高分辨率光学卫星影像高精度定位技术与实践
- 格式:pdf
- 大小:1.73 MB
- 文档页数:8
如何使用测绘技术获取高精度的地形数据引言地形数据是地理信息系统(GIS)和地图制作的重要基础。
高精度的地形数据对于城市规划、工程设计、环境研究等领域具有重要意义。
本文将介绍如何使用测绘技术获取高精度的地形数据,包括卫星遥感、激光雷达、航空摄影等。
一、卫星遥感技术卫星遥感技术是通过卫星搭载的遥感传感器获取地球表面信息的一种方法。
通过遥感图像可以获得地表地形、植被分布、土壤湿度等信息。
卫星遥感技术广泛应用于地形监测、水文研究和灾害预警等领域。
目前常用的卫星遥感数据有SPOT、Landsat等。
二、激光雷达技术激光雷达技术可以实现对地形的高精度测量。
激光雷达通过发射激光束并接收反射回来的信号来测算地表的高程和形状。
激光雷达测量的特点是高精度、高密度和无视遮挡。
激光雷达技术广泛应用于地形测绘、建筑物三维建模等领域。
三、航空摄影技术航空摄影技术是一种通过航空器从空中获取地面影像的方法。
航空摄影可以使用传统相机、数字相机或者多光谱相机等。
航空摄影技术可以实现较高分辨率的地形数据获取,适用于城市建设、土地规划等领域。
四、GPS测量技术GPS(全球定位系统)测量技术是一种利用人造卫星系统进行位置测量的方法。
通过精确的时间信号和空间坐标,可以实现对地球上任意一点的测量。
GPS测量技术可以用于获取地形的二维或三维坐标信息,结合其他技术可以提供更精确的地形数据。
五、数据处理与分析获得地形数据后,还需要进行数据处理和分析,以提高数据的精度和应用价值。
数据处理包括去噪、配准、拼接等步骤,通过算法和软件工具可以实现。
数据分析可以包括地形剖面分析、地形特征提取等,根据具体应用领域进行选择。
六、挑战与展望在测绘技术发展的过程中,仍存在一些挑战。
首先是数据处理的复杂性和计算成本的提高。
其次是遥感数据的精度与分辨率的平衡问题。
此外,测绘技术的应用需要结合具体需求,提高数据的实时性和时空解析度。
未来,随着技术的不断进步,测绘技术将更好地服务于各个领域的需求。
基于高分卫星影像的秦皇岛近海浮筏养殖分布遥感监测秦皇岛近海是中国东海渤海湾的重要海域之一,也是我国重要的养殖渔场之一。
近年来,随着养殖业的迅速发展,浮筏养殖已经成为秦皇岛近海养殖业的一种主要形式。
为了实现对秦皇岛近海浮筏养殖的分布情况进行监测和管理,利用高分辨率卫星影像及遥感技术对秦皇岛近海浮筏养殖的分布进行监测具有重要的意义。
浮筏养殖是一种利用浮体和养殖网箱相结合的养殖方式。
通过在海上搭建起浮筏,并在浮筏上悬挂养殖网箱,将鱼、虾、蟹等养殖品种放入其中进行养殖。
浮筏养殖具有占地面积小、生态环境影响小、投资成本低等优点,已经成为我国近海养殖业的主要形式之一。
在进行浮筏养殖分布的遥感监测之前,首先需要获取高分辨率的卫星影像数据。
高分辨率卫星影像能够提供较为清晰和详细的地表信息,能够有效识别和提取出浮筏养殖的分布情况。
常用的高分辨率卫星影像有Landsat系列、GF系列等。
这些卫星影像数据可以通过遥感卫星获取,并用于后续的分析处理。
在获取到高分辨率卫星影像数据后,首先需要对卫星影像数据进行预处理。
预处理的主要目的是消除大气和地物的影响,提高图像的质量,使图像更为清晰和真实。
常用的预处理方法包括大气校正、辐射校正、几何校正等。
通过对卫星影像数据进行预处理,可以提高后续分析的准确性和可靠性。
在预处理完成后,可以利用遥感图像解译的方法对浮筏养殖进行分布监测。
遥感图像解译是指通过对卫星影像数据进行人工或自动解译,提取出感兴趣的地物信息。
针对浮筏养殖的分布监测,可以通过对卫星影像进行水色解译和纹理解译的方法来提取出养殖区域的分布。
水色解译是指通过解译水体的颜色和光谱反射特性来辨别养殖区域。
而纹理解译是指通过解译地表纹理的特征来辨别养殖区域。
通过这些解译方法的综合应用,可以有效地提取出浮筏养殖的分布情况。
除了利用高分辨率卫星影像进行浮筏养殖分布的遥感监测外,还可以结合地理信息系统(GIS)进行分析和管理。
GIS是一种将地理数据进行存储、管理、分析和展示的技术平台,可以对养殖区域进行空间分析和管理。
史上最全的⾼分辨率卫星介绍)史上最全的⾼分辨率卫星介绍[转帖]Worldview-I―WorldView‖卫星系统Digitalglobe的下⼀代商业成像卫星系统由两颗(WorldView-I和WorldView-II)卫星组成,其中WorldView-I于2007年7⽉发射,WorldView-II于2008年发射。
WorldView-I运⾏在⾼度450公⾥、倾⾓980、周期93.4min的太阳同步轨道上,平均重访周期为1.7天,星载⼤容量全⾊成像系统每天能够拍摄多达50万平⽅公⾥的0.5⽶分辨率图像。
卫星还将具备现代化的地理定位精度能⼒和极佳的响应能⼒,能够快速瞄准要拍摄的⽬标和有效地进⾏同轨⽴体成像。
WorldView-II卫星预计2009年-2010年发射,运⾏在770km⾼的太阳同步轨道上,能够提供0.5⽶全⾊图像和1.8⽶分辨率的多光谱图像。
该卫星使Digitalglobe公司能够为世界各地的商业⽤户提供满⾜其需要的⾼性能图像产品。
星载多光谱遥感器不仅将具有4个业内标准谱段(红、绿、蓝、近红外),还将包括四个额外(海岸、黄、红边和近红外2)。
多样性的谱段将为⽤户提供进⾏精确变化检测和制图的能⼒,由于WorldView卫星对指令的响应速度更快,因此图像的周转时间(从下达成像指令到接收到图像所需的时间)仅为⼏个⼩时⽽不是⼏天WorldView-I设计指标Radarsat-2卫星介绍Radarsat-2卫星于2007年12⽉14⽇在哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射基地成功发射,是⽬前世界上最先进的商业卫星。
1995年11⽉发射的加拿⼤雷达卫星(Radarsat)是⼀个兼顾商⽤及科学试验⽤途的雷达系统,其主要探测⽬标为海冰,同时还考虑到陆地成像,以便应⽤于农业、地质等领域。
该系统有5种波束⼯作模式,即:(1)标准波束模式,⼊射⾓20°~49°,成像宽度100公⾥,距离及⽅位分辨率为25⽶x28⽶;(2)宽辐射波束,⼊射⾓20°~40°,成像宽度及空间分辨率分别为150公⾥和28⽶x35⽶;(3)⾼分辨率波束,三种参数依此为37°~48°,45公⾥及10⽶x10⽶;(4)扫描雷达波束,该模式具有对全球快速成像能⼒,成像宽度⼤(300公⾥或500公⾥),分辨率较低(50⽶x50⽶或100⽶x100⽶),⼊射⾓为20°~49°;(5)试验波束,该模式最⼤特点为⼊射⾓⼤,且变化幅度⼩49°~59°,成像宽度及分辨率分别为75公⾥及28⽶x 30⽶。
高分七号:高分辨率立体测绘卫星2019年11月3日11时22分,我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射高分辨率对地观测系统重大专项(简称高分专项)高分七号卫星,并搭载发射了精致高分试验卫星、苏丹科学实验卫星一号、天仪十五号卫星等3颗卫星。
高分七号卫星作为我国首颗民用亚米级光学传输型立体测绘卫星,运行后将在国土测绘、城乡建设、统计调查等方面发挥重要作用,为城市群发展规划、农业农村建设提供有力保障,为建设小康社会提供重要支撑。
作为我国首颗民用亚米级高分辨率光学传输型立体测绘卫星,高分七号卫星最突出的一项本领,就是相比于普通光学遥感卫星只能拍摄平面图像,而它可以绘制立体图像,投入使用后,高分七号拍摄的所有建筑物在地图上不再只是一个方格,而是一个个立体“模型”。
此外,高分七号卫星的分辨率优于一米,不仅能够观测到高清晰度的地表影像,同时还能够精确定位每一个像素点的坐标位置,实现了我国民用1:10000比例尺卫星立体测图,能够为我国乃至全球地形地貌绘制出误差在1米以内的立体地图,可满足我国在基础测绘、全球地理信息保障、城乡建设监测、农业调查统计等方面对高精度立体测绘数据的需求。
不仅能够为规划、环保、税务、国土、农业等部门提供宝贵的信息,而且也是民用导航领域核心竞争力所在,将打破地理信息产业上游的高分辨率立体遥感影像市场大量依赖国外卫星的现状,开启我国自主大比例尺航天测绘新时代。
高分七号卫星系统选用以CS-L3000B平台为基础进行改进提升的卫星平台,运行于太阳同步轨道,平均轨道高度505km,卫星重量不大于2800kg,由平台和有效载荷两部分组成。
平台部分包括控制、推进、电源、总体电路、结构与机构、测控、数管、热控等分系统;有效载荷部分包括双线阵立体测绘相机、双波束激光测高仪、数据传输、数传天线等4个分系统。
其中,相机能够获取5谱段高空间分辨率立体测绘遥感数据,地面像元分辨率优于0.8m,幅宽优于20km;测高仪可向目标地物发射高能量密度的激光脉冲波束,并接收由地物返回的激光回波,从而获取地物的高程信息。
北京揽宇方圆信息技术有限公司高分二号卫星影像的技术特点高分二号卫星2014年8月19日成功发射。
高分二号卫星是高分辨率对地观测系统重大专项中为满足应用亟需和替代进口而规划的遥感卫星,也是中国第一颗目标定位精度要求达到50m、寿命要求达到5~8年、迄今为止中国研制的空间分辨率最高(全色:0.8m;多光谱:3.2m)的民用低轨遥感卫星。
高分二号卫星已于2015年3月6日正式交付用户,卫星数据品质满足1∶1万~1∶2.5万制图精度要求;满足土地、地矿、城镇、景区、主要路网、航道航标、林地、湿地、沙化地等要素识别对遥感数据的品质要求,支撑1∶1万~1∶5万国土资源、住房和城乡建设、交通运输、林业等主体业务遥感数据品质要求,具备巨大应用潜力。
高分二号卫星是一颗三轴稳定的对地观测卫星,卫星由有效载荷和服务系统两部分组成。
有效载荷包括2台相同的全色多光谱高分辨率相机、数传、数传天线和数据记录分系统;服务系统为有效载荷提供供电、温控、安装、测控和姿态轨道控制等支持,主要由结构、控制、推进、电源、总体电路、热控、数管、测控、力学环境测量等分系统组成。
作为高分辨率遥感卫星,具有如下任务特点:1高分辨率+大幅宽2高定位精度3高整星机动能力4卫星寿命长高分二号卫星相机分系统由2台相同的0.8m全色/3.2m多光谱相机组成(在标称轨道高度的星下点地面像元分辨率),采用2台相机拼接实现45km幅宽要求,相机光学系统中采用了同轴三反式光学形式,配置了1个全色谱段和4个多光谱谱段。
数传分系统包括数据处理部分、数传通道部分和数传控制部分,配置2个X波段数传通道。
数传天线分系统由2台高增益点波束天线及伺服控制器组成,实现将星上数据下传至地面接收站的功能。
数据记录分系统配置了2台大容量的固态存储器,用于记录图像数据和服务数据。
卫星采用CS-L3000A公用平台,整星质量为2100kg,服务系统采用高精度姿态和轨道测量、高精度时统等技术实现无控制点50m定位精度;采用25Nms控制力矩陀螺及动量轮实现整星快速姿态机动,能够在180s内实现整星35°侧摆并稳定。
图1 AI赋能海量吉林一号卫星数据应用
2021年第10期
(a)5月27日(裸露地面)(c)7月21日(苫盖地面)(b)6月28日(裸露地面) (d)8月22日(苫盖地面)
图2 基于高频次高分辨率遥感影像裸土地块提取成果
2.两违建筑监测
星座所提供的区域大范围、
结合土地利用现状、生态保护红线等规划用地信息,通过基于GPU加速的
算法,在海量数据中精准快速识别违法建筑物、构筑物、设施农用地等“两违”信息,确保做到对“两违”行为“零容忍、零增长”。
对违法用地和违
期性监测,可有效减轻“两
所带来的工作压力。
此项研
在海南省文昌市、琼海市和陵水县等地“两违”
图3 两违建筑变化监测结果
工程项目施工监测
快速发展,存在着大量的项靠的参考依据。
项目建设阶段具有明显的特征差异,通过构建
(a)2020年2月未开工 (d)2020年12月主体施工(b)2020年4月场地平整 (e)2021年1月主体施工
图4 高频次遥感工程项目施工监测识别结果图 (c)2020年8月地基浇筑 (f)2021年2月主体施工
卫星应用
2021年第10期。