天空地一体化的耕地“非粮化”监测技术研究

耕地“非粮化”是影响国家粮食安全和农业持续稳定发展的重要因素。本文面向耕地“非粮化”监测与监管需求,以广东省廉江市为研究区域,在收集第三次全国国土调查和永久基本农田等业务数据资料基础上,充分借助卫星遥感天基平台可大范围、低成本采集地面数据优势,利用无人机空基平台可多角度、灵活获取数据高分辨率航片数据特点,结合网格化的地面调查验证手段,探索天空地一体化的耕地“非粮化”遥感监测调查技术流程与方法,开展耕地“非粮化”监测工作,实现耕地全生命周期的科学精准监测,为高效支持粮食安全保障工作和全面推进乡村振兴提供数据决策支撑。

基于“空-天-地”一体化的地震灾害风险动态监测与评估策略研究

针对当前城市地震灾害风险监测手段单一、数据库不够精细以及风险评估静态化等问题,基于“空-天-地”一体化理念,探讨地震灾害风险动态监测和评估的策略研究:将卫星遥感、无人机拍摄和地面观测集成起来,构建了“空-天-地”一体化的监测体系,实现地震灾害全方位动态监测;建立数据信息网络层,使得各种终端能够实现数据共享;通过和风险普查数据相结合,构建了精细化的动态数据库;基于收集到的数据,进行动态风险评估。该地震灾害风险动态监测与评估策略具有高效、智能的特点,对加强普查成果数据的精细化管理以及城市防灾减灾事业的发展具有积极的作用,有望在未来地震预警和防范工作中得到广泛应用。

基于“空天地”一体化技术的岩层采动损伤监测与应用

矿区采动损伤监测是研究地表移动变形规律、开采损害预警、减损设计的重要依据。由于西部特殊开采地质条件、生态损伤累积效应和传统开采沉陷监测技术在观测精度、数据处理、成本投入和监测效率等方面的缺陷,从煤炭开采全生命周期角度出发,提出采动损伤科学内涵并构建矿区“空天地”一体化监测技术体系。以神东矿区上湾煤矿12401工作面为研究背景,利用BDS+GPS进行控制测量,为地表形变监测提供高精度空间三维坐标;基于InSAR技术探究地表沉降量和形变速率的时空演化规律;采用无人机与现场实测方法厘清地裂缝发育规律与工作面推进速度、来压步距的对应关系;运用固定站式三维激光扫描精确获得地表下沉量;通过高密度电法和探地雷达揭示地下深层隐伏裂缝的发育趋势与部分岩层的离层现象。研究成果发现开采后地表存在抬升现象,在抬升与下沉交界处容易形成地裂缝。中部动态裂缝宽度变化存在“单峰裂隙”与“双峰裂隙”演化规律,前峰裂缝宽度约为后峰的1.5倍,前后峰值间隔10 d左右。通过InSAR精细观测区、GNSS控制点与三维激光扫描结果进行多源数据融合,得到工作面地表沉降云图和采动损伤数据信息,厘清基本顶周期来压、主关键层破断与地表主裂缝的周期性传导关系。

教育科技人才一体化视域下空天信息产业人才支撑体系建设路径

空天信息产业是前沿新兴信息产业形态,教育科技人才一体化已成为推动产业创新升级的重要动力。近年来,河北省在空天信息产业方面取得了显著进展。空天信息产业作为战略性新兴产业,对人才的需求尤为迫切,人才短缺、结构不合理等问题仍旧制约产业发展。因此,从教育科技人才一体化的视角出发,研究河北省空天信息产业人才支撑体系的建设路径,具有重要的现实意义。

“空—天—地”一体化的矿山地质环境动态监测研究

为实现矿产资源开发利用与矿山地质环境保护修复协调统一的新格局,本文利用当前的监测技术和手段,构建了全覆盖、全时段、全要素的矿山地质环境保护、治理和恢复“空—天—地”一体化的监测体系,探讨了“空—天—地”一体化矿山地质环境动态监测工作流程,阐述了监测体系中的卫星遥感监测技术、全景影像监测技术以及巡查填报监测技术三大关键技术,搭建了矿山地质环境监测系统,实现了违法图斑展示、采集、查询、统计和分析,地质环境治理恢复监管等功能,有效提高了矿山地质环境治理恢复能力。

边坡全维度监测技术与模型试验研究

中国是世界上地质灾害最严重的国家之一,其中滑坡常年位于各类地质灾害首位,因此对滑坡灾害进行深层次的研究至关重要。边坡工程常常会受到人类工程活动与自然地质作用叠加效应的影响,从而增加了对边坡变形失稳机理的科学认知难度。为精准掌握边坡状态信息与变形失稳过程,可通过建立全维度的监测体系以实现边坡状态信息的动态解译与表征,据此获得更加精准、可靠、直观的边坡稳定性评价依据。文章围绕边坡破坏模式及典型边坡监测技术,在厘清边坡变形演化过程的基础上,对边坡“天—空—地—体”一体化监测技术体系进行了全面分析;概述性总结了基于DFOS的边坡监测技术,重点阐述了基于DFOS的边坡多源多场监测研究思路与实施路径;系统性梳理了基于典型监测技术与DFOS技术的边坡物理模型试验研究过程与结果,以期为开展边坡加固方案设计与防灾减灾控灾提供重要的参考依据。

滑坡一体化全维度监测预警技术进展与展望

为应对我国复杂多变地质环境下工程活动与自然地质作用的叠加效应,突破单一化监测手段在表征滑坡灾变演化过程中的局限性,以实现滑坡隐患早期识别和灾害精准预警,首先概括性描述当前用于滑坡监测的天基、空基、地基与体基的天-空-地-体一体化全维度监测预警技术的研究现状;然后从隐患早期识别与应急监测、多源多维一体化智能监测、新材料、新工艺交叉监测及基于分布式声学感测(DAS)技术的海底滑坡监测等方面,总结近年来滑坡监测预警领域中理论、技术与应用方面取得的成果;最后基于多种监测技术的局限性,展望滑坡监测面临的挑战与发展趋势。研究表明:通过综述性对比滑坡一体化全维度监测预警技术,得出多种技术的适用条件和优缺点,然而由于这些技术的指标差异,往往会导致数据漏判与误判,未来应将研究重点聚焦于预警判据标准和系统建模方面。

重大工程建设中地质灾害综合遥感监测技术方法应用——以北京2022冬奥会延庆赛区为例

随着我国经济社会发展,工程建设成为地质灾害的主要诱因之一。天-空-地一体化综合遥感监测技术能够实现不同尺度、不同规模的立体监测,为重大工程建设中地质灾害隐患提供丰富的监测手段。在阐述天-空-地一体化综合遥感监测技术的基础上,以北京2022年冬奥会延庆赛区为例,针对赛区发育的多类型、多灾种的地质灾害隐患,综合利用高分辨率光学遥感、时序合成孔径雷达干涉测量技术(interferometric synthetic aperture Radar,InSAR)、无人机航空摄影测量、激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)和地基干涉雷达测量对赛区地质灾害隐患开展动态监测,查明了泥石流沟内物源变化特征以及工程边坡、雪道的变形区域和时序变形特征,总结了重大工程建设中地质灾害综合遥感监测方法,并提出多手段、多平台、多灾种、全流程的灾害监测应用设想。

流域库坝安全“空—天—地—水”立体监测研究进展

流域库坝安全运行事关国家水安全、能源安全与经济社会绿色发展。库坝安全监测是合理评价库坝安全运行性态的基础,对保障高库大坝长期稳定安全运行意义重大。本文系统探讨了流域库坝安全监测的内容与方法,并重点分析了“空—天—地—水”立体监测技术的最新研究进展与趋势。随着卫星遥感、无人机、物联网、大数据、电子通信、人工智能等技术的融合应用,对流域高库大坝的表面变形、内部变形、渗流渗压、应力应变、水位和降雨量等关键指标的监测能力显著提升,为库坝安全管理提供了新的思路与方法。最后,本文通过典型案例分析,展示了“空—天—地—水”监测技术在流域库坝安全监测中的应用效果,并对其研究进展进行了总结与展望。

空-天-地一体化移动边缘计算系统的部署优化和计算卸载

空-天-地一体化的通信技术作为一种新兴的架构,能够有效提高地面终端的网络服务质量,近年来引起了广泛关注。文中研究了一种空-天-地一体化的移动边缘计算系统,其中多台无人机为地面设备提供低延迟的边缘计算服务,近地轨道卫星为地面设备提供无处不在的云计算服务。由于无人机的部署位置和计算任务的卸载方案是影响系统性能的关键因素,因此需要对无人机的部署位置、地面设备与无人机之间的连接关系以及计算任务的卸载比例进行联合优化,实现系统内系统平均任务响应时延最小化。并且,由于形式化定义的联合优化问题是一个混合非线性规划问题,因此设计了一种双层优化算法,在该算法的上层,提出了一种结合了遗传算法算子的粒子群优化算法来优化无人机的部署位置,并在算法的下层采用贪心算法来实现对计算任务卸载方案的优化。大量的数值仿真实验验证了所提算法的可行性和有效性。结果表明,与其他基准算法相比,所提算法能有效降低系统的任务平均响应时延。

面向空天海地一体化的平行海上搜救

空天海地一体化网络是基于空、天、海、地异构网络和节点互联互通构成的一种复杂网络系统,具有分布式、异构、时变和自组织性等特性.随着5G、人工智能、物联网、边缘计算相关技术及设备的推广应用,空天海地一体化网络相关研究成为该领域诸多学者关注的热点.引入平行智能的方法对空天海地一体化立体网络进行建模与数据生成,解决了数据和场景匮乏的难题,综合运用空基、天基、海基、地基四位一体的综合观测手段,对海上搜救中发生事故后的可疑区域进行识别、排查与救援,具有重要的理论与现实意义.基于空天海地一体化网络的计算实验进一步验证了所提模型的有效性.

地空一体化大气环境监测技术的应用研究

本文基于对大气污染源的分析,探讨了当前大气环境监测中存在的问题,继而提出"地空一体化"监测模式来改善现状,提高大气环境监测效率,旨在从理论和应用层面为大气环境质量的改善提出更多可行性的建议。

空天一体化视景仿真关键技术研究

针对空天场景中仿真实体坐标系难以组织,通过研究空天场景坐标系的一般关系树,提出基于Vega Prim e的坐标系关系树组织结构;通过设计观察目标到视点距离和视域远近裁减面的函数对应关系,解决了空天场景中由于实体尺寸差别悬殊带来的展现失真问题;对气象环境加入区域约束,根据视点位置确定当前气象环境效果,实现空天场景多环境的展现.设计KTSG系统,实现了空天一体化场景的逼真显示.

《空天地一体化通信系统的无源互调》专栏发刊词

空天地一体化通信网络(目前6G共识),突破地形地表的限制,扩展到太空、天空、陆地、海洋等自然空间,真正实现6G时代的智联万物。未来的空天地一体化网络关注的是融合,典型的一体化网络由三部分组成:各种轨道卫星构成的天基网络、飞行器构成的空中网络以及传统的蜂窝无线网络等地基网络。

空天海一体化网络关键技术

为了实现全球全时全域无缝信息接入,空天海一体化融合网络是未来通信技术研究的重要方向。考虑到多层网络的异构性,如何在满足用户服务质量的前提下,实现各种网络的优势互补,弥补不同网络间的通信成本、覆盖面积、通信容量等是亟待解决的问题。从不同通信网络的架构特点和服务场景出发,概述了空天海一体化网络信息传输架构,探索了不同层面融合所涉及的关键技术及其特点,最后分析了多种功能相互融合所面临的问题和挑战,可为相关研究提供技术概览与借鉴。

“空-天-地”一体化技术在滑坡隐患早期识别中的应用——以兰州普兰太公司滑坡为例

长时间序列SBAS-InSAR形变监测,能够减弱误差带来的影响,提高监测精度,有效识别地质灾害隐患。研究获取了兰州地区2019年9月至2020年4月的L波段升轨ALOS-2编程数据,利用“空-天-地”一体化地质灾害监测体系,基于小基线集(SBAS-InSAR)技术对兰州市普兰太有限公司滑坡进行了有效识别。经现场核查,滑坡宏观变形迹象明显,并与同期C波段Sentinel-1A升轨数据处理对比分析,表明基于L波段的SBAS-InSAR形变监测在兰州市典型滑坡早期识别中发挥了很好的作用,可以在区域滑坡早期识别中推广应用。

空天一体化分布式防御系统及其关键技术发展分析

结合未来空天一体化分布式作战特点,系统性地概述了当前空天一体化防御系统的现状与不足,并对空天一体化分布式防御系统的发展进行了详细分析;总结了空天一体化分布式防御系统所需的关键技术,并给出了相应的发展建议。

对中国建设天、空、地一体化信息网络的几点认识

认为陆地信息系统已无法满足信息化社会及国防信息化广域覆盖与多类信息融合共享的需求,建立空间信息基础设施是未来信息网络的发展需求。针对中国建设天、空、地一体化信息网络的原因、网络架构、技术难点、演示验证等,提出了中国建立天、空、地一体化信息网络探索性的认识,以及对其实施过程中于陆地信息设施不同的技术难点的看法。

空间环境与空天一体化信息作战

空间环境是开展空天一体化信息作战的主要场所,也是利用空间、控制空间的信息基础和资源保障.探讨了空间环境在空天一体化信息作战中的应用,分析和评估了空间环境对航天器及空间平台的影响效应.从作战保障的角度,指出空间环境及其效应是空间攻防对抗中信息保障及信息利用的重要组成部分.

关于空天一体化的初步研究

近期高技术局部战争表明,空天战场已成为争夺信息优势、发挥信息效能、实施精确打击的主要空间,成为赢得战争胜利的关键性战场,空天一体化也因此成为世界军事变革的重要发展趋势.深入研究了空天一体化的科学内涵,认真分析了国外空天一体化的现状、趋势及产生的重要军事影响,并就我国应采取的措施做了初步探讨.