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3S技术助力疫情防控

1、3S技术是什么?

早期3S是指遥感(Remote Sensing)、全球定位系统GPS(Global Position System) 和地理信息系统(Geographic Information System) 的简称,广义的说法则是遥感(Remote Sensing)、地理信息系统(Geographic Information System) 和全球导航卫星系统( Global NavigationSatelliteSystem),其中GNSS泛指所有卫星定位系统,包括GPS。“3S”是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通信技术相结合,多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术的总称。

随着3S技术的不断发展,将遥感、全球卫星定位系统和地理信息系统紧密结合起来的“3S'’一体化技术已显示出更为广阔的应用前景。以RS、GIS、GPS为基础,将RS、GIS、GPS三种独立技术中的有关部分有机集成起来,构成一个强大的技术体系,可实现对各种空间信息和环境信息的快速、机动、准确、可靠的收集、处理与更新。

2、3S技术有哪些应用场景?

3S技术在我国发展很快,而且由于地理信息的普适性,使得其应用早已突破了地学研究的领域,目前, 3S已广泛应用于城市规划、城市管网规划、交通、电讯管网及配线、电力配网、测绘、环境保护与监测、国土详查、土地利用、地籍管理、 公安、国防、作战指挥、教育、地质勘察、矿产资源、旅游业及卫生事业等。

➤GPS与GIS的集成与应用。利用GIS中的电子地图和GPS接收机的实时差分定位技术,可以组成GPS+GIS的各种自动电子导航系统,用于交通指挥调度、公安侦破、车船自动驾驶、农田作业管理、渔船捕鱼等多方面。也可以利用GPS的方法对GIS进行实时更新。

➤RS与GIS的集成与应用。RS是GIS重要的数据源和数据更新的手段,而反过来,GIS则是遥感中数据处理的辅助信息。两者集成可用于全球变化监测、农业收成面积监测和产量预估、空间数据自动更新等方面。

➤GPS与RS的集成与应用。在遥感平台上安装GPS可以记录传感器在获取信息瞬间的空间位置数据,直接用于空三平差加密,可以大大减少野外控制测量的工作量。可在自动定时数据采集、环境监测、灾害预测等方面发挥着重要作用。

➤3S技术集成与应用。3S的整体集成应用更为广泛,例如在由GPS+GIS组成自动导航系统中加入CCD摄像机组成移动式测绘系统可用于高速公路、铁路和各种线路的自动监测和管理,也可建立战时现场自动指挥系统。美国的巡航导弹和爱国者导弹上安装了3S集成系统,可以实现自动导航、自动跟踪、自动识别目标,以进行准确的拦截和打击。

3、3S技术在公共健康与疾病防控方面的应用案例
01国家SARS疫情控制与预警地理信息系统在2003年非典时期,中科院地理所、国家疾控中心等单位联合研制了“国家SARS疫情控制与预警地理信息系统”,将空间定位、空间信息管理、空间信息分析技术和通信技术进行有机整合,形成了一体化的SARS疫情实时传输、处理、分析信息系统,在SARS疫情的信息采集、管理、分析及其防治与监控措施的发布等方面发挥了重要的作用。

02基于遥感技术的流行病学研究工具

1971年, 美国学者Cline首次提出将航空遥感影像作为流行病学研究工具的设想。随后,  众多学者利用诺阿(NOAA)、梅托沙(ME-TEOSAT)等气象卫星影像数据对气温、湿度、饱和差、降雨量、植被覆盖等与疫情发生与流行有关的气候环境因素进行研究和分析, 以及利用斯鲍特(SPOT)、地球资源探测(LANDSAT)、蒂姆(TM)等系列卫星对地形、地貌、植被结构、植被丰度、地表湿度等可以用于疫情识别、预警的地理因素进行研究和分析。

03基于GIS的公共卫生综合管理

近年来(特别是2003年非典疫情之后),GIS技术较广泛地应用于医疗和公共卫生领域。通过GIS技术建立疾病防治预警系统、监控系统、疫情信息报告系统和社区防控系统,采用决策辅助系统对突发信息进行有效的采集、处理,并提供应急预案,及时掌握重点传染病的流行规律,有助于提高医疗系统应急处理及反应能力。

4、3S技术在当前新冠肺炎疫情防控中所发挥的作用

1、对人群流动进行高精度定点定位,揭示疫情时空格局与空间传播规律。通过GNSS定位技术精准获取逐日人群迁移数据,再借助GIS技术从不同尺度上展示疫情空间传播的过程和规律,通过对空间数据的分析,分析武汉周边及湖北毗邻省份的人口感染上升趋势,并进一步分析空间扩散的风险和主要路径,对于政府部门和公众正确研判疫情发展态势具有直观、实时的优势。同时还能为公众提供直观的可视化数据。

▲1月22日武汉迁出主要目的地示意图 | 百度迁徙

2、实现“非接触式”操作,避免交叉感染。利用遥感热成像测温系统大大降低社区及人员密集场所出现的“接触式”、“遗检漏检”、“高误差”的防疫风险。

▲遥感防疫车(图片源于网络)

3、卫星遥感技术(RS)在疫情监测及紧急施工上的应用。通过实时遥感图像进行社会活动分析、旅游活动分析等,为政府提供真实有效的信息,便于对群众的定点疏散和管控,抑制疫情的蔓延。除此之外,通过遥感图像还可为疫情期间的紧急建设场地提供生态环境监测,保障施工生态安全。

4、全球导航定位系统(GNSS)为抗疫一线提供时空体系精准服务。在疫情期间紧急施工建设中,基于卫星导航系统的高精度定位设备确保工地迅速完成,为施工争取了宝贵时间。

在定位导航支持下的载重无人机以及物流车等运输工具对医疗物资的进行精准投放。车载定位终端向入网车辆推送疫情信息,推荐道路行驶及运输服务信息。另外,定位导航系统还可应用于物流行业,缓解疫情期间迅速增长的物流配送压力。

载重无人机对医疗物资的进行精准投放 | 中国航天科技集团

5、基于GIS的疫情应急管理信息系统建设。比如,构建不同部门和不同区域的联防联控信息系统,疫情实时空间信息上报及共享系统、应急物流管理信息系统、医疗物资定点救助(物资捐助)信息系统等,为地方政府实现更高效的应急公共管理提供决策服务。其中,GIS是必不可少的技术手段。

5、“3S”技术在此次疫情中应用实例
卫星遥感监测武汉火神山医院、雷神山医院
武汉作为这场抗击疫情战役的最前线,有两座为对抗此次疫情所兴建的医院格外引人关注:火神山医院和雷神山医院。2020年1月25日农历正月初一,在武汉大学李德仁院士的指导下,成立了包含多个单位遥感骨干力量的联合工作组,决定用航天遥感手段见证火神山医院、雷神山医院建设进程,提供医院建设对周围环境影响的初步评估。

工作组调度高分辨率光学卫星(吉林一号高分03星、高分二号卫星、法国pleiades高分辨率光学卫星等)进行多时相对比,调度高光谱卫星(珠海一号高光谱卫星)进行水环境监测,调度干涉合成孔径雷达(哨兵1号A星)进行监测。同时利用高分辨率夜光卫星(吉林一号视频03星)见证了医院的一步步建成。

▲高分二号影像(2019年10月29日)火神山医院建设前情况 | 测绘学报

▲火山神医院周边白天和夜间对比 | 测绘学报

▲珠海一号高光谱影像拍摄的火神山医院建设前与建设中邻近水域水环境高光谱对比分析 | 测绘学报

北斗智慧防疫定位系统助力数字防疫
当前处于新型冠状病毒感染的肺炎疫情防控关键期,北斗企业为保障自身企业安全有序复工,积极利用自主研发的北斗高精度位置服务技术开发出了北斗智慧防疫定位服务系统,通过北斗系统高精度位置服务及轨迹精准定位技术,成功在自身企业和员工中开展有效运行,为复工员工和企业安全运营保驾护航。该系统在北斗导航、互联网、大数据时代下,围绕病情疫区现场“人、车”等因素,利用防疫定位手环、WiFi、北斗定位等应用,实现网格化区域的易感人群防疫监控监管管理。该系统通过对居家隔离人员佩戴手环,可主动更新政府部门发布的疫情分布细节,提醒员工避开高风险防疫场所,提高自主防控意识。同时,系统也能根据公布的确诊患者行踪轨迹,自动呈现比对员工与确诊患者的活动轨迹,给员工提出防范建议。

▲北斗智慧防疫定位服务系统 | 中国北斗卫星导航系统

ESI疫情防控地理信息系统
ESI地理信息系统(GIS)是为地理研究、综合评价、管理、定量分析、决策而建立的计算机应用系统。GIS已被广泛应用于医疗和公共卫生领域,为疾病监测、环境健康和危险因素分析、公共卫生资源计划和配置以及社区医疗保健控制等方面服务。2019-nCoV疫情传播有一定空间规律如区内传播、区际传播、距离衰减等特征,同时具有一定的时间过程,且与空间分布规律相耦合,因此,完全可以充分利用地理信息系统在时空格局、区域差异、空间治理的特长,从时空过程、信息综合管理、预测预警等方面为疫情防控提供服务。

ESI地理信息系统在此次疫情中发挥了不少作用:
疫情上报机制:

发现疫情后,可将疫情通过系统第一时间上报至相关部门,减少中间过程,提升防控效率,最大程度降低范围传播风险。

在线规划,实时调配:

疫情管理部门接到上报的疫情后,可通过系统查询患者时空动态,划定管控范围、管控时限及管控力度,提出调配人员物资方案及后期处置至区域内疫情结束。

疫情发展态势分析:

根据感染人的居住小区,行驶路线对传播和感染进行态势分析。

来源:中山大学测绘科学与技术学院

 

85个,你必须知道的常用遥感名词汇总

遥感即遥远感知,是在不直接接触的情况下,对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术,一般指的是电磁波遥感。

本文一共分三大部分:

① 遥感影像相关名词

② 遥感平台相关名词

③ 电磁波&波谱相关名词

1

影像遥感相关

1、全景摄影机影像
全景摄影机影像是由一条曝光隙沿旁向扫描而成,对沿旁向倾斜一个扫描角后,以中心线成像的情况。
2、扫描式传感器影像
扫描式传感器获得的图像属于多中心投影,每个像元都有自己的投影中心,随扫描镜的旋转和平台的前进来实现整幅图像的成像。
3、全景畸变
由于地面分辨率随扫描角发生变化而使红外扫描影像发生畸变,这种畸变通常称为全景畸变。
4、采样
空间坐标数字化称为采样。
5、量化
图像灰度的数字化称为量化。
6、影像图各格式
BSQ格式:按照波段记载数据文件,在这种格式的CCT磁带中,每一个文件记载的是某一个波段的图像数据。
BIL格式:一种按照波段顺序交叉排列的遥感数据格式,BIL 格式与BSQ格式相似。
TIFF格式:标签化文件格式(TIFF)是Aldus公司与微软公司合作开发的一个多用途可扩展的用于存储栅格图像的文件格式。TIFF不仅能很多好地处理黑白灰度,彩色图像。而且还支持对图像像素值的许多数据压缩方案。
BMP格式:基于Windows操作系统的图片格式。Windows作为图片的标准格式,并且内含了一套支持BMP图像处理的APT函数。
7、图像文件管理
图像文件管理包括各种格式的遥感图像或其他格式的输入,输出,存储以及图像文件管理等功能。
8、遥感图像的构像方程
指地物点在图像行的图形坐标(x,y)和其它地面对应点的大地坐标(X,Y,Z)之间的数学管理。
9、传感器坐标系
S-UVW——S为传感器投影中心,作为传感器坐标系的坐标原点,U轴的方向为遥感平台的飞行方向,V轴垂直于U,W轴则垂直于U、V平面,该坐标系描述了像点在空间的位置。
10、地面坐标系
O-XYZ——主要采用地心坐标系统。当传感器对地成像时,Z轴与原点方向一致,XY平面垂直于Z轴。
11、图像(像点)坐标系
O-XYF——(x,y)为像点在图像上的平面坐标,f为传感器成像时的等效焦距,其方向于S-UVW方向一致。
12、遥感图像几何变形
指原始图像上各地物的集合位置、形状、尺寸、方位等特征在参照系统的表达要求不一致时产生的变形。
13、扫描式传感器影像
全景摄影机影像是由一条曝光隙沿旁向扫描而成,对沿旁向倾斜一个扫描角后,以中心线成像的情况。
14、几种误差
静态误差:再成像过程中,传感器相对于地球表面呈静止状态是所具有的各种变形误差。
动态误差:动态误差是在成像过程中传感器相对于地球表面呈静止状态时所具有的各种变形误差。
内部误差:主要是由于传感器自身的性能和技术指标偏移标称数值所造成的误差。
外部误差:外部误差是传感器本身所处在正常工作的条件下由传感器以外的各种因素所造成的误差。
投影误差:投影误差是由地面起伏的像点位移,当地形有起伏时对于高于或低于某一基准面上垂直投影点在像片上的构象点之间的位移。
15、全景面
全景投影的影像面不是一个平面而是一个柱面,相对于全景投影的投影面,称之为全景面。
16、遥感图像的精纠正
指消除图像中的集合变形,产生一幅符合某种地图投影或图像图形坐标与地面坐标严格数学变换的基础上,是对成像空间集合形态的集合描述。
17、共线方程纠正
共线方程纠正是建立在图像坐标与地面坐标严格数学变换关系基础上的,是对成像空间集合形态的直接描述。
18、雷达图像集合纠正
在粗校正图像的基础上,消除由地形引起的集合位置的误差,生成地理编码的正摄图像。
19、地图投影
所谓地图投影就是把地球参考椭球提取面按一定的规律投影转化为地图平面。
20、图像间的匹配
以选择某个地图坐标系,将多源图像变换到这个地图坐标系以后来实现坐标系的统一。
21、绝对配准
以选择某个地图坐标系,将多源图像变换到这个地图坐标系以后来实现坐标系的统一。
22、图像的镶嵌
当感兴趣的研究区域在不同的图像文件时,需要将不同的图像文件合在一起形成一幅完成包含感兴趣的图像,这就是图像的镶嵌。
23、偏置量
偏置量是从向上定标源直接测量得到的。通常是指每个扫描行扫描结束时所测量得到的探测元件暗电力。
24、大气校正
大气的影响是指大气对阳光和来自目标辐射产生吸收和散射。消除大气的影响是非常重要的。消除大气影响的校正过程成为大气校正。
25、图像增强
为特定目的,突出遥感图像中某些信息削弱或去除某些不需要的信息,使图像更易判读。
26、回归分析法
在不受大气影响的波段图形和待校正的某一波段图像中,选择从最暗到最亮的一系列目标,对每一个目标的两个波段亮度值进行回归分析。
27、灰度直方图
反映了一幅图像中灰度级与其出现概率之间的关系。
28、线性变换
简单线性变换是按比例拉伸原始图像灰度等级范围---充分利用显示设备的显示范围,使输出直方图的两端达到饱和。
29、直方图均衡
直方图均衡是将随机变换的图像直方图改成均匀分布的直方图。
30、直方图正态化
将随机分布的原图像直方图修改呈高斯分布的直方图。
31、直方图匹配
通过非线性变换,使得一个图像的直方图与另一个图像的直方图类似。
32、密度分割
密度分割与直方图类似,是将原始图像的灰度值分成等间隔的离散灰度值。
33、灰度反转
灰度反转是指图像灰度范围进行线性或非线性取反,产生一幅与输入图像灰度相反的图像。
34、图像平滑
图像平滑的目的在于消除各种干扰噪声,是图像中高频成分消退,平滑掉图像的细节,是其反差降低,保存低频部分。
35、领域平均法
领域平均法属于空间域处理方法,其思想是利用图像点(x,y)即其领域若干像素的灰度平均值来代替点(x,y)的灰度值,结果是对亮点产生了“平滑”的效果。
36、低通滤波法
用滤波方法将频率域中一定范围的高频成分滤掉,而保留其低频成分,以达到平滑图像的目的。
37、图像锐化
锐化是指增强图像中高频成分,突出图像边缘信息,提高图像细节反差,也称边缘增强,其结果与平滑相反。
38、高通滤波
锐化在频率域中的处理称高通滤波它与低通滤波相反,保留频率域中的高频成分,而让那个低频成分滤掉,加强了图像中边缘和灰度变化的突出部分,以达到图像锐化的目的。
39、判读
对遥感图像上的各种特征进行综合分析,比较推理和判断,最后提取处感兴趣的信息。
40、判读标志
各种地物的各种特征都以各自的形式表现在图像上。各种地图在图像上的各种特有的表现形式成为判读标志。
41、辐射分辨率
传感器能区分两种辐射强度最小差别的能力。
42、时间分辨率
对同以地区重复获取图像所需的时间间隔。
43.、最佳探测波段
这些波段中探测各种目标之间与目标背景之间,最好的反差,或波谱响应特性的差别。
44、模式
所谓模式是指具有空间或集合特征的东西。
45、几种变换
特征变换:是将原始图像通过一定的数学变换生成一组新的特征图像。这一组新的图像信息集中在少数几个特征图像上。
主分量变换:也称为K-L变换,是一种线性变换,是就均方误差最小来说的最佳正交变换;是在统计特征基础上的现行变换。
哈达玛变换:利用哈达玛矩阵作为变换矩阵新实施的遥感多光谱变换。
穗帽变换:又称为K-T变换,由Kauth和Tomas研究后提出的,是一种线性特征变换。
46、特征选择
我们总是希望用最少影像数据进行最好的分类,这样就需要在这些特征影像中,选择一组最佳的特征影线进行分类。这就称为特征选择。
47、监督分类
监督分类是基于我们对遥感图像上样板区内地物的类别为已知,于是可以利用这些样本类别的特征作为依据来识别非样本数据的类别。
48、非监督分类
非监督分类是指人们事先对分类过程不施任何先验知识,仅凭遥感影像地物的光谱特征的分类规律,即自然聚类特征进行“盲目”分类。
49、贝叶斯判别规则
我们可以把某特征矢量X落入某类集群wi 的条件概率P当成分类别判别函数,把X落入某集群条件概率最大的类为X 的类别,这种判别规则就是贝叶斯判别规则。
50、训练样区
训练样区指的是图像上那些一致其类别树形可以用来统计其类别参数的区域。
51、传感器的外方位元素
传感器的外方位元素是指传感器成像时的位置(Xs,Ys,Zs)和姿态角(φ,ω,k)。

2

遥感平台相关

1、遥感平台
遥感中搭载传感器的工具通称为遥感平台。按照距离地面的高度大体上可以范围三类:地面平台、航空平台、航天平台。
2、地面平台
用于安置遥感器的三脚架、遥感塔、遥感车等高度在100米以下的平台。
3、航空平台
用于安置遥感器的三脚架、遥感塔、遥感车等高度在100m以上,100km以下,用于资源调查、空中侦察,摄影测量平台。
4、航天平台
用于安置遥感器的三脚架、遥感塔、遥感车等高度在240km以上的航天飞机和卫星等。其中高度最高的GMS所代表的静止卫星。
5、轨道参数
卫星在空间的具体形状位置。可由六个轨道参数来确定。
6、地心直角坐标系
地心直角坐标系是以地心为原点,X轴由地心指向春分点,Y轴在赤道面内就拥有与X轴垂直。Z轴垂直于赤道面。
7、卫星运行周期
卫星运行周期是指卫星绕地一周所需要的时间。即从升交点开始运行到下次过升交点时的时间间隔。
8、卫星重复周期
卫星重复周期是指卫星从某地上空开始运行,经过若干运行时间后,回到该地上空所需要的天数。
9、陆地卫星
用于陆地资源和环境探测的卫星成为陆地卫星。
10、小卫星
目前设计小于500kg的小型近地轨道卫星。
11、合成孔径雷达(SAR)
SAR是一种高分辨率二维成像雷达,特别是与大面积地表成像。
12、成像光谱仪
目前国际上正迅速发展的一种新型传感器,它是以多路、联系并且具有高光谱分辨率方式获取图像的仪器。
13、推扫式传感器
推扫式传感器是行扫描动态传感器。
14、侧视雷达
侧视雷达是主动式传感器,其侧面的图像坐标取决于雷达波往返于天线和相应地物点之间的传播时间,即天线至地物点的空间距离R,所以侧视雷达具有斜距投影的性质。其工作方式为平面扫描和圆锥扫描。

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电磁波相关

1、电磁波
根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场能够在它的周围引起变化的磁场,这个变化的磁场又在较远的区域内引起新的变化电场,并在更远的区域内引起新的变化磁场.这种变化的电场和磁场交替产生,以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波。
2、绝对黑体
如果物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收,则这个物体是绝对黑体。
3、基尔霍夫定律
任何物体的单色辐出度和单色吸收之比,等于同一温度绝对黑体的单色辐出度。
4、太阳常数
太阳常数指不受大气影响,在距离太阳的一个天文单位内垂直于太阳辐射方向上,单位面积黑体所接受的太阳辐射能量。
5、太阳光谱辐照度
投射到单位面积上的太阳辐射通量密度,该值随波长不同而异。
6、大气屏障
遥感所能使用的电磁波是有限的,有些大气中电磁波通过率很小,甚至完全无法透过电磁波,称为大气屏障。
7、大气窗口
有些波段的电磁辐射通过大气后衰减较小,透过率较高,对遥感十分有利,这些波段通常成为大气窗口。
8、热惯量
热惯量是物体阻碍其自身热量变化的物理量,它在研究地物尤其是土壤时特别重要。
9、干涉
有两个(或以上)频率、震动方向相同,相位相同或相差恒定的电磁波在空间叠加时合成的波振幅为各个波的振幅矢量和。因此会出现交叉区域某些地方震动加强,某些地方震动减弱或完全抵消的现象成为干涉。
10、衍射
光通过有限大小的障碍物时偏离直线路径的现象成为光的衍射。
11、电磁波谱
不同电磁波由不同波源产生,如果按照电磁波在真空中传播的波长或频率按递增或递减的顺序就能得到电磁波谱图。
12、散射
电磁波在传播过程中,遇到小微粒而使传播方向发生改变,并向各个方向散开,称为散射。
米氏(Mie)散射:如果介质中不均匀颗粒与入射波长同数量级,发生米氏散射。
瑞利散射:介质中不均匀颗粒直径a远小于电磁波波长,发生瑞利散射。
无选择性散射(均匀散射):当微粒的直径比辐射波长大得多时所发生的散射。符合无选择性散射条件的波段中,任何波段的散射强度相同。
13、反射
镜面反射:镜面反射是指物体反射满足反射定律。
漫反射:如果入射电磁波长不变,表面粗糙度h逐渐增加,直到h与λ同数量级这是整个表面均匀反射入射电磁波,入射到此表面的电磁辐射按照朗伯余弦定律反射。
方向反射:实际地物由于地形起伏,在某个方向上反射最强烈,这种现象称为方向反射。它是镜面反射与漫反射的结合。
14、反射率
物体的反射辐射量与入射辐射量之比ρ=Eρ/E。这个反射率是在理想的漫反射下整个电磁波长的反射率。
15、光谱反射率
实际上由于物体的固有的物理特性,对不同波长的电磁波有选择的反射,因此定义光谱反射率为ρλ=Eρλ/Eλ
16、反射波谱
反射波谱是某物体的反射率(或反射辐射能)随波长变化的规律。
17、反射波谱特性曲线
反射波谱是某物的反射率(或反射辐射能)随波长变化的规律,以波长为横坐标,反射率为纵坐标,所得的曲线即成为该物体的反射波谱特性曲线。
18、地物波谱特性
地物波谱也成为地物光谱。地物波谱特性是指各种地物各自所具有的电磁波特性(发射辐射或反射辐射)。
19、时间效应
地物光谱特性一般随季节时间变化,称为时间效应。
20、空间效应
处于不同地理区域的同种地物具有不同的光谱效应,称为空间效应。

 

文章转载于:中国测绘网

聚焦数字时代“新蓝海

地理信息作为数字时代重要的的基础性资源,有效带动了智慧城市、移动通信、现代物流、共享经济等关联产业的发展。自然资源部地理信息管理司相关负责人介绍,2013年以来,地理信息及相关领域产业基金总规模累计超过1200亿元,国内有近40家上市企业和220家新三板挂牌企业,产业规模正不断扩大。

今年全国两会,“做好地震、气象、水文、地质、测绘等工作”写入政府工作报告,而围绕着智慧城市、自动驾驶、智能交通、卫星遥感等与地理信息行业息息相关的话题,也成为代表委员们口中的热词。

卫星遥感技术惠及多个领域

要进入地理信息产业的大门,卫星遥感技术是一把关键钥匙。

从自然资源管理的角度来看,应如何推进卫星遥感工作?“要建设全球、全天候、全天时、全要素、全尺度的自然资源卫星观测体系,为自然资源管理提供全方位、高精度、高时间分辨率、高空间分辨率的影像和技术保障。”全国政协委员、自然资源部国土卫星遥感应用中心主任王权这样回答。

从更广阔的视角来看,卫星遥感技术在“一带一路”建设、国家可持续发展、乡村振兴等方面,都大有作为。

“卫星遥感对地观测是造福人类和社会的高技术产业。”全国政协委员、国家大气环境监测卫星工程应用系统副总设计师张兴赢表示,尤其是“一带一路”倡议提出以来,卫星遥感大数据服务具有高技术、低成本、接地气的特点,易实现设施联通和民心相通,不仅为相关国家带来了实在的合作红利,也在防灾减灾、生态环境监测保护等方面为世界贡献了智慧与力量。

他提出,要更大程度开放资料共享,提高卫星遥感资料应用,让更多的用户参与我国卫星资料遥感应用,同时带动卫星市场的经济效益,促进我国遥感新兴绿色经济产业链发展。

“遥感是最能在宏观尺度上看到一个国家环境变化的技术。”40多年来,全国政协委员、中国科学院院士郭华东利用卫星遥感技术,观测着祖国的沙漠、森林、植被与矿产,也见证了许多城市的崛起。他提出,要利用遥感、数字地球、地球大数据等创新技术促进我国可持续目标发展的实现。

在全国政协委员、中国气象局公共气象服务中心气象服务首席朱定真的眼中,若想知道哪里适种植小麦,哪里的气候适宜产出高品质苹果,哪里畜牧业养殖的效益更可观,现代遥感技术、地理信息技术、大数据及人工智能必不可少。他提出,要从生态文明和现代农业发展的特点入手,借助新技术、新方法,摸清天气气候“家底”,助力乡村振兴。

期待智慧城市建设回归理性

“新型城镇化要处处体现以人为核心,提高柔性化治理、精细化服务水平。”今年两会政府工作报告如是表述。作为推动信息化与城镇化同步发展,提升政府服务精细化水平的重要载体,智慧城市的建设一直备受关注。有数据显示,截止到2018年,全国已有95%以上的省级城市和超过76%的地级城市都在开展智慧城市建设。

今年两会,全国人大代表、百度公司创始人李彦宏关注智慧城市中的“智能交通”,提出国家应建立数据共享和使用机制,构建车路协同的智能交通,推进交通基础设施智能化改造;全国人大代表、苏宁控股集团董事长张近东建议,应将智慧物流纳入新型智慧城市建设的“顶层设计”之中。同时,让智慧城市建设回归理性轨道,也成为代表委员们关注的焦点。

“当前在智慧城市建设过程中,仍面临顶层设计、数据共享、标准引领不够的问题,环境问题、技术瓶颈、技术应用落地尚需要进一步研究和设计。”全国政协委员、中国工程院院士陈晓红在提案中对智慧城市建设过程中遇到的问题表示担忧。同样,全国政协委员、湖南省人大常委会副主任杨维刚直言,智慧城市建设存在一哄而起的过热现象,部分城市未经科学的顶层设计及统筹规划就竞相上马,使得本有市场前景的智慧项目名存实亡,陷入“人走政息”的怪圈。

如何解决这样的问题?杨维刚认为,要以智慧化的资源整合联通“信息孤岛”,通过县级平台与市级平台实现互联互通、服务聚合,中心城区共享市级平台,切实解决城市运行中的资源分散、系统分建和管理分治的格局。同时,要以数据为核心,积极推进智慧城市基础建设,在技术上实现行业标准的统一与规范。

目前,自然资源部已发布2019版《智慧城市时空大数据平台建设技术大纲》,将通过统一时空基准、丰富时空大数据、构建云平台、搭建云支撑环境以及开展智慧应用等,为50个试点城市搭建“智慧大脑”,促进地理信息数据的统一、开放与共享,并将在自然资源管理、警用平台、防灾减灾、公共安全、市场监管等重点领域发挥效用。

自动驾驶地图监管引发关注

当前,互联网、大数据、人工智能和实体经济不断融合,自动驾驶成为人工智能与实体经济深度融合发展的先行领域。要实现自动驾驶离不开高精地图和移动测量的支撑。但是,自动驾驶地图服务仍处于测试研发阶段,存在一些需要解决的问提,如公开地图的表示、地图保密管理、测绘资质管理、自动驾驶地图审查,以及数据安全、技术标准等。

今年两会期间,全国政协委员王春峰带来了一份关于自动驾驶地图监管政策的提案。王春峰认为,推动自动驾驶地图行业的发展并对其进行规范管理,是推动我国自动驾驶汽车发展的关键,具有重要的战略意义以及科技、经济和社会效益。他建议,有关部门要与企业界、学术界一起研究,从技术手段、政策法规等多方面支持、推动并规范其健康发展,加快推动自动驾驶地图配套政策、标准的出台和调整:一是要尽快完善现有自动驾驶地图管理政策。根据技术发展、测试、商业化应用的进程,形成自动驾驶地图标准规范,推动有关自动驾驶地图管理政策的制定、修订和完善工作。二是政府部门加强对行业的引导。出台国家层面的自动驾驶地图产业发展规划,明确适应各级别自动驾驶地图发展路线。组织更多的企业开展技术创新和测试,通过技术途径解决公开地图内容表示及数据安全等相关问题,积极抢占在全球自动驾驶地图领域制定规则的话语权,以形成科技和产业优势。

“地理信息就如新的水、电资源,将成为未来经济进一步转型的重要力量。”联合国全球地理信息管理专家委员会前主席瓦妮莎·劳伦斯曾这样形容道。今年两会,“智能+”首次写入政府工作报告,作为数字时代的基础性、战略性资源,地理信息技术如何与大数据、物联网、人工智能、工业互联网等碰撞出新的火花,令人期待。

测绘人必备的摄影测量与遥感术语

摄影测量分类
1、摄影测量
利用摄影影像信息测定目标物的形状、大小、空间位置、性质和相互关系的科学技术。2、航空摄影测量

利用航空飞行器上拍摄的航空像片进行的摄影测量。

3、地面摄影测量

利用地面摄影的像片对所摄目标物进行的摄影测量。

4、非地形摄影测量

不以测制地图为目的的摄影测量。

5、全息摄影测量

利用一定方向的激光光束投射到全息图上获取原物体的三维结构图像的摄影测量。

6、扫描电子显微摄影测量

利用扫描电子显微镜摄取的立体显微像片,对微观世界进行的摄影测量。

7、双介质摄影测量

被摄物体与摄影机处于不同介质的摄影测量。

8、近景摄影测量

利用对物距不大于300m的目标物摄取的立体像对进行的摄影测量。

9、超近摄影测量

对物距在0.1一0.01m的目标物进行的摄影测量。同义词:微距摄影测量 。

10、弹道摄影测量

利用弹道摄影机,以星空为背景,摄取弹丸在空中的飞行状态,用来研究弹丸飞行轨迹的摄影测量。

11 、 工程摄影测量

用于现代建筑、水利、铁路、公路、桥梁、隧道等工程建设的摄影测量。

12 、 工业摄影测量

用于采矿、冶金、机械、车辆和船舶制造等方面的静态或动态工业目标的摄影测量。

13 、 建筑摄影测量

用于对古建筑物的建筑特点和状况的研究、文物的修复、雕塑像的复制等古建筑领域中的摄影测量。

14 、 考古摄影测量

用于出土文物及其挖掘现场的摄影测量。

15 、 生物医学摄影测量

用于生物医学研究和临床诊断等方面的摄影测量。

16 、 X射线摄影测量

利用X光摄取的立体像对或更多像片,确定被摄物体肉眼不能直接见到部分的摄影测量。

17 、 水下摄影测量

用于测绘水下地形或研究水中物体的摄影测量。

18 、 实时摄影测量

将数据获取、处理和成果输出集为一体,实时快速完成的摄影测量。

19 、 莫尔条纹测量

利用莫尔效应直接在被测物体表面形成等值条纹的摄影测量。

20 、 侧视雷达测量

利用侧视雷达获取地面目标影像信息的摄影测量。

21 、 解析摄影测量

利用摄影测量与遥感手段获取的像片或图像,根据像点与相应地面点间的数学关系,借助计算机用数学解算方法进行的摄影测量。

22 、 数字摄影测量

利用摄影测量与遥感手段获取数字影像或数字图形并进行计算机处理的摄影测量。

23 、 全数字化摄影测量

基于数字像元,用栅格扫描图像进行的数字摄影测量。

遥感分类
24 、 遥感
不接触物体本身,用遥感器收集目标物的电磁波信息,经处理、分析后,识别目标物、揭示目标物几何形状大小、相互关系及其变化规律的科学技术。同义词:遥感技术。25 、 航空遥感

以空中的飞机、直升机、飞艇、气球等航空飞行器为平台的遥感。

26 、 航天遥感

在地球大气层以外的宇宙空间,以人造卫星、宇宙飞船、航天飞机、火箭等航天飞行器为平台的遥感。

27 、 地面遥感

遥感器位于地面的遥感。

28 、 多谱段遥感

将物体反射或辐射的电磁波信息分成若干波谱段进行接收和记录的遥感。

29 、 可见光遥感

遥感器工作波段限于可见光波段范围之内的遥感。

30 、 红外遥感

遥感器工作波段限于红外波段范围之内的遥感。

31 、 微波遥感

遥感器工作波段限于微波波段范围之内的遥感。

32 、 主动式遥感

由遥感器向目标物发射一定频率的电磁辐射波,然后接收从目标物返回的辐射信息进行的遥感。同义词:有源遥感

33 、 被动式遥感

直接接收来自目标物的辐射信息,依赖于外部能源进行的遥感。同义词:无源遥感

34 、 遥感制图

通过对遥感图像目视判读或利用图像处理系统对各种遥感信息进行增强与几何纠正并加以识别、分类和制图的过程。

数据获取
35 、 摄影
利用遥感器获取物体影像和其他信息的一门技术。36 、 航天摄影

利用人造卫星、宇宙飞船、航天飞机和轨道空间站等航天飞行器,从地球大气层以外的宇宙空间对星球(主要是地球)及其环境的摄影。

37 、 卫星摄影

利用人造卫星从宇宙空间对星球(主要是地球)及其环境的摄影。

38 、 航空摄影

利用飞机、直升飞机、飞艇、气球等航空飞行器,从空中对地球表面的摄影。

39 、 缝隙摄影

利用缝隙快门及软片的连续移动进行曝光的航空摄影。

40 、 竖直摄影

摄影机主光轴处于铅垂线方向的航空摄影。

41 、 倾斜摄影

摄影机主光轴偏离铅垂线或水平方向并按一定倾斜角进行的摄影。

42 、 高空摄影

摄影高度高于6000m的航空摄影。

43 、 低空摄影

摄影高度低于1000m的航空摄影。

44 、显微摄影

将显微镜和摄影机相结合,用于摄取微小物体的摄影。

45 、 多谱段摄影

利用响应不同波谱段的摄影机,同步记录同一景物不同波谱带影像的摄影。同义词:多波段摄影

46 、 数字摄影

利用数字摄影机获取影像灰度阵列的摄影。

47 、 框幅摄影

曝光瞬间对整个幅面同时成像的摄影。

48 、 黑白摄影

以黑、灰、白的不同色调,表现被摄景物影像的摄影。

49 、 彩色摄影

以丰富的色彩再现被摄景物彩色影像的摄影

50 、 红外摄影

利用红外感光胶片进行的摄影。

51 、 彩红外摄影

利用彩红外感光胶片进行的摄影。

52 、 正直摄影

在摄影基线两端,两摄影机主光轴保持水平,并都与摄影基线方向垂直的摄影。

53 、等偏摄影

在摄影基线两端,两摄影机主光轴保持水平,并都相对于摄影基线偏转相同角度的摄影。

54 、 交向摄影

在摄影基线两端,两摄影机主光轴在物方相交成某一角度的摄影。

55 、 等倾摄影

在摄影基线两端,两摄影机主光轴保持平行,相对于水平面倾斜相同角度的摄影。

56 、 地物阴影倍数

地物的太阳阴影长度与地物高度之比。

57 、 太阳高度角

观测点至太阳方向与水平面的夹角。

58 、 航摄领航

利用领航图、地标或其他导航仪器(如GPS系统)保证飞机在设计的航线上,按要求进行航空摄影的工作过程。

59 、 摄站

摄影瞬间物镜前节点所在的空间位置。同义词:摄影中心 。

60 、 摄影分区

对摄影区域按航摄要求划分的单元。同义词:航摄分区

61 、 像片比例尺

像片上某线段长度与地面相应水平长度之比。

62 、 摄影航高

遥感平台相对摄影分区基准面的垂直距离。

63 、 绝对航高

遥感平台相对平均海水面的垂直距离。

64 、 相对航高

遥感平台相对于地面上某一基准面的垂直距离。

65 、 摄影基线

摄取立体像对时,相邻摄站问的连线。

66 、 像片基线

像片上相邻像主点间的连线。

67 、 基高比

摄影基线长度与摄影航高或物距之比。

68 、 航摄飞行质量

航摄像片的航向重叠度、旁向重叠度、像片倾斜角、旋偏角、航线弯曲度、实际航高与预定航高之差、摄区和摄影分区的边界覆盖等质量要求的总称。

69 、 摄影航迹

航空飞行器投影在地面上的飞行轨迹。同义词:航迹线 。

70 、 航迹角

航空摄影中,摄影航迹与设计航线间的夹角。

71 、 航线弯曲度

一条摄影航线内各张像片主点至首末两张像片主点连线的最大偏离度。

72 、 航摄漏洞

航空摄影时,像片重叠度过小或没有重叠的部分。

73 、 摄影质量

摄影底片的构像质量、几何质量和表观质量的总称。包括影像的密度、反差、分辨率,框标和数据记录,胶片的变形率和展平度,镜箱的内方位元素和畸变差的测定精度,框标点和格网点坐标的测定精度,胶片的制作工艺、机械和人为损伤等。

74 、 航向重叠

航空摄影中,本航线内相邻像片上具有同一地区影像的部分。

75 、 旁向重叠

航空摄影中,相邻航线的相邻像片上具有同一地区影像的部分。

76 、 测图航线

直接作为立体测图用的摄影航线。

77 、 控制航线

摄影测区内,为减少像片控制点的布设,加飞的若干条与测图航线近似垂直的航线。同义词:构架航线;骨架航线 。

78 、 像片倾斜角

航空摄影时,航空摄影机主光轴与铅垂线的夹角或地面摄影时,摄影机主光轴相对于水平面的夹角。 摄影倾斜角。

79 、 航向倾角

像片倾斜角在航线方向上的分量。

80 、 旁向倾角

像片倾斜角在垂直于航线方向上的分量。

81 、 像片旋角

在像片平面内,所选定的像片坐标轴绕主光轴旋转的角度。

82 、 像主点

摄影物镜的后节点到像片平面的垂足。

83 、 最佳对称主点

航摄仪检定时,使径向畸变尽可能对称的一个对称中心点。

84 、 自准直主点

来自物方空间的一束垂直于像片平面的平行光线束通过物镜后成像在像片平面上的像点。

85 、 像底点

过摄影物镜后节点的铅垂线与像片平面的交点。

86 、 地底点

像底点在地面上的相应点。

87 、 等角点

航空摄影机物镜的主光轴与过物镜后节点铅垂线的夹角之角平分线分别和像片平面与地面相交的两个点。

88 、 像元

数字影像的基本单元。

89 、 像幅

像片的构像幅面尺寸。

90 、 等效主距

根据轴外平行光线在像片平面上的构像点与沿主光轴的平行光线在像片平面上的构像点的距离和入射角,计算求得的主距。

91、 框标

摄影机承片框上用于标定承影面中心位置的标志。

92、相片中心

像片上相对框标连线的交点。

93、 影像分辨率

影像分辨率所对应的地面尺寸。

94、 角分辨率

镜头中心对摄影分辨率线对宽度的张角。

95、 像点位移

目标点在像片上的构象点与其理想点位的差异。

96、 影像数据采集

利用传感器,获得所研究对象的模拟或数字影像的过程。

97、 大气噪声

大气对被测电磁波的干扰。

98、 轨道倾角

太空飞行器轨道平面与地球赤道面之间的夹角。

99、 卫星姿态

卫星本体在其运行轨道上所处的空间状态。

100、 像片控制点

为摄影测量加密或测图需要,直接在实地测定的控制点

101、 像片高程控制点

仅具有地面高程的像片控制点。

102、 相对控制

利用位于物方空间某些未知点间的已知几何条件关系作为摄影测量控制的依据。

103、 激光雷达

发射激光束并接收回波获取目标三维信息的系统。

数据处理
104、像片纠正
通过投影转换,将倾斜像片变换成规定比例尺水平像片的作业过程。105、 像片内方位元素

确定投影光束在像方几何关系的基本参数,即像主点的像平面坐标值和摄像机主距值。

106、 像片外方位元素

确定投影光束在像方几何关系的基本参数,包括三个位置参数和三个姿态参数。

107、 投影差

中心投影影像上因地形起伏引起的像点位移。

108、 正射投影技术

采用航摄像片或其他遥感影像的微小面积为纠正单元,逐单元进行纠正,以获得地面正射投影影像的技术。

109、 像平面坐标系

在像片平面上为描述像点平面位置所选定的右旋直角坐标系。

110、 摄影测量坐标系

描述摄影测量模型的空间直角坐标系。其原点选在某摄站或某一已知点,X轴大体与航线方向一致,Z轴与铅锤线方向一致且向上为正的右旋空间直角坐标系。

111、 空间三角测量

利用航空航天影像与所摄目标之间的空间几何关系,根据少量像片控制点,计算出像片外方位元素和其他待求点的平面位置,高程的测量方法。

112、解析空中三角测量

根据像片上量测的像点坐标和少量像片控制点,采用严密的数学公式,按最小二乘法原理,用计算机进行的空中三角测量。

113、区域网平差

利用多条航线构成的区域网模型进行整体平差的空中三角测量平差法。

114、加密点

在像片控制点基础上用摄影测量方法所确立的用于内业测图、模型链接、定向辅助等的点。

115、立体像对

从不同摄站获取的具有重叠的一对像片。

116、像点坐标

摄影像片上任一像点平面坐标系中的坐标。

117、相对定向

恢复或确定立体像对在摄影瞬间两像片间的相对关系的作业过程。

118、影像重采样

影像灰度数据在几何变换后,重新内插像元灰度的过程。

119、图像处理

运用光学、电子光学、数字处理方法,对图像进行复原、校正、增强、统计分析、分类和识别等的加工技术过程。

120、影像预处理

对主要运算前的原始数据所进行的某些加工。

121、几何校正

为消除影像的几何畸变而进行投影变换和不同波段影像的套合等校正工作。

122、大气校正

消除或减弱卫星遥感影像在获取时在大气传输中因吸收或散射作用的辐射畸变。

123、辐射校正

对由于外界因素,数据获取和传输系统产生的系统的、随机的辐射失真或畸变进行的校正。

124、图像增强

将原来不清晰的图像变得清晰或强调某些感兴趣的特征,抑制不感兴趣的特征,使之改善图像质量、丰富信息量,加强图像判读和识别效果的图像处理方法。

125、影像融合

用各种手段把不同时间、不同传感器系统和不同分辨率、不同波段的众多影像进行复合变换,生产新的影像的技术。

126、影像金字塔

由原级影像开始,按一定规则生成的由细到粗不同分辨率的影像数据集。

127、图像分类

根据图像特征区分不同类别目标的图像处理方法。

成果
128、航摄像片
利用摄影机从空中对地面拍摄的载有地表影像位息的像片。129、像片索引图

以摄影分区或图幅为单位,按摄影航线序号和像片号顺序重叠排列复照缩小而制成的检索图。

130、控制像片

实地测定像片控制点坐标、高程时判剌与标绘点位的像片和加密时选剌加密点的像片的统称。

131、影像镶嵌图

多张遥感影像经纠正,按一定的定位精度要求拼接,去掉重叠影像后嚷嵌成的整幢影像图。

132、航测原图

用航空摄影测量方法绘制完成的地形围原稿。

133、固定比例尺像片平面图

按规定比例尺制作的像片平面图。

134、影像地图

以航空和航天遥感影像为基础,经几何校正,配合以线划和少量注记,将制图对象综合表示在图面上的地图。

135、正射影像图

具有正射投影性质的影像图。

136、正射影像地图

具有正射投影性质的影像地图。在正射影像地图上,地物影像的平面位置、高程、注记等与地图的性质相同。

137、数宇地图

按一定的数据组织方式,以地理空间数据槊合形式表示的地图。

138、数字线划图

以矢量数据形式表达地形要素的地理佶息数据集。

139、数字高程模型

以规则格网点的高程值表达地面起伏的数据集。

140、数字地面模型

定义在X、Y域离散点(矩形或三角形)上地面某种特征数值集合的总称。

141、等值线图

以相等数值点连线表示空间连续分布且逐渐变化的现象数量特征的地图。

142、轮廊线图

用轮廊线表示物体表面结构、形态和大小的图。

143、立面图

近景摄影测量中,在某一垂直平面上描述被摄物体结构的投影图。

144、数字栅格地图

以栅格数据形式表达地形要素的地理信息数据集。

145、比值影像

经比值变换后所形成的影像。

146、差值影像

由同一景物不同时间的影像或同一景象不同波段的影像之间的差值组成的影像。

147、卫星影像

装载在卫星上的传感器获取的影像。

148、假彩色像片

影像色彩不同与景物色彩的像片。

149、卫星影像图

卫星影像经几何纠正、镶嵌形成的影像图。

150、全息图

记录物光和参考光干涉条纹的图像。

(来源:测绘之家)