当前位置:首页 > 发展趋势与重点 >

  
摄影测量与遥感的发展趋势与发展重点

  一、发展趋势

  摄影测量与遥感学作为基于影像的空间信息科学,是地球空间信息学(Geospatial information,或称Geomatics)的核心。地球空间信息学是空间数据的采集、量测、分析、存贮、管理、显示和应用的集成科学与技术,属于现代空间信息科学与技术范畴。其发展有以下几方面的趋势:

  

地球空间信息学的组成

  1.空间信息获取的发展趋势

  地球空间信息获取的发展趋势具有多平台、多传感器、多比例尺和高光谱、高空间、高时间分辨率以及空天地一体化的明显特征。

  随着航天技术、通信技术和信息技术的飞速发展,人们将可以从各种航天、近空间、航空和地面平台上,用紫外、可见光、红外、微波、合成孔径雷达、激光雷达、太赫兹等多种传感器获取多种比例尺的目标影像,大大提高其空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率。形成天地一体化摄影测量与遥感的数据获取方法,为人们提供愈来愈多的影像和非影像数据。

  随着新一代全球卫星导航定位系统的发展,将以更高的精度自动测定各类传感器的空间位置和姿态,从而实现无地面控制的实时摄影测量与遥感。

  2.空间信息处理的发展趋势

  地球空间信息处理和信息提取的发展趋势是走向定量化、自动化和实时化。

  通过从时空基准、遥感成像机理、模式识别、计算机视觉及数据挖掘等诸多方面取得突破,实现几何与物理方程的整体反演求解,进而实现空间信息处理和信息提取的定量化、自动化和实时化。

  3.空间信息管理的发展趋势

  地球空间信息管理与分析的发展趋势是走向信息共享、互操作和网格化。

  随着全球信息网格(GIG)概念的提出,建立全球统一的空间信息网格已势在必行。为此应在全球统一地理坐标框架下,根据自然社会发展的不平衡特征将全球分成粗细不等的格网,格网中心为经纬度坐标和全球地心坐标系坐标,格网内存贮各个地物及其属性特征,这种存贮方法特别适合于国家社会经济数据的空间统计与分析,使基于空间数据的分析、空间数据挖掘和辅助决策上一个新的台阶。

  4.空间信息应用的发展趋势

  地球空间信息成果应用的发展趋势是成果的多样化和应用的大众化与普适化。

  未来的地球空间信息成果产品可以是矢量的或栅格的,可以是图形的或影像的,可以是二维的或三维的,可以是静态图像或连续动画视频图像,可以是多媒体或流媒体,可以是虚拟现实或可量测的实景影像,也可以是上述各种形式产品的融合与集成。

  地球空间信息在为经济建设、国防建设和政府决策中广泛应用的基础上,将进一步创造高效优质的服务模式,包括汽车导航、盲人导航、手机图形图像服务、智能小区服务、移动位置服务等基于位置的公众信息化服务。地球空间信息的社会化服务包括对国家资源、环境、灾害调查和各种经济活动的时空分布及其变化的实时服务,为数字城市、数字港口、数字仓库、数字化物流配送等提供时空信息服务。时空信息的全社会服务是拉动地球空间信息学和3S技术产业化发展的根本原动力,它具有上百亿的市场前景。

  二、发展重点

  随着国家经济实力的增长,科学技术的进步和社会可持续发展的需要,中国的地球空间信息科学与技术,包括摄影测量与遥感在内,在今后若干年内将出现更加飞速发展的大好时机。我们要坚持自力更生,自主创新,努力工作,并虚心向世界各国同行学习,学习和吸收世界各国的先进技术和经验,围绕创建我国和谐社会,以空间信息服务为中心,建立一个智能化和实时化的地球空间信息服务体系。

  1.发展先进的高分辨率对地观测系统

  为了进一步推动中国遥感对地观测的发展,首先要抓好空间信息的数据源。2005~2020年《国家中长期科技发展规划纲要》指出:发展基于卫星、飞机和平流层飞艇的高分辨率(分米级)先进对地观测系统,发射一系列的高分辨率遥感对地观测卫星,建成覆盖可见光、红外、多光谱、超光谱、微波、激光等观测谱段的、高中低轨道结合的、具有全天时、全天候、全球观测能力的大气、陆地、海洋先进观测体系。与其它中、低分辨率地面覆盖观测手段结合,形成时空协调、全天候、全天时的对地观测系统,并可根据需要对特定地区进行高精度观测;整合并完善现有遥感卫星地面接收站,建立对地观测中心等地面支撑系统。到2020年,建成稳定的运行系统,提高我国空间数据的自给率,形成空间信息产业链。

  2. 构建面向实时服务的广义空间信息网格

  地上的全球信息网格与天上的智能传感器网格相集成,形成全球的广义空间信息网格。

  建立好广义空间信息网格所面临的任务是:

  (1) 借助天、空、地各类传感器,实现全天候、全天时、全方位的全球空间数据获取和在轨数据处理;

  (2) 借助由卫星通信、数据中继网,地面有线与无线计算机通信网络组成的天地一体化信息网格,实现从传感器直到应用服务端的无缝交链;

  (3) 在广义空间信息网格上实现定量化、自动化、智能化和实时化的网格计算,实现从数据到信息和知识的升华;

  (4) 通过广义空间信息网格对各类不同用户提供空间信息灵性服务,将最有用的信息,以最快的速度和最便捷的方式送给最需要的用户。

  发展的大趋势是利用自动化、智能化、网格化和实时化的地理空间信息数据获取、处理、分析、应用和服务等技术手段,回答何时(When)、何地(Where)、何目标(What Object)发生了何种变化(What Change),并且把这些信息(即4W)随时随地提供给每个人,服务到每件事(4A服务—Anyone, Anything, Anytime and Anywhere)。

  3. 加强高性能空间信息处理与分析技术的研究,解决应用的关键技术

  为推动空间信息技术的应用,进一步加强高性能遥感图像处理与分析技术,突破高精度定标与定位,宽带微波成像修正,遥感图像超分辨率分析与相干处理,多源卫星遥感影像自动配准与融合,高空间分辨率影像目标自动识别,高光谱影像地物精细分类,基于遥感机理模型的地物参数定量反演与同化等技术。发展复杂地表环境下的地物信息自动提取与定量分析技术,地下目标探测与隐伏特征提取新技术,复杂海况条件下海表特征遥感识别与定量反演技术。建立多源遥感资源任务规划平台和快速数据服务系统,面向区域监测监视、减灾防灾等重大遥感应用需求,针对国内不同部门管理的遥感卫星,研制协作式任务规划与资源管理平台;研究以多源多尺度三维地球空间信息系统为基础的多源遥感数据管理与调度技术以及快速响应机制,解决分布式网络环境下多源遥感资源高效管理与快速调度等瓶颈问题,实现多源遥感数据资源的高效服务。

  突破高可信地理空间数据库管理系统的核心技术,研制开发自主知识产权、高性能、高可信地理空间数据库系统平台软件。研究网格环境下异构空间数据集成、互操作、在线分析与智能服务技术,面向海量空间数据处理的空间数据挖掘与知识发现技术,以及动态地理编码与空间数据自组织服务技术,基于地理本体与空间语义的空间数据服务技术等。制定异构GIS数据互操作规范,研发符合该规范的互操作组件,实现国产GIS软件之间空间数据高效互访与操作,提高国产GIS软件群体创新能力和空间数据在线共享服务能力。

  突破空间信息自主加载、维护、复合匹配与服务等技术,开发具备自我维护功能的空间信息网络服务软件系统。突破动态交通信息的获取、融合、分析、预测与动态路径规划等关键技术,开发基于动态交通信息的智能导航与位置服务软件,建立应用系统,为开发具有自主知识产权的新一代位置服务与智能导航系统奠定基础。

  4.加强空间信息的应用

  加强空间信息的应用是国家经济建设和社会发展的重大需求。为实现资源可持续利用,建设资源节约型社会,应用空间信息技术对我国经济发展、资源利用等综合指标的及时监测评价,有利于实现国家对自然资源宏观调控,强化国家对资源的综合管理,制订可持续利用资源的政策,保证国家经济健康、平稳运行。加强空间信息的应用,实现对关系我国经济安全的石油、天然气等战略资源、能源的前期勘探、开发及其环境影响评价,为合理开发利用国内有限资源,制订科学的资源、能源政策提供决策依据。

  加强空间信息技术的应用,开展重大自然灾害的监测、预警和应急反应,及时制订防灾减灾措施,有效的减轻灾害对人类的生命、财产损失,在重大自然灾害的预报、预警和动态监测中发挥重要作用。发展空间信息技术,提高对自然灾害及其影响监测、预警和应急反应的实时性、准确性,实现自然灾害的大范围、全天候、全天时、动态的监测,加强自然灾害的预报、预警、监测、评估,以及应急响应、灾害救助、恢复重建决策信息支持。

  加强空间信息的应用,提高农作物种植面积估算、长势监测和产量评估等方面能力,建立全球农作物长势监测和估产国家系统,对全球农作物长势及产量的及时监测,为我国粮食贸易决策和国家粮食安全管理提供重要的参考依据。为精准农业管理提供土壤水分、土壤养分的监测,生长期长势的监测,产量预报等信息支持,为加快农业科技进步,转变农业增长方式,提高农业综合生产能力,应用空间信息技术准确、快速地掌握我国耕地现状、潜力、变化规律和利用状况,科学规划、配置、合理利用、保护耕地资源,保证耕地总量动态平衡,提高耕地质量。

  应用空间信息技术建立国家、区域尺度的生态环境监测与评价技术体系,是实施生态保护、防止生态退化、维护生态安全的一项基础性工作。通过对重要生态环境因子的适时监测与评估,及时、准确地掌握国家或区域生态环境变化的动态信息,为国家或地方的生态环境保护宏观决策、制定合理的生态环境建设规划提供科学依据。建立国家重大工程生态效应评价,实现国家对重点区域土地利用/土地覆盖变化、森林资源动态、湿地资源动态、草地资源动态、重点区域生物多样性动态、重点城市生态景观动态、海岸带和近海生态、冰川资源动态等生态环境指标的实时监测。

  应用空间信息技术加速国家基础测绘技术改造,提升我国测绘技术水平,实现基础测绘的数字化,地形图和数字高程模型等产品的快速生产,增加测绘技术含量,降低基础测绘的成本,缩短测绘的更新周期。今后应当理论与应用并重发展,软硬件一起抓,系统研发与人才培养一起抓。坚持自力更生为主,引进消化为辅,不断提升中国摄影测量与遥感的水平。

  21世纪的中国摄影测量与遥感事业任务艰巨,前程似锦,大有作为!

  


主管:国家测绘局    主办:国家测绘局管理信息中心
E-mail:support@sbsm.gov.cn   地址:北京市海淀区莲花池西路28号   邮编:100830
京ICP备05053822号