1、對地觀測技術(shù)的新進展,中國測繪科學研究院 國家測繪工程技術(shù)研究中心 林宗堅 2010年12月,對地觀測技術(shù)的新進展,1.對地觀測技術(shù)概述 2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展 3.關(guān)于未來發(fā)展的策略建議,1.對地觀測技術(shù)概述,對地觀測指的是利用航天航空飛行器和地面各類平臺所攜載的光電儀器對人類生存所及的地球環(huán)境及人類活動本身進行的各種探測活動。其中以航天航空技術(shù)為基礎(chǔ)的對地觀測活動主要有： 1.1衛(wèi)星導航定位 1.2航天航空遙感 1.3航天航空地球物理探測 1.4對地觀測數(shù)據(jù)的加工處理與服務(wù),1.對地觀測技術(shù)概述,1.1衛(wèi)星導航定位 利用在設(shè)定的精確軌道上運行的一定數(shù)量（至少2顆）的衛(wèi)星，持續(xù)不斷

2、地向地面發(fā)送特定的無線電信號，使在空中、海面和陸地上的每個接收機能同時收到來自若干顆衛(wèi)星的信號，從而解算出在全球統(tǒng)一時空基準中的三維大地坐標，并獲得準確授時。,1.對地觀測技術(shù)概述,目前正在進行和計劃實施的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（Global Navigation Satellite System 縮寫GNSS）有四個，即美國的全球定位系統(tǒng)（GPS）,俄羅斯的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GLONASS），歐盟的伽利略系統(tǒng)（GALILEO），中國的北斗導航系統(tǒng)（COMPASS）。其它系統(tǒng)僅允許作為區(qū)域系統(tǒng)或廣域增強系統(tǒng)加入。例如，日本的QZSS（準天頂衛(wèi)星系統(tǒng)）、MSAS（多功能衛(wèi)星增強系統(tǒng)），印度的IRNSS

3、（印度無線電導航衛(wèi)星系統(tǒng)）、GAGAN（靜地增強導航）等。,1.對地觀測技術(shù)概述,1.2航天航空遙感 遙感指的是利用人造衛(wèi)星、宇宙飛船、有人駕駛飛機、無人駕駛飛機、飛艇等航天航空飛行器，攜載各類成像傳感器，獲取地球表面自然與社會各類景觀所輻射的電磁波信號，經(jīng)圖像處理，從而提取幾何、物理與人文信息的技術(shù)。根據(jù)所攜載的傳感器及其所獲取的影像信號類型的不同，可分為：可見光全色遙感、紅外遙感、多光譜遙感、高光譜遙感、微波（雷達）遙感等，還可根據(jù)成像的幾何特性分成：雙視（立體）成像、單視（非立體）成像、框幅式成像、掃描式成像、激光掃描成像等。 。,1.對地觀測技術(shù)概述,經(jīng)常用分辨率來描述遙感系統(tǒng)的技術(shù)能

4、力。影像上每個像元所對應(yīng)的地面單元尺寸稱為空間分辨率（假如，美國快鳥影像的空間分辨率為0.6米）；影像每個波段的光譜帶寬度稱為光譜分辨率。（例如，高光譜影像的光譜分辨率為10納米）；同一地點先后兩景影像的時間間隔稱為時間分辨率（例如，陸地衛(wèi)星影像的時間分辨率為14天）。,1.對地觀測技術(shù)概述,1.3航天航空地球物理探測 利用航天航空飛行器平臺所攜載的專門儀器探測地球重力、磁場等物理量的技術(shù)稱為航天航空物探 。,1.對地觀測技術(shù)概述,1.4對地觀測數(shù)據(jù)的加工處理與服務(wù) 把各種對地觀測數(shù)據(jù)累積在一起，連同來自社會其它領(lǐng)域的各種空間化了的經(jīng)濟社會數(shù)據(jù)，統(tǒng)一建成數(shù)據(jù)庫，并開發(fā)各類軟件，對數(shù)據(jù)進行深加工

5、處理，制作適應(yīng)社會需求的各類信息產(chǎn)品，為社會提供廣泛服務(wù)，使對地觀測所獲取的數(shù)據(jù)進一步增值。此技術(shù)稱之為地理信息系統(tǒng)技術(shù)。由于上游技術(shù)快速發(fā)展提供了海量的資源，以及經(jīng)濟社會發(fā)展對地理空間信息需求的急劇增長，此技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展飛快，已成為舉世公認的很具發(fā)展?jié)摿Φ男屡d產(chǎn)業(yè)，隨著政府和產(chǎn)業(yè)界的宣傳，相繼出現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字地球、空間地理信息網(wǎng)絡(luò)、基于位置的服務(wù)、智慧地球等一系列在本質(zhì)內(nèi)容上相近的概念 。,1.對地觀測技術(shù)概述,人類進行對地觀測活動的目的在于： （1）研究人類所生存的地球空間環(huán)境及其運動變化的規(guī)律，為人類開發(fā)地球資源保護環(huán)境，防災(zāi)減災(zāi)及經(jīng)濟社會發(fā)展的宏觀決策提供科學依據(jù)； （2）為

6、國防建設(shè)、戰(zhàn)略部署、現(xiàn)代武器精確打擊、反恐維穩(wěn)等軍事行為提供地理空間信息支持； （3）直接支持各類土木工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工質(zhì)量監(jiān)理和運行管理，以及礦業(yè)、電力、林業(yè)、農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)過程的定量檢測與精確定位實施； （4）為民眾生活提供各種基于位置的服務(wù)。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,2.1全球觀測成為衛(wèi)星遙感的當前重點 衛(wèi)星遙感是世界先進國家和快速發(fā)展國家作為國家綜合實力標志而爭先發(fā)展的高技術(shù)。經(jīng)過數(shù)十年努力，衛(wèi)星遙感已在國土資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)、城鄉(xiāng)規(guī)劃、農(nóng)作物估產(chǎn)、軍事偵察與打擊等方面得到廣泛應(yīng)用。近幾年發(fā)展中特別值得關(guān)注點是全球變化研究【2】。 全球變化研究指的是全球氣候變化、全

7、球海平面變化、全球生物多樣性保護、全球重大災(zāi)害監(jiān)測與評估、全球觀測系統(tǒng)。全球變化研究分兩大部分：一是全球資源環(huán)境變化的綜合研究；二是全球氣候變化研究，尤其是地表氣溫變暖的研究。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,2.1.1全球資源環(huán)境變化的綜合研究 這方面的研究又可分成全球地球觀測系統(tǒng)和全球地球研究兩個部分。全球地球觀測系統(tǒng)的研究計劃由政府間國際組織GEOSS組織。其目標是：減少自然或人為災(zāi)害所造成的生命財產(chǎn)損失；了解環(huán)境因素對人類健康和生命的影響；改善對能源的管理；了解、評價、預測、減輕以及適應(yīng)氣候變異和變化；通過更好地了解水循環(huán)來改善水資源管理；改善氣象信息、天氣預報和預警；提高對陸地、海

8、岸、海洋生態(tài)系統(tǒng)的保護和管理；支持可持續(xù)農(nóng)業(yè)、減少荒漠化；了解、監(jiān)測和保護生物多樣性。我國不僅參加了GEOSS計劃，而且還擔任了其中世界地球觀測組織GEO的共同主席。我國在氣象衛(wèi)星、環(huán)境衛(wèi)星、資源衛(wèi)星方面已形成自己的對地球觀測系列，加上航空遙感系統(tǒng)，不僅可以自主觀測，而且還可以參加國際合作、實現(xiàn)國際共享 。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,關(guān)于全球地球研究，主要有美國NASA的ESE計劃、歐盟ESA的GMES計劃、日本JAXA的全球模擬器計劃和中國的綜合地球觀測系統(tǒng)。美國ESE（地球科學事業(yè)）計劃的重要內(nèi)容包括：了解并描述地球是如何變化的；識別并測定地球變化的主要驅(qū)動力；認識地球系統(tǒng)如何影響

9、自然和人類的變化；確定由人類文明進程而導致的地球系統(tǒng)變化的后果；實現(xiàn)對地球系統(tǒng)未來變化的預測。中國綜合地球觀測系統(tǒng)（CIEOS）的內(nèi)容包括：災(zāi)害、農(nóng)業(yè)、水文、國土、城鎮(zhèn)、氣象、地震、環(huán)境、森林、海洋、測繪和科研等各專業(yè)的觀測系統(tǒng)。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,2.1.2全球氣候變化研究 關(guān)于全球氣候變化，國際上有兩個觀點對立的學術(shù)派別組織：一個是得到聯(lián)合國支持的政府間氣候變化委員會（IPCC），另一個是世界多國科學家自發(fā)組織的非政府國際氣候變化委員會（NIPCC）。IPCC認為 ，“自20世紀中葉以來所觀測到的大多數(shù)全球平均氣溫的升高，其大多數(shù)因素極有可能與人為造成的溫室氣體濃度的增加有

10、關(guān)?！辈⑶覕嘌?，“如果未來時期全球年平均地表氣溫上升2，人類社會將受到重大的損失，如果上升4，整個地球的生命將遭到毀滅性打擊?！倍鳱IPCC認為，“沒有令人信服的科學證據(jù)表明，人類排放的二氧化碳、甲烷或其它溫室氣體正在或在可預見的未來會引起災(zāi)難性的地球大氣圈變熱和地球氣候的破壞。此外，有確鑿科學證據(jù)表明大氣中二氧化碳的增加，對自然界的動植物和地球環(huán)境起到了許多有益的效果。”,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,中國對于全球變化的研究也十分重視。中國學者對全球氣候變化也有類同國際上的兩派學術(shù)觀點。但是共同一致的觀點是：應(yīng)該加強遙感全球觀測，用真實數(shù)據(jù)給出科學結(jié)論。 為了能精確定量觀測地球大氣層中二

11、氧化碳的數(shù)量及循環(huán)變化情況，美國NASA花費8年時間研制了“軌道碳觀測”衛(wèi)星，但是于2009年2月24日發(fā)射失敗。而日本在2009年1月23日發(fā)射成功“呼吸”號，成為全球首顆“嗅碳”衛(wèi)星。但是，至今尚未公布他們所獲取的數(shù)據(jù)。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,2.2高分辨率遙感的多樣化發(fā)展 航天航空遙感技術(shù)雖然同時向著高空間分辨率、高光譜分辨率和高時間分辨率方向發(fā)展，但是，從社會實際需求所驅(qū)動的市場營銷量來看，增長最快的還數(shù)高空間分辨率（通常簡稱高分辨率）影像。 目前，以高空間分辨率光學遙感影像為主體，配合其它遙感影像的遙感數(shù)據(jù)市場已經(jīng)在全世界興旺。從市場和應(yīng)用需求的角度看，這方面的發(fā)展有如下

12、幾個特點 。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,2.2.1高分辨率衛(wèi)星的商業(yè)化運作模式在世界范圍內(nèi)獲得普遍成功 繼美國空間成像公司的IKONOS衛(wèi)星、數(shù)字地球公司的QuickBird衛(wèi)星、法國的SPOT衛(wèi)星之后，英國薩里公司的Rapideye星（業(yè)主德國）、Deimos星（業(yè)主西班牙）、NigeriaSat星（業(yè)主尼日利亞）和UK-DMC星（本國）、德國OHB公司的SAR-lupe星、Enmap星、以色列ImageSat International公司的EROS星，以及中國二十一世紀公司的北京一號小衛(wèi)星，充分展現(xiàn)了高分衛(wèi)星商業(yè)化運作的成功 。北京一號小衛(wèi)星是我國第一個以企業(yè)為實施主體，國際合作

13、，集成創(chuàng)新，成功發(fā)射，并且以自負盈虧方式自主運行了四年的遙感小衛(wèi)星。四年來，該衛(wèi)星提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，形成高效的市場服務(wù)能力。在國土資源管理、農(nóng)業(yè)調(diào)查統(tǒng)計、生態(tài)環(huán)境評價、城市精細化管理和重大工程檢測等方面獲得廣泛應(yīng)用。北京一號小衛(wèi)星的成功經(jīng)驗很值得推廣。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,2.2.2機載傳感器系統(tǒng)發(fā)展很快 相比起衛(wèi)星遙感系統(tǒng)，機載成像傳感器系統(tǒng)近幾年的進步更為突出。 在飛機上安裝GPS，能使成像傳感器中心的空中定位精度達到厘米級。同時，安裝慣導系統(tǒng)（陀螺儀），可以提高成像系統(tǒng)的穩(wěn)定度，并精確測量其姿態(tài)角值，達到千分之五度的精度。以上兩者的結(jié)合，制成POS（定位與定向）系統(tǒng)，大大提高

14、了空中攝影的質(zhì)量，尤其是提高了機載SAR（合成孔徑雷達）和Lidar（激光雷達）的構(gòu)像質(zhì)量。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,航空數(shù)碼相機的發(fā)展主要表現(xiàn)在機載三線陣相機和組合寬角相機技術(shù)的突破。機載三線陣采用了POS技術(shù)的支持實現(xiàn)高分辨率掃描立體成像，以Leica公司的ADS系列相機為典型代表。組合寬角相機突破了面陣拼接和單個鏡頭像場角不足的難題，利用組合相機實現(xiàn)等效單中心投影，因而可以利用大面陣影像實現(xiàn)高精度的相對定向、達到比POS系統(tǒng)更高的幾何精度，典型產(chǎn)品有Z/I與卡爾蔡司公司的DMC、Ultra公司的UCX，以及中國測繪科學研究院的SWDC。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,從理論

15、上講，不可能在同一個傳感器上同時實現(xiàn)高空間分辨率、高光譜分辨率和高時間分辨率的成像，也很難把光學、微波和激光傳感器融為一體。因此，對于一個具有多類目標的復雜區(qū)域（例如城市或軍事基地），需要利用多種傳感器獲取數(shù)據(jù)，然后融合，才能獲取到足夠的信息。利用衛(wèi)星遙感對某一選定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)多源遙感影像全面融合，其代價太大。而利用航空遙感則相對容易。目前，各先進國家（例如美國NASA和法國IGN）都在努力研究，能把光學成像、多（高）光譜成像、紅外成像、微波雷達、激光雷達集成起來的航空遙感系統(tǒng)，來達到全面精細遙感的目的。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,機載傳感器系統(tǒng)中突出的技術(shù)進步還表現(xiàn)在SAR、Lidar和

16、低空傾斜攝影這三項技術(shù)。機載SAR（合成孔徑雷達）是一種主動式遙感技術(shù)，因為它可以在陰雨天氣獲取影像，因此成為當前全天候遙感的主力技術(shù)。同時，借助長波段微波信號能穿透植被與淺層沙土的能力，以及不同極化波所具有的對不同形態(tài)目標的顯示能力，使它在地物識別上發(fā)展出獨特的優(yōu)越性能，因此成為當前很有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)。我國中科院電子所等單位已經(jīng)研制出國產(chǎn)高分辨率SAR設(shè)備。Lidar（激光掃描成像雷達）也是一種主動式遙感技術(shù)，在有精確POS（定位與定向系統(tǒng)）支持的情況下，它能實時地獲取精確到厘米級的地形起伏模型數(shù)據(jù)，同時還能利用穿透樹木枝葉的四波量測樹木高度和體積等參數(shù)。因此，也成為當前很有市場前景的技術(shù)。

17、中科院光電研究院已研制出國產(chǎn)機載三維成像激光雷達擇機。傾斜攝影是在低空飛機上安置4個以上向不同方向傾斜的相機、獲取城市建筑物的多面體側(cè)面紋理，同時構(gòu)建立體模型。此技術(shù)非常適應(yīng)當前繁華城市建設(shè)規(guī)劃、經(jīng)濟社會管理、民眾生活服務(wù)和安全防務(wù)的需要。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,2.2.3無人機低空遙感很具發(fā)展?jié)摿?無人機（Unmanned Air Vehicles）是包括固定翼無人機、無人直升機、無人飛艇在內(nèi)的一系列無人駕駛的空中飛行機械的總稱。無人機以其機動靈活、可無須機場起降，可在陰天云下獲取光學影像，可低空獲取甚高分辨率（厘米級）影像，可遠距離長航時飛行，可在復雜環(huán)境下作復雜航線飛行，可實

18、現(xiàn)指定區(qū)域指定時間的日常巡查飛行等一系列優(yōu)點，成為當代衛(wèi)星遙感和有人駕駛飛機航空遙感的一種有效補充技術(shù)手段 。 我國是處在城市化進程中的發(fā)展中國家，我國的建設(shè)工程規(guī)模列世界第一，對于精細航測遙感的需求量也列世界第一。因此，無人機低空遙感在中國具有最廣闊的市場。國家測繪局已在全國測繪系統(tǒng)推廣無人機低空航測遙感系統(tǒng)【3】 。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,2.2.4三維觀測體現(xiàn)高分辨率衛(wèi)星遙感的高技術(shù)水平 長期以來中低分辨率的衛(wèi)星遙感，追求光譜信息量而不追求紋理信息量，一般都只限二維觀測，也就是說，沒有構(gòu)成立體影像。但是，發(fā)展到高空間分辨率遙感、影像紋理很豐富。面對真實三維的客觀世界，僅僅二維

19、影像很容易造成誤判讀。因此，高空間分辨率遙感無不向三維觀測發(fā)展。航空遙感之所以很受市場歡迎就是因為有立體觀測。法國SPOT衛(wèi)星是世界上第一個實現(xiàn)立體觀測的衛(wèi)星，現(xiàn)今，IKONOS、Quickbird、Alos、EROS、GeoEye、Cartosat等都擁有獲取立體影像的技術(shù)。與之同時，相應(yīng)的衛(wèi)星遙感立體攝影測量軟件也很快研發(fā)推廣 。我國資源三號衛(wèi)星是首顆用民高分辨率光學傳輸型立體測繪衛(wèi)星，計劃于2011年發(fā)射。該衛(wèi)星配置三線陣測繪相機和多光譜相機，能滿足1：5萬地形圖測繪、國土資源調(diào)查、以及向全社會提供4米分辨率三維影像模型信息等任務(wù)需求【4】。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,2.3全球

20、衛(wèi)星導航系統(tǒng)（GNSS）的激烈競爭發(fā)展及面臨的協(xié)調(diào)問題 2007年4月14日我國發(fā)射第一顆Compass（北斗）導航衛(wèi)星，標志著中國正式進入全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）俱樂部，成為第四個成員國，也可能是最后一個成員國。在2020年前，只有GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟Galileo和中國Compass四大系統(tǒng)能形成全球規(guī)模，其它系統(tǒng)只能作為區(qū)域系統(tǒng)或廣域增強系統(tǒng)加入【1】 。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,GNSS又稱天基定位導航、授時（PNT）系統(tǒng)，其關(guān)鍵作用是提供時間、空間基準以及與位置相關(guān)的實時動態(tài)信息，業(yè)已成為國家重大空間信息基礎(chǔ)設(shè)施，也成為體現(xiàn)現(xiàn)代化大國地位和國家綜合實力的重

21、要標志。它是經(jīng)濟安全、國防安全、國土安全和公共安全的重大技術(shù)支撐系統(tǒng)和戰(zhàn)略威懾基礎(chǔ)資源，也是服務(wù)工程建設(shè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和民眾生活的重要工具。由于其廣泛的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度和經(jīng)濟社會的強滲透能力，使之成為繼移動通訊和互聯(lián)網(wǎng)之后，全球第三個發(fā)展最快的電子信息產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟增長點。據(jù)國外專業(yè)咨詢公司統(tǒng)計，2008年全球具備衛(wèi)星導航功能的移動電話年銷量達2.4億部，估計2011年可達7.2億部，占全球手機總量的20%。對于衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)而言，中國最大優(yōu)勢是有龐大的內(nèi)需市場。中國移動通信市場規(guī)模已名列全球第一（2007年用戶總數(shù)為5.47億個），汽車銷售市場2007年超過880萬輛，這兩大市場恰恰是衛(wèi)星導航的主流應(yīng)用市場

22、，預計3-5年后將形成年產(chǎn)值超過1000億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模 。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,由于GNSS多個系統(tǒng)的存在，必然會出現(xiàn)相互關(guān)系的協(xié)調(diào)以及雙邊、多邊的合作。集中討論的問題是解決并實現(xiàn)GNSS系統(tǒng)間的兼容和互操作的問題。要求確保兼容性，達到互操作。所謂兼容性是要求各種天基PNT信號無論是分開還是在一起，都不能互相干擾，即實現(xiàn)無線電頻率的兼容和軍用（M）碼與其他信號在頻譜上的分隔。所謂互操作主要是針對公用的波段LIC和L5信號，利用GNSS多個系統(tǒng)的民用天基PNT服務(wù)，為用戶提供比單系統(tǒng)更好的服務(wù)，亦即用同一個接收機能同時接收四個系統(tǒng)的信號。為實現(xiàn)GNSS的兼容與互操作，為促進國際雙邊

23、與多邊合作、2005年專門成立了美、俄、歐、中、印、日等國組成的GNSS供應(yīng)商論壇，同時成立了四個工作組；兼容力互操作；GNSS服務(wù)性增強；信息分發(fā)、教育、探討與協(xié)調(diào)；以及檢測和參考站網(wǎng)組織間交流。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,Compass是中國的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，它由30顆衛(wèi)星組成，每顆衛(wèi)星同時在四個載波頻率上輻射公開與授權(quán)服務(wù)的信號。計劃在2010年先形成區(qū)域服務(wù)能力，2020擴展為全球系統(tǒng)。中國Compass系統(tǒng)建立的基本原則是獨立、開放、兼容、互操作。所謂獨立，既要自成系統(tǒng)，實現(xiàn)全球覆蓋與全天候服務(wù)；所謂開放，指系統(tǒng)的公開服務(wù)向全民、全球開放。為全世界服務(wù)，首當其沖的是要及早公

24、布接口控制文件（ICD）。所謂兼容與互用，既要與GPS、GLONASS、Galileo實現(xiàn)有機合作與有效協(xié)調(diào)。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,2.4地理空間信息產(chǎn)業(yè)成為很具潛力的新興產(chǎn)業(yè) 相對于復雜的地球系統(tǒng)，任何航天航空對地觀測手段都只能獲取它的一份片面的信息。有如故事中的“瞎子摸象”，任何一種觀測，所觀測到的數(shù)據(jù)都是片面的，而且還含有誤差的。要把許多單個觀測聯(lián)系起來，經(jīng)過加工處理，才能獲得優(yōu)于任何單一觀測的，比較全面的信息。在此基礎(chǔ)上，還要進一步研究社會各方不同形式的需求及適宜的表達、供給方式。這便是地理空間信息的加工與服務(wù)。在過去數(shù)據(jù)獲取技術(shù)落后的年代，獲取技術(shù)占主導地位。隨著技術(shù)進

25、步，時至今日，信息加工與服務(wù)在整個地理空間信息產(chǎn)業(yè)鏈中的比重越來越大，已占到大頭份額。由于它能容納就業(yè)、擴展利潤、順應(yīng)綠色經(jīng)濟的發(fā)展潮流，因此，有希望成為新興的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。但是，如果重視不夠，它有可能成為整個產(chǎn)業(yè)鏈中的中游瓶頸，阻礙上游航天航空對地觀測數(shù)據(jù)獲取技術(shù)的發(fā)展。所以，廣義的對地觀測概念，不僅包括數(shù)據(jù)獲取，還應(yīng)包括從數(shù)據(jù)到信息，再從信息到知識的全過程。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,2.4.1數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘 理論上可以證明，沒有任何一種傳感器可以做到高空間分辨率、高光譜分辨率和高時間分辨率三種影像性能兼得。這也屬于上述的觀測片面性。因此，多源數(shù)據(jù)融合，便成為獲取全面豐富信息的必

26、需手段。這里“多源”不僅包括同一平臺上的幾種傳感器、也包括不同平臺，在不同時間獲取的同一目標區(qū)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)融合能提高數(shù)據(jù)中的信息含量，但是，還需要通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)從數(shù)據(jù)中提取信息，以及進一步從信息中推導出知識。數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘已成為當前航空航天對地觀測中很受重視的前沿技術(shù)。目前一些航天航空遙感技術(shù)，如高光譜技術(shù)、微波雷達和激光雷達，之所以尚未得到應(yīng)有的廣泛推廣，其原因可能不主要在前端技術(shù)，而主要在后端的融合與挖掘環(huán)節(jié)瓶頸問題未得到解決 。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,2.4.2政府地理信息系統(tǒng) 無論哪個國家，政府都是航天航空對地觀測技術(shù)的最大用戶。政府的應(yīng)用包括軍用和民用兩個方面。政府地

27、理信息系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字地球、數(shù)字城市等等都是政府牽動的對地觀測數(shù)據(jù)加工與應(yīng)用。 我國政府對航天航空所獲取的空間信息的應(yīng)用十分重視。中央與地方政府的辦公自動化系統(tǒng)、國土資源調(diào)查、救災(zāi)應(yīng)急、環(huán)境保護、森林防火、城市規(guī)劃與管理，都大量使用了地理信息系統(tǒng) 。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,2.4.3地理信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 地理信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是對地觀測技術(shù)，計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)聯(lián)合發(fā)展的產(chǎn)物。在互聯(lián)網(wǎng)上為全社會用戶提供包括遙感影像、地圖圖形及其它各種空間化的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的信息服務(wù)，并且進一步有可能發(fā)展成為把用戶既作為服務(wù)對象，又作為更新數(shù)據(jù)采集生產(chǎn)者的新一代地理空間信息生產(chǎn)服務(wù)模式。 國際上，目

28、前大有名氣的兩家地理信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商是谷歌和微軟，谷歌2005年創(chuàng)辦Google Earth，提供遙感影像和地圖服務(wù)，至今用戶下載量已超過2億次。微軟于2006年構(gòu)建Virtual Earth，并進一步發(fā)展為能提供城市景觀的三維模型信息 。,2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,中國國家測繪局于2010年10月22日宣布地理信息服務(wù)網(wǎng)“天地圖”正式開通，提供地圖模式、影像模式和三維模式的三種服務(wù)。該網(wǎng)站提供全國覆蓋的交通、水系、境界、居民地、地名、地形等基礎(chǔ)信息，已擁有全國300多個城市0.6米分辨率的遙感影像，是目前為止關(guān)于中國境內(nèi)地理信息的最豐富的網(wǎng)站，為各類地理信息增值服務(wù)提供基礎(chǔ)。,2.

29、對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展,2.4.4基于位置的服務(wù)（LBS）和物聯(lián)網(wǎng) 基于位置的服務(wù)（Location Based Service,縮寫LBS），是把無線移動通信、GNSS和網(wǎng)絡(luò)電子地圖三項技術(shù)結(jié)合起來實現(xiàn)的定位、導航及相關(guān)地理信息服務(wù)。無線通信定位雖然簡便，但是定位精度低；GNSS雖然定位精度高，但是在城市中容易受高建筑遮擋與反射的干擾，容易間斷。把這兩項技術(shù)聯(lián)合起來，就實現(xiàn)了精確可靠的定位。然后，把定位坐標顯示在電子地圖上，再與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，便可得到導航和相關(guān)地理信息服務(wù)。目前，LBS的最大用戶群是汽車導航與手機個人定位導行。中國市場位居世界第一。把LBS的概念從為人定位轉(zhuǎn)移到為物定位

30、，就進入物聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)域。運動物體的聯(lián)網(wǎng)比靜止物體的聯(lián)網(wǎng)意義更大。在時空坐標下的動態(tài)技術(shù)，其市場前景也更廣闊 。,3.關(guān)于未來發(fā)展的策略建議,3.1對地觀測市場的總體策劃與引導 目前，航天航空對地觀測的技術(shù)手段很多很雜、也很亂。技術(shù)供給與社會需求并沒有很好地對應(yīng)。沒用的數(shù)據(jù)很多，有用的數(shù)據(jù)太少；不需要的時候數(shù)據(jù)很多，需要的時候數(shù)據(jù)太少。其實，各種技術(shù)各有其長，也各有其短，社會需求也各式各樣，很有差別。很需要在國家層次上有一個部門能全面調(diào)研掌握總體需求量及層次分布，并引導各種技術(shù)力量進入各顯其能、各應(yīng)所需的運行軌道。 從遙感對地觀測的技術(shù)手段和社會需求上分析，供需關(guān)系可大體分成下列三個層次進行引導。

31、,3.關(guān)于未來發(fā)展的策略建議,（1）衛(wèi)星遙感，應(yīng)該重點放在全球觀測和全國土覆蓋的觀測任務(wù)上，例如，氣象預報、資源調(diào)查、環(huán)境生態(tài)監(jiān)測、土地利用調(diào)查與變化監(jiān)測等。尤其在當前經(jīng)濟全球化發(fā)展、國際上關(guān)于全球氣候變暖的爭議、國際和平穩(wěn)定與安全問題嚴重化、我國衛(wèi)星遙感的重點更應(yīng)放在全球范圍。應(yīng)該按照當前任務(wù)量統(tǒng)籌規(guī)劃需要發(fā)射的遙感衛(wèi)星總量及分辨率與傳感器性能的設(shè)計參量。,3.關(guān)于未來發(fā)展的策略建議,（2）有人駕駛飛機的大航空遙感，任務(wù)重點是省區(qū)級全覆蓋觀測，分辨率在0.51.0米為宜，對應(yīng)各省市的基礎(chǔ)測繪，城鄉(xiāng)規(guī)劃、工程建設(shè)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理。除當前比較普及的光學成像外，還應(yīng)積極發(fā)展微波雷達、激光雷達和高光譜的航空遙感技術(shù) 。,3.關(guān)于未來發(fā)展的策略建議,（3）輕小型低空遙感，尤其是無人機（無人飛行器）低空遙感，任務(wù)重點是市縣級和重點工程現(xiàn)場的精細遙感，分辨率在0.050.50米。相應(yīng)于1:500至1：5000測