一、引言
測(cè)繪獲取的是與地表有關(guān)的地理空間信息,是“數(shù)字中國”地理空間框架的基本內(nèi)容和國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)信息化建設(shè)的重要基礎(chǔ)。目前,在我國的測(cè)繪事業(yè)與科技發(fā)展中,基礎(chǔ)地理信息資源短缺、信息數(shù)據(jù)獲取能力不足,已成為制約發(fā)展的嚴(yán)重的“瓶頸”問題。測(cè)繪衛(wèi)星由于其全球、全天候、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀測(cè)等優(yōu)點(diǎn),越來越成為主要的對(duì)地觀測(cè)手段,成為測(cè)繪數(shù)據(jù)獲取的重要信息源。
現(xiàn)代測(cè)繪已經(jīng)十分依賴于衛(wèi)星測(cè)繪技術(shù),目前高分辨率衛(wèi)星遙感資料主用于測(cè)繪和地理信息產(chǎn)業(yè);衛(wèi)星定位系統(tǒng)成為測(cè)繪定位的全新手段;國家高程基準(zhǔn)的建立愈來愈依賴于衛(wèi)星重力測(cè)量資料;我國海平面和高程基準(zhǔn)建立、海面地形測(cè)繪均需要海洋測(cè)高衛(wèi)星的數(shù)據(jù);干涉雷達(dá)衛(wèi)星不僅可以用于數(shù)字高程模型的建立,更由于其可滿足惡劣天氣條件下的數(shù)據(jù)獲取,已在測(cè)繪諸多領(lǐng)域中發(fā)揮特殊的作用。
二、國內(nèi)外衛(wèi)星測(cè)繪發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀
(一) 國外衛(wèi)星測(cè)繪應(yīng)用現(xiàn)狀
國外測(cè)繪衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用已相當(dāng)廣泛,衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)已成為1:50萬至1:5萬地形圖修測(cè)的主要地理空間信息源。隨著對(duì)地觀測(cè)技術(shù)的重大進(jìn)步和一些龐大計(jì)劃(如美國NASA的EOS計(jì)劃)的實(shí)施,資源遙感已進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期,衛(wèi)星測(cè)繪對(duì)測(cè)繪制圖技術(shù)取得了重大進(jìn)展。表1為國外較具代表性的遙感衛(wèi)星。
法國SPOT-5衛(wèi)星在保持60km的攝影帶寬的同時(shí),將影像的分辨率提高到5m,并利用“超級(jí)模式”(Supemode)的技術(shù)方法,在黑白相片上達(dá)到2.5m的分辨率。新搭載的高分辨率立體成像儀(HRS),能夠制作10m高分辨率立體照片。
美國第一顆高分辨率商業(yè)小衛(wèi)星-IKONOS-2以米級(jí)分辨率實(shí)現(xiàn)對(duì)地面同一地段重復(fù)攝影觀測(cè)的周期為2.9晝夜,經(jīng)過圖像正交變換,使用地面基準(zhǔn)點(diǎn)的校正精度可達(dá)到2米,用于編制1:24000比例尺的地圖。另一顆高分辨率商業(yè)衛(wèi)星QuickBird-2影像的地面分辨率達(dá)0.61m,平面和高程精度為5米。GeoEye公司于2008年發(fā)射當(dāng)前最高分辨率的商業(yè)遙感衛(wèi)星GeoEye-1,具有0.41m分辨率。
日本ALOS衛(wèi)星系統(tǒng)攜帶三套有效載荷,分別為全色遙感立體儀器(PRISM)、先進(jìn)可見光近紅外2型輻射計(jì)(AVNIP-2)和L波段合成孔徑雷達(dá)(PALSAR)。3個(gè)光學(xué)系統(tǒng)能獲取空間分辨率為2.5m的光學(xué)影像,其正視相機(jī)地面幅寬70km,前后視相機(jī)地面幅寬35km。
印度航天測(cè)繪發(fā)展迅速,其首顆測(cè)繪衛(wèi)星CARTOSAT-I于2005年發(fā)射,可提供2.5m分辨率的本國和海外地區(qū)立體影像,地形高程的確定精度為5m。
在干涉測(cè)量方面,美國的航天飛機(jī)測(cè)圖任務(wù)(SRTM)用了11天時(shí)間,對(duì)北緯60°和南緯56°之間的區(qū)域進(jìn)行了雙天線InSAR成像,取得了全球超過80%的陸地區(qū)域的DEM。目前NASA開放的SRTM所獲取的DEM,北美地區(qū)水平分辨率為30米(1〞),歐亞地區(qū)水平分辨率為90米(3〞)(如表)
高程精度約為10m,在地形起伏較大的地區(qū),精度相應(yīng)的更低一些。歐空局于2002年3月發(fā)射的Envisat替代了之前的ERS-1/2,所搭載的先進(jìn)合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)ASAR,具有極化方式可選擇、兩種極化方式同時(shí)成像、多視角、多分辨率等特點(diǎn)。
星載激光測(cè)高已得到高度重視,美國于2003年1月發(fā)射了ICESAT(Ice, Cloud and land Elevation Satellite)衛(wèi)星,用于測(cè)量冰原地形及其時(shí)變以及云層及大氣層的特征,搭載的地學(xué)激光測(cè)高系統(tǒng)GLAS (Geoscience Laser Altimeter System)可測(cè)定沿軌道的陸地和水面的地形。
從總體上講,國外測(cè)繪衛(wèi)星總體性能和技術(shù)指標(biāo)較為先進(jìn),基本形成系列甚至成網(wǎng)絡(luò),且具有很高的商業(yè)化運(yùn)行程度,正在進(jìn)一步向高空間分辨率、高光譜分辨率、短重訪周期發(fā)展。測(cè)繪衛(wèi)星攝影系統(tǒng)不僅需要高分辨率,而且需要獲得立體影像,帶有精密的衛(wèi)星定位定姿系統(tǒng)。這些衛(wèi)星由于其巨大的應(yīng)用市場(chǎng),已吸引了世界上大批用戶的注意力。
(二) 我國衛(wèi)星測(cè)繪發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀
目前我國已建立了資源、氣象、海洋、環(huán)境與減災(zāi)衛(wèi)星系列,初步形成了國家對(duì)地觀測(cè)體系,正在啟動(dòng)高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng),以建立更完善的國家對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)。我國對(duì)高分辨率衛(wèi)星影像具有大量而迫切的需求,國家每年需投入大量經(jīng)費(fèi),訂購SPOT2/4/5、Landsat TM/ETM+、QuickBird、IKNOWS、MODIS等遙感衛(wèi)星影像數(shù)據(jù),用于我國1:100萬、1:25萬、1:5萬、1:1萬基礎(chǔ)地理信息的建設(shè)和更新。
現(xiàn)有資源一號(hào)、資源二號(hào)系列衛(wèi)星可提供中等分辨率遙感影像,用于1∶100萬和1∶25萬地形圖更新。2007年發(fā)射的02B星和計(jì)劃中的CBERS-3/4的高分辨率影像原則上可對(duì)1∶5萬和1∶2.5萬的基礎(chǔ)地理信息進(jìn)行部分要素的更新,但由于立體觀測(cè)能力非常有限,無法生成數(shù)字高程模型,難以滿足1:5萬和更大比例尺的測(cè)繪的全面需求。因此,到目前為止,我國尚沒有能夠滿足測(cè)繪要求的自主的測(cè)繪衛(wèi)星。
在衛(wèi)星測(cè)繪數(shù)據(jù)應(yīng)用方面,我國已基本解決利用國外衛(wèi)星數(shù)據(jù)修測(cè)地形圖和更新各種比例尺的地形數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵技術(shù),形成了科學(xué)的生產(chǎn)工藝。國家測(cè)繪局從1999年開始大面積利用法國SPOT衛(wèi)星數(shù)據(jù)制作1∶5萬正射影像圖及修測(cè)相應(yīng)的地形圖,利用美國LANDSAT的TM數(shù)據(jù)更新1∶25萬數(shù)據(jù)庫,為縮短地圖的更新周期提供了有效的方法,并積極投入開展未來測(cè)繪衛(wèi)星影像處理技術(shù)基礎(chǔ)性研究和建設(shè),以及高分辨率衛(wèi)星影像幾何糾正及后處理方案方法的研究和應(yīng)用。
三、我國衛(wèi)星測(cè)繪發(fā)展規(guī)劃
隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)、材料科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等以及通信、電子、航空航天科技的飛速發(fā)展,衛(wèi)星測(cè)繪在基礎(chǔ)理論與技術(shù)手段等方面取得了顯著的進(jìn)步,星載光電傳感器、合成孔徑雷達(dá)干涉以及對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)獲得重大突破,使得測(cè)繪衛(wèi)星搭載的有效載荷功能總體、分辨率及觀測(cè)精度越來越高。
(一) 測(cè)繪衛(wèi)星的定義
為滿足我國測(cè)繪行業(yè)與國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化建設(shè)對(duì)測(cè)繪衛(wèi)星的迫切需求,國家測(cè)繪局從2005年開始啟動(dòng)測(cè)繪衛(wèi)星計(jì)劃,并制定了《測(cè)繪部門“十一五”航天規(guī)劃(草案)》,明確提出了測(cè)繪衛(wèi)星的分類。
根據(jù)我國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化建設(shè)的需要,要求加快我國空間信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和測(cè)繪信息產(chǎn)品的生產(chǎn)更新速度,急需發(fā)展我國滿足測(cè)繪用途的衛(wèi)星(簡稱測(cè)繪衛(wèi)星)。測(cè)繪衛(wèi)星包括:高分辨率光學(xué)立體測(cè)圖衛(wèi)星、干涉雷達(dá)衛(wèi)星、激光測(cè)高衛(wèi)星、重力衛(wèi)星和導(dǎo)航定位衛(wèi)星。
擬用10-15年時(shí)間,建立我國具有長期穩(wěn)定運(yùn)行能力的測(cè)圖衛(wèi)星系列體系,作為國家空間基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。其中,高分辨率光學(xué)立體測(cè)圖衛(wèi)星包括:2m全色、10m多光譜正射影像和5m全色立體影像的高分辨率光學(xué)立體測(cè)圖衛(wèi)星(國家已立項(xiàng)研制資源三號(hào)衛(wèi)星),以滿足國家基礎(chǔ)測(cè)繪1∶5萬地形測(cè)圖和基礎(chǔ)地理信息生產(chǎn)的需要,并作為資源衛(wèi)星02B的接替,滿足資源調(diào)查等方面的應(yīng)用需要;1-2m全色、3-6m多光譜的超高分辨率光學(xué)立體測(cè)圖衛(wèi)星,用于區(qū)域基礎(chǔ)測(cè)繪,以滿足1∶1萬地形測(cè)圖和基礎(chǔ)地理信息生產(chǎn)的需要;0.5-1m全色、1-3m多光譜的甚高分辨率光學(xué)立體測(cè)圖衛(wèi)星,用于城市基礎(chǔ)測(cè)繪,以滿足1∶2000-1∶5000地形測(cè)圖和基礎(chǔ)地理信息生產(chǎn)的需要;干涉雷達(dá)衛(wèi)星包括:3-5米、單波段、單極化干涉雷達(dá)衛(wèi)星,滿足困難地區(qū)1∶5萬地形測(cè)圖和基礎(chǔ)地理信息生產(chǎn)的需要;0.5-1米、多波段、多極化干涉雷達(dá)衛(wèi)星,以滿足困難地區(qū)測(cè)繪1∶1萬地形測(cè)圖和基礎(chǔ)地理信息生產(chǎn)的需要;激光測(cè)高衛(wèi)星利用激光脈沖來精確測(cè)定地面和海面高度, 完成對(duì)陸地地形和植被的采集,建立高精度的全球DEM模型, 并可測(cè)定局部地形的米級(jí)年度變化。需開展對(duì)表1激光衛(wèi)星的軌道設(shè)計(jì)、控制激光脈沖計(jì)時(shí)器的時(shí)鐘的穩(wěn)定性、衛(wèi)星方位以及激光器指向的精確確定方法等關(guān)鍵技術(shù)預(yù)研,發(fā)展我國激光測(cè)高衛(wèi)星;重力衛(wèi)星用來測(cè)定高精度的全球重力場(chǎng)及其隨時(shí)間的變化,以精確求定大地水準(zhǔn)面,建立和維護(hù)高精度的高程基準(zhǔn)及其框架,實(shí)現(xiàn)高程測(cè)量自動(dòng)化。需研制開發(fā)低-低衛(wèi)星跟蹤衛(wèi)星模式的衛(wèi)星重力測(cè)量系統(tǒng),發(fā)展我國重力測(cè)量衛(wèi)星。導(dǎo)航定位衛(wèi)星用來測(cè)量地面運(yùn)動(dòng)或靜止物體的三維坐標(biāo),國家已對(duì)導(dǎo)航定位衛(wèi)星系統(tǒng)做出詳細(xì)的規(guī)劃。
四、我國促進(jìn)衛(wèi)星測(cè)繪發(fā)展的政策和措施
(一) 建設(shè)衛(wèi)星測(cè)繪應(yīng)用系統(tǒng),形成自主的衛(wèi)星測(cè)繪技術(shù)體系
建設(shè)衛(wèi)星測(cè)繪應(yīng)用系統(tǒng),開展測(cè)繪衛(wèi)星地面接收、校正、處理、多級(jí)產(chǎn)品加工和分發(fā)服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)研究與系統(tǒng)研制工作。依托信息技術(shù)、現(xiàn)代大地測(cè)量技術(shù)、航空航天攝影測(cè)量技術(shù)、遙感數(shù)據(jù)處理技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)等先進(jìn)技術(shù),全面突破測(cè)繪衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)及其測(cè)繪衛(wèi)星應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù),研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的測(cè)繪衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng),包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)有損壓縮、相機(jī)幾何畸變、大氣和地面輻射、立體測(cè)圖、數(shù)字高程模型等方面以及幾何糾正和輻射校正技術(shù),形成基于航天影像的生產(chǎn)技術(shù)流程,建立由業(yè)務(wù)運(yùn)行管理、測(cè)繪產(chǎn)品生產(chǎn)、測(cè)繪數(shù)據(jù)管理與分發(fā)、應(yīng)用與推廣、影像分析與檢校、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督與評(píng)價(jià)等系統(tǒng),基本形成基于高分辨率立體測(cè)圖衛(wèi)星的衛(wèi)星測(cè)繪技術(shù)體系,并為測(cè)繪衛(wèi)星的發(fā)展規(guī)劃、技術(shù)論證、教育培訓(xùn)、測(cè)繪衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品開發(fā)以及推廣應(yīng)用提供穩(wěn)定長期的技術(shù)支持。
(二) 成立國家測(cè)繪衛(wèi)星應(yīng)用中心,支撐測(cè)繪衛(wèi)星的發(fā)展和應(yīng)用
成立衛(wèi)星測(cè)繪應(yīng)用統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的重要支撐機(jī)構(gòu)--國家測(cè)繪衛(wèi)星應(yīng)用中心,主要職責(zé)是:貫徹國家關(guān)于測(cè)繪衛(wèi)星發(fā)展的方針和政策,負(fù)責(zé)測(cè)繪衛(wèi)星“天地”一體化系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃;研究提出測(cè)繪衛(wèi)星發(fā)展戰(zhàn)略、中長期規(guī)劃、年度計(jì)劃和經(jīng)費(fèi)預(yù)算建議;負(fù)責(zé)測(cè)繪衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、技術(shù)協(xié)調(diào)和運(yùn)行管理,開展基于測(cè)繪衛(wèi)星的基礎(chǔ)地理信息生產(chǎn)、更新與數(shù)據(jù)庫建設(shè),建立航天測(cè)繪生產(chǎn)和服務(wù)技術(shù)體系;負(fù)責(zé)測(cè)繪衛(wèi)星影像產(chǎn)品和測(cè)繪產(chǎn)品的分發(fā)服務(wù),負(fù)責(zé)向國家領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)和國防建設(shè)提供測(cè)繪衛(wèi)星保障服務(wù),組織開展測(cè)繪衛(wèi)星向相關(guān)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用;研究提出測(cè)繪衛(wèi)星數(shù)據(jù)使用政策、管理政策、共享和分發(fā)服務(wù)政策等相關(guān)政策性建議,提出測(cè)繪衛(wèi)星相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)草案或建議;開展測(cè)繪衛(wèi)星知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)與科技成果轉(zhuǎn)化,促進(jìn)測(cè)繪衛(wèi)星的產(chǎn)業(yè)化建設(shè);負(fù)責(zé)組織開展衛(wèi)星測(cè)繪應(yīng)用領(lǐng)域科學(xué)、技術(shù)和應(yīng)用服務(wù)的研究、開發(fā)和技術(shù)推廣工作,組織和實(shí)施與衛(wèi)星測(cè)繪應(yīng)用相關(guān)的科研項(xiàng)目;組織完成測(cè)繪衛(wèi)星在軌測(cè)試;負(fù)責(zé)統(tǒng)籌建設(shè)衛(wèi)星地面幾何檢校場(chǎng),負(fù)責(zé)衛(wèi)星幾何標(biāo)定及與幾何定位精度相關(guān)的輻射標(biāo)定工作;負(fù)責(zé)開展國際國內(nèi)測(cè)繪衛(wèi)星科技合作與交流,組織相關(guān)的應(yīng)用培訓(xùn)工作,開拓測(cè)繪衛(wèi)星的國際市場(chǎng)。
(三) 開拓測(cè)繪衛(wèi)星市場(chǎng),參與國際化測(cè)繪衛(wèi)星市場(chǎng)競(jìng)爭
在滿足國內(nèi)測(cè)繪需求的基礎(chǔ)上,大力開展測(cè)繪衛(wèi)星的國際市場(chǎng)開拓,與其他國家開展廣泛的交流和合作,并制定靈活的營銷策略,宣傳測(cè)繪衛(wèi)星、制作國外影像產(chǎn)品、參與地理信息方面的國際化合作,利用我國測(cè)繪的技術(shù)優(yōu)勢(shì)參與其他國家的測(cè)繪市場(chǎng)競(jìng)爭,爭取在我國周邊及其他國家建立地面衛(wèi)星接收和處理系統(tǒng),打入國際市場(chǎng)。
(四) 制定測(cè)繪衛(wèi)星發(fā)展政策,促進(jìn)測(cè)繪衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)化
創(chuàng)造滿足測(cè)繪衛(wèi)星發(fā)展的政策環(huán)境,強(qiáng)化測(cè)繪衛(wèi)星科技成果與新產(chǎn)品推廣政策,加強(qiáng)測(cè)繪衛(wèi)星知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)與科技成果轉(zhuǎn)化。建立完善的測(cè)繪衛(wèi)星數(shù)據(jù)使用政策、管理政策、共享和分發(fā)服務(wù)政策,使測(cè)繪系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)發(fā)揮最大的使用效率,促進(jìn)測(cè)繪衛(wèi)星的產(chǎn)業(yè)化建設(shè)。建立滿足測(cè)繪衛(wèi)星應(yīng)用的政策環(huán)境,促進(jìn)測(cè)繪衛(wèi)星的應(yīng)用開發(fā),使測(cè)繪衛(wèi)星在應(yīng)用規(guī)模和應(yīng)用水平上顯著提高。
(五) 積極開展國際合作,加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)
發(fā)展國際國內(nèi)測(cè)繪衛(wèi)星科技合作與交流,特別是開展項(xiàng)目合作,引進(jìn)消化國際先進(jìn)技術(shù)和資金援助,培養(yǎng)高層次的、具有國際影響的測(cè)繪衛(wèi)星科技人才,提升在國際測(cè)繪科技界的地位。加強(qiáng)測(cè)繪衛(wèi)星的人才隊(duì)伍建設(shè),在培養(yǎng)測(cè)繪衛(wèi)星的領(lǐng)軍人才的同時(shí)建立測(cè)繪衛(wèi)星科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系,培養(yǎng)多層次的技術(shù)人才。
五、我國首顆民用高分辨率立體測(cè)圖衛(wèi)星--資源三號(hào)簡介
2008年3月12日,國務(wù)院批準(zhǔn)《國防科工委 財(cái)政部關(guān)于資源三號(hào)衛(wèi)星工程研制立項(xiàng)的請(qǐng)示》,同意資源三號(hào)衛(wèi)星工程項(xiàng)目立項(xiàng)并開展研制建設(shè)。資源三號(hào)衛(wèi)星是我國首顆民用高分辨率光學(xué)傳輸型立體測(cè)繪衛(wèi)星,集測(cè)繪和資源調(diào)查功能于一體,將用于1:5萬立體測(cè)圖及更大比例尺基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新,開展國土資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)。,資源三號(hào)衛(wèi)星工程由衛(wèi)星、運(yùn)載火箭、發(fā)射場(chǎng)、測(cè)控、地面和應(yīng)用六大系統(tǒng)組成,歷經(jīng)36個(gè)月的研制與建設(shè),衛(wèi)星計(jì)劃于2011年上半年發(fā)射。資源三號(hào)衛(wèi)星工程的建設(shè),將大力增強(qiáng)我國獨(dú)立獲取地理空間信息的能力,提升我國測(cè)繪服務(wù)保障水平,提高國土資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)保障能力,加快空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),推動(dòng)地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
(一) 資源三號(hào)衛(wèi)星
資源三號(hào)衛(wèi)星配置三線陣測(cè)繪相機(jī)和多光譜相機(jī)等有效載荷,三線陣測(cè)繪相機(jī)前視、后視全色影像地面像元分辨率將優(yōu)于4m,正視全色影像地面像元分辨率將優(yōu)于2.5m,多光譜影像地面像元分辨率將優(yōu)于8m。衛(wèi)星基高比介于0.85-0.95,發(fā)射后將在軌道高度約500-600公里的太陽同步圓軌道飛行。在一個(gè)回歸周期內(nèi),衛(wèi)星可對(duì)地球南北緯80度以內(nèi)地區(qū)實(shí)現(xiàn)無縫影像覆蓋,重訪周期為5天,衛(wèi)星設(shè)計(jì)工作壽命5年,重量約2630kg。資源三號(hào)衛(wèi)星構(gòu)形見圖2所示。
(二) 應(yīng)用系統(tǒng)
資源三號(hào)衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)是整個(gè)衛(wèi)星工程的重要組成部分,由國家測(cè)繪局負(fù)責(zé)建設(shè)。其建設(shè)目標(biāo)是最終實(shí)現(xiàn)長期、穩(wěn)定、高效地將高分辨率影像轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品的業(yè)務(wù)化運(yùn)行系統(tǒng)。在利用我國現(xiàn)有衛(wèi)星測(cè)繪數(shù)據(jù)獲取、處理?xiàng)l件和各種成熟技術(shù)裝備的基礎(chǔ)上,以空間信息技術(shù)、測(cè)繪新技術(shù)為依托的設(shè)施先進(jìn)、信息暢通、管理科學(xué)、運(yùn)轉(zhuǎn)高效、服務(wù)便捷的國家級(jí)衛(wèi)星測(cè)繪業(yè)務(wù)化應(yīng)用系統(tǒng),開展資源三號(hào)衛(wèi)星的高精度幾何校正,大規(guī)模高精度三線陣以及多光譜影像處
理,測(cè)繪遙感影像產(chǎn)品、立體測(cè)繪產(chǎn)品以及各種專題產(chǎn)品快速生產(chǎn),形成資源三號(hào)衛(wèi)星的管理、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分發(fā)等測(cè)繪生產(chǎn)業(yè)務(wù)流程,以滿足基礎(chǔ)測(cè)繪、國土資源調(diào)查與監(jiān)測(cè)、地球空間信息產(chǎn)業(yè)運(yùn)行、防災(zāi)減災(zāi)、對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)建設(shè)、國防基礎(chǔ)能力建設(shè)、境外數(shù)據(jù)獲取等重大工程領(lǐng)域的廣泛需求。
資源三號(hào)衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)由龐大的計(jì)算機(jī)硬件和軟件集成,具有較高自動(dòng)化程度,該專業(yè)化生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)將包括業(yè)務(wù)運(yùn)行管理、影像分析與地面檢校、影像處理與應(yīng)用、立體測(cè)圖產(chǎn)品生產(chǎn)、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督與評(píng)價(jià)和國土資源應(yīng)用等8個(gè)分系統(tǒng)以及1個(gè)地面幾何檢校場(chǎng)(見圖3所示)。圖3在測(cè)繪部門內(nèi),應(yīng)用系統(tǒng)在業(yè)務(wù)上將分為衛(wèi)星測(cè)繪應(yīng)用中心和衛(wèi)星測(cè)繪應(yīng)用分中心(陜西、黑龍江、四川、海南和重慶)。衛(wèi)星測(cè)繪應(yīng)用中心的硬件設(shè)備由存儲(chǔ)、計(jì)算集群、接收服務(wù)器、三線陣立體測(cè)圖工作站以及各種應(yīng)用服務(wù)器等構(gòu)成。分中心硬件由各種應(yīng)用服務(wù)器、三線陣立體測(cè)圖工作站和異地備份存儲(chǔ)構(gòu)成(如圖4所示)。圖4需建設(shè)國家衛(wèi)星測(cè)繪應(yīng)用中心業(yè)務(wù)大樓,用于應(yīng)用系統(tǒng)的日常管理、系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)、影像數(shù)據(jù)及測(cè)繪產(chǎn)品的處理、存儲(chǔ)、分發(fā)以及服務(wù)。
資源三號(hào)衛(wèi)星每天獲取與需處理的數(shù)據(jù)量巨大,應(yīng)用系統(tǒng)每天需處理的0級(jí)數(shù)據(jù)量將為1790GB,每天接收和歸檔景數(shù)為2508景,每天可完成10幅1:5萬DEM、10幅1:5萬DRG、10幅1:5萬DLG生產(chǎn),具有完成152幅1:5萬DRG、140幅1:5萬DLG、600幅1:2.5萬DRG、600幅1: 2.5萬DLG更新的能力,并生產(chǎn)各類增值產(chǎn)品。應(yīng)用系統(tǒng)將對(duì)原始數(shù)據(jù)和產(chǎn)品數(shù)據(jù)永久保存。
(三) 資源三號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品分類
利用資源三號(hào)衛(wèi)星傳感器獲取的全色和多光譜影像可以生產(chǎn)出多種產(chǎn)品,從應(yīng)用的角度可以將資源三號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品劃分為測(cè)繪遙感影像產(chǎn)品、立體測(cè)繪產(chǎn)品和專題產(chǎn)品。
測(cè)繪遙感影像產(chǎn)品根據(jù)幾何處理精度分為初級(jí)、基本、高級(jí)三類產(chǎn)品,其中初級(jí)測(cè)繪遙感影像產(chǎn)品包括原始數(shù)據(jù)、輻射校正產(chǎn)品、初級(jí)系統(tǒng)幾何校正產(chǎn)品。基本測(cè)繪遙感影像產(chǎn)品包括傳感器校正產(chǎn)品、系統(tǒng)幾何校正產(chǎn)品。高級(jí)測(cè)繪遙感影像產(chǎn)品包括精糾正產(chǎn)品、正射糾正產(chǎn)品、數(shù)字正射影像產(chǎn)品。
與其它高分辨率資源遙感衛(wèi)星不同,資源三號(hào)衛(wèi)星是可以充分利用三線陣立體成像的特點(diǎn)生成立體測(cè)繪產(chǎn)品,立體測(cè)繪產(chǎn)品根據(jù)幾何處理精度和產(chǎn)品形式分為基本立體影像產(chǎn)品、高級(jí)立體影像產(chǎn)品、數(shù)字高程模型、數(shù)字表面模型、數(shù)字線劃圖和數(shù)字柵格圖。其中基本立體影像產(chǎn)品包括立體傳感器校正產(chǎn)品、立體系統(tǒng)幾何校正產(chǎn)品、傳感器校正核線產(chǎn)品和系統(tǒng)幾何校正核線產(chǎn)品,高級(jí)立體影像產(chǎn)品包括立體精糾正產(chǎn)品、精糾正核線產(chǎn)品和正射影像立體配對(duì)片產(chǎn)品。
專題產(chǎn)品是由基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)與專業(yè)信息數(shù)據(jù)整合加工所形成的數(shù)字產(chǎn)品,包括融合影像產(chǎn)品、坡度圖、坡向圖、三維可視化產(chǎn)品、影像分類產(chǎn)品和植被指數(shù)等。
六、結(jié)束語
測(cè)繪科技的發(fā)展日新月異,本文在綜述國內(nèi)外測(cè)繪衛(wèi)星應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國測(cè)繪航天規(guī)劃建設(shè)目標(biāo),分析了衛(wèi)星測(cè)繪未來廣闊的應(yīng)用前景,介紹了我國第一顆民用自主測(cè)繪衛(wèi)星--資源三號(hào)衛(wèi)星的建設(shè)情況,資源三號(hào)衛(wèi)星工程對(duì)我國測(cè)繪事業(yè)的發(fā)展具有革命性意義,將填補(bǔ)我國民用測(cè)繪衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域的空白,開創(chuàng)我國航天攝影測(cè)量新紀(jì)元。(孫承志 唐新明等)
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