頭條新聞

吳一戎院士出席第五屆高分辨率對地觀測年會并作特邀報告

時間:2018-10-19  來源: 文本大?。骸?a href="javascript:doZoom(16)">大 |  | 】  【打印

    

  2018101718日第五屆高分辨率對地觀測學術年會在西安召開。中科院空天信息研究院院長吳一戎院士出席年會,并作了題為《高分共性產品與高分應用特邀報告。 

  指出,高分辨率共性產品生成與服務是降低高分應用門檻的關鍵,提升高分系統應用效益的重要方法。而共性產品的真實性檢驗是評價遙感應用質量的重要手段,因此共性產品及其真實性檢驗是推動高分應用和應用成效的關鍵。報告介紹了高分辨率對地觀測數據共性產品的定義、共性產品種類和指標內容;研究分析了高分辨率對地觀測數據共性產品與高分辨率對地觀測數據應用的關系,應用方法和應用技術;深入分析了若干種高分共性產品的反演處理方法和反演精度, 最后給出了幾種典型的高分應用案例。 

  

  

 

    

    

  以下為摘編自該特邀報告的內容,敬請查看。 

  要點: 

  1.共性產品是當前提升高分定量化應用水平和降低應用門檻的關鍵 

  2.共性產品的誤差是整個系統誤差的累積 

  3.共性產品的精度沒有最高,只有更高   

  在高分辨率對地觀測系統重大專項的推動下,我國已建立起基于衛星、飛機和平流層飛艇的高分辨率先進觀測系統,并與其他中、低分辨率觀測系統形成時空協調、全天候、全天時的對地觀測系統。高分載荷具備了覆蓋可見光、紅外、多光譜、高光譜、微波、激光等觀測手段,實現高空間、高光譜、高時間分辨率的高精度能力。  

  高分衛星和遙感載荷的不斷成功研制和發射,使我們擁有了前所未有的海量遙感數據,如何用好這些高質量的數據,無疑是當前討論最多的話題,而定量化應用的精度也是大家集中討論的又一個問題。實際上,定量化產品的誤差是由傳感器誤差,標準產品的處理誤差,定標及真實性檢驗場的誤差以及最終定量化應用產品反演誤差這一系列誤差積累而決定的,因此高分定量化應用產品的精度提高是一個系統工程。今天我們已經進入了定量化應用倒逼衛星發展的時代,需要我們解決并持續研究提升高分數據產品精度問題。     

  盡管我國的高分成果不僅在國際上,在國內省域產業化應用上都引起了極大反響,但是在國際交流中,仍然有許多國際同行覺得我們很封閉,數據拿不到。其原因不是我們的數據政策不開放,而是沒有提供定量化的數據產品。僅僅提供0-2級的標準化產品,確實不能很好地滿足用戶的應用需求,因此,要在國際上推廣高分,就必須做好高分定量化應用產品,這是中國高分衛星走向世界的必由之路。國防科工局發布了《2018中國高分衛星應用報告(共性產品卷、標準規范卷)》,高分產品將使我國遙感應用走向工程化、產業化邁出重要一步。     

  遙感衛星是一個端-端的系統,這一系統的出口就是定量化產品,為此我們特別提出并強調共性產品這一概念。在遙感數據產品中,0-2級是標準產品,即原始影像數據產品;6-7級可以定義為專題產品,如農業旱災監測產品、土地監測產品、公路勘察信息專題產品、災害安全鏈路評估產品等等,這些數據產品能為國家政策制訂提供參考依據;而3-5級即是承上啟下、定量化的共性產品,其中3級產品主要是標準產品經過幾何精糾正、正射校正后得到的數據應用產品;4級產品包括反映地表反射、輻射、散射特征的應用產品或用于大氣校正的大氣參量產品;5級產品主要有反映地球表層能量、水、植被和大氣特征的數據應用產品。     

  高分共性產品定義為3-5級,超過2個行業專題產品生產所需要的輸入,且可利用同步實測數據進行真實性檢驗的定量化遙感產品,也就是3-5級高級遙感產品中多個應用方面都需要的產品,如葉面積指數、植被指數、植被覆蓋率、光合有效輻射吸收比例、反照率、歸一化植被指數、蒸散等物理量產品。在此基礎上針對民用,定義了從幾何產品、輻射基礎產品、土地覆蓋產品、能量平衡產品、植被產品、水分產品到大氣產品7類共45種高分共性產品。     

  高分數據經幾何校正和輻射校正之后,依據可見光、光譜、微波、極化等與大氣、水、陸地和目標相互作用的特性,建立起上述物理量的反演模型。經真實性檢驗場采集到高精度地物的物理量進行標定與檢驗,形成對高分數據進行處理的共性產品生產軟件,為用戶提出共性產品服務。為此需要搭建一個高分共性產品技術系統,并為現在這些高分產品制訂出標準規范。只有持續的提供這樣的共性產品,才是提升高分系統應用效率,降低高分應用門檻的關鍵。     

  生產高分共性產品的基礎工作是對衛星載荷產生的數據、處理算法、模型,其質量、通用性和普適性都采用真實性檢驗的指標進行檢驗,這其中需要的一個支撐條件就是真實性檢驗場,要建立覆蓋國土面積的真實性檢驗的場站,以此來確定共性產品質量,支撐各種應用。因此,真實性檢驗在共性產品質量評價中是不可或缺的重要手段,它能決定共性產品定量化程度。由于存在不同衛星相同產品一致性問題,各種地表類型條件下穩定性問題,在陸表產品復雜大氣下墊面條件下的標準度問題以及衛星全壽命產品和載荷穩定性問題,都要依靠真實性檢驗,我們還需要建立和提升真實性檢驗的模式、頻次、范圍和自動化程度。在國家相應經費支持下,中科院空天院正在主持建設全國地面觀測網站,采集在各種典型地貌、地理特征下的相應數據,而這些數據還需要與衛星觀測數據同步,我們也希望將這些數據對外發布。共性產品這項工作需要全國各部門各單位遙感工作者,尤其是年輕科研人員積極參與,共同設計反演算法,不斷檢測和提高共性產品的精度,在此基礎上,才能將共性產品成果轉化成業務化生產能力。目前運用多源衛星協同共性定量遙感產品,我們已經生成了1km5天合成全球無云地表反射率、30m月度地表反射率產品以及中國東盟植被覆蓋度和NPP產品等。    

  中國科學院空天信息研究院擁有一支龐大的遙感科研團隊,在遙感共性產品方面開展了長期的工作,積累了豐富的成果。未來中科院空天院將持續推進高分共性產品的研發,每年組織對共性產品質量的評測,開展相關產品的示范應用研究,為遙感應用尤其是高分應用,做出我們的貢獻。也希望全國各大高校、研究機構的團隊以及相關企業一起努力,共同促進高分數據產品的應用推廣。     

  以上內容摘編自2018年10月17日吳一戎院士在“第五屆高分辨率對地觀測系統年會”所做的特邀報告