(整理/3sNews高級編輯 陳啟臨)10月22日,由中國測繪地理信息學會主辦的2015年學術(shù)年會在江西南昌召開。除特邀報告外,會議圍繞當今測繪發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢,還設(shè)立以測繪地理信息裝備技術(shù)、傾斜攝影測量技術(shù)、測繪“一帶一路”、地理國情監(jiān)測等熱門話題的分論壇,詳具總結(jié)我國測繪發(fā)展成果,解讀和展望測繪技術(shù)和市場的未來。
會上,中國測繪科學研究院院長張繼賢作了題為“合成孔徑雷達測圖技術(shù)與應用”的報告,從技術(shù)難點、應用現(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錄:
張繼賢:我來做一個雷達測圖方面的報告。
首先來談談雷達測圖的技術(shù)難點。
我來做一個關(guān)于雷達測圖方面的報告。大家都知道,我們國家在遙感光學制圖已經(jīng)取得了長足進步,但實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,這些是光學遙感難以獲取的。同時我國存在眾多區(qū)域?qū)π畔⒂锌焖夙憫男枨蟆?/p>
在這樣的情況下,大家知道最近這幾年,在我們這個領(lǐng)域有一個雷達,英文叫LIDAR,這兩個是發(fā)展非??焖俚摹4蠹抑览走_在白天、黑夜、云霧、冰雪、陰雨等多種天氣條件下實現(xiàn)全天時、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)歷了先進技術(shù)的發(fā)展。
比如說大家都說美國曾經(jīng)SRTM計劃,在11天時間獲取地球近80%的陸地表面90米DEM數(shù)據(jù)。SAR有他的特點:一是穿透云霧、雨雪,具有全天候、全天時的工作能力;二是具有一定的穿透能力;三是不同于光學遙感所提供的信息;四是獲取微云信息。
雷達測圖的技術(shù)難點包括:
1.缺乏SAR嚴密幾何成像模型。
2.缺乏對SAR成像機理的深刻認識。
3.缺乏量化的處理手段。
4.缺乏大規(guī)模、產(chǎn)業(yè)化測圖的技術(shù)和工藝。
我今天的報告,就是咱們國家在這個共同研制的結(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。為什么做這個東西?雷達在國際上,以前對我們國家是高風險的,所以我們拿不到。
當然在這個基礎(chǔ)上,國家也進行了系列的項目支撐。思路是制定標準規(guī)范,建立我國SAR測圖產(chǎn)業(yè)鏈。這是我們這幾年的思路。
再來談談SAR測圖數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。
一是機載多波段多激華干涉SAR數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。這個系統(tǒng)當時講了填補了咱們國內(nèi)的空白,現(xiàn)在我們已經(jīng)可以進行雷達系統(tǒng)的生產(chǎn)。
大家看這套系統(tǒng),實際上是多波段的。它又是一個多極化的。然后我們這里面有飛行控制、姿態(tài)量測與定位等,我們自己導航,然后形成了這個系統(tǒng)。
這個系統(tǒng),我們當時設(shè)置的是多波段,能夠完成1:5萬的要求。這是我們當時的要求。
在這個系統(tǒng)里面,我剛才講得實際上解決了哪幾個問題?
一是大偏流角高質(zhì)量的成像技術(shù)。
二是多傳感器時空同步高效集成技術(shù)。不同的傳感器,對雷達我們要求非常精細、統(tǒng)一的實踐下去做。
三是飛行智能導航控制技術(shù)。因為我們做測圖,大家看我們研制了這樣一個導航,精度提高到2.5倍。我們當時完成了橫斷山脈測區(qū),這個飛行了18.6萬平方公里,不在5個月時間內(nèi),完成了11萬平方公里,差不多三倍這個區(qū)域。這個數(shù)據(jù)大家看,實際上有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,這是當時七波段的影像。雷達有獨特的優(yōu)勢,像這個旮旯里面,都有非常好的反映。
這里面我給大家展示一下,雷達和光學的比較,比如說密集居民地、比如說河流、水域,雷達的效果就比光學好。
在這個基礎(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?,F(xiàn)在我們又做了一個升級,把它由0.5米提高到0.3米了,這個做5千的頭,這里面有一系列的創(chuàng)新。比如說在設(shè)計方面、定標方面等等。做了以后,大家看這是0.3米的數(shù)據(jù),實際上這個數(shù)據(jù)光學影像,在清晰度上已經(jīng)非常好了。大家看把它放大,實際上這里面,對不同的類型,對道路里面的識別,是非常的精細的。這個比例,我們就用它來做國情普查的試點,實際上這個效果還是滿足要求的。
而且大家看對這一類的識別,相對于園林的識別,實際上我們這個結(jié)構(gòu),沒有像雷達表現(xiàn)得這么突出。所以這樣的話,我們在這種情況下,就從國外提出了一萬到五千的測評?,F(xiàn)在湖南省想把這個做好。
雷達飛行基礎(chǔ)比較高,所以我們還想做無人機的,可以進行快速的獲取和應急。我們現(xiàn)在想做一個微小型的無人機的SAR,我們把這個傳感器研制出來,然后獲得一個無人機的系統(tǒng),在這里引發(fā)無人機的系統(tǒng)。這個系統(tǒng),大家看我們把它放在時空機以內(nèi),這個飛行的時間要在三個小時以上,大概我們想分辨率達到0.2米。0.2米大家看這里面有很多的難點。這個系統(tǒng),我們今年年底會出來,現(xiàn)在大家看模擬這個信息,這個信息其實我們是想用它來做2千個測圖,然后來做快速的應急,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,就是測圖的手段。所以我們大家國內(nèi)的,這樣也是聯(lián)系國家,研制了這個SAR測圖工作站。這個是國際領(lǐng)先的,可以測圖,然后對機載的支持。這個系統(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,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。我們就把雷達的姿態(tài)和影像坐標直接關(guān)聯(lián)起來,這個關(guān)聯(lián)起來,就可以進行整個類似于光學一樣的,對雷達影像進行評測,不同的影象進行處理。然后可以獲得很高的進步。
創(chuàng)新二:提出了多項地形負責區(qū)域測圖。
1.復雜地區(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,互補以后合成一個影像。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,有一個手段,就是把不同方向獲取的影像提出了調(diào)研。這兩個影像合在一起,產(chǎn)生了一個非常好的影像。大家看通過這個影像,這個缺失的地方,在樣本上是完整的。在這個互補下,就有一個手段,能夠自動把缺失的區(qū)域找到,然后在這兩個影像去找,通過融合的影像,就獲得這個影像。
3.多測試模型互補SAR立體測圖與解譯技術(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)。這個系統(tǒng)的話,是我們實際上經(jīng)過測評比較,在國際上可以單獨做這樣一個系統(tǒng)的。所以他現(xiàn)在是領(lǐng)先。當然這個系統(tǒng),也是形成了相應的程序。
然后談談SAR測圖與應急響應應用。
在咱們國際實際上的突破,比如說我們已經(jīng)形成了一種企業(yè)家的運行機制,納入到整個航攝系統(tǒng),并且也形成了響應的流程。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。然后這個應用,我想比如說大家看,比如說這個在西部,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)合實驗室來做。比如說我們也選擇了不同的地形條件和地形類別來進行測圖,這個測圖還是不錯的。這個跟雷達比,左邊是雷達的信息,像這個大家看,這個就是非常好。
最后,講一下面向?qū)ο蟮腟AR影像技術(shù)。
我們在這個基礎(chǔ)上,科技部十二五就支持了三千萬,然后就是說,我們光學也很成熟,我們希望做一個雷達的系統(tǒng),取代國外的的技術(shù)。就是突破雷達的核心技術(shù),構(gòu)建一個能夠促進國內(nèi)外航天航空遙感的處理系統(tǒng)。這個系統(tǒng)我們聯(lián)合十家來做,現(xiàn)在馬上等待驗收,系統(tǒng)已經(jīng)出來了,現(xiàn)在有五個成果:
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)計模型與知識庫。
三是面向?qū)I(yè)應用系統(tǒng)。
四是星-機-地一體化遙感綜合實驗數(shù)據(jù)庫。同步獲取衛(wèi)星、機載、光學地面測量數(shù)據(jù),建了這么一個數(shù)據(jù)庫。這個數(shù)據(jù)庫是想為所有雷達來開展這方面的。
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)的快速精準處理技術(shù);面向SAR數(shù)據(jù)的云處理服務平臺。
謝謝大家!
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