对地观测技术国家测绘地理信息局重点实验室科技发展综述 - 国家测绘局

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1、对地观测技术国家测绘地理信息局重点实验室科学研究年度综述一、国际发展趋势近年来，国际上对地观测技术领域发展较快，提出了系列新方法和新理论，并开展了广泛的应用，以下从三个方面分析该领域国际最新发展趋势。（一）雷达、激光新型传感器遥感理论与方法雷达遥感方面，最主要进展体现在高分辨率SAR影像处理、极化干涉SAR影像处理方面。随着近年来米级高分辨率雷达卫星的不断发射，基于高分SAR影像的星载层析SAR技术(TomoSAR)研究取得重要进展，利用压缩传感方法可获取地表的精细真实三维信息；此外，基于高分SA

2、R影像的时间序列InSAR技术通过对稳定点目标精确提取，可得到大型人工建筑的局部差异性形变。在极化干涉SAR处理方面，已经形成了全极化SAR影像的参数分解与分析提取、影像分类的一些算法，发展了具有一定精度的微波相干散射模型。未来发展趋势将是基于高分辨率SAR影像的极化、干涉信息综合处理，对不同模态SAR条件下目标的散射机制进行深入分析，开展高可信的SAR处理与解译技术研究。此外，许多应用需求对数据处理的时间提出了新的要求，利用基于专用处理器和集群计算机平台等对海量SAR数据进行快速高性能处理也是今

3、后发展方向。激光雷达方面，最主要的进展集中在移动激光扫描设备的研发、点云金字塔的建立和管理、点云分割、特征级点云条带平差、点云智能分类和目标识别、点云和影像融合的三维模型重建等方面。移动激光扫描系统能够在高速移动的状态下获取道路及道路两侧的建筑物、树木、道路交通标志、路灯等地面和地物的表面数据，已经成为一种快速获取空间数据的手段，国内外的一些研究机构和公司已经推出了商用的车载激光扫描系统。在点云数据的组织和管理方面，研究人员建立了点云金字塔这种数据结构，组织和管理海量的点云数据。数据处理方面，点云

4、分割和特征级条带平差是目前研究的热点，点云分割的过程是将点云按照共面（平面和光滑曲面）的特性进行聚类的过程；特征级点云条带平差是利用点云分割和目标识别的结果，利用点云中特殊对象，如人字形屋脊、墙面等，进行特征级的匹配进行点云数据的条带配准。另外，研究人员综合利用激光雷达点云的高程、分割面片面积、形状、拓扑、高差、多回波、反射强度等特征进行点云数据的分类和目标识别，用于数字高程模型的建立、道路安全评估、森林资源评价、线路勘察设计等领域，而且许多国家在研制直升机用的障碍回避激光雷达，用于探测电话线、电

5、力线之类的障碍以确保直升机的飞行安全。融合地面激光雷达点云、机载激光雷达点云、近景影像和倾斜航空影像进行建筑物的三维模型重建，以满足快速建立数字城市三维景观模型的需求，也是当前研究的热点和前沿。高光谱遥感方面，主要集中在光谱混合模型分析及其应用，另外HYPERION/EO-1等高光谱数据得到了广泛应用，新的工作还包括高光谱影像空间分辨率增强后视觉质量评估方法。未来高光谱遥感方面的工作还将集中在光谱混合模型、具备高空间分辨率和光谱分辨率的航空光谱多维综合遥感系统、光谱特征降维方法和新型高光谱传感器数

6、据的应用，如高光谱遥感在地质调查、植被参数提取和大气与环境研究中的应用。（二）遥感物理几何模型遥感物理几何模型方面的发展主要集中在对已有模型进行一些小的完善和新的应用，很难提出新的颠覆性模型。如框幅式数字航空相机条件下林段双向反射分布函数(BRDF)特性分析；几何方面主要是SPOT5HRS和IRS-P5等立体影像在地形复杂地区的应用及基于四元素球形线性差值的CCD线阵影像外定向。未来遥感物理几何模型发展趋势包括：最新传感器的辐射校正方法和引进先验知识的遥感参数反演策略，多角度和多光谱反射率模型、包

7、括大气射模型和土壤发射率模型等多种模型之间的耦合、定量遥感在水文和气象模式中的应用、定量遥感基础理论研究和被动微波遥感研究。（三）遥感图像处理与信息提取方法主要包括土地覆盖分类、变化监测、遥感数据融合、遥感影像处理与模式识别等方面的主要进展与发展趋势。土地覆盖分类方面，主要进展为新型分类方法在遥感影像分类中的应用，如应用条件随机场（CRF）方法的遥感影像居民区分类；使用水平集和分割方法的IKONOS影像自动耕地提取；用于提高监督分类精度的IKONOS影像纹理分析方法；采用模糊隶属度的监督光谱分类器

8、用于地层下分类。另外新型遥感数据也用于土地覆盖分类，如基于多时相的RADARSAT-2极化SAR数据城区土地覆盖制图。未来发展趋势主要包括自动化和智能化遥感分类方法、利用光谱特征、纹理特征、空间上下文信息和已有知识等多种信息分类方法、面向对象分类方法和亚像元分类方法、遥感分类在城市地区、土地覆盖制图、土地利和森林资源监测方面的应用。变化监测方面，主要进展为针对灾难管理与应用的变化监测技术及系统，如面向灾难应用的基于纹理分析的变化可视化方法，在近实时灾难管理过程中通过使用多时相影像G