Siamese transformer network-based similarity metric learning for cross-source remote sensing image retrieval

Neural Computing and Applications - As a fundamental technique for mining and analysis of remote sensing (RS) big data, content-based remote sensing image retrieval (CBRSIR) has received a lot of...     

遥感影像的高性能并行处理技术研究

随着空间遥感技术和对地观测技术的不断发展,光学、热红外和微波等不同技术手段可以获取同一地区的多种遥感影像数据（多时相、多光谱、多传感器、多平台和多分辨率等）,每天获取的遥感数据量越来越大。同时,大量的遥感应用需要快速地对这些遥感数据进行处理与分析,提供辅助决策信息。因此,如果不能及时进行数据处理,这些数据就会失去时效性,甚至失去数据本身的价值。高性能计算与并行处理技术,加速了遥感影像数据处理与信息提取的进度,如大规模多处理系统、网格与云计算技术、通用图形处理器（GPGPU）等。文中综述了高性能计算、并行处理及云计算技术应用于遥感领域的最新进展,给出了一些研究与应用范例,并提出了当前高性能遥感影像处理所面临的一些挑战。     

中国遥感软件研制进展与发展方向——以像素专家PIE为例

随着航天航空遥感技术的飞速发展，立体式、多层次、多视角、全方位和全天候对地观测的时代已然到来。如何激活数据价值，更好地服务行业应用，满足快速增长的遥感应用需求，成为遥感企业面临的迫切课题。遥感图像处理软件作为遥感数据与行业应用的桥梁，在遥感产业化过程中发挥着不可替代的作用。本文概述了国内外遥感卫星数据和遥感软件发展历程，通过中国国产遥感图像处理软件——像素专家（pixel information expert，PIE）阐述了国产遥感软件的研制进展、典型应用和未来技术发展方向。PIE软件具有多源遥感载荷全方位支持、全谱段要素信息智能提取、多行业全业务链深度融合、海量遥感数据快速处理和自主产权程序完全可控等5大核心能力。未来将加强与大数据、云计算和人工智能等技术前沿领域的交叉融合，提升遥感数据分析处理、知识挖掘与决策支持能力，实现遥感数据的按需获取快速传输和专题信息聚焦服务。     

卫星遥感及图像处理平台发展

航天科技是国家综合国力和科技实力的重要体现,而卫星遥感则是航天科技转化为生产力最直接、最现实的途径之一。遥感数据获取与分发、数据处理与信息提取是卫星遥感应用的两个基本步骤。随着国家民用空间基础设施规划中的遥感卫星体系稳步推进,以及商业卫星遥感的蓬勃发展,我国的卫星遥感数据获取能力呈现质量齐升之势。但同时,作为卫星遥感应用的基础设施和关键工具,遥感图像处理系统平台逐渐成为制约自主卫星数据应用和空间信息业务发展的重要因素之一。本文围绕卫星遥感对地观测主题,从卫星遥感数据获取能力、卫星遥感数据处理系统平台两方面,对国内外现状进行综述,在此基础上分析了卫星遥感的发展趋势。     

在VB利用内存映射文件读取大数据量原始遥感影像图

原始遥感影像数据一般是经过粗处理后以二进制格式提供给用户。这些影像数据同一般的图像数据相比数据量较大,通常采用专业遥感软件进行读取和处理。但当前应用中对遥感数据处理和分析的方法大多都要和GIS相结合,而当前国际流行的商业GIS一般都不具有图像处理功能,同样在商业遥感影像处理软件方面也很难发现较强的GIS功能。如何把GIS和RS有效地结合起来,是目前实际应用中面临的一个问题。论文在分析GIS和遥感影像处理功能集成的方法和意义的基础上,对比了传统文件读取方法和内存映射文件处理方法之间的差异,并给出了利用内存映射文件的方式显示和处理大数据量原始影像文件的具体实现思路。     

基于RS和GIS的生态环境监测评估应用系统

通用遥感影像处理软件侧重于遥感数据的预处理,用于实现旱涝等生态环境监测评估功能时操作复杂。为简化生态环境监测评估的工作流程,该文结合RS, GIS和GPS技术,以监测评估模块为核心,研发了基于RS和GIS的生态环境监测评估系统。用该系统对广西2005年6月的特大洪涝灾害进行了动态监测和评估,取得了较好的监测效果。     

智能遥感：AI赋能遥感技术

随着人工智能的发展和落地应用,以地理空间大数据为基础,利用人工智能技术对遥感数据智能分析与解译成为未来发展趋势。本文以遥感数据转化过程中对观测对象的整体观测、分析解译与规律挖掘为主线,通过综合国内外文献和相关报道,梳理了该领域在遥感数据精准处理、遥感数据时空处理与分析、遥感目标要素分类识别、遥感数据关联挖掘以及遥感开源数据集和共享平台等方面的研究现状和进展。首先,针对遥感数据精准处理任务,从光学、合成孔径雷达等遥感数据成像质量提升和低质图像重建两个方面对精细化处理研究进展进行了回顾,并从遥感图像的局部特征匹配和区域特征匹配两个方面对定量化提升研究进展进行了回顾。其次,针对遥感数据时空处理与分析任务,从遥感影像时间序列修复和多源遥感时空融合两个方面对其研究进展进行了回顾。再次,针对遥感目标要素分类识别任务,从典型地物要素提取和多要素并行提取两个方面对其研究进展进行了回顾。最后,针对遥感数据关联挖掘任务,从数据组织关联、专业知识图谱构建两个方面对其研究进展进行了回顾。除此之外,面向大智能分析技术发展需求,本文还对遥感开源数据集和共享平台方面的研究进展进行了回顾。在此基础上,对遥感数据智能分析与解译的研究情况进行梳理、总结,给出了该领域的未来发展趋势与展望。     

遥感大数据研究现状与发展趋势

目的 遥感数据空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率以及辐射分辨率不断提高,数据类型也不断增加,从航天、航空、临近空间等遥感平台所获取的遥感数据量急剧增加,遥感数据已经具有明显的大数据特征。本文旨在从系统应用的角度分析遥感大数据处理中涉及的关键技术与问题,为相关研究人员提供有价值的参考。方法 在参考大量文献的基础上,首先阐明遥感大数据的特点。其次,从GPU硬件加速、集群、网格、云计算、云格、复杂高性能计算等角度介绍了遥感大数据处理系统。再次,从分布式集群化存储技术等,分析了遥感大数据处理的关键技术。最后,从遥感大数据的多类不确定性、信息融合、机器学习、分析平台等出发,说明了目前研究存在的问题;从遥感大数据多类不确定性建模,面向遥感大数据的机器学习方法等角度说明了遥感大数据发展的趋势。结果 本文详细梳理了遥感大数据的特点、典型的处理系统、核心技术,力图总结出在实际应用与学术研究中该领域需要解决的关键问题以及未来的发展趋势。结论 大数据技术为遥感数据挖掘与知识获取带来了机遇与挑战,面向大数据的机器学习、数据统一分析框架、面向大数据的信息深度融合等问题的突破,将促进遥感知识挖掘的进一步发展。     

遥感地学分析的智能化研究

遥感地学分析是建立在地学规律基础上的遥感信息处理和分析模型,是结合物理手段、数学 方法和地学分析等综合性应用技术和理论,通过对遥感信息的处理和分析,获得能反映地球区域分 异规律和地学发展过程的有效信息的理论方法。通过回顾遥感地学分析的发展历史,认为智能化是 遥感地学分析的一个重要发展方向,同时提出开展智能化遥感地学分析研究需要解决的几个关键 问题,最后提出了“遥感地学智能图解”的概念。     

Statistical pattern recognition in remote sensing

Remote sensing with sensors mounted on satellites or aircrafts is much needed for resource management, environmental monitoring, disaster response, and homeland defense. Remote sensing data considered include those from multispectral, hyperspectral, radar, optical, and infrared sensors. Classification is often one of the major tasks in information processing. For example, we need to identify vegetations, waterways, and man-made structures from remote sensing of earth. The large amount of data available makes remote sensing data uniquely suitable for statistical pattern recognition. This paper will address several issues on statistical pattern recognition that are related to information processing in remote sensing. Though the paper is largely tutorial in nature, some specific issues considered are image models for characterization of contextual information, neural networks for image classification, and the performance measures.Either to supplement the capability of sensors or to effectively utilize the enormous amount of sensor data, many advances in statistical pattern recognition can be very useful in machine recognition of the data. The potentials and opportunities of using statistical pattern recognition in remote sensing are indeed unlimited.     

基于MPI和OpenCV遥感植被指数产品的并行计算

遥感传感器和计算机技术的发展,每天都会汇集大量新的地理空间数据。地球科学许多应用要求数据实时或接近实时地处理,发展高性能计算是进行海量数据处理的必然趋势。本文以 TM 影像制备黑河流域归一化指数产品为例,基于高性能集群,实现了植被指数快速提取的并行计算方法,并采用对等并行编程模式,通过 C 语言调用 MPI（Message Passing Interface,消息传递接口）和 OpenCV（Open Source Computer Vision Library,开源计算机视觉库）函数库,实现了 NDVI（Normalized Difference Vegetation Index,归一化植被指数）的并行计算,获得了黑河流域的 NDVI。性能测试表明,并行计算可以显著提高遥感图像处理的速度。文章最后讨论了从原始影像提取植被指数产品的流程。     

使用OpenCL技术的影像快速畸变纠正方法在异构平台上的应用分析

针对海量遥感数据应用中日益显著的处理效率低下和计算瓶颈问题,基于通用计算机图形处理单元的编程开发使用OpenCL并行处理技术对遥感数据处理及其过程进行加速,旨在为遥感影像大数据处理提供一条更为高效的途径。在不同显卡平台上对影像畸变纠正实施并行处理,结果表明,OpenCL技术在提高影像畸变纠正的速度方面作用显著,可取得29.1倍的最高加速效果;与CUDA并行处理技术的交叉验证进一步凸显了OpenCL技术在异构平台上实施并行处理时所具有的通用性的优势。     

基于剖分理论的遥感影像模板数据模型

随着数据量的增加和应用需求的扩大,遥感数据的高效组织管理和快捷处理速度已经成为制约遥感技术应用的瓶颈,地球剖分理论和高性能计算为上述问题解决提供了一种可能途径。针对上述问题,结合地球剖分模型,在遥感影像剖分面片的研究基础上,提出了剖分面片模板的概念模型及数据模型,设计了基于剖分面片模板的计算模式,构建了一个小型化剖分遥感影像模板数据库,并通过一个模板化应用的具体实例对上述模型进行了部分验证。实验结果验证了模型的可行性,提高了目标检索的效率。     

遥感大数据在水利中的应用及发展

首先回顾国内外遥感技术的发展历史;其次总结遥感数据在水利中的应用,尤其是在洪涝灾害监测评估中水体的动态监测、旱情灾害监测中土壤含水量监测、地表水源监测中水体边界和面积的提取及水土保持监测中植被覆盖度等环境因子的提取中的应用;最后结合现代信息技术手段,展望遥感大数据在水利应用中的前景,即形成由水利大数据到知识库,再到知识图谱,最终利用可视化应用服务水利行业的整体应用框架,利用微观宏观知识的融合,可服务于水利科学机理揭示,并提升水利管理的实时性、精准性、科学性和智能性,符合水利信息化的新时代要求。     

UAVs surpassing satellites and aircraft in remote sensing over China

ABSTRACT

Many users are now showing strong interest in UAV RS (Unmanned Aerial Vehicle Remote Sensing) due to its easy accessibility. UAVs have become popular platforms for remote sensing data acquisition. In a number of practical and time constrained circumstances, UAV RS data have been widely used as a substitute for traditional satellite remote sensing data. However, airspace-related regulations are far behind the rapid growth in the number of UAVs and their wide applications. Much effort of the network-based UAV RS have been made by the UAV RS group of the Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences (IGSNRR, CAS), which proposed the concept of UAV RS data carrier. UAV RS data carrier refers to UAV RS data platform with task planning, data storage, image processing, product generation and output products for various UAVs. An ongoing effort to create a nationwide UAV RS network in addition to an existing ground observational network is being carried out in China.     

被动微波遥感数据超分辨率增强与混合像元分解研究综述

星载被动微波遥感数据以其全天候、穿透性以及不受云干扰等特点,在全球变化研究领域取得了广泛的应用,然而其较低的空间分辨率,限制了后期地物参数的反演精度。对国内外被动微波遥感数据空间分辨率提高方法进行介绍,重点介绍了基于图像处理技术的超分辨率增强和混合像元分解方法。通过对两类方法的介绍和评价,展望被动微波遥感数据混合像元分解方法的研究前景。被动微波遥感数据空间分辨率的有效提高,可以为更多的研究和应用领域服务。     

基于应用本体的多卫星遥感数据检索

基于本体的遥感数据检索系统目前尚处于起步阶段,本体论(ontology)、语义网(semantic web)概念的提出推动了智能信息检索技术的发展,使得该类检索可以充分挖掘信息的深度与广度。如何构建一个关于遥感数据共享的应用本体,基于应用本体如何实现遥感数据检索系统的基础架构,是本篇文章所要讨论的重点内容。     

遥感影像数据挖掘研究进展

遥感影像数据挖掘是一个有着广阔应用前景的研究领域。由于遥感影像数据库的海量特征，遥感影像数据挖掘已成为空间数据挖掘的主流。依据遥感影像数据挖掘的方法和目的，从图像索引和检索、图像分类、图像聚类、空间关联规则挖掘、影像变化检测以及高光谱数据挖掘六个方面对遥感影像数据挖掘的国内外研究现状进行了综述。并指出了遥感影像数据挖掘和知识发现中应该着力解决和注意的几个问题。     

多源遥感图像融合的数据同化算法

为解决现有融合方法不能根据遥感图像的后续处理要求对融合规则进行自适应调整的问题, 本文结合模型算子和观测算子的优点构建数据同化系统, 提出了基于数据同化和遗传粒子群方法的遥感图像融合算法. 该算法将平移不变性小波变换作为模型算子, 将对比度金字塔作为观测算子. 由后续处理对图像属性指标的依赖程度确定属性指标的权重, 用评价指标的加权和构造目标函数, 并用遗传粒子群算法优化目标函数, 从而获取高清晰度的遥感图像. 本文通过遥感全色图像与多光谱图像、红外图像与可见光图像的融合证明了算法的优越性.     

基于蚁群优化分类规则挖掘的遥感图像分类研究

蚁群优化算法作为群智能理论的主要算法之一,已经成功应用在众多研究领域的优化问题上,但是在遥感数据处理领域还是一个新的研究课题。蚁群优化具有自组织、合作、通信等智能化优点,对数据无需统计分布参数的先验知识,因此在遥感数据处理领域具有很大的潜在优势。介绍了将蚁群优化分类规则挖掘算法应用到遥感图像分类研究领域的理论与算法流程。并采用北京地区的CBERS遥感数据作为实验数据,通过蚁群优化算法构造分类规则,对选择的遥感数据进行了分类实验,并和最大似然分类方法进行对比,实验结果表明,蚁群优化分类规则挖掘算法为遥感图像的分类提供了一种新方法。