第九章對地觀測技術(shù)

GPS定位與導(dǎo)航測繪工程學(xué)院

對地觀測技術(shù)的新進(jìn)展

對地觀測技術(shù)的新進(jìn)展

1.對地觀測技術(shù)概述2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展3.關(guān)于未來發(fā)展的策略建議

1.對地觀測技術(shù)概述

對地觀測指的是利用航天航空飛行器和地面各類平臺(tái)所攜載的光電儀器對人類生存所及的地球環(huán)境及人類活動(dòng)本身進(jìn)行的各種探測活動(dòng)。其中以航天航空技術(shù)為基礎(chǔ)的對地觀測活動(dòng)主要有：

1.1衛(wèi)星導(dǎo)航定位

1.2航天航空遙感

1.3航天航空地球物理探測

1.4對地觀測數(shù)據(jù)的加工處理與服務(wù)1.對地觀測技術(shù)概述 1.1衛(wèi)星導(dǎo)航定位

利用在設(shè)定的精確軌道上運(yùn)行的一定數(shù)量（至少2顆）的衛(wèi)星，持續(xù)不斷地向地面發(fā)送特定的無線電信號，使在空中、海面和陸地上的每個(gè)接收機(jī)能同時(shí)收到來自若干顆衛(wèi)星的信號，從而解算出在全球統(tǒng)一時(shí)空基準(zhǔn)中的三維大地坐標(biāo)，并獲得準(zhǔn)確授時(shí)。

北京城市景觀（亞運(yùn)村）1.對地觀測技術(shù)概述

目前正在進(jìn)行和計(jì)劃實(shí)施的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GlobalNavigationSatelliteSystem縮寫GNSS）有四個(gè)，即美國的全球定位系統(tǒng)（GPS）,俄羅斯的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GLONASS），歐盟的伽利略系統(tǒng)（GALILEO），中國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)（COMPASS）。其它系統(tǒng)僅允許作為區(qū)域系統(tǒng)或廣域增強(qiáng)系統(tǒng)加入。例如，日本的QZSS（準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)）、MSAS（多功能衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng)），印度的IRNSS（印度無線電導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)）等。1.對地觀測技術(shù)概述

1.2航天航空遙感

遙感指的是利用人造衛(wèi)星、宇宙飛船、有人駕駛飛機(jī)、無人駕駛飛機(jī)、飛艇等航天航空飛行器，攜載各類成像傳感器，獲取地球表面自然與社會(huì)各類景觀所輻射的電磁波信號，經(jīng)圖像處理，從而提取幾何、物理與人文信息的技術(shù)。根據(jù)所攜載的傳感器及其所獲取的影像信號類型的不同，可分為：可見光全色遙感、紅外遙感、多光譜遙感、高光譜遙感、微波（雷達(dá)）遙感等，還可根據(jù)成像的幾何特性分成：雙視（立體）成像、單視（非立體）成像、框幅式成像、掃描式成像、激光掃描成像等。。1.對地觀測技術(shù)概述

經(jīng)常用分辨率來描述遙感系統(tǒng)的技術(shù)能力。影像上每個(gè)像元所對應(yīng)的地面單元尺寸稱為空間分辨率（假如，美國快鳥影像的空間分辨率為0.6米）；影像每個(gè)波段的光譜帶寬度稱為光譜分辨率。（例如，高光譜影像的光譜分辨率為10納米）；同一地點(diǎn)先后兩景影像的時(shí)間間隔稱為時(shí)間分辨率（例如，陸地衛(wèi)星影像的時(shí)間分辨率為14天）。

RSApplicationsinCityExpanding1.對地觀測技術(shù)概述 1.3航天航空地球物理探測

利用航天航空飛行器平臺(tái)所攜載的專門儀器探測地球重力、磁場等物理量的技術(shù)稱為航天航空物探。

1.對地觀測技術(shù)概述

1.4對地觀測數(shù)據(jù)的加工處理與服務(wù)

把各種對地觀測數(shù)據(jù)累積在一起，連同來自社會(huì)其它領(lǐng)域的各種空間化了的經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)據(jù)，統(tǒng)一建成數(shù)據(jù)庫，并開發(fā)各類軟件，對數(shù)據(jù)進(jìn)行深加工處理，制作適應(yīng)社會(huì)需求的各類信息產(chǎn)品，為社會(huì)提供廣泛服務(wù)，使對地觀測所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)一步增值。此技術(shù)稱之為地理信息系統(tǒng)技術(shù)。由于上游技術(shù)快速發(fā)展提供了海量的資源，以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對地理空間信息需求的急劇增長，此技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展飛快，已成為舉世公認(rèn)的很具發(fā)展?jié)摿Φ男屡d產(chǎn)業(yè)，隨著政府和產(chǎn)業(yè)界的宣傳，相繼出現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字地球、空間地理信息網(wǎng)絡(luò)、基于位置的服務(wù)、智慧地球等一系列在本質(zhì)內(nèi)容上相近的概念。

1.對地觀測技術(shù)概述

人類進(jìn)行對地觀測活動(dòng)的目的在于：（1）研究人類所生存的地球空間環(huán)境及其運(yùn)動(dòng)變化的規(guī)律，為人類開發(fā)地球資源保護(hù)環(huán)境，防災(zāi)減災(zāi)及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的宏觀決策提供科學(xué)依據(jù)；（2）為國防建設(shè)、戰(zhàn)略部署、現(xiàn)代武器精確打擊、反恐維穩(wěn)等軍事行為提供地理空間信息支持；（3）直接支持各類土木工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量監(jiān)理和運(yùn)行管理，以及礦業(yè)、電力、林業(yè)、農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)過程的定量檢測與精確定位實(shí)施；（4）為民眾生活提供各種基于位置的服務(wù)。ASTER美國SRTM雷達(dá)地表影像（2000，2）2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

2.1全球觀測成為衛(wèi)星遙感的當(dāng)前重點(diǎn)

衛(wèi)星遙感是世界先進(jìn)國家和快速發(fā)展國家作為國家綜合實(shí)力標(biāo)志而爭先發(fā)展的高技術(shù)。經(jīng)過數(shù)十年努力，衛(wèi)星遙感已在國土資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)作物估產(chǎn)、軍事偵察與打擊等方面得到廣泛應(yīng)用。近幾年特別值得關(guān)注點(diǎn)是全球變化研究。全球變化研究指的是全球氣候變化、全球海平面變化、全球生物多樣性保護(hù)、全球重大災(zāi)害監(jiān)測與評估、全球觀測系統(tǒng)。全球變化研究分兩大部分：一是全球資源環(huán)境變化的綜合研究；二是全球氣候變化研究，尤其是地表氣溫變暖的研究。2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

2.1.1全球資源環(huán)境變化的綜合研究

這方面的研究又可分成全球地球觀測系統(tǒng)和全球地球研究兩個(gè)部分。全球地球觀測系統(tǒng)的研究計(jì)劃由政府間國際組織GEOSS組織。其目標(biāo)是：減少自然或人為災(zāi)害所造成的生命財(cái)產(chǎn)損失；了解環(huán)境因素對人類健康和生命的影響；改善對能源的管理；了解、評價(jià)、預(yù)測、減輕以及適應(yīng)氣候變異和變化；通過更好地了解水循環(huán)來改善水資源管理；改善氣象信息、天氣預(yù)報(bào)和預(yù)警；提高對陸地、海岸、海洋生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和管理；支持可持續(xù)農(nóng)業(yè)、減少荒漠化；了解、監(jiān)測和保護(hù)生物多樣性。我國不僅參加了GEOSS計(jì)劃，而且還擔(dān)任了其中世界地球觀測組織GEO的共同主席。我國在氣象衛(wèi)星、環(huán)境衛(wèi)星、資源衛(wèi)星方面已形成自己的對地球觀測系列，加上航空遙感系統(tǒng)，不僅可以自主觀測，而且還可以參加國際合作、實(shí)現(xiàn)國際共享。2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

關(guān)于全球地球研究，主要有美國NASA的ESE計(jì)劃、歐盟ESA的GMES計(jì)劃、日本JAXA的全球模擬器計(jì)劃和中國的綜合地球觀測系統(tǒng)。美國ESE（地球科學(xué)事業(yè)）計(jì)劃的重要內(nèi)容包括：了解并描述地球是如何變化的；識(shí)別并測定地球變化的主要驅(qū)動(dòng)力；認(rèn)識(shí)地球系統(tǒng)如何影響自然和人類的變化；確定由人類文明進(jìn)程而導(dǎo)致的地球系統(tǒng)變化的后果；實(shí)現(xiàn)對地球系統(tǒng)未來變化的預(yù)測。中國綜合地球觀測系統(tǒng)（CIEOS）的內(nèi)容包括：災(zāi)害、農(nóng)業(yè)、水文、國土、城鎮(zhèn)、氣象、地震、環(huán)境、森林、海洋、測繪和科研等各專業(yè)的觀測系統(tǒng)。2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

2.1.2全球氣候變化研究

關(guān)于全球氣候變化，國際上有兩個(gè)觀點(diǎn)對立的學(xué)術(shù)派別組織：一個(gè)是得到聯(lián)合國支持的政府間氣候變化委員會(huì)（IPCC），另一個(gè)是世界多國科學(xué)家自發(fā)組織的非政府國際氣候變化委員會(huì)（NIPCC）。IPCC認(rèn)為，“自20世紀(jì)中葉以來所觀測到的大多數(shù)全球平均氣溫的升高，其大多數(shù)因素極有可能與人為造成的溫室氣體濃度的增加有關(guān)?！辈⑶覕嘌?，“如果未來時(shí)期全球年平均地表氣溫上升2℃，人類社會(huì)將受到重大的損失，如果上升4℃，整個(gè)地球的生命將遭到毀滅性打擊?！倍鳱IPCC認(rèn)為，“沒有令人信服的科學(xué)證據(jù)表明，人類排放的二氧化碳、甲烷或其它溫室氣體正在或在可預(yù)見的未來會(huì)引起災(zāi)難性的地球大氣圈變熱和地球氣候的破壞。此外，有確鑿科學(xué)證據(jù)表明大氣中二氧化碳的增加，對自然界的動(dòng)植物和地球環(huán)境起到了許多有益的效果?！?.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

中國對于全球變化的研究也十分重視。中國學(xué)者對全球氣候變化也有類同國際上的兩派學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。但是共同一致的觀點(diǎn)是：應(yīng)該加強(qiáng)遙感全球觀測，用真實(shí)數(shù)據(jù)給出科學(xué)結(jié)論。

為了能精確定量觀測地球大氣層中二氧化碳的數(shù)量及循環(huán)變化情況，美國NASA花費(fèi)8年時(shí)間研制了“軌道碳觀測”衛(wèi)星，但是于2009年2月24日發(fā)射失敗。而日本在2009年1月23日發(fā)射成功“呼吸”號，成為全球首顆“嗅碳”衛(wèi)星。但是，至今尚未公布他們所獲取的數(shù)據(jù)。2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

2.2高分辨率遙感的多樣化發(fā)展

航天航空遙感技術(shù)雖然同時(shí)向著高空間分辨率、高光譜分辨率和高時(shí)間分辨率方向發(fā)展，但是，從社會(huì)實(shí)際需求所驅(qū)動(dòng)的市場營銷量來看，增長最快的還數(shù)高空間分辨率（通常簡稱高分辨率）影像。目前，以高空間分辨率光學(xué)遙感影像為主體，配合其它遙感影像的遙感數(shù)據(jù)市場已經(jīng)在全世界興旺。從市場和應(yīng)用需求的角度看，這方面的發(fā)展有如下幾個(gè)特點(diǎn)。2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

2.2.1高分辨率衛(wèi)星的商業(yè)化運(yùn)作模式在世界范圍內(nèi)獲得普遍成功

繼美國空間成像公司的IKONOS衛(wèi)星、數(shù)字地球公司的QuickBird衛(wèi)星、法國的SPOT衛(wèi)星之后，英國薩里公司的Rapideye星（業(yè)主德國）、Deimos星（業(yè)主西班牙）、NigeriaSat星（業(yè)主尼日利亞）和UK-DMC星（本國）、德國OHB公司的SAR-lupe星、Enmap星、以色列ImageSatInternational公司的EROS星，以及中國二十一世紀(jì)公司的北京一號小衛(wèi)星，充分展現(xiàn)了高分衛(wèi)星商業(yè)化運(yùn)作的成功。北京一號小衛(wèi)星是我國第一個(gè)以企業(yè)為實(shí)施主體，國際合作，集成創(chuàng)新，成功發(fā)射，并且以自負(fù)盈虧方式自主運(yùn)行了四年的遙感小衛(wèi)星。四年來，該衛(wèi)星提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，形成高效的市場服務(wù)能力。在國土資源管理、農(nóng)業(yè)調(diào)查統(tǒng)計(jì)、生態(tài)環(huán)境評價(jià)、城市精細(xì)化管理和重大工程檢測等方面獲得廣泛應(yīng)用。北京一號小衛(wèi)星的成功經(jīng)驗(yàn)很值得推廣。2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

2.2.2機(jī)載傳感器系統(tǒng)發(fā)展很快

相比起衛(wèi)星遙感系統(tǒng)，機(jī)載成像傳感器系統(tǒng)近幾年的進(jìn)步更為突出。在飛機(jī)上安裝GPS，能使成像傳感器中心的空中定位精度達(dá)到厘米級。同時(shí)，安裝慣導(dǎo)系統(tǒng)（陀螺儀），可以提高成像系統(tǒng)的穩(wěn)定度，并精確測量其姿態(tài)角值，達(dá)到千分之五度的精度。以上兩者的結(jié)合，制成POS（定位與定向）系統(tǒng)，大大提高了空中攝影的質(zhì)量，尤其是提高了機(jī)載SAR（合成孔徑雷達(dá)）和Lidar（激光雷達(dá)）的構(gòu)像質(zhì)量。2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

航空數(shù)碼相機(jī)的發(fā)展主要表現(xiàn)在機(jī)載三線陣相機(jī)和組合寬角相機(jī)技術(shù)的突破。機(jī)載三線陣采用了POS技術(shù)的支持實(shí)現(xiàn)高分辨率掃描立體成像，以Leica公司的ADS系列相機(jī)為典型代表。組合寬角相機(jī)突破了面陣拼接和單個(gè)鏡頭像場角不足的難題，利用組合相機(jī)實(shí)現(xiàn)等效單中心投影，因而可以利用大面陣影像實(shí)現(xiàn)高精度的相對定向、達(dá)到比POS系統(tǒng)更高的幾何精度，典型產(chǎn)品有Z/I與卡爾蔡司公司的DMC、Ultra公司的UCX，以及中國測繪科學(xué)研究院的SWDC。2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

從理論上講，不可能在同一個(gè)傳感器上同時(shí)實(shí)現(xiàn)高空間分辨率、高光譜分辨率和高時(shí)間分辨率的成像，也很難把光學(xué)、微波和激光傳感器融為一體。因此，對于一個(gè)具有多類目標(biāo)的復(fù)雜區(qū)域（例如城市或軍事基地），需要利用多種傳感器獲取數(shù)據(jù)，然后融合，才能獲取到足夠的信息。利用衛(wèi)星遙感對某一選定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)多源遙感影像全面融合，其代價(jià)太大。而利用航空遙感則相對容易。目前，各先進(jìn)國家（例如美國NASA和法國IGN）都在努力研究，能把光學(xué)成像、多（高）光譜成像、紅外成像、微波雷達(dá)、激光雷達(dá)集成起來的航空遙感系統(tǒng)，來達(dá)到全面精細(xì)遙感的目的。

2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

機(jī)載傳感器系統(tǒng)中突出的技術(shù)進(jìn)步還表現(xiàn)在SAR、Lidar和低空傾斜攝影這三項(xiàng)技術(shù)。①機(jī)載SAR（合成孔徑雷達(dá)）是一種主動(dòng)式遙感技術(shù)，因?yàn)樗梢栽陉幱晏鞖猥@取影像，因此成為當(dāng)前全天候遙感的主力技術(shù)。同時(shí)，借助長波段微波信號能穿透植被與淺層沙土的能力，以及不同極化波所具有的對不同形態(tài)目標(biāo)的顯示能力，使它在地物識(shí)別上發(fā)展出獨(dú)特的優(yōu)越性能，因此成為當(dāng)前很有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)。我國中科院電子所等單位已經(jīng)研制出國產(chǎn)高分辨率SAR設(shè)備。②Lidar（激光掃描成像雷達(dá)）也是一種主動(dòng)式遙感技術(shù)，在有精確POS（定位與定向系統(tǒng)）支持的情況下，它能實(shí)時(shí)地獲取精確到厘米級的地形起伏模型數(shù)據(jù)，同時(shí)還能利用穿透樹木枝葉的四波量測樹木高度和體積等參數(shù)。因此，也成為當(dāng)前很有市場前景的技術(shù)。中科院光電研究院已研制出國產(chǎn)機(jī)載三維成像激光雷達(dá)擇機(jī)。③傾斜攝影是在低空飛機(jī)上安置4個(gè)以上向不同方向傾斜的相機(jī)、獲取城市建筑物的多面體側(cè)面紋理，同時(shí)構(gòu)建立體模型。此技術(shù)非常適應(yīng)當(dāng)前繁華城市建設(shè)規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)社會(huì)管理、民眾生活服務(wù)和安全防務(wù)的需要。

奮進(jìn)號航天飛機(jī)外觀圖2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

2.2.3無人機(jī)低空遙感很具發(fā)展?jié)摿?/p>

無人機(jī)（UnmannedAirVehicles）是包括固定翼無人機(jī)、無人直升機(jī)、無人飛艇在內(nèi)的一系列無人駕駛的空中飛行機(jī)械的總稱。無人機(jī)以其機(jī)動(dòng)靈活、可無須機(jī)場起降，可在陰天云下獲取光學(xué)影像，可低空獲取甚高分辨率（厘米級）影像，可遠(yuǎn)距離長航時(shí)飛行，可在復(fù)雜環(huán)境下作復(fù)雜航線飛行，可實(shí)現(xiàn)指定區(qū)域指定時(shí)間的日常巡查飛行等一系列優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)代衛(wèi)星遙感和有人駕駛飛機(jī)航空遙感的一種有效補(bǔ)充技術(shù)手段。我國是處在城市化進(jìn)程中的發(fā)展中國家，我國的建設(shè)工程規(guī)模列世界第一，對于精細(xì)航測遙感的需求量也列世界第一。因此，無人機(jī)低空遙感在中國具有最廣闊的市場。國家測繪局已在全國測繪系統(tǒng)推廣無人機(jī)低空航測遙感系統(tǒng)【3】。2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

2.2.4三維觀測體現(xiàn)高分辨率衛(wèi)星遙感的高技術(shù)水平

長期以來中低分辨率的衛(wèi)星遙感，追求光譜信息量而不追求紋理信息量，一般都只限二維觀測，也就是說，沒有構(gòu)成立體影像。但是，發(fā)展到高空間分辨率遙感、影像紋理很豐富。面對真實(shí)三維的客觀世界，僅僅二維影像很容易造成誤判讀。因此，高空間分辨率遙感無不向三維觀測發(fā)展。航空遙感之所以很受市場歡迎就是因?yàn)橛辛Ⅲw觀測。法國SPOT衛(wèi)星是世界上第一個(gè)實(shí)現(xiàn)立體觀測的衛(wèi)星，現(xiàn)今，IKONOS、Quickbird、Alos、EROS、GeoEye、Cartosat等都擁有獲取立體影像的技術(shù)。與之同時(shí)，相應(yīng)的衛(wèi)星遙感立體攝影測量軟件也很快研發(fā)推廣。我國資源三號衛(wèi)星是首顆用民高分辨率光學(xué)傳輸型立體測繪衛(wèi)星，計(jì)劃于2011年發(fā)射。該衛(wèi)星配置三線陣測繪相機(jī)和多光譜相機(jī)，能滿足1：5萬地形圖測繪、國土資源調(diào)查、以及向全社會(huì)提供4米分辨率三維影像模型信息等任務(wù)需求【4】。2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展 2.3全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）的激烈競爭發(fā)展及面臨的協(xié)調(diào)問題

2007年4月14日我國發(fā)射第一顆Compass（北斗）導(dǎo)航衛(wèi)星，標(biāo)志著中國正式進(jìn)入全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）俱樂部，成為第四個(gè)成員國，也可能是最后一個(gè)成員國。在2020年前，只有GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟Galileo和中國Compass四大系統(tǒng)能形成全球規(guī)模，2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

GNSS又稱天基定位導(dǎo)航、授時(shí)（PNT）系統(tǒng)，其關(guān)鍵作用是提供時(shí)間、空間基準(zhǔn)以及與位置相關(guān)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，業(yè)已成為國家重大空間信息基礎(chǔ)設(shè)施，也成為體現(xiàn)現(xiàn)代化大國地位和國家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。它是經(jīng)濟(jì)安全、國防安全、國土安全和公共安全的重大技術(shù)支撐系統(tǒng)和戰(zhàn)略威懾基礎(chǔ)資源，也是服務(wù)工程建設(shè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和民眾生活的重要工具。由于其廣泛的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的強(qiáng)滲透能力，使之成為繼移動(dòng)通訊和互聯(lián)網(wǎng)之后，全球第三個(gè)發(fā)展最快的電子信息產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。據(jù)國外專業(yè)咨詢公司統(tǒng)計(jì)，2008年全球具備衛(wèi)星導(dǎo)航功能的移動(dòng)電話年銷量達(dá)2.4億部，估計(jì)2011年可達(dá)7.2億部，占全球手機(jī)總量的20%。對于衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)而言，中國最大優(yōu)勢是有龐大的內(nèi)需市場。中國移動(dòng)通信市場規(guī)模已名列全球第一（2007年用戶總數(shù)為5.47億個(gè)），汽車銷售市場2007年超過880萬輛，這兩大市場恰恰是衛(wèi)星導(dǎo)航的主流應(yīng)用市場，預(yù)計(jì)3-5年后將形成年產(chǎn)值超過1000億元的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

由于GNSS多個(gè)系統(tǒng)的存在，必然會(huì)出現(xiàn)相互關(guān)系的協(xié)調(diào)以及雙邊、多邊的合作。集中討論的問題是解決并實(shí)現(xiàn)GNSS系統(tǒng)間的兼容和互操作的問題。要求確保兼容性，達(dá)到互操作。所謂兼容性是要求各種天基PNT信號無論是分開還是在一起，都不能互相干擾，即實(shí)現(xiàn)無線電頻率的兼容和軍用（M）碼與其他信號在頻譜上的分隔。所謂互操作主要是針對公用的波段LIC和L5信號，利用GNSS多個(gè)系統(tǒng)的民用天基PNT服務(wù)，為用戶提供比單系統(tǒng)更好的服務(wù)，亦即用同一個(gè)接收機(jī)能同時(shí)接收四個(gè)系統(tǒng)的信號。為實(shí)現(xiàn)GNSS的兼容與互操作，為促進(jìn)國際雙邊與多邊合作、2005年專門成立了美、俄、歐、中、印、日等國組成的GNSS供應(yīng)商論壇，同時(shí)成立了四個(gè)工作組；兼容力互操作；GNSS服務(wù)性增強(qiáng)；信息分發(fā)、教育、探討與協(xié)調(diào)；以及檢測和參考站網(wǎng)組織間交流。2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

Compass是中國的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，它由30顆衛(wèi)星組成，每顆衛(wèi)星同時(shí)在四個(gè)載波頻率上輻射公開與授權(quán)服務(wù)的信號。計(jì)劃在2010年先形成區(qū)域服務(wù)能力，2020擴(kuò)展為全球系統(tǒng)。中國Compass系統(tǒng)建立的基本原則是獨(dú)立、開放、兼容、互操作。所謂獨(dú)立，既要自成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全球覆蓋與全天候服務(wù)；所謂開放，指系統(tǒng)的公開服務(wù)向全民、全球開放。為全世界服務(wù)，首當(dāng)其沖的是要及早公布接口控制文件（ICD）。所謂兼容與互用，既要與GPS、GLONASS、Galileo實(shí)現(xiàn)有機(jī)合作與有效協(xié)調(diào)。2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

2.4地理空間信息產(chǎn)業(yè)成為很具潛力的新興產(chǎn)業(yè)

相對于復(fù)雜的地球系統(tǒng)，任何航天航空對地觀測手段都只能獲取它的一份片面的信息。有如故事中的“瞎子摸象”，任何一種觀測，所觀測到的數(shù)據(jù)都是片面的，而且還含有誤差的。要把許多單個(gè)觀測聯(lián)系起來，經(jīng)過加工處理，才能獲得優(yōu)于任何單一觀測的，比較全面的信息。在此基礎(chǔ)上，還要進(jìn)一步研究社會(huì)各方不同形式的需求及適宜的表達(dá)、供給方式。這便是地理空間信息的加工與服務(wù)。在過去數(shù)據(jù)獲取技術(shù)落后的年代，獲取技術(shù)占主導(dǎo)地位。隨著技術(shù)進(jìn)步，時(shí)至今日，信息加工與服務(wù)在整個(gè)地理空間信息產(chǎn)業(yè)鏈中的比重越來越大，已占到大頭份額。由于它能容納就業(yè)、擴(kuò)展利潤、順應(yīng)綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展潮流，因此，有希望成為新興的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。但是，如果重視不夠，它有可能成為整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中的中游瓶頸，阻礙上游航天航空對地觀測數(shù)據(jù)獲取技術(shù)的發(fā)展。所以，廣義的對地觀測概念，不僅包括數(shù)據(jù)獲取，還應(yīng)包括從數(shù)據(jù)到信息，再從信息到知識(shí)的全過程。2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

2.4.1數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘

理論上可以證明，沒有任何一種傳感器可以做到高空間分辨率、高光譜分辨率和高時(shí)間分辨率三種影像性能兼得。這也屬于上述的觀測片面性。因此，多源數(shù)據(jù)融合，便成為獲取全面豐富信息的必需手段。這里“多源”不僅包括同一平臺(tái)上的幾種傳感器、也包括不同平臺(tái)，在不同時(shí)間獲取的同一目標(biāo)區(qū)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)融合能提高數(shù)據(jù)中的信息含量，但是，還需要通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)從數(shù)據(jù)中提取信息，以及進(jìn)一步從信息中推導(dǎo)出知識(shí)。數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘已成為當(dāng)前航空航天對地觀測中很受重視的前沿技術(shù)。目前一些航天航空遙感技術(shù)，如高光譜技術(shù)、微波雷達(dá)和激光雷達(dá)，之所以尚未得到應(yīng)有的廣泛推廣，其原因可能不主要在前端技術(shù)，而主要在后端的融合與挖掘環(huán)節(jié)瓶頸問題未得到解決。羅馬梵蒂岡大教堂,0.7m,真彩色SPOT5號假彩色合成圖像（5米）2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

2.4.2政府地理信息系統(tǒng)

無論哪個(gè)國家，政府都是航天航空對地觀測技術(shù)的最大用戶。政府的應(yīng)用包括軍用和民用兩個(gè)方面。政府地理信息系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字地球、數(shù)字城市等等都是政府牽動(dòng)的對地觀測數(shù)據(jù)加工與應(yīng)用。我國政府對航天航空所獲取的空間信息的應(yīng)用十分重視。中央與地方政府的辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、國土資源調(diào)查、救災(zāi)應(yīng)急、環(huán)境保護(hù)、森林防火、城市規(guī)劃與管理，都大量使用了地理信息系統(tǒng)。2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展 2.4.3地理信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)

地理信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是對地觀測技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)聯(lián)合發(fā)展的產(chǎn)物。在互聯(lián)網(wǎng)上為全社會(huì)用戶提供包括遙感影像、地圖圖形及其它各種空間化的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的信息服務(wù)，并且進(jìn)一步有可能發(fā)展成為把用戶既作為服務(wù)對象，又作為更新數(shù)據(jù)采集生產(chǎn)者的新一代地理空間信息生產(chǎn)服務(wù)模式。國際上，目前大有名氣的兩家地理信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商是谷歌和微軟，谷歌2005年創(chuàng)辦GoogleEarth，提供遙感影像和地圖服務(wù)，至今用戶下載量已超過2億次。微軟于2006年構(gòu)建VirtualEarth，并進(jìn)一步發(fā)展為能提供城市景觀的三維模型信息。2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

中國國家測繪局于2010年10月22日宣布地理信息服務(wù)網(wǎng)“天地圖”正式開通，提供地圖模式、影像模式和三維模式的三種服務(wù)。該網(wǎng)站提供全國覆蓋的交通、水系、境界、居民地、地名、地形等基礎(chǔ)信息，已擁有全國300多個(gè)城市0.6米分辨率的遙感影像，是目前為止關(guān)于中國境內(nèi)地理信息的最豐富的網(wǎng)站，為各類地理信息增值服務(wù)提供基礎(chǔ)。2.對地觀測技術(shù)近幾年的突出發(fā)展

2.4.4基于位置的服務(wù)（LBS）和物聯(lián)網(wǎng)

基于位置的服務(wù)（LocationBasedService,縮寫LBS），是把無線移動(dòng)通信、GNSS和網(wǎng)絡(luò)電子地圖三項(xiàng)技術(shù)結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)的定位、導(dǎo)航及相關(guān)地理信息服務(wù)。無線通信定位雖然簡便，但是定位精度低；GNSS雖然定位精度高，但是在城市中容易受高建筑遮擋與反射的干擾，容易間斷。把這兩項(xiàng)技術(shù)聯(lián)合起來，就實(shí)現(xiàn)了精確可靠的定位。然后，把定位坐標(biāo)顯示在電子地圖上，再與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，便可得到導(dǎo)航和相關(guān)地理信息服務(wù)。目前，LBS的最大用戶群是汽車導(dǎo)航與手機(jī)個(gè)人定位導(dǎo)行。中國市場位居世界第一。把LBS的概念從為人定位轉(zhuǎn)移到為物定位，就進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)域。運(yùn)動(dòng)物體的聯(lián)網(wǎng)比靜止物體的聯(lián)網(wǎng)意義更大。在時(shí)空坐標(biāo)下的動(dòng)態(tài)技術(shù)，其市場前景也更廣闊。3.關(guān)于未來發(fā)展的策略建議3.1對地觀測市場的總體策劃與引導(dǎo)

目前，航天航空對地觀測的技術(shù)手段很多很雜、也很亂。技術(shù)供給與社會(huì)需求并沒有很好地對應(yīng)。沒用的數(shù)據(jù)很多，有用的數(shù)據(jù)太少；不需要的時(shí)候數(shù)據(jù)很多，需要的時(shí)候數(shù)據(jù)太少。其實(shí)，各種技術(shù)各有其長，也各有其短，社會(huì)需求也各式各樣，很有差別。很需要在國家層次上有一個(gè)部門能全面調(diào)研掌握總體需求量及層次分布，并引導(dǎo)各種技術(shù)力量進(jìn)入各顯其能、各應(yīng)所需的運(yùn)行軌道。從遙感對地觀測的技術(shù)手段和社會(huì)需求上分析，供需關(guān)系可大體分成下列三個(gè)層次進(jìn)行引導(dǎo)。3.關(guān)于未來發(fā)展的策略建議

（1）衛(wèi)星遙感，應(yīng)該重點(diǎn)放在全球觀測和全國土覆蓋的觀測任務(wù)上，例如，氣象預(yù)報(bào)、資源調(diào)查、環(huán)境生態(tài)監(jiān)測、土地利用調(diào)查與變化監(jiān)測等。尤其在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展、國際上關(guān)于全球氣候變暖的爭議、國際和平穩(wěn)定與安全問題嚴(yán)重化、我國衛(wèi)星遙感的重點(diǎn)更應(yīng)放在全球范圍。應(yīng)該按照當(dāng)前任務(wù)量統(tǒng)籌規(guī)劃需要發(fā)射的遙感衛(wèi)星總量及分辨率與傳感器性能的設(shè)計(jì)參量。3.關(guān)于未來發(fā)展的策略建議

（2）有人駕駛飛機(jī)的大航空遙感，任務(wù)重點(diǎn)是省區(qū)級全覆蓋觀測，分辨率在0.5~1.0米為宜，對應(yīng)各省市的基礎(chǔ)測繪，城鄉(xiāng)規(guī)劃、工程建設(shè)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理。除當(dāng)前比較普及的光學(xué)成像外，還應(yīng)積極發(fā)展微波雷達(dá)、激光雷達(dá)和高光譜的航空遙感技術(shù)。美國IKONOSⅡ

衛(wèi)星3.關(guān)于未來發(fā)展的策略建議

（3）輕小型低空遙感，尤其是無人機(jī)（無人飛行器）低空遙感，任務(wù)重點(diǎn)是市縣級和重點(diǎn)工程現(xiàn)場的精細(xì)遙感，分辨率在0.05~0.50米。相應(yīng)于1:500至1：5000測繪，除現(xiàn)在普及的正射影像圖，線劃圖產(chǎn)品外、還很需發(fā)展以傾斜攝影制作的城市景觀三維模型，以適應(yīng)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展及民眾生活的需要。特別值得注意的是，從近幾年實(shí)踐看，對于救災(zāi)應(yīng)急事件處理，無人飛行器低