HJ-1A/1B卫星远程播报系统的实现

基于环境与灾害监测预报小卫星星座中的HJ-1A、1B卫星遥感数据,提出一种卫星影像数据与矢量数据在远程播报系统中快速叠加匹配的方法与技术流程。在此基础上,实现了HJ-1A、1B卫星宽覆盖CCD相机的数据远程播报。系统测试表明,远程播报系统对HJ-1A、1B卫星数据空间定位准确,数据处理速度快,满足远程播报实时显示数据的要求。     

“环境与灾害监测预报小卫星”高光谱成像仪

重点介绍作者为“环境与灾害检测预报小卫星”研制的空间调制型Fourier变换高光谱成像仪,介绍了该类仪器的基本原理和“环境与灾害检测预报小卫星”高光谱成像仪总体方案,详细分析了仪器总体技术参数设计方法以及光学、机械、电子、定标和数据复原处理等环节的关键技术,给出了仪器在轨获得的初步数据结果。     

“环境与灾害监测预报小卫星”高光谱成像仪

重点介绍作者为“环境与灾害检测预报小卫星”研制的空间调制型Fourier变换高光谱成像仪,介绍了该类仪器的基本原理和“环境与灾害检测预报小卫星”高光谱成像仪总体方案,详细分析了仪器总体技术参数设计方法以及光学、机械、电子、定标和数据复原处理等环节的关键技术,给出了仪器在轨获得的初步数据结果。     

环境减灾卫星影像森林火灾监测技术方法研究

森林火灾是世界性的、频繁发生的重大自然灾害。随着国内外航天科技的迅猛发展,卫星遥感技术特别是红外卫星遥感已成为森林火灾监测的一种有效手段。我国的环境一号卫星A、B星(简称HJ-1A卫星、1B卫星)于2008年9月成功发射,其中的HJ-1B卫星搭载了红外多光谱相机,在森林火灾监测方面具有得天独厚的优势,可在早期的火灾发现、中期的灾害跟踪、后期的灾害损失评估中发挥重要作用。本文主要分析了环境减灾卫星在森林火灾监测方面的优势,对环境减灾卫星森林火灾监测技术和方法进行了研究。     

2011年环境一号卫星绝对辐射定标系数发布

＂环境与减灾监测预报小卫星星座‘2＋1’计划中的两颗光学小卫星——HJ-1A/B＂（搭载有CCD、红外、高光谱共6个有效载荷）已在轨运行三年多,卫星传感器受到空间环境变化及元器件老化等因素的影响,其性能指标会不断发生衰减,     

基于五层十五级遥感数据结构的并行算法研究

针对当前环境与监测预报小卫星宽覆盖和海量数据显示与处理不足的现状,设计五层十五级遥感数据组织结构,并依据此结构设计一种新的并行计算算法,得到并行计算的最大近优估算值,优化环境与监测预报小卫星海量数据的遥感产品生产能力,提高环境监测预报效率。     

HJ-1 CCD图像自动几何精纠正系统的设计与实现

由于环境与灾害监测预报小卫星HJ-1A/1B星CCD数据幅宽大,时间分辨率高,数据量大,实现一个自动几何精纠正系统有迫切的现实意义。描述一个HJ-1 CCD图像自动几何精纠正系统的框架设计和集成实现方案,包括系统功能组成、工作流程和模块集成方法以及系统的具体实现过程和实验结果的分析。系统采用全球或局部区域的经过地理编码的TM数据作为基准图像,将图像精纠正问题转化为图像自动配准的问题,同时通过任务流程管理实现图像的批量处理功能。     

一种针对环境一号卫星A星高光谱与CCD数据融合的方法

利用我国自主研制的环境一号小卫星A星上搭载的CCD相机与高光谱成像仪(HSI),以洪河国家级湿地为研究区,进行融合实验。先分析了两种载荷的特点,然后根据载荷特点,设计并评价了两种载荷数据融合的方法。结果表明,由于A星CCD相机与高光谱成像仪成像条件相似,可以对两个载荷的数据进行融合,得到具备较高分辨率与光谱分辨率的数据,为后续高精度分类制图、目标识别、信息提取等应用提供高质量数据源。     

HJ-1A/B星地表反照率生成算法与检验

提出了适合环境与灾害监测预报小卫星-A、B星(简称HJ-1A/B星)CCD相机的大气订正算法,并基于不同地表特性和大气条件下的辐射传输模拟数据,建立HJ-1A/B星的窄波段向宽波段反照率转换的模型.利用多级灰阶靶标实测数据、敦煌检验场实测数据验证了大气订正算法以及转换模型的可靠性和精度,并将HJ-1A/B星影像数据计算的反照率产品与同时相的MODIS反照率产品进行对比分析.结果表明:文章提出的HJ-1A/B星CCD相机大气订正算法可有效校正大气影响;窄波段向宽波段反照率转换模型反演的反照率精度可靠;基于研究成果生成的HJ-1A/B星地表反照率与MODIS反照率产品一致性较好,满足后续遥感数据定量化模型研究的精度需要.     

HJ-1A高光谱数据高效大气校正及应用潜力初探

环境与灾害监测预报小卫星于2009年3月30日开始正式交付使用,A星上搭载了我国自主研制的空间调制型干涉高光谱成像仪（HSI）,作为一种新型传感器,HSI数据的应用在我国还处于探索阶段。要充分发挥超光谱数据优势、进行有效的遥感应用,首先需要消除遥感成像过程中的大气影响,获得不同波段的地物真实反射辐射信息。通过使用FLAASH大气辐射传输模型对HSI数据进行大气校正,并与表观反射率进行对比分析,证明了校正后获得的地表光谱反射率的有效性。同时基于校正后得到的光谱反射率图像,进行改良型土壤调整植被指数（MSAVI）与叶面积指数（LAI）的反演,初步展现了HSI数据的实际应用效果。     

基于多时相HJ卫星的冬小麦面积提取

我国环境与灾害监测预报小卫星HJ-1A/B具有较高的时间和空间分辨率,在作物种植面积提取和长势监测等方面具有较大优势。本文以江苏省姜堰市为研究区,根据冬小麦的物候规律和季相节律的差异性,选取返青期和拔节期两个生育期的HJ卫星影像,借鉴分层信息提取法原理,综合利用监督分类和非监督分类法,结合人机交互目视解译和实地定位调查等资料提取了姜堰市的冬小麦种植面积,总体面积提取精度达到90.22%,样点空间匹配精度为81.25%,实验基地空间匹配精度为80.34%。结果表明：HJ卫星能够用于提取南方地区冬小麦种植面积和长势监测,满足农情监测的需要,且利用多时相遥感影像能有效地增加信息量,实现信息互补,有助于提高监测精度。     

卫星遥感海冰监测技术在河北省近海海域的应用

卫星遥感技术已成为海冰监测的重要技术手段之一。介绍了应用EOS系列卫星、HY-1B卫星和HJ-1A/B卫星等遥感数据提取河北省近海海域海冰分布、海冰类型、海冰厚度等海冰信息的方法。重点研究了应用HJ-1A/B卫星遥感数据进行海冰分类,及根据海冰类型与厚度的对应关系估算海冰厚度的方法,并以2013年1月17日的卫星遥感数据为例,提取海冰信息,制作相关海冰专题产品。结果表明:利用多种卫星遥感数据进行海冰监测,既可相互补充又能提高监测效率和准确率,制作更精细化的海冰监测产品,为河北海洋管理部门制定防灾减灾措施提供重要依据。     

遥感卫星灾害应急监测效能评估指标体系构建

遥感卫星广泛应用于包括防灾减灾在内的多个领域,发挥了巨大的社会效益。自然灾害应急对卫星监测的需求具有针对多时空要素的动态高效多源多维的特点,而卫星的全球化可重访、无国界观测能力与灾害的监测需求高度契合。在研究分析遥感卫星在灾害应急任务中的能力需求和应用模式的基础上,从单项性能、能力指标和应用效能三个层次展开分析,构建遥感卫星灾害应急监测效能评估指标体系,给出主要指标的评估方法,为我国卫星有效用于国内外重大灾害应急监测服务提供有效的评估手段和技术支撑。     

面向减灾应用的光学成像静止卫星能力分析

静止卫星凭借其宽覆盖、高时效、机动灵活的特点,在国家减灾救灾业务中有着独特的应用优势。在回顾国内外静止卫星发展的基础上,总结其光学成像传感器在灾害监测预警中的应用现状和存在的问题。基于静止卫星及其载荷现有研制基础,从灾害管理各阶段应用需求出发,分析光学成像静止卫星在减灾中的应用潜力。根据减灾救灾实际业务和应用需求,分别从卫星工作模式、观测频次以及光学图像的几何性能、光谱范围、辐射性能等5个方面提出对静止卫星的技术指标要求,为推动我国的防灾减灾光学成像静止卫星建设提供借鉴。     

基于高精度北斗定位的地质沉降监测

在地质灾害点外地质稳固点设立基准站,在地质灾害区域内设置若干监测站,在基准站和各监测站上均安装高精度北斗卫星接收机进行连续观测。利用通信网络将基准站和监测站接收的伪距、星历等北斗卫星数据传到数据处理中心处理,得到高精度的地质灾害区域的沉降形变数据。利用该技术可实现地质沉降监测,保证地质环境的可持续开发利用。     

联合GNSS的分布式传感器数据同步采集方法研究

感知数据时间维度上的一致性是多源数据融合模型科学性保障的关键参数之一,本文面向铁路沿线地质灾害监测场景内多传感器数据融合应用中时间参数一致性的具体需求,提出联合GNSS构建时间高度统一的分布式传感器数据同步采集方法。在基于GNSS模块实现秒级时间定位和微秒级时间测量基础上,构建基于GNSS脉冲信号驱动下的数据同步采集机制,确保信号采集与GNSS卫星内置原子钟时间的高度一致性。实验结果表明,本文提出的数据采集方法可确保多源感知数据时间统一性,为地质灾害预测系统决策科学性的提升奠定基础。     

环境一号卫星CCD相机水体信息采集特性分析

利用覆盖我国4大海区共88景图像数据,针对4波段CCD相机(HJ-1A/CCD1、HJ-1A/CCD2、HJ-1B/CCD1、HJ-1B/CCD2)在水体中的信息采集特性进行分析。结果表明:(1)HJ-1A和B星虽不是水色卫星,但其CCD相机在水体中依然有一定的信息,可作为水色遥感器服务于水环境;(2)HJ-1B/CCD1在南海海域水体信息采集过程存在明显的太阳耀斑现象,因而在水色信息提取时太阳耀斑是一个不可忽略的因子;(3)无论是在一类水体还是在二类水体,各遥感器的近红外波段皆存在水体信息采集为零的现象,其中HJ1B-CCD2尤为明显。利用近10景涵盖了HJ-1A/CCD1、HJ-1A/CCD2、HJ-1B/CCD1、HJ-1B/CCD2数据,以及同时过境的EOS/MODIS,采用基于遥感器入瞳处总辐亮度的交叉定标方法进行交叉辐射定标,获取适用于水体目标的交叉辐射定标参数。最后根据瑞利散射和气溶胶散射的计算值,以及获取的交叉定标系数,反推出HJ1B-CCD2可能接受到的灰度值。     

A model, a heuristic and a decision support system to solve the scheduling problem of an earth observing satellite constellation

China plans to launch four small optical satellites and four small SAR satellites to form a natural disaster monitoring constellation. Data can be obtained by the constellation in all weather conditions for disaster alert and environmental damage analysis. The scheduling problem for the constellation consists of selecting and timetabling the observation activities to acquire the requested images of the earth surface and scheduling the download activities to transmit the image files to a set of ground stations. The scheduling problem is required to be solved every day in a typical 1-day horizon and it must respect complex satellite operational constraints as well as request preferences, such as visibility time windows, transition time between consecutive observations or downloads, memory capacity, energy capacity, polygon target requests and priorities. The objective is to maximize the rewards of the images taken and transmitted. We present a nonlinear model of the scheduling problem, develop a priority-based heuristic with conflict-avoided, limited backtracking and download-as-needed features, which produces satisfactory feasible plans in a very short time. A decision support system based on the model and the heuristic is also provided. The system performance shows a significant improvement with respect to faster and better scheduling of an earth observing satellite constellation.     

面向土地利用宏观监测的国产资源卫星中分辨率数据覆盖能力研究

通过查询北京一号、环境一号和CBERS-02B三颗国产资源卫星在2009年内所有符合质量要求的存档数据,从季度、半年度、年度3个时间尺度和全国、分省两个空间尺度,对单颗卫星的覆盖能力和3颗卫星的综合覆盖能力进行了深入分析与总结,并根据分析结果从数据源、监测周期等几个方面为宏观监测的具体实施提出了建议。     

Assessing the quality of temporal high-resolution classifications with low-resolution satellite image time series

Upcoming temporally and spatially high-resolution satellites such as Venus, SENTINEL-2, and Landsat Data Continuity Mission (LDCM) will provide very valuable data for land-cover and vegetation monitoring. However, owing to cloud cover and even to some rapid changes, a higher temporal resolution may be needed for some applications. In this work, we propose using the higher temporal resolution of satellites with mid to low spatial resolutions such as the upcoming PROBA-V. The aim of this work is to study how images provided by satellites with a lower spatial resolution but with a higher temporal one can be used to obtain information about the temporal classification derived from satellite image time series (SITS) provided by high-resolution satellites such as Venus, SENTINEL-2, or LDCM.

We show that the low-spatial-resolution SITS can be used to inform about the stability and relevance of high-spatial-resolution classification. Experiments include a wide variety of resolution ratios and study the use of each ratio from global to class-specific invalidation of the high-resolution classification map (computed from the high-spatial-resolution SITS).

This work contributes to the assessment of the usefulness of the joint use of PROBA-V data and Venus/SENTINEL-2/LDCM images for land-cover monitoring.