miniSAR遥感卫星

miniSAR遥感卫星主要利用SAR卫星在复杂气象条件下的高分辨率成像和高精度形变测量能力,用于地区沉降监测、地质灾害监测、桥梁及建筑物形变监测等城市安全及应急领域,提升应急保障的数据支撑能力.miniSAR卫星分辨率高达0.5m,可清晰反映道路、江河、建筑、植被、车辆等地物特征,可更精细地观测城市各类建设要素、调查城市资源环境要素、掌握城市变化变迁要素,有效提升地质灾害预警能力与城市智慧化管理能力.此外,miniSAR卫星能够实现地面目标的毫米级沉降形变测量,长时间序列干涉形变测量精度5～7mm/a,可通过长期观测获取目标形变特征规律,对异常情况进行提前预警,实现建筑、桥梁、道路、边坡等目标的灾害预警预防.可用于地区沉降监测、地质灾害监测、桥梁及建筑物形变监测等城市安全及应急领域,提升应急保障的数据支撑能力.     

SAR对地观测技术及应用新进展

自1960年4月诞生国际上第一部合成孔径雷达(SAR)以来,SAR技术及应用发展已进入一个新的阶段.在该阶段,对电磁波的波段、极化、振幅和相位等信息的利用更加深入和综合,其显著的技术特征为双/多站或星座观测、极化干涉测量、高时序高分宽幅测绘、三维/四维结构信息获取和超高分辨率观测,其显著的应用特征为面向全球性重大问题如全球变化和全球可持续发展实现地球表面动态过程高精细、大尺度和时间连续的监测和评估.本文首先介绍了SAR对地观测技术的研究背景及意义,然后就四种典型的先进SAR即极化SAR、极化干涉SAR、层析SAR和超高分辨率SAR论述了其近十年来的研究进展,最后,展望了未来这些先进SAR对地观测技术的发展趋势,并重点探讨了在多通道信息获取、多角度观测、高时相观测、分辨率和测绘幅宽提升等方面的发展趋势.     

高分多模卫星

高分多模卫星工程是国家民用空间基础设施工程的重要组成部分,是其对地观测系统中分辨率最高的光学卫星,也是"十三五"首批启动并首颗发射的科研星,肩负着实现我国高分辨率遥感图像数据自给的重任,以及发挥技术引领和推动的作用.该卫星于2020年7月3日成功发射,2020年9月29日发布了首批图像.目前,卫星已在轨稳定运行超过1年,运行状态良好.     

全生命周期浒苔信息提取的空间尺度效应——基于Landsat/HJ与MODIS影像的比较

2008年至今,我国已连续多年爆发浒苔灾害,对当地生态环境和经济都造成严重影响.多源卫星遥感影像是监测浒苔信息的主要数据源,但利用不同的遥感影像,浒苔信息提取结果存在较大差异.通常认为这是由空间尺度差异造成的.本文利用准同步的30 m空间分辨率的HJ数据、Landsat数据和250 m空间分辨率的MODIS数据对全生命周期浒苔信息提取能力进行尺度效应分析.结果表明:(1)独立浒苔斑块面积小于0.25 km~2时,MODIS影像无法提取浒苔信息,而随着独立浒苔斑块面积增大,MODIS影像提取的浒苔信息与Landsat和HJ遥感影像数据提取结果的差距也随之增大;(2)浒苔斑块聚合度越大,空间分辨率对浒苔信息提取的影响越小;(3)在浒苔灾害发生初期和末期,由于斑块小而疏松,MODIS数据很难监测到浒苔信息.又由于MODIS数据无法兼顾聚集的浒苔斑块和疏松的浒苔斑块,因此在浒苔发展和爆发期,MODIS提取的浒苔面积大于Landsat与HJ遥感影像数据提取的结果.研究结果在一定程度上为浒苔灾害的遥感监测方法提供了影像选择的空间尺度依据.     

高光谱遥感技术的分析与应用

探讨高光谱成像技术在地质、植被覆盖探测、大气、环境遥感等多种领域的广泛应用,提出了今后高光谱遥感的应用研究领域和应用前景.为充分利用遥感的技术手段进行对地观测、地表环境变化的监测提供了更充分的依据.     

基于支持向量机的矿区土地覆盖变化检测

利用支持向量机(SVM)对两类问题良好的分离性能,将其应用于矿区土地覆盖变化检测,实现了基于SVM的变化检测算法.该算法计算了多时相遥感数据的差值影像,利用SVM将全部像素分类标记为变化和不变化两个类别,在不变区域中选择训练样本,对变化区域进行分类,获得前后时相地物类别信息,构建变化转移矩阵,描述详细变化信息.应用多时相先进对地观测卫星(ALOS)遥感数据对矿区土地覆盖变化进行试验,并与变化矢量分析、差值阈值法进行对比,结果表明:基于SVM的变化检测方法具有更好的检测效果,能够提供全面的变化类别和方向信息,可以有效应用于矿区土地覆盖动态监测.     

基于高光谱数据的城市不透水层提取与分析

针对多光谱卫星遥感数据监测城市生态环境的限制和高光谱遥感数据的优越性,以徐州市城区为例,选择2004和2006年地球观测卫星一1（EO一1）Hyperion高光谱遥感数据,在波段选择、大气校正等预处理的基础上,利用线性光谱混合模型,通过混合像元分解在亚像元尺度上提取两个时相徐州市中心城区的不透水层比例．以高分辨率遥感影像分类结果作为参考,通过与LandsatTM多光谱数据提取结果的比较,表明了高光谱遥感影像提取不透水层的优势．利用两个时相高光谱遥感影像提取的不透水层信息进行变化分析,结果表明：徐州市不透水层比例在持续增加,尤其在城市边缘区更是显著增加,其主要驱动因素是城市扩展和土地利用变化．     

对地观测卫星遥感器观测幅宽及影响

首先回顾了对地观测卫星遥感器幅宽发展的历史沿革,然后给出了目前国外卫星的覆盖宽度及其一些相关参数,并就遥感应用对覆盖宽度的要求进行了一些分析,提出资源系列卫星在发展的同时,在幅宽方面应具有应用上的继承性的观点。     

卫星遥感图像空间分辨率适用性分析

从卫星遥感图像空间分辨率的定义出发,简述了影响卫星遥感图像空间分辨率的几种因素。根据各研 究领域和研究层次对卫星遥感空间分辨率的不同需求,给出其相应的空间分辨率。从测绘制图的角度确定了不 同比例尺地图所需要的卫星遥感图像空间分辨率大小。讨论了当前主要遥感信息源的应用范围,并结合案例对 其适用性进行了分析,最后指出了卫星遥感技术目前存在的一些问题,提出了几点看法。     

基于PIE-Engine Studio的黄河口及其邻近海域水质遥感监测

卫星遥感具有高空间分辨率、重访周期短、覆盖面大等优势,遥感技术的发展产生了海量遥感数据,对数据的处理与应用提出了新的挑战.遥感云服务平台依托其海量遥感数据和强大算力,能够高效、低成本地对遥感数据进行处理.基于PIE-Engine Studio平台对遥感数据收集、处理和计算进行研究,针对黄河口及其邻近海域水质参数进行监测...     

High-Resolution ISAR Imaging Based on Sparse Iterative Covariance-Based Estimation

基于协方差稀疏迭代谱估计的ISAR高分辨成像

王勇^1，2，张荣政^1，2

(1.哈尔滨工业大学 电子工程技术研究所，哈尔滨 150001;

2. 对海监测与信息处理工业和信息化部重点实验室 哈尔滨 150001)

创新点说明：

提出一种基于协方差稀疏迭代谱估计（SPICE）的ISAR高分辨成像算法，具体创新性可说明如下：

1）首先在回波数量有限的情况下使用SPICE算法估计ISAR方位像上的多普勒谱，进而得到高分辨率的成像结果。

2）本文所用方法解决了传统方法处理回波数量有限或者转角很小的ISAR数据分辨率不够的问题，相比于主流的压缩感知方法，该方法不需要预先设置任何参数。对比同类的谱估计方法，该方法的分辨率更高。

3）为解决SPICE方法计算量大的问题，给出一种基于G-S分解的快速实现方法，降低了运算复杂度。

研究目的：

由于实际系统可能具有有限数量的回波或者一些回波受到强干扰，因此传统的基于FFT的距离多普勒算法的分辨率可能无法满足要求。当相干累积角度受到限制时，有必要使用高分辨率方法进行ISAR成像。本文提出一种基于协方差稀疏迭代谱估计（SPICE）的ISAR高分辨成像算法。该算法具有全局收敛性，不需要预先设置参数，能有效提高成像分辨率。针对SPICE方法计算量大的问题，本文提出了一种改进方法。

研究方法：

1）对回波数据进行解线性调频处理，对其得到的每一个一维距离像进行运动补偿消除平等分量。

2）将有效数据中每一个距离单元内的方位向数据视为一个稀疏的复合频率信号，使用改进的SPICE算法估计信号的频谱，将其作为方位向压缩的结果，从而得到清晰的成像结果。

研究结果：

1）文中进行了针对一维线谱数据的频谱仿真实验，说明了SPICE算法对于数据量很小的信号频谱估计的精确性。

2）文中使用IAA算法及SPICE算法进行了仿真MIG-25和Yak-42数据的小转角成像实验，实验结果说明，SPICE算法能够在获得回波很少的情况下获得清晰的目标图像，有效提高了成像的分辨率。

3）文中将使用SPICE算法的成像结果与IAA算法成像结果进行了定量对比，说明了SPICE算法的优越性。

结论：

1）本文提出的基于协方差稀疏迭代的ISAR高分辨成像算法在不需要设置任何参数的同时利用信号的稀疏性，有效地提高ISAR成像的分辨率。

2）为减少计算量，本文还介绍了基于G-S分解的SPICE算法的快速实现。仿真MIG-25和Yak-42实测数据的实验结果说明了SPICE算法的有效性。

关键词：ISAR，高分辨，SPICE，快速实现

     

模/数转换器结构设计综述

对常用结构类型的模/数转换器进行讨论。在高速、高精度及低功耗三个主要方向上,系统分析当前主流模/数转换器结构的工作原理和应用,总结并比较各种结构的优缺点,在此基础上,结合模/数转换器的发展现状及应用需求,阐述其在高速、高精度及低功耗三个方向上的发展趋势。     

一种和DDS结合的高分辨率频率计设计

介绍了基于直接数字式频率合成器(DDS)的高分辨率频率计的设计方法,并以简单的电路完成对频率信号的高分辨率测量.在测频方案中,利用DDS跟踪被测频率的值,自动合成合适的频标信号,可实现在宽范围内,对任意频率信号的高分辨率等精度测量.样机实测数据表明,高分辨率频率计的测量分辨率可以达到10-12/s量级.     

基于S5PC110的高分辨率VGA显示研究

为实现基于三星公司S5PC110的高分辨率VGA显示系统,采用国产SDA7123芯片为D/A转换器设计VGA显示硬件电路,并以Linux系统下的Framebuffer驱动方法来实现VGA显示系统的驱动。最终实现了支持多种高分辨率的VGA显示系统,如1 024＊768,1 280＊800,1 400＊900等。为开发高分辨率的广告机、POS机、游戏机等提供参考。     

基于任意形状平面阵列的二维测向技术研究

实际测向环境对天线阵的布阵形状要求较严,形状选择的合理与否将直接影响测向精度、测向带宽及测向频谱的范围.针对阵列形状和二维测向的实际问题,建立了利用任意形状平面阵列对空间多目标源进行二维测向的数学模型,并利用该模型和MUSIC算法对空间多目标实现了超分辨二维测向,简要地概括了算法实现的具体步骤,从而对以往的测向技术有了一定程度上的改进.计算机仿真结果表明了理论分析的正确性及数学模型的有效性.     

综合物探在罗布泊地下水勘查中的应用

地面核磁共振测深技术是目前唯一直接找水的物探新技术,而高分辨率浅层地震技术可为地下水勘查提供构造、地层划分、地层富水性和岩性对比等方面的资料。因而,上述两种方法在地下水勘查工作中起着重要作用。本文在简要介绍核磁共振技术和高分辨率浅层地震技术的基本原理和技术特点的基础上,以新疆罗布泊葫芦坝地下水勘查为例,对该两种方法的勘查成果进行了分析。地震勘探工作查明了工作区的地层情况和断裂带分布,同时为核磁共振测深圈定了工作靶区;核磁共振测深结果显示了测深点位置地层含水情况随深度的变化。经钻孔验证,勘测成果与实际地质情况基本吻合。     

基于eCogniton的高分辨率遥感图像的自动识别分类技术

传统的遥感信息分类和提取,主要是利用数理统计与人工解译相结合的方法．这种方法不仅精度相对较低,效率不高,而且依赖参与解译分析的人,在很大程度上不具备重复性．专业高分辨率遥感影像分类软件eCogniton采用一种全新的面向对象图像的分类技术来进行影像的分类和信息提取．面向对象图像分类技术的关键技术在于：（1）用来解译图像的信息并不在单个像元中,而是在图像对象和其相互关系中;（2）eCogniton采用多分辨率对象分割方法生成图像对象,提高了分类信息的信噪比;（3）基于对象的分类技术不同于纯粹的光谱信息分类,图像对象还包含了许多的可用于分类的一些其他特征：形状、纹理、相互关系、上下关系等信息．eCogniton的分类结果与传统分类方法相比。其特征提取算子更加地适合于几何信息和结构信息丰富的高分辨率图像的自动识别分类．     

面向对象的道路信息识别提取分析

道路信息在城市规划和经济建设中具有非常重要的作用和意义,因而从高分辨率遥感影像中提取道路信息成为当今学术研究热点之一.针对道路信息提取中存在的问题,本文采用面向对象的方法对道路信息进行提取.论文在对影像进行多尺度分割的基础上,采用最近邻分类法结合影像的光谱信息、几何特征及纹理特征所构建的道路对象的知识库对影像中的道路信息进行提取.试验结果表明采用面向对象的方法对道路信息进行提取效果良好.     

基于高频超声的小鼠海马区成像的研究

海马区作为参与大脑中枢神经系统中记忆与学习的重要器官,在研究阿兹海默病的过程中对海马区的成像成为关注之一。通过采用超声中心频率为30MHz换能器的高分辨率小动物超声仪对活体小鼠和离体小鼠脑部的海马区进行成像,获得对应的二维超声图,并使用MATLAB以及相应软件对采集到的数据进行三维超声图像的重建。结果显示无论二维或是重建后的三维都能较好的显示出脑部海马区的位置,从而为阿尔茨海默病的检测研究奠定了一定基础。     

黑龙江鸡西盆地北部穆棱组高分辨率层序地层

采用钻孔资料对鸡西盆地北部含煤岩系中穆棱组进行了高分辨率层序地层划分,共识别出3个长期、7个 中期、58个短期基准面旋回。中、长期基准面旋回由上升、下降2个半旋回构成对称型结构,短期基准面旋回分 为对称型和非对称型结构。通过各种级别基准面旋回特征分析,讨论了穆棱组的沉积动力学特征和沉积延续时 间。认为穆棱组在鸡西盆地北部条带经历了3次盆地范围内较大规模的湖侵—湖退沉积和7次中等规模、58次 小的湖侵—湖退沉积作用,延续时间为5.8Ma。