(整理/3sNews高級(jí)編輯 陳啟臨)10月22日,由中國測(cè)繪地理信息學(xué)會(huì)主辦的2015年學(xué)術(shù)年會(huì)在江西南昌召開。除特邀報(bào)告外,會(huì)議圍繞當(dāng)今測(cè)繪發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì),還設(shè)立以測(cè)繪地理信息裝備技術(shù)、傾斜攝影測(cè)量技術(shù)、測(cè)繪“一帶一路”、地理國情監(jiān)測(cè)等熱門話題的分論壇,詳具總結(jié)我國測(cè)繪發(fā)展成果,解讀和展望測(cè)繪技術(shù)和市場(chǎng)的未來。
會(huì)上,中國測(cè)繪科學(xué)研究院院長(zhǎng)張繼賢作了題為“合成孔徑雷達(dá)測(cè)圖技術(shù)與應(yīng)用”的報(bào)告,從技術(shù)難點(diǎn)、應(yīng)用現(xiàn)狀、技術(shù)挑戰(zhàn)等角度介紹了我國SAR發(fā)展情況。
以下是經(jīng)過編輯的張繼賢的演講實(shí)錄:
張繼賢:我來做一個(gè)雷達(dá)測(cè)圖方面的報(bào)告。
首先來談?wù)劺走_(dá)測(cè)圖的技術(shù)難點(diǎn)。
我來做一個(gè)關(guān)于雷達(dá)測(cè)圖方面的報(bào)告。大家都知道,我們國家在遙感光學(xué)制圖已經(jīng)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,但實(shí)際上咱們國家還是處在大量的云霧、冰雪、陰雨、霧霾等區(qū)域,這些是光學(xué)遙感難以獲取的。同時(shí)我國存在眾多區(qū)域?qū)π畔⒂锌焖夙憫?yīng)的需求。
在這樣的情況下,大家知道最近這幾年,在我們這個(gè)領(lǐng)域有一個(gè)雷達(dá),英文叫LIDAR,這兩個(gè)是發(fā)展非??焖俚摹4蠹抑览走_(dá)在白天、黑夜、云霧、冰雪、陰雨等多種天氣條件下實(shí)現(xiàn)全天時(shí)、全天后快速成像的制圖,有非常大的優(yōu)越性。因此大家看國際上從衛(wèi)星方面,已經(jīng)經(jīng)歷了先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。
比如說大家都說美國曾經(jīng)SRTM計(jì)劃,在11天時(shí)間獲取地球近80%的陸地表面90米DEM數(shù)據(jù)。SAR有他的特點(diǎn):一是穿透云霧、雨雪,具有全天候、全天時(shí)的工作能力;二是具有一定的穿透能力;三是不同于光學(xué)遙感所提供的信息;四是獲取微云信息。
雷達(dá)測(cè)圖的技術(shù)難點(diǎn)包括:
1.缺乏SAR嚴(yán)密幾何成像模型。
2.缺乏對(duì)SAR成像機(jī)理的深刻認(rèn)識(shí)。
3.缺乏量化的處理手段。
4.缺乏大規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化測(cè)圖的技術(shù)和工藝。
我今天的報(bào)告,就是咱們國家在這個(gè)共同研制的結(jié)果,大家可以從這十幾年開始,給高校、研究院所到生產(chǎn)單位、國際合作,共同來做雷達(dá)。為什么做這個(gè)東西?雷達(dá)在國際上,以前對(duì)我們國家是高風(fēng)險(xiǎn)的,所以我們拿不到。
當(dāng)然在這個(gè)基礎(chǔ)上,國家也進(jìn)行了系列的項(xiàng)目支撐。思路是制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,建立我國SAR測(cè)圖產(chǎn)業(yè)鏈。這是我們這幾年的思路。
再來談?wù)凷AR測(cè)圖數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。
一是機(jī)載多波段多激華干涉SAR數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)時(shí)講了填補(bǔ)了咱們國內(nèi)的空白,現(xiàn)在我們已經(jīng)可以進(jìn)行雷達(dá)系統(tǒng)的生產(chǎn)。
大家看這套系統(tǒng),實(shí)際上是多波段的。它又是一個(gè)多極化的。然后我們這里面有飛行控制、姿態(tài)量測(cè)與定位等,我們自己導(dǎo)航,然后形成了這個(gè)系統(tǒng)。
這個(gè)系統(tǒng),我們當(dāng)時(shí)設(shè)置的是多波段,能夠完成1:5萬的要求。這是我們當(dāng)時(shí)的要求。
在這個(gè)系統(tǒng)里面,我剛才講得實(shí)際上解決了哪幾個(gè)問題?
一是大偏流角高質(zhì)量的成像技術(shù)。
二是多傳感器時(shí)空同步高效集成技術(shù)。不同的傳感器,對(duì)雷達(dá)我們要求非常精細(xì)、統(tǒng)一的實(shí)踐下去做。
三是飛行智能導(dǎo)航控制技術(shù)。因?yàn)槲覀冏鰷y(cè)圖,大家看我們研制了這樣一個(gè)導(dǎo)航,精度提高到2.5倍。我們當(dāng)時(shí)完成了橫斷山脈測(cè)區(qū),這個(gè)飛行了18.6萬平方公里,不在5個(gè)月時(shí)間內(nèi),完成了11萬平方公里,差不多三倍這個(gè)區(qū)域。這個(gè)數(shù)據(jù)大家看,實(shí)際上有389%都是多云霧的天氣,能夠飛行的都是晚上等云少了。大家看這是影像圖,這是當(dāng)時(shí)七波段的影像。雷達(dá)有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),像這個(gè)旮旯里面,都有非常好的反映。
這里面我給大家展示一下,雷達(dá)和光學(xué)的比較,比如說密集居民地、比如說河流、水域,雷達(dá)的效果就比光學(xué)好。
在這個(gè)基礎(chǔ)上,大家覺得這幾年都講極化干涉,全局化干涉,就是既是一體化,又是極化的。現(xiàn)在我們又做了一個(gè)升級(jí),把它由0.5米提高到0.3米了,這個(gè)做5千的頭,這里面有一系列的創(chuàng)新。比如說在設(shè)計(jì)方面、定標(biāo)方面等等。做了以后,大家看這是0.3米的數(shù)據(jù),實(shí)際上這個(gè)數(shù)據(jù)光學(xué)影像,在清晰度上已經(jīng)非常好了。大家看把它放大,實(shí)際上這里面,對(duì)不同的類型,對(duì)道路里面的識(shí)別,是非常的精細(xì)的。這個(gè)比例,我們就用它來做國情普查的試點(diǎn),實(shí)際上這個(gè)效果還是滿足要求的。
而且大家看對(duì)這一類的識(shí)別,相對(duì)于園林的識(shí)別,實(shí)際上我們這個(gè)結(jié)構(gòu),沒有像雷達(dá)表現(xiàn)得這么突出。所以這樣的話,我們?cè)谶@種情況下,就從國外提出了一萬到五千的測(cè)評(píng)?,F(xiàn)在湖南省想把這個(gè)做好。
雷達(dá)飛行基礎(chǔ)比較高,所以我們還想做無人機(jī)的,可以進(jìn)行快速的獲取和應(yīng)急。我們現(xiàn)在想做一個(gè)微小型的無人機(jī)的SAR,我們把這個(gè)傳感器研制出來,然后獲得一個(gè)無人機(jī)的系統(tǒng),在這里引發(fā)無人機(jī)的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng),大家看我們把它放在時(shí)空機(jī)以內(nèi),這個(gè)飛行的時(shí)間要在三個(gè)小時(shí)以上,大概我們想分辨率達(dá)到0.2米。0.2米大家看這里面有很多的難點(diǎn)。這個(gè)系統(tǒng),我們今年年底會(huì)出來,現(xiàn)在大家看模擬這個(gè)信息,這個(gè)信息其實(shí)我們是想用它來做2千個(gè)測(cè)圖,然后來做快速的應(yīng)急,往下來配套。這是我跟大家講得這一塊。
接著講講SAR數(shù)據(jù)處理與測(cè)圖站。
有了數(shù)據(jù)獲取以后,大家看我們下一步面臨的危機(jī),就是測(cè)圖的手段。所以我們大家國內(nèi)的,這樣也是聯(lián)系國家,研制了這個(gè)SAR測(cè)圖工作站。這個(gè)是國際領(lǐng)先的,可以測(cè)圖,然后對(duì)機(jī)載的支持。這個(gè)系統(tǒng)也有很多的成果,系統(tǒng)的就不講了,可以產(chǎn)生1:5000、1:50000的。
我感覺講了面臨一系列的危機(jī),這里面有很多的突破口:
創(chuàng)新一:提出了全新的SAR影像距離——共面幾何模型。我們就把雷達(dá)的姿態(tài)和影像坐標(biāo)直接關(guān)聯(lián)起來,這個(gè)關(guān)聯(lián)起來,就可以進(jìn)行整個(gè)類似于光學(xué)一樣的,對(duì)雷達(dá)影像進(jìn)行評(píng)測(cè),不同的影象進(jìn)行處理。然后可以獲得很高的進(jìn)步。
創(chuàng)新二:提出了多項(xiàng)地形負(fù)責(zé)區(qū)域測(cè)圖。
1.復(fù)雜地區(qū)區(qū)域高精度DEM提取技術(shù)。在陰影和遮擋的區(qū)域怎么辦?比如說里面用外部來精華,可以獲得很好的數(shù)據(jù)。還有不同的升軌和降軌,來互補(bǔ),互補(bǔ)以后合成一個(gè)影像。這樣就解決了剛才講的問題。
2.多方向、多極化SAR正涉影像圖制作技術(shù)。當(dāng)然我們不希望它全是陰影的,這樣的,大家看我們剛才講,有一個(gè)手段,就是把不同方向獲取的影像提出了調(diào)研。這兩個(gè)影像合在一起,產(chǎn)生了一個(gè)非常好的影像。大家看通過這個(gè)影像,這個(gè)缺失的地方,在樣本上是完整的。在這個(gè)互補(bǔ)下,就有一個(gè)手段,能夠自動(dòng)把缺失的區(qū)域找到,然后在這兩個(gè)影像去找,通過融合的影像,就獲得這個(gè)影像。
3.多測(cè)試模型互補(bǔ)SAR立體測(cè)圖與解譯技術(shù)。提出三種SAR立體模型構(gòu)建方法。
4.高精度SAR影像陸表參數(shù)反演技術(shù)。這個(gè)系統(tǒng)的話,是我們實(shí)際上經(jīng)過測(cè)評(píng)比較,在國際上可以單獨(dú)做這樣一個(gè)系統(tǒng)的。所以他現(xiàn)在是領(lǐng)先。當(dāng)然這個(gè)系統(tǒng),也是形成了相應(yīng)的程序。
然后談?wù)凷AR測(cè)圖與應(yīng)急響應(yīng)應(yīng)用。
在咱們國際實(shí)際上的突破,比如說我們已經(jīng)形成了一種企業(yè)家的運(yùn)行機(jī)制,納入到整個(gè)航攝系統(tǒng),并且也形成了響應(yīng)的流程。比如說目前這里面1:10000到1:50000,規(guī)范已經(jīng)由國家發(fā)布。然后這個(gè)應(yīng)用,我想比如說大家看,比如說這個(gè)在西部,我剛才講我們做了11萬平方米公里,就是把咱們一直做下來的,現(xiàn)在生產(chǎn)單位也聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室來做。比如說我們也選擇了不同的地形條件和地形類別來進(jìn)行測(cè)圖,這個(gè)測(cè)圖還是不錯(cuò)的。這個(gè)跟雷達(dá)比,左邊是雷達(dá)的信息,像這個(gè)大家看,這個(gè)就是非常好。
最后,講一下面向?qū)ο蟮腟AR影像技術(shù)。
我們?cè)谶@個(gè)基礎(chǔ)上,科技部十二五就支持了三千萬,然后就是說,我們光學(xué)也很成熟,我們希望做一個(gè)雷達(dá)的系統(tǒng),取代國外的的技術(shù)。就是突破雷達(dá)的核心技術(shù),構(gòu)建一個(gè)能夠促進(jìn)國內(nèi)外航天航空遙感的處理系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)我們聯(lián)合十家來做,現(xiàn)在馬上等待驗(yàn)收,系統(tǒng)已經(jīng)出來了,現(xiàn)在有五個(gè)成果:
一是面向?qū)ο蟮母呖尚臩AR處理解譯系統(tǒng)。
二是面向地物設(shè)計(jì)模型與知識(shí)庫。
三是面向?qū)I(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。
四是星-機(jī)-地一體化遙感綜合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫。同步獲取衛(wèi)星、機(jī)載、光學(xué)地面測(cè)量數(shù)據(jù),建了這么一個(gè)數(shù)據(jù)庫。這個(gè)數(shù)據(jù)庫是想為所有雷達(dá)來開展這方面的。
基于SAR影像的深度數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、面向多源SAR數(shù)據(jù)的快速精準(zhǔn)處理技術(shù);面向SAR數(shù)據(jù)的云處理服務(wù)平臺(tái)。
謝謝大家!
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