遥感科学与技术研究方向
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遥感科学与技术研究方向范文第1篇
关键词：铜仁地区；大生态；林业遥感；研究动向；区域协调发展
中图分类号：P237
文献标识码：A 文章编号：16749944（2017）10020504
1 引言
森林是陆地生态系统的主体，其广泛的地表分布与复杂的林间结构，为多种生物栖息提供了良好的环境，维护着生态系统的安全与稳定。与森林有关的林木参数、环境要素、干扰等因子共同指向森林生态系统的演替、健康与安全，因此相关森林生态系统参数的获取十分重要。遥感可以多时相、大尺度对地进行观测，海量数据的利用有助于对生态环境状况进行综合分析。
铜仁地区森林资源十分丰富，在维护自然生态平衡中起着重要作用，良好的森林植被是铜仁地区的生态品牌、最突出的生态优势[1，2]。但铜仁地区森林生态系统仍十分脆弱，需要加强保护[3，4]。丰富的资源与脆弱的生态系统，亟需要获取相关的森林生态系统参数，用以突显地方特色和进行生态保护。
笔者总结了遥感在林业环境信息化中可供应用的技术范畴，分析了阻碍林业遥感快速发展的原因，提出了在大生态背景下，铜仁地区遥感技术应用应关注的研究方向与研究内容，用以深入开展遥感研究，充分利用遥感技术，为生产实践、区域吸引力提高提供科学支撑与方法，进一步利用遥感大数据，分析森林资源响应环境变化，为维护区域生态系统安全与稳定提供数据决策，促进区域社会与环境协调健康发展。
2 林业遥感技术的应用
2.1 技术产品
利用图像处理技术，可获取的林业遥感产品包括：二、三维电子影像产品，纸质影像产品，地形图产品，林相图产品，郁闭度、密度、植被指数产品，地表反射率产品，温度、湿度、负离子浓度反演产品，资源动态监测产品，灾害监测产品等[5，6]。此外，还可研发可视化的林业遥感参数数据库产品[7]。
2.2 森林参数反演
利用影像与野外实测值建立关系模型，可对森林的温度、湿度、空气负离子含量、叶面积指数、冠幅、郁闭度、密度、胸径、蓄积量、碳储量等进行反演[8～12]。在分类基础上，基于地理坐标信息确定不同林地类型的面积[13]。利用摄影测量方法测定个体树高，利用影像光谱信息、纹理信息，结合常规分类方法（最大似然、支持向量机、随机森林等）确定森林类型、树种类型，经影像分类或野外实测GPS坐标等方法确定林木的位置分布等[14～16]。
2.3 动态监测
采用不同时相的数据源，经特定信息提取，对土地的石漠化、荒漠化、沙化程度M行监测；影像对比分析，对土地利用现状进行监测[17]；提取湿地信息，经过不同时相数据源的叠加分析，可对湿地资源进行监测[18]；分析多时相影像，对林业生态工程建设成效进行监测[19]；对灾害（雪灾、火灾、水灾、地质灾害、病虫害）进行监测。监测中，根据遥感提供的技术方法，确定监测对象的原貌、现状、动态过程及发展趋势，为生态恢复或建设成效评价提供决策与分析依据[20]。
2.4 生物多样性空间信息共享
利用不同时空尺度的遥感观测数据通过定量反演等方法，可以获取许多与生物多样性有关的环境变量，例如：NDVI、地表温度、大气水分、土壤湿度等，这些环境变量可以为生态学家提供参考[21，22]。在对生物多样性监测指标体系模型中的环境变量进行分析时，利用地理信息系统可以将这些因素根据时空的变化统一在一起，通过其强大的空间分析功能，从空间的维度，挖掘生物多样性信息隐含的空间规律，为生物多样性的信息共享提供新的途径与技术支持，提高生物多样性领域的空间信息共享和服务水平[23，24]。
3 阻碍林业信息化发展的原因
遥感技术在林业信息化进程中具有广阔的舞台，但从目前的研究中可以看出，有许多需要通过遥感技术来解决的实际林业问题容易被搁浅，导致遥感技术在林业中的应用与大众的期望存在很大的差距。
3.1 数据价格问题
阻碍遥感研究的其中一个壁垒是价格因素。来自中国遥感数据网的资料显示，低分辨率的遥感卫星影像每景的价格上千元，而1 m高分辨率的遥感卫星影像每景的价格高达数万元，这样昂贵的价位使庞大的民用市场潜力难以发挥。遥感数据价格较贵，针对大尺度、多时相的研究，投入成本太大，影响相关研究，因此，在我国，遥感应用主要局限在公共事业部门和科研机构，遥感数据利用率、共享率和商业化水平较低[25，26]。
3.2 图像信息提取不易
由于遥感数据空间分辨率、光谱分辨率低及传感器在光谱、空间分辨率方面二者不能兼顾的问题，以及地物间同物异谱、异物同谱现象的存在，目前基于像元、基于对象的计算机自动分类方法很难实现对森林树种的识别。因此，在特定地物信息提取中，遥感技术还不能完全解决所有问题，存在技术瓶颈问题，为研究人员解决实际问题带来困扰，也提出了巨大挑战，在相当长一段时间内会制约着确切地物类型的识别[27～29]，比如森林树种分类。
3.3 自然因素导致影像不可获取
由于我国南方地区多云雨天气，阴天数比例过高，卫星过境扫描成像时会受到云层的干扰，想要获取特定时相遥感数据的机会大大降低。研究中，特定森林参数提取可能需要多时相的影像数据，但由于某期影像被云全覆盖或云的比例过高而不能使用，这样特定的森林参数就无法被提取，好的实验设计不能被执行，无法实现区域环境遥感监测，妨碍了专家学者通过遥感技术对森林环境进行深入研究。
3.4 其他因素
地区经济发展水平落后、研究人员的科研技术落后、创新理念薄弱、科研投入不足、科研管理等问题与原因都会导致林业信息化进程变缓，甚至停止不前。
4 森林环境遥感研究动向
林业遥感研究一方面要注重生态功能，研究结果要有利于保持区域生态环境的平衡稳定与安全；另一方面要突出特色，研究结果可展示区域环境魅力，增加旅游吸引力，促进区域社会经济的发展；更重要的是通过整合多源大数据信息，对区域生态环境变化的格局、过程、机理等进行研究，建立多学科遥感指标体系，通过模型预测区域生态环境的时空分布特征，为决策者利用自然资源、保护自然资源提供基础数据，促进人与自然和谐发展。
4.1 特定信息提取
树种的识别是林业遥感尚未解决的科学难题之一，亟需深入研究。铜仁地区森林资源丰富，可采用高分辨影像进行分类试验；另外对于珍贵的古树名木（古茶树、菩提树、楠木、红豆杉等）、珍稀濒危树种（银杏、珙桐等）、外来种等林木也要进行遥感识别研究，建立档案数据，实施长期监测，避免外来物种胁迫，致使当地物种灭绝。
通过遥感手段识别树种，确定特定树种的空间分布，进行动态监测，除了可以有力推进解决遥感技术识别树种的问题，还可减轻森林资源调查的工作量，具有重要的理论与现实意义[30，31]。
4.2 遥感监测
我国南方较容易发生的灾害有雪灾、水灾、地质灾害、病虫害等，这些灾害破坏森林环境，严重威胁着人民的生命财产安全，阻碍社会经济的可持续发展。通过遥感方法，准确预报灾害，实时监控灾情发展，为灾害的防控提供强有力的支持，也是环境遥感需持续研究与解决的重大问题。可从下面一些方向展开研究：利用遥感图像编制地质灾害分布图；研究识别不同遥感图像下不同规模、不同亮度或对比度的滑坡和泥石流的方法；三维建模模拟分析、雷达数据分析，监测水灾、滑坡活动可能达到的程度；建立遥感快速辨别森林病虫害监测的体系等。
4.3 环境要素遥感反演
对区域环境中的温度、湿度、空气负离子浓度等进行遥感反演，分析其时空分布与动态变化，生成遥感影像产品或动画影片。以科学研究结果为依据，分析确定最适宜于人体养生养心的温度、湿度与负氧离子浓度分布区，通过媒体宣传，增强科普力度，彰显区域特色，提高旅游吸引力[32，33]，引导游客进行养心养生旅游，有利于人们的身心健康，同时也有助力地方经济的发展。
4.4 多元数据的整合与应用
应用遥感机理结合环境变化的模型算法分析人类活动对区域气候变化的影响；利用RS与GIS相结合的生态环境分析模型分析人类活动、气候自然变化双重因素对生态环境的影响；应用“3S”技术，对因大型环境工程而受损的生态环境进行恢复和重建，模拟过程，评价结果。
通过对多源信息区域陆表生态过程响应因子的多学科理解与知识发现，以遥感信息提取和模型建立为基础，建立多学科的遥感指标研究体系，对区域生态环境变化的格局、过程、机理等进行分析，研究区域生态环境时空分布特征及其动态变化。
研l可视化的遥感产品，建立多时相区域林业遥感参数数据库，实现区域环境动态分析，预警环境变化。通过利用遥感的监测数据与其他环境要素变化建立关系模型，开发一些预测生态系统未来的模型，利用强大的机器学习能力，巨大的数据的搜寻能力，帮助决策者评估各种人类行动方案所产生的生态后果及补偿机制。
5 结语
在科学技术日益进步的今天，生态领域的大数据时代已经来临，生态观测将迎来“数据洪流”，如何处理与有效利用这些数据已经成为亟需解决的关键问题。林业遥感数据是生态领域大数据中的一类数据，该数据可提取、凝练大量与生态系统有关的森林参数，用以具体刻度区域生态环境的时空特征变化。
铜仁地区森林资源丰富、物种多样，拥有巨大的生态优势。在依托生态优势的发展过程中应充分利用遥感（或“3S”技术）等技术手段，监测环境变化，实现对区域生态环境的保护；确定珍稀濒危树种的遥感分布，绘制温度、湿度、空气负离子浓度时空图谱，彰显区域生态特色，增强旅游吸引力，为经济发展做出贡献；整合多元数据，分析生态环境时空变化，维护区域生态系统安全与稳定，促进区域社会与环境协调、友好、健康发展。
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遥感科学与技术研究方向范文第2篇
【关键词】影像融合；正射校正；遥感影像
0.引言
数字正射影像图是将航空影像数据或航天遥感数据，经过辐射校正几何校正，并利用数字高程模型进行投影差改正，附之以主要居民地、地名、境界等矢量数据，按国家基本比例尺地形图图幅范围剪裁生成的正射影像数据集。为了满足不同用户对遥感数据的要求，利用高分辨率遥感卫星数据制作较大比例尺的数字正射影像图就有了其研究、发展和应用的空间。
1.正射遥感影像图制作基本原理及方法
1.1 几何纠正原理
数字图像纠正的目的是改正原始图像的几何变形，产生一幅符合某种地图投影或图形表达要求的新图像。像素坐标变换和像素亮度值重采样是数字图像纠正的两个环节，并且它们在纠正过程中是同步进行的。
（1）像素坐标变换是通过建立纠正函数来实现的，多项式纠正方法是实践中经常使用的一种方法。该方法的基本思想是回避成像的空间几何过程，而直接对图像变形的本身进行数字模拟，它认为遥感图像的总体变形可以看作是平移、缩放、旋转、仿射、偏扭、弯曲以及更高次的基本变形的综合作用结果，因而纠正前后图像相应点之间的坐标关系可以用一个适当的多项式来表达，校正误差可以通过对均方差估计求得。
（2）数字图像亮度值的重采样。由于位置计算后找到的对应的x和y值，多数不在原来像元的中心，因而必须重新计算新位置的亮度值。做法是采用适当的方法把该点位周围邻近整数点位上亮度值对该点的亮度贡献积累起来，构成该点位的新亮度值，这个过程称为数字图像亮度值的重采样。
1.2 正射校正原理
正射纠正的实质就是将中心投影的影像通过数字元纠正形成正射投影的过程，其原理是将影像化为很多微小的区域，根据有关的参数利用相应的构像方程式，求得解算模型然后利用数字元高程模型对原始非正射影像进行纠正，使其转换为正射影像。正射纠正是一种高精度的几何纠正，是利用数字高程模型对卫星影像进行逐点数字微分纠正，用以消除卫星遥感影像和航空遥感影像由于地形起伏等引起的像点位移。采用共线条件方程纠正法进行正射纠正。
1.3 融合原理
分辨率融合是将不同空间分辨率遥感图像按照一定的算法，在规定的坐标系中，生成新图像的过程。处理后的图像既具有较高的空间分辨率，又具有较好的多光谱特征，从而达到图像增强的目的。高分辨率影像与多光谱数据的融合是遥感影像进行正射校正的基础。融合方法的选择，取决于被融合图像的特征以及融合的目的，ERDAS IMAGINE 系统所提供的图像融合方法有三种：主成分变换融合、乘积变换融合和比值变换融合。
1.4 数字高程模型
数字地面模型（DTM）是地形表面形态等多种信息的一个数字表示。严格地说，DTM是，其向量的分量为地形、资源、环境、土地利用、人口分布等多种信息的定量或定性描述。DTM是一个地理数据库的基本内核，若只考虑DTM的地形分量，称其为数字高程模型DEM或DHM，其定义如下：
DEM是表示区域D上地形的三维向量有限序列，其中是平面坐标，是对应的高程。当该序列中各向量的平面点位呈规则格网排列时，则其平面坐标可省略，此时DEM就简化为一维向量序列，这也是DEM或DHM名称的原有。
2.正射遥感影像图处理制作
2.1 ERDAS下遥感影像融合处理
这里选择Brovey变换法，此融合结果一个明显的表现就是色调非常良好，几乎完整保持了原始影像的色调信息。
影像融合的具体操作步骤如下：
ERDAS图标面板工具条上，单击Interpreter图标Spatial Enhancement，打开Resolution Merge对话框，调入需要融合的全色影像数据和多光谱影像数据，选择融合方式和重采样方式，键入波段数，点击OK即完成影像数据融合，如图1。
图1 影像数据融合对话框
2.2 应用PCI软件进行遥感影像正射校正
经过设置投影参数，数据格式转换，加入DEM，采集控制点，模型计算，重采样，完成对遥感影像的正射校正。
（1）工程设置
在PCI软件中建立一个包含所有工程数据的工程文件，设置校正影像的输出格式、输出分辨率、输出投影及坐标系统等，如图2。
图2 设置工程投影与控制点投影对话框
（2）控制点采集
控制点采集为人工采集，根据提供的GPS点位，在卫星影像上找到相应的同名点。这些控制点用以构成数学模型来对卫星影像进行纠正，并将影像归算到地面坐标系，如图3。
图3 控制点采集
（3）重采样生成正射影像
2.3 实验数据整理
表1 遥感影像图正射校正结果（单位：像素）
GCP X残差 Y残差 RMS
GCP 01 0.41 -0.74 0.80
GCP 02 0.64 0.67 0.11
GCP 03 0.02 -0.73 -0.71
GCP 04 0.96 0.37 0.89
GCP 05 0.70 -0.08 0.69
GCP 06 0.65 -0.64 0.08
GCP 07 0.62 -0.53 0.34
GCP 08 0.60 0.52 0.30
GCP 09 0.36 -0.01 -0.38
GCP 10 0.31 0.12 -0.28
GCP 11 0.28 0.09 -0.27
GCP 12 0.22 -0.16 0.14
根据上表计算总的控制点误差为：
所以X方向总误差为0.5427，Y方向总误差0.4944；RMS（均方根中误差）为0.7341，以上单位均为像素。
2.4、应用ERDAS软件进行遥感影像的裁剪
由于正射纠正后的图像不是规则的图形，因此要通过左上角和右下角两点的坐标，对此影像进行裁剪。
2.5、正射遥感影像图和AutoCAD图像的叠加
将在AutoCAD中生成的方格网与正射校正后的影像数据在ArcMap下进行叠加，由于两个数据的坐标是匹配的，所以可以叠加在一起，如图4。
图4 十字丝和影像叠加图
2.6、地图整饰
在Photoshop中将叠加后的影像数据进行整饰，使输出影像图更加美观，成果如图5。
图5 正射遥感影像成果图
3.结论
本文系统的阐述了正射遥感影像图的制作流程、原理与方法，其中包括全色影像与多光谱影像融合，高分辨率遥感影像正射校正，正射影像数据重采样以及图像整饰。并结合某地区遥感影像图的制作实例和实验结果，对本文所阐述的方法加以验证。随着航摄技术、卫星技术的进一步发展，数字正射影像的原始数据来源越来越广，分辨率越来越高，同时，随着计算机技术和纠正算法的进一步完善，数字正射影像图这一产品会愈发完善，将会得到更多用户的认可和使用。
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遥感科学与技术研究方向范文第3篇
10多年来，岳建伟一直致力于国土资源信息化、智慧城市建设方面的研究，以实用为经、以技术为纬编织信息化国土，以信息化国土为基石筑梦智慧城市。
九年积累，十年砥砺
岳建伟从来没想过，他现在会从事国土资源信息化方面的研究。
他本科就读于桂林工学院，这是一所原国家部委直属院校，蕴藏了深厚的历史和人文积淀。在这里，他认真研读各类书籍，对数字地形测量、控制测量等工程测量专业的核心课程更是分外用心，掌握了扎实的测量基本理论和基本技能，成为了一名能够从事各种工程测量、地籍测量生产、管理和服务第一线工作的高技能人才。
毕业后，他来到了郑州的一家设计院工作。在这里的两年时间，年轻的他“感觉没意思”，因为“上一年班就干三个月的活”。工作虽然轻松，却也让他的才能无处施展。于是，他产生了考研的想法。
“读完研究生，觉得自己水平还是不行。”从中国地质大学研究生毕业后，对自己要求严苛的他选择了继续深造。读博对他的研究方向而言是一个很大的转变。这个转变，他等了九年。
读博时，他师从我国地理信息行业知名专家、超图软件的创始人钟耳顺研究员。钟耳顺长期从事地理信息技术的研究和产业发展工作，在我国率先开展了多项目GIS技术研究并取得创新性成果，完成了多个大型地理信息工程建设。“因为我有测绘背景，所以和地理信息以及国土资源信息化都比较接近。”岳建伟回忆，“当时，我分到了数字国土事业部。”从这时起，他开始从事国土资源信息化的研究工作，在此之前，从1993-2002年，九年的积累从此得到了施展的空间。
从工程测量到地理信息系统再到国土资源信息化研究，应用一直是岳建伟研究工作的一条主线。在读博期间，他负责了柳州国土资源局的一个项目，为其研制了一套软件，“运行得比较好，后来一直在升级当中”。因为他在面向网络一体化国土资源信息系统方面所做的努力，于2005年获得了北京市科学技术奖二等奖。于他而言，“做出来的东西有人相信，并且愿意应用它”，就满足了。
这之后，岳建伟又先后负责或参与了国家科技支撑项目“村镇土地监察数字化管理技术研究与开发”、辽宁国土资源执法监察动态巡查情况指挥系统、国家科技支撑项目“农村土地流转过程的数字化监管技术研究”子课题“农村土地流转一站式透明交易技术”等的研究工作。作为技术骨干，他做了大量的研究工作，花费了很多心血。然而辛苦的努力并没有白费，“村镇土地监察数字化管理技术研究与开发”项目获得了测绘科技进步奖三等奖，“辽宁省基于遥感监测成果的土地利用核查系统”也获得了辽宁省国土资源厅科学技术成果奖一等奖。
“国土”奠基智慧城市
2013年1月29日，住房城乡建设部公布首批国家智慧城市试点名单，共有90个城市进入名单，建设智慧城市的号角已然吹响，又一扇大门正在向他敞开。而此前，多年从事国土资源信息化研究的岳建伟已经开始与多所高校和企业合作进入智慧城市的研究领域。
“智慧城市内涵丰富，它不仅仅是发达的科学技术，还包含了先进的文化素养和生态文明等内容。”岳建伟这样理解智慧城市的内涵。
岳建伟强调，智慧城市建设要注重发展“智慧管理”，在智慧城市建设中突出重点，关注民生。
“智慧城市是数字城市之后的必然发展阶段，是未来各国城市建设的必然选择。人类构建智慧城市的历史征程已经开启，并将持续向前。”岳建伟说道。
单从智慧国土领域而言，他认为，虽然“我国在智慧国土领域的工作做得比较好”，但是各个省与地区之间的差距依然较大，智慧国土还有很长的路要走。建立在智慧国土之上的智慧城市要走的路更长，“智慧城市作为我国新型城镇化和信息化结合的最佳形式，涉及技术、法律、文化等多方面的建设，需要社会各阶层共同参与。因此智慧城市建设并非一朝一夕的事情”。
如何建设智慧城市，岳建伟有自己的想法。在他看来，智慧城市要达到一个比较理想的状态“可能得到几十年以后”，目前整个国家对智慧城市的建设方面还“只是一个起步”，每个城市的发展要根据其自身的状况制定一个长期的发展规划，短时间内完成不现实。具体的讲，智慧城市建设需要有一个长期的、大的规划引路，之后每几年有一个小的规划具体指导实施。他认为：“智慧城市肯定要全面都发展，但不可能同时做到全面发展，要先发展某一方面，再发展另一方面。”
教学是我的第一要务
博士毕业后，岳建伟成为了北京师范大学资源学院的一名教师，“工作重点首先是教书，然后才是搞科研”。
岳建伟开设了两种课程，有针对研究生的《数字城镇与城市地理信息系统》以及针对本科生的《GPS原理与应用》《资源遥感与信息综合野外实习》《数据统计分析与实践》等课程。
他在教学中，非常注重培养学生的综合素质。作为硕士生导师，他会“让学生们学会怎么去学，让学生们学会做研究的方法”。除了学习技术，他还尽自己最大的努力“给学生提供一切锻炼的机会”，他说：“出去要靠技术吃饭，有实力才能创造机遇。”
遥感科学与技术研究方向范文第4篇
关键词：国土测绘；地理信息系统；数据库
随着社会经济的快速发展，国土测绘信息的精度度和信息整合受到了高度重视。传统的国土测绘中的测绘方法和地理信息数据库，不能满足人们及时了解城市现状的需要，对地理信息数据库的建设发展进行必要的改革已经成为必要。通过对地理信息数据库的了解，结合当前技术应用的新成果，对测绘活动中的不足提出了建设性的建议和意见。
1 地理信息数据库的建设与发展
1.1 内容
地理信息可通过卫星、航拍及各种地理地图表现出来，表现形式多样。地理信息的内容包括与地理环境有关的数据、地质、分布规律、形态和相关的图片、文字，通过这些数据和特质得到地区的具体地理信息。在国土测绘中，地理信息的精确性尤为重要，随着各种地理信息探测的方法增多，均可有效测得当地的地理信息数据。
1.2 地理信息数据库设计
地理信息数据库是有多个不同层次和类别的数据库组成，通过分析卫星、遥感等设备测得的地理信息数据，进行归类总结，放入不同的数据库汇总。同时也分为面向政府机关、企业单位和公共民众的数据库，政府机关的地理信息数据库保密性较强，面向民众的主要有图片和数据形式。
1.3 地理信息数据的整合
对于国土测绘则需要将测得的各地的地理信息数据库进行汇总，并通过一定技术，对所收集的基础地理信息生成的数据从地方坐标向国家坐标转换，将多数据、多形式、多角度的地理信息数据库作为基础，进行地理信息数据的信息化加工处理、信息整合、网格化等处理，最终形成完整的国土基础地理信息数据，得到完整准确的国土地理信息。为使普通民众得到国土地理的相关信息，在遵循国家相关保密工作规定外，对所得国土地理信息进行削减、数据处理，完成信息的保密工作，最终形成在公众网络中能正常浏览的公开地理信息数据库。
2 地理信息数据库的发展前景和技术应用的新成果
2.1 发展前景
随着科技的不断进步，许多先进的计算机技术、遥感技术、网络技术等都可以进行地理信息数据的获取，并且建立了地方范围内精确、高效的地理信息数据库，可为城市、企业、公众提供可靠有效的地理信息数据，建立起地理信息网络，为大众提供了全面的地理信息。
2.2 技术应用的新成果
GIS技术在地理信息数据整合中起到重要作用，GIS技术可以把视觉性效果和地理分析功能与一般地理信息的操作（如地理信息数据的查询、统计、分析等）集成到一起。随着网络的迅速发展，更多的地理信息可以在网络上查询到，GIS的发展也顺应时展，向着更加专业化、普遍化、智能化的方向发展，普遍化的发展，使得公众可以通过网络或者移动终端了解地理信息数据，提高计算机的感知能力，使得社会联系更加紧密。GIS技术的不断发展为地理信息数据的共享提供更好的平台，不断的改进和升级也会提供更高效科学的技术。
3 地理信息数据库的完善建议
对国家基础地理信息数据库的完善，是指在我国已建成的基础地理信息数据库的基础上，对各地理要素进行分类统计，对基础地理信息的采集技术和方法进行改进，对基础地理信息数据库的建设进行改革，对现有数据库的种类和形式进行丰富，对基础地理信息的共享和查询平台进行优化，对核心地形要素数据库的内容进行调整。针对当前测绘活动中的不足，完善测绘地理信息科技工作具体应做到以下五点。
3.1 争取一批重大科技专项的设立
为了改善目前国土测绘当中出现的不足，要有足够的技术和资金进行技术上的改善和研究，积极关注国家测绘地理信息局的国土地理检测、信息化处理技术、地理心理的公众服务、测绘卫星应用、测绘设备的研究等方面，并充分了解有关项目的研究方向和内容，争取获得重大科技专项的设立。
3.2 加强测绘地理信息基础研究
对测绘地理信息的基础加强了解和研究。深入了解地理信息测绘的方法和理论，进行探讨和研究，同时对测绘设备进行检验和精度调节，引进新型测绘设备，开展设备学习讲座。对测绘技术的方法和手段进行分析和总结，研究出高效、准确的方法来开展测绘技术的应用，对地理信息数据处理改善和提出新的方法，使信息处理速度更快、更加准确。对所得出的地理信息数据的更新和网络化深入研究，及时更新和网络共享。
3.3 开展测绘地理信息前沿和关键技术攻关
了解国际测绘地理技术和方法，进行借鉴和学习。加强解决测绘基准化、地理信息的实时获取、信息的自动化处理、信息的网络共享等测绘系统的核心技术，建成初步的地理信息测绘系统，提高地理信息服务水平，对关键技术加强研究。
3.4 重视科技成果转化、应用及产业化
对已有的科技成果要及时转化和应用，同时加强测绘地理信息生产技术研究，为成果产业化提供技术支持。充分了解市场需求，针对市场的兼容性做好产品推销和宣传。政府机构出台相关政策进行科技成果的快速转化，鼓励相关地理信息技术的研究与市场应用。对生产单位和企业积极推广测绘地理技术，举办相关展览会，加强宣传。保护科技成果的自主知识产权，策划好产品的营销和管理模式，联合高校进行产学研的综合。
3.5 进一步完善科技创新体系
鼓励科技创新，联合科研院所、高校的科技资源优势，大力开发新科技和新产品，针对地理信息测绘相关企业的需求，有针对性的进行课题研究，在保证满足企业需求的情况下进行科技创新，并且加强地理信息测绘技术的应用和功能。对于各个研究院和实验中心，应该加强交流与合作，形成专业性强、合作交流的科技创新体系。
4 结束语
从地理信息数据库的角度出发，发现国土测绘中不足，提出新的测绘方法。对测绘和地理信息数据库的发展提出合理建议，高度认可地理信息技术。了解目前地理信息数据库的发展和信息数据的整合，并且运用新技术更好的进行地理信息的归类统计。通过对国土测绘信息整合流通的发展和内容充分了解后，发现测绘活动中存在的问题，从而提出对地理信息数据库信息的完善建议。通过争取重大科技专项的设立、加强测绘地理信息基础研究、开展相关地理信息的核心技术研究、重视科技成果的转换和产品化、完善科技创新体系等方法，来确定国土测绘信息整合流通的发展趋势，可知其发展趋势良好，前景广阔。
参考文献
[1]杜云芳.谈数字城市基础地理信息数据库建设[J].中国新技术新产品，2011（7）：47.
[2]数据建库之我见.3S世界[Z].2006.
遥感科学与技术研究方向范文第5篇
关键词：对地观测卫星；卫星任务规划；星上自治
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）28-6666-03
对地观测卫星利用卫星传感器获取地球表面和低层大气的有关信息；由于具有覆盖范围广、不受空域国界限制、不涉及人员安全等特点，广泛应用于测绘、农业、天气、灾害监测、基础设施建设等领域，在军事领域更是得到了广泛应用[1]。
本文对国外对地观测卫星的应用现状，以及卫星任务规划的研究现状进行总结，并分析这些研究的特点，指出的发展趋势。
1 国外对地观测卫星应用现状
目前关于对地观测卫星分类没有统一标准，从不同角度有不同划分准则。如，依据传感器类型，可分为可见光、红外、多光谱、高光谱、超广谱、SAR、电子等类型；依据使命任务，可分为成像、测绘、气象、导弹预警和海洋监视等种类[2]。
从KH-1至KH-12，美国已发射了6代240多颗光学成像卫星，目前最高分辨率为0.1米。法国与意大利、西班牙合作研制的第二代Helios-2卫星，分辨率达到0.5米；第三代Helios卫星装载红外遥感器和SAR，其可见光分辨率达到0.1米。前苏联的成像侦察卫星至今已发展到了七代，目前的分辨率也达到了零点几米。印度2001年10月发射的 “技术实验评估卫星”（TES）分辨率为1米，并计划发射分辨率0.5米的系列侦察卫星。以色列的Offeq-3卫星分辨率1.8米，德的5颗小型雷达卫星SAR-Lupe，分辨率为0.5米[3-4]。
美国从20世纪60年代初开始发展电子侦察卫星，目前发展的第五代的低轨卫星是“奥林皮亚”（SB-WASS），俄罗斯的电子侦察卫星是“处女地”系列，目前也发展了五代。海洋监视卫星方面，美国的“白云”星座和前苏联＼俄罗斯的“EORSAT＼ RORSAT”外，其他国家的海洋监视卫星报道很少[3-5]。
对地观测卫星的经历了多个发展阶段：六十年代早期阶段，卫星规模小，功能单一，重量相对较低；七十年代中期应用阶段，随着大功率火箭的应用和需求日增，卫星质量提高成为现实，卫星技术也日趋复杂。针对七十年代卫星存在的投资大、风险高、周期长等弊端，八十年代末期开始出现现代小卫星，采用新的设计理念，并引入科学管理方法，实现了卫星的低成本、小质量、高性能、短研制周期。因其成本低廉、部署灵活、反应快捷、应用效果好等因素，已成为多数国家发射卫星所采用的理念[6-7]。
2 卫星任务规划系统应用现状
卫星任务规划主要由操作者根据数据提出方的观测需求，根据卫星约束条件，进行任务规划，最终确定对地观测卫星的观测动作和数据传输动作的行为，因此，某种意义上讲，卫星任务规划是卫星的实际“大脑”，是决定卫星效益发挥的关键因素。研究任务规划技术具有非常重要的意义。
目前国内外针对任务规划的研究应用有专用和通用两种。通用研究主要通过研发通用规划调度软件实现，具有适应范围广、配置方便，但存在约束过于简化，不能适应复杂应用的不足；专用研究具有计算效率高，算法灵活多样，适应约束复杂等特点，但也存在针对性强，普适性和移植性差的不足。
通用规划软件系统主要有美国Veridian公司的GREAS[8]系统、美国AGI公司的STK软件的调度模块STK/Scheduler[9]、美国NASA开发的ASPEN[10]系统等。其中，GREAS系统是用于构建卫星规划和调度的专业化、通用性软件平台，该平台基于CSP约束满足问题模型研发，建立资源、事件、活动三者的关联关系，并基于约束规划方法，通过创建相匹配的对象、集成ILOG商业软件进行规划调度。该系统主要用于面向单星的任务规划，对星座规划或多星联合规划适应性差[8]。
美国AGI公司的卫星工具包软件（STK）的调度模块STK/Scheduler采用神经网络和贪婪算法，在全球很多国家的卫星管理应用中得到广泛应用。但是，该系统对一个任务由多个卫星完成的情况解决能力不足，无法得到很好的应用；另外，它也对带有数传动作的规划能力也较弱[9]。NASA开发的ASPEN软件系统采用局部邻域搜索（Local Search）的算法，结合约束描述、约束管理、搜索策略、时态推理等技术进行规划，已成功解决EO-1和SAR成像等卫星的规划问题[10]。
3 卫星任务规划技术研究现状
针对专用卫星任务规划的研究中，根据研究中考虑卫星数目多少和规划在星上或者星下实现的不同，将卫星任务规划问题分为单星离线任务规划、多星离线联合任务规划和星上在线自主规划。
3.1 单星离线任务规划
单星离线规划是指针对单颗卫星在地面进行任务规划的研究。针对单星规划的研究主要见于早期的规划应用，以美国的研究最多，多采用将卫星规划问题映射为研究较为成熟的某一经典问题，然后基于该问题的经典求解方法，进行适应性改造以适应新问题。如Hall[11]将空间任务规划问题建模为机器调度问题， Wolfe[12]等将NASA EOS中的单星成像问题映射为带时间窗约束的打包问题等。欧洲的研究中，主要采用将问题抽象建立数学模型，然后对模型进行精确求解的方式，典型应用如，Agnese[13]和Bensana[14]基于约束满足方法对SPOT成像调度问题进行了深入研究。
3.2 多星离线联合任务规划
相对于单星离线规划，多星离线任务规划的研究相对较少，而且多是最近的研究。如美国NASA的Frank[15]等将多星离线规划问题描述为约束优化问题，基于CBI框架和GRASP算法求解。Globus[16]等将多星成像调度问题表示成类似于旅行商的排队问题，基于贪婪算子进行可行解生成。意大利的Bianchessi[17]基于整数规划数学模型，分别研究了Pleiades星座和COSMO-SkyMed星座的成像调度问题。德国的Florio[18]采用具有前看功能的任务优化分配策略解决SAR卫星星座任务规划问题。
3.3 星上在线自主规划
与前两者相比，星上在线自主规划的应用难度更大，目前只有美国得到过探索应用，其他国家尚处于探索阶段，应用并不广泛。主要应用有美国Chien[19]等研究的EO-1卫星的成像调度系统ASE软件，该软件既可以在地面完成调度，也可在星上进行简单的自主规划。法国Damiani[20]也对星座自主规划及星地之间的规划机制问题进行了研究。
面向多星的星上自主规划可以看作卫星传感器网络问题，是未来卫星规划的主流趋势。美国Sherwood总结分析了传感器网络中相关的重要概念、研究方向和趋势[21]。。
4 未来发展趋势
4.1 对地观测卫星发展趋势
未来的对地观测卫星发展趋势，总体来说有以下几个发展特点：
1） 随着材料科学、计算机以及人们对高分辨率遥感影像数据需求的日益旺盛，卫星的发展趋势是空间分辨率、光谱分辨率和辐射分辨率更高，用途更广[7]。
2） 卫星的观测应用更加强多种类型资源的协同配合观测，通过多源数据的融合处理应用，实现综合效益。
3） 体系化、集成化的智能对地观测卫星传感器网络。
4.2 卫星任务规划发展趋势
以体系的观点进行顶层设计，建立天地一体卫星和地面系统，提高系统快速响应能力，加强数据的共享应用，提供快速、高效、多元、可共享、可比较和可理解的观测数据，是当今国际对对地观测系统发展的共识[7]。未来对地观测卫星任务规划的主要发展趋势包括：
1） 发现和预警一体的规划；
2） 面向不同类型用户需求的任务描述及处理机制；
3） 不同对地观测系统之间的高效协同；
4） 星上自主协同规划等。
5 结束语
通过空间获取信息、应用信息的能力，是增强综合国力、促进经济和社会发展的重要途径，业已成为衡量一个国家综合国力的重要指标，更是现代化信息战争条件下决定战争胜负的关键因素。卫星对地观测作为空间获取信息的主要途径，研究其现状及处理特点对未来更好的获得信息、应用信息具有重大的启发意义。本文首先对国外对地观测卫星的应用现状进行总结，对卫星任务规划按照单星、多星和星上自主的顺序进行了现状总结，然后分析这些研究的特点，指出了未来对地观测卫星和卫星任务规划的发展趋势。
参考文献：
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