“上帝视角”——当代遥感科技发展的现状与未来展望

2017-07-28 11:56:10    来源:中国科学院院刊

摘要:现代遥感技术起源于20世纪60年代,以数字化成像方式为特征,是衡量一个国家科技发展水平和综合实力的重要标志,历来被世界主要科技和经济大国所重视。

  未来发展展望

  智能遥感卫星系统

  当前的遥感卫星都是通过综合平衡多种要素以设置固定的成像参数,卫星一旦发射和投入使用,成像参数不能灵活调整,从而无法针对不同的应用需求提供最优的遥感观测数据。另一方面,现有遥感卫星任务链主要由地面任务规划、遥感数据星上存储、星地数传和地面接收处理等环节组成,信息获取链条长,严重影响了遥感卫星的使用时效。综上,需要构建具有星上成像参数自动优化、星上信息快速处理和下传能力的“智能型”遥感卫星系统。

  相比于传统遥感卫星,智能遥感卫星系统主要包括两方面核心关键技术:

  遥感成像参数自适应调节技术

  星上数据实时处理与信息快速生成技术

  智能遥感卫星系统不仅具有差异性数据的获取功能,而且具备智能化的信息感知能力;不仅能够按需获取针对性的高质量数据,还能够在数据采集的同时实时生产信息,便捷化地服务于普通大众用户。人们可以像使用GPS一样随时用手机接收智能遥感卫星下传的高个性化、高时效性的信息,从而大大推进遥感技术的大众化和商业化发展。

  无人机遥感井喷式发展

  近年来,随着无人机技术和传感器小型化技术不断取得了新的突破,无人机遥感系统呈现井喷式发展模式,它具有成本低、灵活机动、实时性强、可扩展性大和云下高分辨率成像等突出特点,根据预测2017年全球无人机的产量将接近300万架。

  无人机系统种类繁多,在尺寸、重量、航程、飞行高度、飞行速度等多方面都有较大差异,既有如美国的全球鹰和中国的翼龙-Ⅱ等大型无人机系统,也有美国研制的重量不到0.6 kg的Nano-Hyperspec系统。

  无人机系统也可以挂装几乎所有种类的主动和被动遥感载荷,微软的UFO相机一次飞行可获取全色、彩色、近红外以及倾斜影像数据。

  展望未来,无人机群的协同应用、机上数据的实时云端处理、物联网的融入等都将使无人机遥感迎来更大的发展机遇。

  遥感大数据蓄势待发

  遥感大数据蓄势待发

  遥感大数据具有典型的5V特征,即

  体量巨大(Volume)

  种类繁多(Variety)

  动态多变(Velocity)

  冗余模糊(Veracity)

  高内在价值(Value)。

  近年来,天地一体化对地观测技术发展为开展遥感大数据分析提供了超高维度和超高频次的地球表层系统多样化辅助认知数据。传感网、移动互联网和物联网飞速构建起了强大的数字采集和网络发布能力,它们将数百公里上空运行的卫星和一个个地面行走的传感设备紧密地联系在了一起,而深度学习和人工智能科技的发展更为遥感大数据分析插上了腾飞的翅膀,它将引发一场遥感领域前所未有的革命。

  

  作者简介:

       张兵 中科院遥感与数字地球所副所长、中科院数字地球重点实验室主任。中科院特聘核心骨干研究员、中国科学院大学岗位教授, 国家杰出青年科学基金获得者、国家"百千万人才工程"入选者、国家级"有突出贡献中青年专家", 长期从事遥感技术与应用研究, 主持过国家重点研发计划、"973"计划、"863"计划重大、基金委重点、中科院交叉合作团队等科研项目20余项, 发表SCI论文140余篇、EI论文120余篇, 出版专著10部, 获得国家发明专利17项。曾获国家科学技术进步奖二等奖、军队科技进步奖一等奖、北京市科技进步奖一等奖等共10项;作为高光谱遥感团队学科带头人, 2016年获得了"中国科学院杰出科技成就奖"。担任IEEE JSTARS副主编、多个国际遥感期刊专刊的特邀主编、IEEE国际高光谱图像与信号处理(WHISPERS)技术委员会委员、国际数字地球学会(ISDE)中委会成像光谱专委会主任委员、中国空间科学学会常务理事等国内外学术职务。

  

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