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多云雾测图不再“雾里看花”——我首个自主知

  云雾映射不再是“雾中花” - 我的第一个自主知识产权机载SAR测绘系统的研发纪录

  2011年05月16日来源:科技日报作者:操作秀英
记者发言秀英说:“作为地球观测和西部测绘项目研究成果领域的重大创新,该系统填补了国内在该领域的空白,整体技术指标已达到国际先进水平5月13日,经过认真全面的质疑和认真讨论,10多位院士给出了“机载多波段多极化干涉SAR测绘系统”(简称“机载SAR测绘系统”)。此时,项目负责人中国测绘科学研究院院长张继贤终于可以放松下来。 5年的研究和发展,他见证了来之不易的一个。 “最初采购政策”的受益者很多人不知道的是,从某种意义上说,这是第二次“被迫退出创新”。 SAR(Synthetic Aperture Radar)是一种可以实施的测绘技术,目前是困难地区唯一的一天,这种测绘阴天有雾天气的快速成像,传感手段对于测绘,传统的光学遥感技术具有无可比拟的优势。世界各国都在努力通过这项技术抢占测绘技术的制高点。发达国家纷纷将机载SAR的最新研究成果商业化,成功开发出多波段,多极化,干扰或多模式的SAR系统。 “我国从20年前就开始研究和应用雷达传感器,但整个符合测绘需求的合成孔径雷达测绘系统尚未形成,同时在西部难度较大的测绘项目获得像横断地区这样的阴天和冰雪覆盖地区的合格光学图像,加快这个系统的发展已成为非常迫切的事情。“张继贤告诉记者。 “西部地区1:5000地形图空白区测绘工程”(简称“西部测绘工程”)是国务院批准的“十一五”期间,由国家测绘局组织的一项专业测绘专题,目标是利用高科技对地观测技术,完成中国西部200万平方公里1:5万比例尺的地形测绘,填补这些地区1:5万比例尺地形图的空白。在这样的背景下,西测图专项资金将由中国测绘院安排,联合国上级单位将开发“机载多波段多极化干涉SAR测绘系统”。但是,在原设计中,“考虑到我们自己的技术还不够成熟,我们计划采用国外机载SAR数据采集系统,国内改造整合,合作用自主研发的测绘工作站的施工模式。 “张继贤回忆,作为西测图项目总监的一部分,他意识到了机载SAR测图系统的重要性,再加上西测图任务的紧迫性,部分介绍毕竟是最安全的方式。当时我们准备在巴西引进一个系统,双方互访,细节都是对的。 “张继贤回忆说,在一些国家,在高科技产品禁运的压力下,巴西在最后时刻否认了这种合作,这已经是2007年底了,西方国家测绘项目到关键时刻,如果没有机载SAR测绘系统,项目进度将受到很大影响,因此,抓住机载SAR测绘系统的关键技术已经成为一个艰难的战役。国家测绘局召开专门党组会议,“局方呼吁我们遇到困难,但是我们感到欣慰的是,这是一个让研究失败的非常困难的事情,”张继贤说,但是,他们心里明白,这个解决只是成功的。在这个时候,他们也遇到了另一个问题:“根据国外采购系统的初步设想,我们的资金是以采购设备的名义申请的,现在我们不得不用它来研究和开发我们必须重新申请“。幸运的是,科技部和财政部正好在这个时候联合发布了”自主创新产品政府采购订货管理办法“,鼓励自主研发重大技术装备。财政部及时批准了由采购设备向自主研发转变的制度建设方案。 “按照这个政策,我们已经成功地解决了研究经费问题,这是利用政策的第一个项目。后来,财政部有关负责人了解项目建设进展情况时感叹:“没想到”初购“政策能起到如此大的作用。”技术数量达到国际先进水平
“有了这个系统,西部测绘项目11万平方公里的横贯山脉成功完成测绘,我们的图像质量已达到国际先进水平。”张继贤告诉记者。据介绍,这套SAR成像系统由三部分组成:机载多波段多极化干涉SAR数据采集集成系统,航天SAR图像测绘工作站,机载SAR数据预处理和配电系统组成。其中,机载SAR数据采集集成系统克服了高精度运动补偿,多传感器时空同步和智能导航系统高效集成的核心技术。以获奖的II型飞机为载体,配备X波段和P波段雷达,能够获得不同分辨率0.5-5米,10000米至10000米高度的极化和干涉SAR数据。满足1:10000-1:50000比例尺测绘的需要。 “看到这张照片,我们可以清楚地看到铁丝网和草地围栏,这对今后的发展规划将起到重要的作用。”张继贤指着电脑上的图片向记者解释。
航天SAR图像测绘工作站,是目前国内唯一综合利用干涉,立体声,技术软件的SAR极化SAR图像解译和测绘,可以支持目前国际国内主流机载和机载SAR数据,支持大量的数据,批量处理,具有功能全,性能稳定,快速高效,人性化,易用的特点。在机载SAR数据预处理和配送系统方面,完成了中国测绘科学研究院SAR数据处理中心,陕西省测绘局,四川省测绘局,分中心等4个SAR数据处理项目,配备高速处理设备,形成了完整的雷达测绘数据处理系统。专家认为,系统中干涉测量与立体测量相结合,基于距离共面几何成像模型的测绘技术,多源DEM融合技术已达到国际先进水平。用72岁的摄影测量和遥感专家刘先林院士的话说,机载SAR系统最大的意义在于“发达国家禁止我们的产品,现在我们已经自己做”。这个证词我国测绘科技创新历程的老专家早在去年9月就在德国的测绘设备和技术展览会上介绍了这个系统。他的介绍引起了轰动。张吉贤自豪地说:“他们甚至不相信中国能够独立开发如此高水平的机载SAR测绘系统。
经过多次调试,测试调整,2010年5月,机载SAR测绘系统测绘项目进入西部山区航空摄影,成功获得109架次,近11万平方公里的2.5米分辨率图像。其中约30%是夜间航班,90%被雪云覆盖。数据在陕西省测绘局,黑龙江省测绘局,四川省测绘局,重庆测绘局和测绘局等西部测绘项目实施单位进行。 :50000地形图制作。利用SAR图像数据结合光学图像完成对240幅图像的SAR图像解译和场内映射,利用星载SAR图像数据结合光学图像完成了239幅图像的SAR图像解译和场内映射,覆盖了总面积近20万平方公里。玉树地震发生后,机载SAR地图系统迅速响应,充分利用全天候,全天候,高空飞行等优势,避免了救援飞机飞行的繁忙时间和空间,时间推移,通过两架次的12次飞行,获得了灾区约2000平方公里的0.5米和1米分辨率的机载X波段和P波段SAR图像。通过快速的几何处理,改变信息提取,细化解读,及时为抗震救灾,灾害评估提供支持和保障。张继贤告诉记者,该系统的研制成功,在SAR测绘核心技术上取得了突破,提高了我国的地球观测能力,快速测绘技术得到了提高,按需定位和应急测绘和服务提高了信息化测绘水平,提高了SAR测绘产业化的应用水平,进一步推动了地理信息产业的发展。“该系统解决了雪云覆盖面积测绘问题,弥补了航空航天光学遥感图像在困难赤字云量覆盖地区图像数据采集,测绘难度较大的地区,防灾减灾应急保护,地理国情监测和国家安全等方面将发挥重要作用。 “西测图项目实施领导小组组长李国森国家测绘局副局长说。
(北京时间5月15日消息)

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