国产立体测图卫星典型冰川区高精度DEM生产及质量对比

数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)是开展青藏高原冰川研究的重要基础数据。随着国产立体测图卫星的快速发展,自主可控地获取青藏高原冰川区高精度DEM成为可能。该研究综合采用资源三号、高分七号卫星的立体影像和激光测高数据,分别生成冰川区域5 m和2 m格网的DEM,并选择岗钦及普若岗日等两处冰川为实验区,将国产卫星DEM与国外的AW3D、SRTM、TanDEM、HMA DEM等多种开源数字高程模型进行对比分析,并采用ICESat-2星载激光测高数据开展DEM绝对高程精度验证。结果表明:与中等空间分辨率的开源DEM相比,基于国产立体测图卫星影像生产的DEM高程精度更优,且格网更精细、更能详细描述冰川末端纹理特征;与高空间分辨率数据集HMA DEM对比高程精度,资源三号DEM略差、高分七号DEM更优,且在覆盖完整性方面国产卫星DEM均优于HMA DEM。综上所述,基于国产立体测图卫星可以实现冰川区高精度DEM的获取,能够为青藏高原冰川研究提供自主可控、精度可靠的地形参考数据。

CM-1卫星星敏感器在轨测量精度初步评价

星敏感器是目前主流的高精度姿态测量仪器,在轨运行期间星敏感器会产生系统误差、高频误差和低频误差。文章进行了陆地生态系统碳监测卫星(CM-1卫星)星敏感器系统误差与高频误差的计算,分析了星敏1a与1b的光轴夹角误差与卫星星下点纬度的变化规律,基于傅里叶变换对光轴夹角低频误差进行建模,并以此来反映两星敏感器的低频误差。在轨数据表明,星敏1a旋转至星敏1b以及星敏1a旋转至2的系统误差分别为(6.906′,-12.569′,-1.552′)和(-4.540′,-27.199′,13.522′)。星敏数据中精度最高的是星敏1a/1b融合数据,三轴误差分别为0.505″、0.633″和0.800″。同组的星敏1a和1b精度类似,星敏1a三轴误差分别为0.990″、0.981″和16.731″,星敏2a三轴误差分别为0.888″、1.022″和15.156″。星敏2精度稍差,三轴误差分别为2.061″、2.382″和27.231″;星敏1a与1b光轴夹角误差(3σ)为2.50″,光轴夹角低频和高频误差分别为2.046″和1.470″。在相邻轨道星下点纬度相同时光轴夹角误差基本相同。

以遥感影像为监测单元的自然资源变化信息提取任务规划设计与实现

以遥感影像为监测单元开展自然资源变化信息提取,影像覆盖即监测,与传统的以行政区划为监测单元相比,时效性更高。但不同数据源的影像位置不固定、图幅大小不同、景间存在重叠等因素增加了任务规划难度,已成为项目开展的瓶颈。本文系统研究了以遥感影像为监测单元的自然资源变化信息提取任务规划关键技术,设计任务规划技术流程,基于ArcGIS模型构建器与Python语言,通过遥感影像监测片区划分、基于约定面积比例划分任务、空间分布分析三个步骤,半自动、快速地完成任务规划。本文为遥感影像信息提取任务规划提供了参考方法,对矢量空间分析、统计分析具有借鉴意义。

卫星遥感监测服务中国红树林生态系统保护与修复

一、引言,红树林是在热带亚热带地区、海岸潮间带滩涂上生长的木本植物群落,是兼具陆地和海洋特性的复杂生态系统。红树林在防浪护堤、海湾改善、污染净化和湿地多样性保护等方面发挥着不可替代的作用,具备重要的生态系统服务功能以及社会经济价值[1]。红树林生态系统具有开放性、脆弱性和复杂性等特点,因其位于人为干扰强度大的沿海地区,人类活动对其分布产生直接影响。据联合国粮农组织(FAO)调查,全球红树林生态系统仍处于高度受威胁状态,针对红树林生态系统开展长期监测具有重要意义。

民用InSAR地形测绘卫星工程关键技术

InSAR地形测绘是SAR卫星最为典型的应用任务之一。SRTM与TanDEM-X卫星分别开创了10m精度以及4 m精度的全球DSM先河。L波段差分干涉SAR(L-Band Differential Interferometric SAR,L-SAR)卫星是我国第一组L波段干涉SAR编队卫星系统,卫星可完成1∶5万比例尺地形图测绘任务。随着L-SAR卫星的示范效应逐步扩展,国产小卫星也逐步跟进,以高景二号和宏图一号代表的小卫星开启了小卫星测绘先河。本文从卫星工程的角度,阐述了SRTM、TanDEM-X以及L-SAR卫星的关键技术,较为全面地介绍了当前SAR卫星的发展状况,有助于理解卫星工程的层次性特点,并讨论SAR卫星的未来趋势,为面向行业应用的卫星研制提供参考。

雄安新区卫星遥感即时监测监管服务

一、引言。2017年4月1日,中共中央、国务院印发通知,决定设立河北雄安新区。这是一项重大的历史性战略选择,是继深圳经济特区和上海浦东新区之后又一具有全国意义的新区,是千年大计、国家大事。雄安新区规划范围涉及河北省雄县。

全国建筑物遥感监测与分布式光伏建设潜力分析

作为典型的清洁能源类型之一,分布式光伏具有投资小、建设快等特点,可以有效解决能源短缺的农村地区和负荷密度高的工业区用电问题。建筑物屋顶是分布式光伏设施建设的重要载体,建筑物的数量直接关系着分布式光伏的建设潜力,因而监测和分析全国建筑的空间分布对分布式光伏的规划建设具有重要价值。本文以2 m分辨率国产高分卫星遥感影像为数据源,利用深度学习技术提取了全国范围的建筑区,典型区域建筑占比系数表征全国不同区域的建筑屋顶面积;分析全国建筑屋顶的空间特征,研究分布式光伏的建设潜力分布格局,结合人口空间分布提出了分布式光伏的建设路径建议。研究表明,遥感提取建筑物技术精度达到81.63%,能够满足后续分析的数据需求;全国约1.4×10^(4) km^(2)的建筑屋顶有潜力建设分布式光伏。按照分布式光伏就地建设、就地使用原则,各省份可分为四个梯队,从东部人口稠密且分布式光伏建设潜力大的区域开始建设,分级分步推进全国的分布式光伏建设实施;建立基于卫星遥感的全国分布式光伏建设动态监测机制,为分布式光伏建设规划路径的动态更新提供支撑。

自然资源卫星国土遥感监测关键技术及业务化应用

我国把国家生态文明建设提高到战略高度,提出了严格的耕地保护和节约用地制度,对自然资源的管理提出了更高的要求.近年来,我国遥感卫星技术发展迅猛,当前各类在轨自然资源卫星达到14颗.如何利用卫星遥感监测技术手段,为自然资源管理提供更快捷、更高频次、更精细化的监测信息产品是卫星遥感应用亟待解决的重大问题.

中国本土水生生物荧蒽水质基准研究

荧蒽是一种对水生生物有害的优控多环芳烃,在国内外水体中广泛存在.然而,在目前关于荧蒽的科学研究中,其基准阈值报告较为少见,由于本土物种生态毒理学数据对荧蒽基准阈值的研究分析尤为重要,数据的缺失成为阻碍其发展的主要原因.本文通过开展急性生态毒理学和慢性生态毒理学实验,并利用US EPA“指南”推荐的方法,推导了荧蒽的基准阈值,其中急性实验对象为9种本土水生生物,慢性实验为3种.推导结果表明:荧蒽本土水生生物急性基准阈值(CMC)为0.570 mg·L^(−1),慢性基准阈值(CCC)为0.174 mg·L^(−1);另外,鉴于本土和非本土物种之间的巨大差别,文章中采用了SSD(species sensitivity distribution),即物种敏感性分布法,根据对二者敏感度分布的分析结果,可以发现本土与美国物种在敏感性分布上一致性较低,这也表明在推导我国荧蒽水生生物基准阈值时,可直接利用美国水生生物毒性数据的可能性很小.

“多测合一”中建筑面积计算规则差异及其解决方案

介绍了“多测合一”的发展背景以及面临的房屋建筑面积计算规则不一致问题,详细分析了两个相关国家标准在面积计算规则方面的不一致性及其影响,给出了3种解决方案:统一的建筑面积测算规则;依旧使用两个传统的建筑面积测算规则和折中的建筑面积测算规则。建议第一种规则在地方标准推广成功的基础上再大面积全国推广。给出了第1、3两种解决方案的一个实际算例,并进行了实际对比。

“多测合一”测绘行业标准探究

2018年5月14日,《关于开展工程建设项目审批制度改革试点的通知》发布,各地出台了不少多测合一地方标准,自然资源部也在标准编制方面做了探索。本文回顾和分析了国内在“多测合一”工作方面的探索,在“多测合一”的采标、标准编制、建筑面积测算规则不一致处理方面得出了有益结论。

结合均值漂移分割与聚类分析的遥感影像变化检测

针对传统遥感影像变化检测方法对前后期影像数据质量要求高、适应范围窄、检测精度较低等问题,本文在引入异常点检测思想的基础上,提出了一种结合均值漂移分割与聚类分析的遥感影像变化检测方法。首先将前期地理国情矢量数据与待监测的遥感影像进行地理配准;然后在地理国情矢量数据的基础上对遥感影像作均值漂移算法二次细分割,获得的矢量图斑继承了原有父级类属性,并对同一父级类的影像图斑进行光谱、空间、纹理、指数等特征提取;最后采用高斯混合模型与最大期望值算法聚类获得多个类别,在父级类下找出异常类别的图斑。通过试验对比分析,表明了本文方法的有效性和可靠性,为遥感影像变化检测提供了新思路。

国产HJ-1B卫星数据的地表温度及湿度反演方法——以呼伦贝尔草原伊敏露天煤矿区为例

草原露天煤矿的土壤湿度遥感监测可以反映露天开采活动对生态环境的扰动程度。选择国产环境卫星(HJ-1B)多光谱及热红外光谱数据,探讨HJ-1B数据在中国北部呼伦贝尔草原伊敏露天煤矿区地表温度及湿度的反演模型及适宜性,对比分析JM&S,Qin和Artis算法在研究区温度反演中的精度及适用性;进一步利用归一化植被指数和地表温度(NDVI-LST)的特征空间反演温度植被干旱指数(temperature vegetation dryness index,TVDI);通过野外实测土壤湿度数据对NDVI–LST特征空间中的干边模型进行修正。结果表明:基于Qin算法反演的温度数据精度最高;干边纠正系数为0.3时,TVDI与实测土壤含水量相关性最高,"湿边"呈现剖物线特征,"干边"呈现线性规律。反演结果能够很好地反映露天煤矿区内不同地物的地表干旱状况及空间异质性,可为草原露天煤矿区的长周期陆面演变监测提供基础数据。

陆地遥感卫星在自然资源调查监测中的应用

一、引言卫星遥感技术是20世纪60年代兴起的一种观测技术。我国从1999年发射第一颗陆地卫星中巴地球资源卫星01星(CBERS-01)以来,陆地卫星遥感得到快速发展,2011年发射的资源一号02C星(ZY-1-02C)实现民用陆地遥感应用从科研试验型向业务应用型的转变;2018年发射的3颗2米/8米光学卫星星座(GF-1B/C/D)实现了我国陆地卫星有效覆盖能力的跃升.

卫星遥感服务国土空间规划及监督实施应用实践

一、引言国家生态文明体制改革总体方案明确提出,要构建“以空间治理和空间结构优化为主要内容,全国统一、相互衔接、分级管理的空间规划体系”。中央工作会议指出,尊重自然规律、以人为本,统筹空间、规模、产业三大结构,统筹规划、建设、管理三大环节,布局生产、生活、生态三大空间,统筹政府、社会、市民三大主体,统筹经济、政治、文化、社会、生态文明建设,城乡规划、主体功能区规划、土地利用规划,“多规合一”.

高分七号卫星立体影像无地面控制区域网平差与精度验证

开展基于高分七号卫星(GF-7)立体影像的无控区域网平差精度分析验证,对GF-7能否实现1∶1万比例尺立体测图具有重要意义。文章选取了覆盖中国河北太行山地区的GF-7立体影像和激光点作为实验数据,开展无地面实测控制点条件下的区域网平差实验。结果表明,在无激光点辅助的情况下,实验影像在各类地形及整区的平面精度均满足1∶1万比例尺测图要求,但高程精度超限。采用激光点作为控制与立体影像开展联合区域网平差后,实验影像平面和高程精度均满足1∶1万比例尺测图要求。因此,在无地面实测控制条件下,利用GF-7激光点作为高程控制,GF-7影像几何精度可满足1∶1万比例尺立体测图精度要求,这对未来开展全球范围1∶1万比例尺地理信息资源建设具有重要意义。

自然资源卫星光学遥感测绘关键技术及立体中国应用

十八大以来,党中央把国家生态文明建设提高到战略高度,对自然资源的管理也提出了更高的要求。遥感应用部门需要连续、大范围、无缝覆盖的多时相、高精度遥感影像,自然资源的精细化管理不仅需要二维的平面影像,还需要大范围高精度的三维立体影像和地物信息。我国在资源三号01星的基础上发射了02星,搭载了首台对地观测的激光测高仪。

WorldView-3卫星成像模式介绍及数据质量初步评价

在介绍World View-3卫星基本参数、成像模式、数据产品分级的基础上,选择该卫星北京通州地区的全色多光谱影像开展了影像融合效果评价,同时选择山东潍坊地区的同轨立体影像开展了几何定位精度评价。试验结果表明,World View-3的全色波段与多光谱的5、3、2波段组合后的真彩色融合效果非常好,影像清晰、色彩自然;山东潍坊地区影像无控制点几何定位精度优于其标称的3.5 m,平面定位精度可达1.8 m,高程精度达0.9 m,加入少量控制点后平面定位精度可优于1 m,高程可优于0.5 m。本文对World View-3卫星成像模式及数据质量评价的相关结论,能够为后续国产分米级高分辨率测绘卫星设计和指标论证提供借鉴和参考。

线段元支撑区主成分相似性约束特征线匹配

针对特征线匹配中因线段端点不确定而难以提供准确位置的问题,论文提出结合边缘主点与线段元支撑区主成分相似性约束近景影像特征线匹配方法。首先,利用ASIFT算法获取立体像对同名点,计算仿射变换矩阵;其次,对Canny算子边缘检测后的影像进行Freeman链码跟踪,链码分裂获取线段元的边缘主点,将边缘主点视为匹配基元,同时结合仿射变换、核线约束及Harris兴趣值三重约束独立匹配边缘主点;最后,采用线段元支撑区主成分相似性对特征线匹配结果进行一致性检核。论文选取不同类型的近景影像作为实验数据,验证本文算法的有效性和普适性。该算法实现了以点代线匹配,降低直线匹配算法的复杂程度,同时通过线段元支撑区主成分相似性约束检核匹配结果,充分利用近景影像彩色信息,提高了匹配结果的可靠性。

基于大数据回归分析的卫星有效成像概率预估

"资源三号"卫星02星单圈可分段使用两次有效载荷工作模式,如何充分利用卫星短弧段、多弧段的灵活性,通过对拍摄弧段上进行有效成像预估,在有限的成像弧段内合理避开有可能的云雨区域,提高卫星有效数据获取的效率,是卫星任务规划精细化作业中提出的新问题。结合存档卫星影像和气象资料进行大数据分析,文章首先以影像云判结果为指标,统计"资源三号"卫星存档影像的有效数据比,然后以全球参考系(Worldwide Reference System,WRS)的Path/Row格网和月为时空基准,在位置和时间上利用回归分析方法,可挖掘历史有效数据比和月平均总云量气象统计资料的相关性。并利用所得的回归方程结果,从月平均总云量可以估算得到卫星有效成像概率的时空分布。通过在"资源三号"卫星实际业务中开展应用表明,基于存档影像和气象资料回归分析所得到的卫星有效成像预估分布,可为卫星任务规划开展精细化作业,提供了有效的决策支持。