地面获取系统

2008年07月04日21:45  来源:人民网-科技频道

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车载“3S”集成移动测量(左:系统原理图,右:车载道路诊断系统SmartV外观)
车载“3S”集成移动测量(左:系统原理图,右:车载道路诊断系统SmartV外观)
  1.“3S”集成移动测量系统(LD2000系列)

  可量测实景影像(Digital Measurable Image,DMI)包含了传统地图所不能表现的空间语义,是代表地球实际的物理状况,带有和人们生活环境相关的社会、经济和人文知识的“地球全息图”。因此,可量测实景影像地图所包含的丰富地理、经济和人文信息是聚合用户数据、创造价值、实现空间信息社会化服务的数据源。

  移动道路测量技术作为一种陆基遥感系统,它是在机动车上装配GPS(全球定位系统)、CCD(成像系统)、INS/DR(惯性导航系统或航位推算系统)等传感器和设备,在车辆高速行进之中,快速采集道路及两旁地物的可量测实景影像序列(DMI),这些DMI具有地理参考,并根据各种应用需要进行各种要素特别是城市道路两旁要素的任意任时的按需测量。

  移动道路测量系统LD2000在多传感器同步集成、海量CCD图像的高速采集、压缩和存储、不间断数据采集、属性记录自动化、有效融合其他数据、高效的数据处理流程等方面具有自主创新,建立了较完整的空间信息网络服务技术体系。在交通、铁路、公安、数字城市建设等领域得到广泛的应用,并出口到韩国、意大利等国际市场。移动道路测量系统的主要应用于基础测绘、电子地图测制、电子地图修测、公路GIS与公路路产管理、铁路可视化GIS建库、公安GIS、空间信息服务等领域。

  作为车载“3S”集成移动测量系统的应用,车载道路诊断系统(SmartV)是针对运营中的高等级公路、城市道路和机场跑道等路面的破损、车辙变形、平整度等损害进行快速、无损、自动化的采集与智能分析的多传感器集成与处理系统。该系统以机动车为平台,装备高分辨率线阵图像采集系统、激光线结构光三维测量系统、惯性补偿的激光测距系统、GPS/DMI/GYRO组合定位系统等先进的传感器以及车载计算机、嵌入式集成多传感器同步控制单元等设备,在车辆正常行驶状态下,自动完成道路路面图像、路面形状、平整度及道路几何参数等数据采集与分析。该系统先后为深圳高速公路公司、重庆公路局、四川高速、辽宁公路局、湖北高速等公路管理单位总共完成了5000Km道路的试验检测。

  2.遥感光谱测量系统

  国家高技术研究发展计划(863计划)重点支持建设的“我国典型地物标准波谱数据库”,建立了集典型地物的地面测量波谱数据、遥感影像数据、遥感模型和地理背景知识数据为一体的遥感科学数据平台和遥感光谱测量系统,将实验室和野外实验点上测量的典型地物波谱数据与不同观测尺度的遥感影像数据相关联,形成支撑遥感多光谱、高光谱数据定量化应用的知识,促进遥感基础研究与遥感应用的结合。该系统包括波谱测量系统和波谱数据库。

  获取地面观测和遥感像元尺度的地物波谱数据,是我国典型地物标准波谱数据库建设的基本任务之一。在“我国典型地物标准波谱数据库”的地物波谱测量系统中,首先根据遥感模型建立的地面目标的材料波谱及其它地表参数和遥感像元波谱之间的关系,确定进行地面与遥感关联的波谱测量试验中的同步观测的参数。其次,制定了测试技术标准和规范,规范地物波谱数据和配套参数的地面测量方法、遥感数据获取和处理方法,并通过“地物波谱和配套非波谱数据收集与汇总标准”,实施对数据测量、整理、审核、入库全过程的数据质量控制。

  经过地物波谱库的一期建设,构建了“我国典型地物标准波谱知识库”网络发布服务系统,并实现了系统运行服务。波谱库中收集和新采集典型农作物、岩矿和水体的波谱数据总计约30000条,包括冬小麦、水稻、玉米、棉花、油菜的不同品种、主要生育期、不同水肥处理条件下作物冠层、组分和像元波谱,取自我国27个省份,181个地区的矿物、岩石样品的测量波谱,和覆盖国内主要江河、湖泊、海洋水体、海岸带滩地的波谱,并有遥感像元、地面目标和材料波谱3种观测尺度的配套数据400多组。该波谱库的特色是用遥感模型将在实验室控制条件下测量的材料波谱、野外测量的端元波谱和遥感像元波谱联系起来,解释波谱数据和观测环境变量的关系,支持波谱测量数据的遥感应用。知识库为遥感模型的使用提供地理基础数据的支持。为了指导用户使用波谱数据,波谱库系统给出了典型地物波谱数据应用示范实例,用户可以根据波谱库系统呈现的应用示范流程及其说明,学习如何使用波谱库数据。

  3.无线传感器网络地面遥感技术

  无线传感器网络技术是一种将传感器技术、自动控制技术、数据网络传输、储存、处理与分析技术集成的现代信息科学技术。地面无线传感器网络拥有的众多智能化微型节点能够在较大面积区域完成多种信息获取任务,从而为卫星遥感解译反演提供地面真实性检验的数据,使遥感的天空地一体化成为可能。近年来,我国在该技术的发展和在遥感领域的应用已经有了可喜的进展。

  针对湿地动态状况监测的实际需求,遥感科学国家重点实验室的科研人员设计了由摄像机和录音机组成的一体化声像传感系统,和现代化的无线网络数据传输平台,建成远程、可控、无干扰的湿地生态系统监测技术,实现植被生态系统、野生动物群落、家畜牧养的实时监测,为湿地环境生态管理与野生动物保护等提供服务。

  针对极地地区恶劣环境下冰雪等环境要素监测的实际需求,设计实现了极端环境无线传感器智能冰雪观测系统,并在南极冰盖最高点——冰穹A地区安装试运行。该系统能够在低至零下82摄氏度的环境下连续工作,结合卫星通讯网络建成远程可控的极地冰雪监测系统,实现对南极冰雪环境的长期连续和实时观测,为极区卫星定量遥感反演提供十分珍贵的地表真实数据。

  此外,无线传感器网络技术在环境监测领域中也取得了新进展,能够对大气/水污染物、土壤肥力、土壤水份、水体富营养化等实现实时监测。无线传感器网络技术将为地面遥感带来一场新的革命。

  《摄影测量与遥感在中国》

(责编:张文君)
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· 第21届国际摄影测量与遥感大会――ISPRS 2008 北京
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