫星的高精度PWV反演方法。本文方法引入高精度实测GNSS PWV作为大气透过率计算模型的回归拟合参数,辅助FY-3 L1级数据精确估计PWV和大气透过率的模型回归系数;同时,该方法顾及季节和高程因素对FY-3-L1 PWV反演的影响,分季节反演PWV并引入数字高程模型修正由于部分大气透过率参数低估导致的FY-3 L1 PWV相对不准确的现象。选取中国区域2013—2014年FY-3A卫星的L1数据和中国地壳运动观测网络的260个GNSS测站数据进行试验。结果表明,本文提出的GNSS辅助FY-3系列卫星PWV反演方法优于传统方法(FY-3A-L2 PWV),其整体精度改善率为74.5%,可得到更加可靠、稳健性更强的PWV格网产品,对于其在短临降雨监测和数值同化等方面具有重要意义。

天拓五号卫星推进系统在轨故障诊断与定位方法

为保障天拓五号卫星顺利开展在轨科学试验任务,使用失效模式与影响分析方法,从发生率、严重性等多个角度,对卫星推进系统各部组件可能存在的风险进行系统性、综合性评估。根据卫星推进系统的工作特点,分别针对其在轨工作状态及待机状态,提出一套系统的故障检测与定位方法。所提方法在在轨实践中验证了有效性,成功保障了天拓五号的在轨健康运行,并为后续卫星推进系统的故障诊断工作积累了宝贵经验。

基于功能链的北斗三号卫星控制技术

为适应卫星研制技术和规模空前发展,在卫星高可靠的同时做到低成本,将传统的分系统设计方法按特点和学科进行了重新梳理,提出国内首创的功能链设计理念和方法,并成功应用于北斗三号首发试验星、组网星及备份星中,实现了北斗三号卫星的快速批产组网.阐述基于功能链的设计理念,重点介绍基于功能链的北斗三号卫星姿态及轨道等控制技术,在轨运行结果表明,卫星实现了连续可靠的工作,全面适应ka及激光星间链路的高控制精度要求以及导航卫星对高连续性的要求.

基于高分三号卫星SAR影像的洪涝遥感监测研究

雷达卫星具有全天时、全天候对地观测能力,广泛应用于农业管理、灾害监测等领域。本文应用高分三号(GF-3)卫星合成孔径雷达SAR影像,使用阈值分割方法,对2022年7月28日科左后旗洪涝灾害进行监测。结果表明,利用GF-3卫星SAR影像能够高效快速提取灾害区域,为灾情监测分析提供数据支持。

高分三号卫星赋能海洋强国建设

一、引言。党的二十大报告指出:“发展海洋经济,保护海洋生态环境,加快建设海洋强国。”这是党的十八大作出建设海洋强国、党的十九大作出加快建设海洋强国战略部署后,党中央统揽全局,再次发出的伟大号召。海洋强国是指在开发海洋、利用海洋。

高分三号卫星在洪水监测中的应用

洪水灾害是我国损失最严重的自然灾害之一,洪水灾害防御关系到人民生命和财产安全,是一项十分重要的工作。目前,我国虽然已经建立了较为完善的防洪工程体系,同时也构建了以地面监测为主的洪水监测、预报、预警等非工程体系。

高分三号卫星组网下的潜在应用

一、引言。高分三号卫星(GF-3,科研星)是我国高分辨率对地观测系统重大专项(简称高分专项)民用领域中唯一的合成孔径雷达(SAR)成像卫星,是我国首颗全极化、C频段、多模式合成孔径雷达卫星[1]。卫星于2016年8月10日成功发射,在轨成像质量优异。

海丝一号卫星对斯里兰卡船舶溢油事故的监测与能力分析

海丝一号卫星作为国内首颗商业SAR卫星,在事故应急监测方面具有较好的应用潜力。研究以斯里兰卡科伦坡附近水域船舶溢油事故为例,利用海丝一号卫星对此次溢油事故进行了监测,结合同时期哨兵一号卫星SAR影像,对海丝一号卫星的溢油监测能力进行了讨论。结果表明:此次事故中,海丝一号卫星的SAR影像能够有效发现溢油区域,较哨兵一号卫星能够识别更多的溢油区域,这对于溢油事故的清污和索赔非常重要。随着国产商业SAR卫星的发展以及星座组网,SAR卫星系统将具备更强的时空观测能力,有力支持应急事件的处置。

海洋一号卫星观测任务规划算法设计及系统应用

针对海洋一号卫星观测任务规划需求,提出并实现了基于遗传策略的任务规划框架,解决了卫星实际使用中成像任务受卫星其他业务影响的多类型约束成像规划问题。基于海洋一号卫星实际规划业务要求,对任务规划约束和优化目标建立数学模型,提出了由预处理、窗口约束处理和组合约束处理与优化组成的三阶段规划框架。设计了多约束任务规划优化目标函数,并利用交叉、变异和种群选择等遗传机制对优化问题进行了求解。基于海洋一号卫星实际观测需求数据,对提出的算法进行了有效性和性能验证,结果表明本算法能够给出满足多类型约束的观测规划方案,并在观测时间、观测覆盖率等方面较其他策略有显著提升。研究结果表明通过优化目标函数的设计遗传算法能够实现复杂约束条件的成像规划求解,算法框架可为与海洋卫星具有相似业务特点的对地观测规划系统设计提供借鉴。

高分三号卫星系统及其应用

一、高分三号卫星概况。2016年8月10日,高分三号卫星(科研星)在太原卫星发射中心搭载长征四号丙运载火箭成功进入预定轨道。高分三号卫星是我国高分辨率对地观测系统重大专项(简称高分专项)民用领域中唯一的合成孔径雷达(SAR)成像卫星。

基于高分三号卫星合成孔径雷达数据的农田土壤水分反演

土壤水分是农作物生长的基本条件,本研究基于高分三号卫星C波段合成孔径雷达数据,提出新的土壤水分反演算法,并获取区域尺度8 m空间分辨率的农田区土壤水分。首先,通过PROSAIL模型、实测植被冠层含水量、Landsat-8光学数据优选光学植被水分指数,计算水云模型参数并获得土壤直接后向散射系数;其次,利用高级积分方程模型模拟雷达后向散射影响机制,采用雷达影像高低入射角特性计算地表组合粗糙度;最后,利用高分三号卫星同极化雷达数据反演农田区土壤水分,并基于实测数据开展精度验证。结果表明:土壤水分反演值与野外实测值具有良好一致性,垂直极化下反演精度更高,其决定系数为0.5956,均方根误差为0.0415 m3/m3。本研究成果可为我国自主研发的高分三号卫星获取高分辨率土壤水分信息提供算法参考。

基于风云四号卫星数据的南海海雾遥感监测

基于中国新一代静止气象卫星FY-4A所携带的辐射成像仪AGRI(Advanced Geosynchronous Radiation Imager)观测数据和地面能见度观测资料,通过不同组合的可见光通道、近红外通道、中远红外通道的数据,开展南海区域海雾遥感监测研究。针对海雾在遥感影像中与下垫面和云的不同特征,通过使用最小二乘法动态拟合选取最优度的方法实现海雾与下垫面的分离,使用云顶高度阈值的方法实现海雾与中高云的分离,使用纹理特征识别和海雾检测指数的方法实现海雾和低云在日间的分离,使用薄低云检测指数的方法实现海雾和低云在夜间的分离,并将海雾判识结果与2018年广东沿海地基观测资料进行对比。结果表明:(1)使用最小二乘法动态拟合选取最优度的方法,对海雾和下垫面的区分有着良好的效果,使用纹理特征识别和海雾检测指数的方法对海雾和低云的区分也有一定的改进作用。(2)该算法对3月份发生的海雾的识别准确率最高,为85.45%,虚警率最低,为20.94%;对5月份发生的海雾识别准确率最低,为58.70%;对1月份发生的海雾虚警率最高,为30.95%。该海雾监测算法平均准确率为76.37%,虚警率约为26.08%。

基于高分六号卫星观测数据监测太湖蓝藻水华研究

该文基于2018年和2019年的高分六号卫星数据,利用归一化差值植被指数实现太湖蓝藻水华的提取,验证红边波段对蓝藻水华的监测效果。结果表明,蓝藻水华在太湖的梅梁湾、湖心区北部和西太湖北部发生频次最多。但存在有代表性的最小整体和季节阈值范围,且整体阈值与夏季阈值相关性高;红边I波段(0.71波段)阈值范围的稳定性优于红边II波段(0.75波段)和近红外波段(0.83波段),且最小阈值范围呈现为正态分布。因此,高分卫星具有监测太湖蓝藻水华的潜力,在业务上运用高分卫星能够对太湖蓝藻水华的暴发作出快速监测。

基于高分七号卫星影像的1∶10000 DEM更新方法探讨

1∶10 000数字高程模型(digital elevation model,DEM)是基础测绘成果的重要组成部分,由于社会经济的发展,地形地貌变化很大,原有的DEM数据不能满足需要。使用原来的更新手段如航空摄影测量和LiDAR,成本高,限制条件多。卫星遥感技术的发展,给DEM的更新提供了新的办法。通过试验探讨利用国产高分七号卫星影像数据更新DEM的技术,结果表明:高分七号卫星立体影像可以满足1∶10 000 DEM更新要求。

基于高分七号卫星影像的立体测图精度研究

随着高分七号卫星的发射成功,基于亚米级高分辨率光学传输型立体测绘卫星的应用与研究成为焦点。以高分七号卫星为背景展开研究,将高分七号卫星影像数据采用四种不同控制条件进行加密,将空三加密成果分别进行立体测图,通过精度对比分析,得出利用高分七号卫星影像进行空三加密控制点布设最佳方案,同时对不同地形类别立体测图结果展开研究,得出可靠结论,为高分七号卫星影像应用推广提出依据。

基于高分一号卫星影像的水体信息提取方法初探

本文以山西汾河水库为研究区域,利用高分一号卫星影像,分别选择阈值分割法、归一化差异水体指数法和面向对象法对研究区水体信息进行提取,并对3种方法提取结果进行精度检查。通过试验得出如下结论:阈值分割法对水体先验知识要求低,简单易用;归一化差异水体指数法由于未能消除阴影与水体的混淆问题,使得提取水体信息精度较低;面向对象法提取水体信息结果精度较高,但易丢失人工水塘与沟渠信息。该研究结果对利用高分一号卫星影像进行其他土地利用信息的提取具有一定借鉴意义。

基于吉林一号卫星数据的荒漠草原植被覆盖度遥感反演研究

本文基于吉林一号遥感卫星高空间分辨率数据,选择适用于荒漠草原的NDVI、MSAVI、RVI和PVI四种植被指数,结合地面调查数据,对牧户尺度植被覆盖度进行反演模型的构建和验证。通过对比分析得出,基于MSAVI反演模型优于NDVI、RVI和PVI;其中,4 × 4 m样方拟合精度最高,EA为48.49%,优于1 × 1 m和2 × 2 m样方。

高分三号卫星影像在地表变化检测中的应用试验

合成孔径雷达(SAR)影像受相干斑噪声、成像几何畸变和背景信息复杂等因素影响,在地表变化检测领域尚未得到广泛应用。文章研究总结了目前常用的基于SAR影像的变化检测方法及技术流程,构建“高分三号”(GF-3)卫星SAR影像差分干涉测量和极化数据变化检测技术方法与流程,并选择内蒙古新井露天煤矿区域进行试验,成功验证了GF-3影像应用于地表变化检测的技术可行性和结果可靠性。主要结论如下:1)基于GF-3卫星影像差分干涉测量成功获取新井煤矿范围形变图,形变较大区域与光学影像解译结果基本吻合,证明GF-3卫星具有差分干涉测量能力;2)基于GF-3影像变化检测提取的新井煤矿事故发生位置准确,提取变化区域面积为0.128 km^(2),与公开发布的监测结果(0.1 km^(2))基本一致,证明GF-3影像可应用于地表变化检测。

高分辨率1号卫星影像几何定位精度评价与几何校正研究——以黑龙江省友谊县为例

提高卫星影像的几何定位精度可以挖掘影像在区域尺度的应用潜力。本文以黑龙江省友谊县及周边区域为研究区,根据地面实测几何控制点,评估高分辨率1号(GF-1)卫星PMS和WFV影像的几何定位精度,并比较手动和自动两种不同几何控制点选取方式的几何校正效果。结论如下:MUX影像、PAN影像和WFV4影像在校正前的平均几何位置偏差为45.06 m,44.60 m和110.26 m,手动几何校正后的平均几何位置偏差为13.97 m,6.35 m和13.56 m,基于哨兵2号(Sentinel-2)影像自动几何校正后的平均几何位置偏差为15.84 m,16.23 m和21.26 m。以上结果可以看出,经过几何校正后很大程度上消除了影像的系统误差,PMS影像通过手动选取地面控制点进行几何校正的效果更优,而WFV影像使用两种校正方法效果相近。

基于资源三号卫星的境外数字高程模型生产

基于“数字湄公河地理空间框架建设示范项目”,本项目选取老挝万象市作为试验区域,利用国产卫星资源三号影像数据,开展境外1∶50 000比例尺数字高程模型生产试验,并进行实地精度检验,为未来我国开展全球1∶50 000比例尺3D数据生产提供有益的借鉴。