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吳一戎院士出席第五屆高分辨率對地觀測年會並作特邀報告

時間:2018-10-19  來源: 文本大小:【 |  | 】  【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,並作了題爲《高分共性産品與高分應用特邀報告 

  指出,高分辨率共性産品生成與服務是降低高分應用門檻的關鍵,提升高分系统应用效益的重要方法。而共性产品的真实性检验是评价遥感应用质量的重要手段,因此共性产品及其真实性检验是推动高分应用和应用成效的關鍵。报告介绍了高分辨率对地观测数据共性产品的定义、共性产品种类和指标内容;研究分析了高分辨率对地观测数据共性产品与高分辨率对地观测数据应用的关系,应用方法和应用技术;深入分析了若干种高分共性产品的反演处理方法和反演精度, 最後給出了幾種典型的高分應用案例。 

  

  

 

    

    

  以下爲摘編自該特邀報告的內容,敬請查看。 

  要點: 

  1.共性产品是当前提升高分定量化应用水平和降低应用门槛的關鍵 

  2.共性産品的誤差是整個系統誤差的累積 

  3.共性産品的精度沒有最高,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,並與其他中、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,定量化産品的誤差是由傳感器誤差,標准産品的處理誤差,定標及真實性檢驗場的誤差以及最終定量化應用産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産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,需要我們解決並持續研究提升高分數據産品精度問題。     

  盡管我國的高分成果不僅在國際上,在國內省域産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産品。僅僅提供0-2級的標准化産品,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産品,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(共性産品卷、標准規範卷)》,高分産品將使我國遙感應用走向工程化、産業化邁出重要一步。     

  遙感衛星是一個端-端的系統,這一系統的出口就是定量化産品,爲此我們特別提出並強調共性産品這一概念。在遙感數據産品中,0-2級是標准産品,即原始影像數據産品;6-7級可以定義爲專題産品,如農業旱災監測産品、土地監測産品、公路勘察信息專題産品、災害安全鏈路評估産品等等,這些數據産品能爲國家政策制訂提供參考依據;而3-5級即是承上啓下、定量化的共性産品,其中3級産品主要是標准産品經過幾何精糾正、正射校正後得到的數據應用産品;4級産品包括反映地表反射、輻射、散射特征的應用産品或用于大氣校正的大氣參量産品;5級産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産品。     

  高分共性産品定義爲3-5級,超過2个行业专题产品生产所需要的输入,且可利用同步实测数据进行真实性检验的定量化遥感产品,也就是3-5級高级遥感产品中多个应用方面都需要的产品,如叶面积指数、植被指数、植被覆盖率、光合有效辐射吸收比例、反照率、归一化植被指数、蒸散等物理量产品。在此基础上针对民用,定义了从几何产品、辐射基础产品、土地覆盖产品、能量平衡产品、植被产品、水分产品到大气产品7类共45种高分共性产品。     

  高分數據經幾何校正和輻射校正之後,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産品生産軟件,爲用戶提出共性産品服務。爲此需要搭建一個高分共性産品技術系統,並爲現在這些高分産品制訂出標准規範。只有持续的提供这样的共性产品,才是提升高分系统应用效率,降低高分应用门槛的關鍵。     

  生産高分共性産品的基礎工作是對衛星載荷産生的數據、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,以此來確定共性産品質量,支撐各種應用。因此,真實性檢驗在共性産品質量評價中是不可或缺的重要手段,它能決定共性産品定量化程度。由于存在不同卫星相同产品一致性问题,各种地表类型条件下稳定性问题,在陆表产品复杂大气下垫面条件下的标准度问题以及卫星全寿命产品和载荷稳定性问题,都要依靠真实性检验,我们还需要建立和提升真实性检验的模式、频次、范围和自动化程度。在国家相应经费支持下,中科院空天院正在主持建设全国地面观测网站,采集在各种典型地貌、地理特征下的相应数据,而这些数据还需要与卫星观测数据同步,我们也希望将这些数据对外发布。共性产品这项工作需要全国各部门各单位遥感工作者,尤其是年轻科研人员积极参与,共同设计反演算法,不断检测和提高共性产品的精度,在此基础上,才能将共性产品成果轉化成业务化生产能力。目前运用多源卫星协同共性定量遥感产品,我们已经生成了1km5天合成全球無雲地表反射率、30m月度地表反射率産品以及中國東盟植被覆蓋度和NPP産品等。    

  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,在遙感共性産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産品的研發,每年組織對共性産品質量的評測,開展相關産品的示範應用研究,爲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,共同促進高分數據産品的應用推廣。     

  以上內容摘編自2018年10月17日吴一戎院士在“第五届高分辨率对地观测系统年会”所做的特邀報告