大数据环境下卫星对地观测数据集成系统的关键技术

建立卫星对地观测数据集成系统是遥感卫星数据信息资源有效管理与应用的重要手段。从我国对地观测重大需求以及前沿科学问题入手,提出大数据环境下卫星对地观测数据集成系统建立中亟待解决的关键技术,包括大容量异构对地观测数据集成的语义技术、基于网格的遥感图像快速处理技术、遥感大数据深度分析技术、多数据中心协同处理及云平台技术,为实现集成卫星图像、地面观测数据和模拟模型的元数据管理、几何精度纠正和卫星数据质量评价、海量卫星图像数据的空间分析与知识发现、分布式高性能卫星图像数据管理和归档等基本功能,为解决海量卫星数据分布式存储与计算、数据集成与互操作、空间数据分析与地学知识发现提供新思路、新技术与新方法。     

新疆玛纳斯湖景观演化及其生态环境效应

遥感影像以多分辨率记录了地表的覆盖特征。影像的空间分辨率限定了遥感对地观测的最小单元。地理环境特征监测的基本空间尺度的适宜性对遥感提出了多分辨率的需求 ,同时 ,多种全球变化模型对土地覆盖类型及空间格局需求的尺度也不同。因此 ,作为模型重要参数的土地覆盖特征的多分辨率遥感监测对满足不同模型的需求以及对利用实测数据进行尺度转换研究是重要的。本文在遥感、地理信息系统支持下 ,从遥感数据采集的空间分辨率的角度定量化判断空间分辨率放大过程对土地覆盖特征监测的影响。研究区域选定在ＮＥＣＴ(中国东北样带 )的西部 (42°～ 46°Ｎ、1 1 0°～1 2 1°Ｅ)。采用美国地球资源观测系统数据中心提供的     

新一代对地观测系统的发展

对地观测系统(EOS，Earth Observation System)是获取空间对地信息、促进地球系统科学和空间信息科学等学科发展的支柱。长期以来，人们就期望着对自己居住的地球有一个全面深刻的了解，研究这种从几十年到几百年时间尺度的全球变化，依赖于观测系统和观测技术的发展。因此有必要建立一个对地球整体的观测系统，利用空间优势，获取有关地球体系及其各个组成部分的详细数据或信息。 近50年来，世界对地观测技术得到了迅猛的发展。NASA针对全球变化研究对建立长期的数据采集系统的实际需求，于20世纪80年代初开始规划地球观测系统（EOS）计划，并于90年代初实施。它包括一系列卫星、自然科学知识组成和一个数据系统，支持一系列极地轨道和低倾角卫星对地球的陆地表面、生物圈、大气和海洋进行长期观测。地球观测卫星系列是EOS计划的最基本和最重要的环节。EOS卫星系列计划在今后的10年内陆续发射一系列的太阳轨道环境遥感卫星，构成连续15年的数据采集系统，其规模在地球观测卫星发展史上是空前的。在EOS计划的基础上NASA规划了ESE战略计划，将继续发展国际新一代对地观测系统。迄今为止，Terra、Aqua和Arua卫星已经发射成功，引起地球遥感科学界的瞩目，为地球科学研究提供重要的数据资源。     

深度学习融合遥感大数据的陆地水文数据同化：进展与关键科学问题

以深度学习为核心的数据驱动方法逐步应用于地球科学领域,但这类方法在模型的可解释性和物理一致性等方面还存在挑战。在遥感大数据背景下,如何结合深度学习和数据同化方法,发展陆地水循环过程模拟与预报的新技术和新方法成为地球科学领域的重要研究方向。重点梳理了近年来深度学习在改善陆地水循环要素观测数据质量以及深度学习如何减少物理模型不确定性方面的最新进展,从观测、模型和系统集成3个方面凝练出深度学习融合遥感大数据的陆地水文数据同化研究的关键科学问题：(1)深度学习反演遥感产品时,如何增强样本的时空代表性？(2)如何发展数据同化框架下物理导引的深度学习新方法？(3)如何通过“数据—模型”双驱动提升陆地水循环的可预报性？开展相关研究和探索将有助于推动“数据—模型”混合建模方法在水文领域的深入应用,提高陆地水循环过程的模拟和预测能力。     

数字地质填图研究现状与发展趋势

数字地质填图是指区域地质调查数据的野外获取及其成果的数字化统一性再现.当前数字地质填图现状和发展趋势已基本上实现了数字填图系统的采集、存储、管理、描述、分析和再现地质实体在地球表面空间分布有关的数据信息.在计算机辅助下, 通过野外观测路线的调查, 对地质、地理、地球物理、地球化学和遥感等多源地学数据进行综合分析和地质制图.在掌上机WindowsCE平台上, 实现了数字填图所需的基本GIS基本功能(GPS定位路线采集、素描), 实现了遥感系统与数字填图系统的一体化整合.      

空间对地观测与全球变化的人文因素

地球空间信息科学技术是大有作为的科技领域之一。空间遥感、地理信息系统、卫星定位及其与通信、网络技术的集成正以地球系统作为研究对象，为人们研究地球，特别是人与自然的和谐、人口资源环境的协调和社会的可持续发展提供了前所未有的手段，开拓了崭新的途径。在对国际空间遥感信息技术和空间信息的特点和发展趋势进行科学判断的基础上，分析了对地观测与人文因素的关系，提出了建立国家对地观测系统，发展空间信息技术的战略设想。     

遥感技术研究应用进展

遥感是一门综合学科,其基础研究涉及多学科的综合应用,而其本身又是应用性很强的学科。随着计算机技术、空间技术和信息技术的发展而呈加速发展的趋势,使人类实现从空中和太空来观测和感知人类赖以生存的地球的理想,并能将所感知到的结果通过计算机网络在全球流通,为人类的生存、繁荣和可持续发展服务的一门新兴科学和技术。近年来遥感技术的发展主要表现在以下几个方面:1.遥感数据获取方面形成高中低空全方位、多尺度、立体的现代空间对地观测体系现代空间对地观测体系包括空间对地观测系统、小卫星及其星座的对地观测系统、机载对地观测技…     

铀资源勘查多源地学数据挖掘技术

核能作为清洁能源之一,是实现我国能源经济可持续发展的重要支撑。近年来,核电的快速发展对天然铀资源供给提出了新需求、新挑战,利用现代对地观测新技术新方法,持续开展铀资源高效勘查,是扩大天然铀资源量的关键途径。基于数据挖掘和知识发现技术,综合利用遥感、地球物理、地质等多源地学数据,通过光学遥感数据与雷达数据融合、航磁、航放、重力与地学数据综合分析,结合地面遥感地质调查与验证,系统研究了桃山矿田及其邻区主要成矿岩体、控矿构造、热液蚀变等多种铀成矿要素的电磁波谱特征,综合评价了铀成矿条件,圈定了远景靶区。     

陆地定量遥感产品的真实性检验关键技术与试验验证

遥感产品真实性检验是评价遥感产品质量、可靠性和适用性的唯一手段,是提高遥感产品精度、改善遥感产品质量的主要依据,更是推动遥感产品应用范围和应用水平的重要保障。主要介绍国家高技术研究发展计划地球观测与导航技术领域"星机地综合定量遥感系统与应用示范(一期)"项目在"遥感产品真实性检验关键技术及其试验验证"方面取得的主要进展:研制了一系列国家标准,包括陆地定量遥感产品真实性检验通用方法,遥感产品真实性检验地面观测场的选场和布设规范,以及24个遥感产品真实性检验的单项国家标准;研建了遥感产品真实性检验的完整技术流程体系,发展和完善了真实性检验过程中的空间优化采样—尺度上推—检验策略的关键技术方法;通过星机地同步试验获取多尺度配套观测数据集,系统实证了遥感产品真实性检验标准与技术体系;构建了遥感产品真实性检验网,开展核心观测场的多模式联网观测实践,初步形成全国真实性检验网的原型体系和运行机制,为我国遥感产品真实性检验的业务化运行奠定了坚实的基础。     

基于空间信息技术的地震灾害监测评估

空间信息技术即包括地理信息系统GIS、遥感RS、全球导航卫星系统GNSS以及数字地球在内的地球空间信息科学。随着计算机和空间对地观测技术的发展,空间信息技术已逐渐应用于防震减灾领域。本文通过实际震例分别对目前基于GIS、RS技术的地震灾害监测评估方法进行了分析研究,总结了其优越性以及存在的问题,并结合数字地球平台可视化展示了综合多源数据空间信息技术方法进行的震害评估效果。     

Collaborative geomatics and the Mushkegowuk Cree First Nations: Fostering adaptive capacity for community-based sub-arctic natural resource management

The remote First Nation (FN) communities of the Mushkegowuk Territory on the west coast of James Bay, Ontario, Canada are currently facing increased development pressures and the imposition of a government land use planning process. The land use planning process is mandated in the Far North Act (received Royal Assent on September 23, 2010). There is a need for capacity enhancement for community-based natural resource planning and management in the Territory. A number of frameworks are emerging for addressing change brought on by resource development and building resilience to such change at the community level. Among these include the concept of adaptive capacity. In collaboration with FN community leaders, we explored the use of “collaborative geomatics” tools to foster adaptive capacity. Our action research suggests that collaborative geomatics technologies should enhance the Mushkegowuk First Nations’ adaptive capacity to address environmental and policy change by allowing them to collect and manage data collaboratively (e.g., traditional environmental knowledge, western science) to create opportunities for innovative community development, including natural resource development and management.     

Using the SyNaRMa system as a disaster management tool

Natural disasters have a considerable effect in human, infrastructure and economy. In the case of a, e.g., catastrophic earthquake that happens and affects the urban environment, immediate and efficient actions are required that ensure the minimization of the damage and loss of human lives. Local and national authorities should respond in order to meet the above objective. Nowadays, one of the most appropriate tools for this purpose is the web-based geographic information systems (GIS). Such a system, named SyNaRMa (Information System for Natural Risk Management in the Mediterranean), has been developed in the frame of an INTERREG IIIB ArchiMED project (2006?C2008). The present paper aims at addressing the role of the SyNaRMa system as a tool for facilitating disaster management. It is argued that the development of a web-based GIS can assist disaster management agencies to improve the quality of their decision making and increase efficiency and effectiveness in all levels of disaster management activities. This research is primarily based on the findings of the abovementioned project that resulted in the development of an information system for natural risk management in the Mediterranean that can facilitate sharing, access and usage of spatial data in disaster management, i.e., preparedness, response and recovery activities.     

对地观测与地理信息系统

20世纪地球科学进步的一个突出标志是人类开始脱离地球从太空观测地球（Earth Observation from Space）,并将得到的数据和信息在计算机网络以地理信息系统形式存储、管理、分发、流通和应用。比较全面地介绍了上述过程的若干关键技术：航空航天遥感技术、GPS技术和地理信息系统技术的最新发展及其未来计划。重点介绍了气象卫星、资源卫星、制图卫星、EOS计划以及我国航空航天遥感的主要成就;GPS全球定位系统及在我国的应用、卫星测高技术、我国的甚长基线干涉测量与卫星激光测距;GIS的发展历史及其特点、我国GIS的发展概况与现状等,最后提出“Geo-Information for all”的观点。     

Characterizing the spatial distribution of typical natural disaster vulnerability in China from 2010 to 2017

Natural disaster vulnerability can intuitively reflect the susceptibility of an area to environmental changes. Better understanding the spatial distribution of natural disaster vulnerability is a critical process for taking effective adaptation and management. Although significant achievements have been made in disaster vulnerability, few studies are known about natural disaster vulnerability at the national scale, especially from the typical natural disaster events in China. In this study, with normalizing selected indicators and calculating vulnerability index, we analyzed the spatial distribution of natural disasters vulnerability during 2010–2017 using the geospatial techniques. The results showed that natural disaster vulnerability has certain spatial differences, but different natural disaster can occur in the same area during the study period. Drought disaster can occur in all regions of China, especially in Inner Mongolia. Flood disaster is mainly concentrated in the middle and lower reaches of the Yangtze River and the Yellow River Basin. The wind and storm disaster is chiefly in the northern regions in China. The freezing disaster is widely distributed in China. Furthermore, the regions with low vulnerability were primarily distributed in the eastern coastal region, indicating that the rapid development of economy and technology can resist or mitigate natural disaster to a certain extent. This study offers a solution to study natural disasters and provides scientific basis for disaster prevention and mitigation actions.

     

2013年黑龙江大洪水遥感监测分析

2013年汛期,黑龙江流域发生自1984年以来最大洪水,下游发生超100年一遇特大洪水,干流萝北至同江河段多处堤防出现险情。利用多源卫星遥感数据,对2013年黑龙江大洪水汛情和灾情进行了持续动态监测和分析评估,准确、及时、全面地跟踪了整个流域洪水的演进过程及发展变化趋势,特别是解决了无观测资料情况下对洪灾的监测预测难题。     

航天技术在测绘、遥感和地理信息系统中的应用

简要叙述航天技术在测绘、遥感和地理信息系统中的应用现状与潜力，包括利用定位卫星的空间大地测量进行各种精度的定位测量，利用各种传感器的航天遥感进行多时相的对地观测和测图。在此基础上构成全球的、区域的和国家级的各种地理信，包系统，以满足资源调查、环境保护、灾害防治和全球变化监测的需要。从四化建设和社会持续发展需要出发，对如何发展航天应用技术提出了建设性建议。测绘、遥感和地理信息系统是一个技术十分密集、服务范围极广的先行性、基础性地理信息产业。由于计算机科学和空间科学的迅猛发展，使得测绘、遥感和地理信息系统在数据获取、信息传输、数据处理、成果显示、表达和应用诸方面更多地依赖电子计算机技术和航天技术，并逐步形成了地理信息科学和地理信息产业。     

航天技术在测绘、遥感和地理信息系统中的应用

简要叙述航天技术在测缓、遥感和地理信息系统中的应用现状与潜力，包括利用定位卫星的空间大地测量进行各种精度的定位测量，利用各种传感器的航天遥感进行多时相的对地观测和测图。在此基础上构成全球的、区域的和国家级的各种地理信息系统，以满足资源调查、环境保护、灾害防治和全球变化监测的需要。从四化建设和社会持续发展需要出发，对如何发展航天应用技术提出了建设性建议。测绘、遥感和地理信息系统是一个技术十分密集、服     

中美两国对地系统观测比较分析及对中国的启示

地球系统各要素间的相互耦合作用对资源开发利用、粮食和生存空间供给以及自然灾害防治等维持人类社会稳定发展的基本活动产生着巨大影响。因此,建设对地系统观测工程成为地球系统科学界的重大课题。对地系统观测工程包括三大彼此联系的功能模块,分别是破解地球系统要素耦合作用机理、提升对地球系统发展变化趋势的预测能力以及为决策者提供具有明确行动指向的信息情报。近期,中美两国均提出了未来对地系统观测的战略构想。通过比较分析两国对地系统观测的构想和实践过程,梳理两国对地系统观测的异同,在借鉴美国经验的基础上,提出了对中国对地系统观测工作的启示。     

Multi-agent-based data exchange platform for bridge disaster prevention: a case study in Taiwan

Geographic location and natural environment expose Taiwan to an elevated risk of natural disasters that severely damage human life and national infrastructure. Currently, disaster information is handled through distributed systems maintained by different management agencies. Gleaning critical information from disparate Web sites is a difficult and labor-intensive task that makes consolidating disaster information impractical. Lack of such integration delays alerts notification from being disseminated to relevant administrative agencies in a timely manner, stalling necessary decision making and magnifying the disaster. This research developed a data exchange platform to integrate and exchange data between distributed systems using software agent techniques. Such techniques were designed to exchange data automatically. Agents become active at the onset of a disaster event and compile data from various resources to report on the current state of bridges. Also, action recommendations delivered by the system can assist bridge managers make appropriate decisions.