国内外星-空-地遥感数据地面应用系统综述.pdf

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1、第21卷第2期地质力学学报Vo1_21NO.22015年6月J0URNALOFGEOMECHANICSJun.2015文章编号:1006.6616(2015)02-0117.12国内外星.空一地遥感数据地面应用系统综述肖政浩,汪大明,温静,方洪宾,胡玉新,许宁(1.中国国土资源航空物探遥感中心,北京100083;2.中国地质调查局油气资源调查中心,北京100029;3.中国科学院电子学研究所,北京100190)摘要:遥感地面系统主要实现遥感数据的接收、处理、管理和分发功能。为了研发面向地质调查的、能够处理多源海量高光谱数据的、星.空一地一体化地质勘查遥感系统,对国内

2、外已有的小卫星、航空、地面岩芯等遥感地面系统的特点、组成和发展方向进行了调研和分析,调研结果可为地质勘查遥感系统的研发提供技术基础和理论支持。关键词:地面应用系统;星一空一地一体化;多源高光谱数据中图分类号:TP79文献标识码:A0引言近年来,遥感技术不断发展,国内外研制了大量新型的星载、航空高光谱传感器及地面和岩芯光谱仪,遥感正向着高分辨率、高光谱、海量数据发展,遥感对地观测能力的不断加强使高光谱遥感技术的大规模应用成为可能。遥感地面应用系统完成数据的接收、处理、管理和分发,是连接数据获取和应用的重要桥梁,可提供全天时、全天候、高分辨率的星.空-地一体化信息保障。

3、矿产资源调查是高光谱遥感最为广泛的地质应用领域,我国虽然研制了多台航空高光谱成像仪及一些星载载荷,并对高光谱数据预处理与应用处理技术进行了深入研究,但是尚没有一个面向矿产资源调查的“星一空一地”多源数据综合处理平台,如何实现“星-空一地”多源数据快速、准确、稳定的运营,是高光谱数据地质勘查系统建设中亟需解决的关键技术问题。本文针对地质领域需求,对国内外卫星地面应用系统、航空高光谱载荷及地面应用系统、地面及岩芯光谱采集应用系统的现状和发展方向进行调研和分析,为后续我国自主高光谱小卫星的实际运营及地质应用打下良好的基础。1星载高光谱载荷研制及地面应用系统建设星载高光谱载

4、荷研制及其应用是高光谱遥感技术实现大规模应用的重要发展方向,但由收稿日期:2014一l2.10基金项目:中国地质调查局地质调查项目“地质勘查遥感系统集成与综合应用示范”(1212011120226)作者简介:肖政浩(1988一),男,河北承德人,助理工程师,主要从事遥感地质研究。E-mail:xiaozhenghao010@sJna.tom第2期肖政浩,等:国内外星一空一地遥感数据地面应用系统综述125统研制部门以及遥感应用部门加快联合协作,促进整个遥感事业的快速发展。2航空高光谱载荷研制及地面应用系统建设航空高光谱载荷研制及其应用是高光谱遥感发展的基础,国外早在2

5、0世纪80年代便进行了航空高光谱传感器的研制和飞行试验。在航空高光谱载荷地面应用系统的建设方面,由于各种载荷和平台的差异性较大,国内外都只是针对特定载荷研发相应的地面应用系统,而缺乏一套针对多载荷的机载高光谱地面应用系统。2.1国外研究程度自20世纪80年代初至今,美国已经发展了三代高光谱成像光谱仪,他们以雄厚的资金和先进的相关技术为支持,引领全球高光谱技术的发展。美国国家航空与航天管理局(NASA)和美国加州理工学院喷气推进实验室(JPL)首先在实验室研制成功第一台机载航空成像光谱仪AIS.1(1982-1985年,128波段),其后又发展为AIS一2(1985-

6、1987年,128波段),其光谱覆盖范围1.2~2.4Ixm,在美国内华达州Cuprite地区的应用中取得很好的效果。1987年美国又研发出第二代成像光谱仪,称航空可见光一近红外成像光谱仪(AVIRIS),有224个通道,光谱范围0.41~2.45m,每个通道的波段宽约10nm。在AVIRIS之后,基于采矿和石油工业的需求,美国地球物理环境研究公司(GER)研制了一台64通道的高光谱分辨率扫描仪GERIS,其中63个通道为高光谱分辨率扫描仪,第64通道用于存储航空陀螺信息。第三代高光谱成像光谱仪为克里斯特里尔傅立叶变换高光谱成像仪FTHSI,适合在Cessna-20

7、6轻型飞机上使用。这些机载仪器的发展为后续星载仪器的发射奠定了基础。·在地面处理、应用系统的建设方面,由于传感器和平台差异较大,数据处理的算法差异也较大。因此,目前成型的机载高光谱处理系统较少,都是针对各个载荷单独研发的数据处理系统。例如,机载高光谱成像仪(AHI)隶属于DARPA下的高光谱地雷探测(HMD)计划,是验证高光谱载荷在地雷探测方向应用潜力的传感器。目前,AHI已用于地雷探测、气体探测和地质填图等领域。AHI机载数据采集和处理系统可实现传感器控制、生成辐射定标系数、几何畸变预处理、实时辐射定标、近实时地雷探测、人机接口和数据记录。其数据采集系统通过光

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