光学卫星测绘遥感影像深化应用关键技术.docx

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光学卫星测绘遥感影像深化应用关键技术

拟报2017年度国家科技进步奖公示

 项目名称：

光学卫星测绘遥感影像深化应用关键技术

推荐单位：

中国地理信息产业协会

一、项目简介

卫星测绘遥感作为空间地理信息获取的主要手段，已经成为我国经济社会发展的基础性保障。

当前，大多数应用行业需要连续、大范围、无缝覆盖的高精度遥感影像，并可快速提取相关地理信息。

但是，由于天气以及成像技术条件等因素影响，光学遥感卫星真正无云的影像不到5%，影像的平面和高程精度参差不齐，地理信息要素主要依赖人工提取。

这些问题已经制约我国卫星测绘遥感影像的规模化应用。

项目针对卫星测绘遥感影像大规模应用中的技术问题，开展了大区域卫星测绘遥感影像处理与应用关键技术研究，突破了立体影像去云、高精度处理、DOM和DSM产品快速生产以及半自动信息提取等技术难题，实现了4项技术创新：

1）提出了三线阵影像立体去云和修补的全自动处理方法，建立了基于暗像元的去雾方法，快速制作了大区域无云的“干净”影像，实现了大范围影像的连续覆盖，解决了卫星影像利用效率低下问题；2）构建了卫星激光测高仪严密几何定位模型，研发了我国对地观测卫星激光测高仪高精度数据处理技术，实现国产卫星激光测高精度达到1米；3）提出了多准则约束的激光高程控制点自动提取方法，实现了国产以及其它激光测高数据辅助的联合区域网平差；4）提出了基于影像的二三维一体化典型地物信息提取技术，解决了复杂路网背景下的道路自动提取技术难题，大幅提高了导航电子地图更新的自动化水平和作业效率。

主要技术指标：

1）三线阵影像去云和修补实现全自动化，单机制作10万平方公里无云立体影像仅需10个小时，卫星影像的利用率提高了27%。

2）国产卫星激光测高载荷平坦地区验证精度优于1.0米。

3）在无外业控制条件下，测图平面精度优于10米，激光辅助联合处理后影像高程精度优于2.5米；4）建立了影像控制点数据库，研发了全国2米分辨率真彩色国产卫星正射影像产品，已形成2个版本；西部困难地区320万平方公里数字表面模型产品，满足1:

2.5万精度要求。

5）遥感影像水体提取准确率达到95%以上，导航电子地图道路提取准确率达到80%，与原来作业效率相比提高了30%以上，作业成本降低了约15%。

项目形成了立体影像去云等4项软件和4种数据库产品，实现了我国自主测绘遥感产品走出去服务，全面提升了我国卫星测绘遥感影像的规模化应用能力，总体达到国际先进乃至领先水平。

已获得行业科技进步特等奖2项、发明专利21件、软件著作权16项，发表论文112篇，编制出版行业标准2部。

成果在测绘、国土、水利、农业、林业、民政减灾、海洋等十多个行业和产业部门1200多家单位用户得到应用，大幅提升了我国自主遥感卫星服务保障能力和应用服务水平，经济社会效益显著。

二、客观性评价

1、2016年4月14日，国家测绘地理信息局委托中国测绘地理信息学会在北京主持召开“卫星测绘遥感影像深化处理与应用技术”科技成果鉴定会，鉴定委员会一致认为——“项目成果具有先进性和创新性，推动了测绘行业科技进步，总体技术达到国际先进水平，三线阵卫星影像立体去云技术达到国际领先水平”。

2、2014年1月17日，国家测绘地理信息局在北京主持召开了“遥感影像控制点影像数据库关键技术研究及系统建设”科技成果鉴定会，鉴定委员会结论——“项目构建了集遥感影像控制点数据采集、管理及应用服务的整体技术链，首次建立了覆盖全国的多级多分辨率遥感影像控制点数据库，提出了遥感影像控制点新型产品，构建了新型生产及服务模式，整体技术达到国际先进水平”。

3、2014年12月22日，国家测绘地理信息局与北京市发展与改革委员会主持召开了《高分辨率遥感卫星在现代测绘和地理信息服务中的综合应用示范》项目验收评审会。

验收结论——“项目构建了测绘遥感信息快速处理和应急服务平台，在国产卫星影像的大规模、高精度快速处理及产品生产方面具有创新性，形成了基于国产测绘卫星的1:

5万、1:

2.5万和1:

1万基础地理信息快速更新应用模式和产品模式；首次利用国产卫星完成2米分辨率全国正射影像图制作；形成了测绘遥感应急保障模式”。

4、2014年10月13日，国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室在北京组织召开“基于资源三号卫星影像的西部困难地区DSM生产”项目验收会，验收专家组一致认为——“项目采用基于有理函数模型（RFM）的大范围稀少控制三线阵区域网平差和超控外推方式区域网平差，基于平差结果自动匹配生成DSM，生产完成满足1:

2.5万比例尺几何精度的DSM产品，提升了生产效率，缩短了生产周期，项目技术先进实用、成效显著”。

5、2016年1月23日，国家测绘地理信息局科技与国际合作司在北京组织专家对基础测绘科技项目“资源三号卫星深化应用技术研究”进行验收，验收专家一致认为——“该成果为推进国产测绘卫星全球高精度立体测绘以及在相关行业的应用提供了技术支撑”。

6、国家遥感中心空间信息软件测评中心对项目形成的“立体测绘卫星影像无云DSM、DOM提取”、“支持多源控制数据的卫星影像区域网平差软件”、“基于控制点影像库的遥感影像正射纠正软件”及“遥感影像特征计算及信息提取系统”等软件成果进行了测评，专家组认为——“在测试环境下，各软件系统功能、性能和可靠性达到预期目标，运行稳定，系统可用”。

7、中国土地勘测规划院——“应用结果表明，该技术成果有效提高了国产卫星影像在土地调查、遥感监测的精度和效率，实现了国产高分辨率卫星影像的深度应用，提升国产高分辨率遥感影像的应用效能”。

8、中国国土资源航空物探遥感中心——“项目成果为我单位开展基础地质调查、重点矿集区矿山开发状况与矿山环境监测等工作提供了技术支撑。

应用结果表明，该技术成果有效提高了国产光学卫星遥感数据处理和应用时效性，促进了国产高分辨率卫星影像在地质调查领域的深度应用”。

9、国家土地督察成都局——“项目成果能较好地解决西部困难地区影像获取和应用具体需求，提供高可靠、高效率、高精度的遥感数据和信息产品，提高国产分辨率遥感影像的应用的广度和深度。

该成果具有较强的推广应用价值”。

10、民政部国家减灾中心——“应用结果表明，相关技术成果有效地提高了卫星影像在灾害监测评估中的服务能力，将灾害应急响应第一时间的影像服务时效性提高到分钟级，有效地促进了国产卫星影像在防灾减灾中的业务化应用”。

11、研究成果“多特征融合的高分辨率遥感影像分类技术研究”被第20届中国遥感大会（CRSC20）论文集收录，被评为优秀论文；“Seamlesscontiguitymethodforparallelsegmentationofremotesensingimage”被“2015InternationalConferenceonIntelligentEarthObservationandApplications”收录。

12、项目成果“一种导航道路矢量信息辅助的遥感影像道路信息自动提取方法”，从2013年1月起开始在北京四维图新科技股份有限公司、高德软件有限公司等主流导航厂商中应用，经过四年多的应用验证，四维图新认为：

“技术成果有效提高了导航地图的更新效率，降低了作业成本，导航地图道路更新鲜度提升明显，高鲜度地图由原来的14天以上，到可以达0天（当天）出品，提高了地图的用户使用体验。

”、高德软件认为“该技术成果有效提高了导航地图的更新效率,与原来作业模式相比提高了30%以上，作业成本降低了约15%”。

13、项目提出的“多准则约束的激光高程控制点筛选算法”被评为第三届全国激光雷达大会优秀论文。

英文论文被美国NASA数据中心NSIDC引用并被纳入成果库。

14、项目成果“RiverDetectioninRemotelySensedImageryUsingGaborFilteringandPathOpening.RemoteSensing,2015,7

（2）:

1915-1936.”被美国路易斯安那州立大学EuricoJ.D’Sa教授引用评价“提出了基于自动决策阈值的影像精确分类方法。

该方法适用于绘制地表水域形态，对于水资源研究具有实际应用价值”。

三、推广应用情况和社会效益

1．推广应用情况

光学卫星测绘遥感影像深化应用关键技术项目研制的去云软件、激光和光学联合平差软件、信息提取软件，以及全国2米分辨率真彩色正射卫星影像数据库、高精度数字表面模型数据库等产品已经在测绘、土地、水利、农业、林业、民政减灾、海洋、地矿等十多个行业和产业部门1200多家单位用户得到应用。

主要应用单位情况如下表所示。

应用单位名称

应用技术

应用起止

时间

联系人/电话

经济、社会

效益

国家林业局调查规划设计院

多源控制数据卫星影像区域网平差、云斑修补、全国2米分辨率真彩色正射卫星影像数据库

2013.1-2016.12

李应国

/135********

应用于全国范围和境外国家与地区森林资源调查，有效提高了国产卫星影像在林业资源调查和碳汇计量的使用效率

老挝测绘局

多源控制数据卫星影像域网平差、1:

2.5万正射影像生产

2015.10-2016.5

BouasothSouvannakoumane

应用于开展老挝境内地形测绘工作

中国土地勘测规划院

多源控制数据卫星影像区域网平差、三线阵影像立体去云和补云处理

2013至今

尤淑撑/139********

制作了350万平方千米的数字正射影像图及150万余平方千米的数字表面模型产品，有效提高了卫星影像在土地调查、土地遥感监测的精度和效率

国家土地督察成都局

光学遥感影像典型地物提取、云斑修补、多源控制数据卫星影像域网平差、

2014年至今

王春/139********

应用于国家土地审核督察、例行督察、专项督察、专题重点监测等督察业务，较好地解决西部困难地区影像获取和应用具体需求

国家基础地理信息中心

全国2米分辨率真彩色国产卫星正射影像产品数据库、多源控制数据卫星影像区域网平差

2013年至今

黄蔚

/13521898609

为国家地理信息公共服务平台“天地图”提供了3600万平方千米的影像产品数据，扩大“天地图”国内外地区的影像覆盖率

民政部国家减灾中心

多源控制数据卫星影像区域网平差、高可靠性匀光匀色快速处理、全国2米分辨率真彩色正射卫星影像数据库

2013年至今

王薇

/136********

支撑了承灾体和孕灾体环境分析、灾害快速评估、灾情综合评估等业务开展，将灾害应急响应第一时间的影像服务时效性提高到分钟级，有效地促进了国产卫星影像在防灾减灾中的业务化应用

中国地质调查局国土资源航空物探遥感中心

多源控制数据卫星影像区域网平差、数字表面模型生产、三线阵影像立体去云和补云处理、全国2米分辨率真彩色正射卫星影像数据库

2013年至今

郑雄伟/139********

提供370万平方公里的全国数字正射影像图和约100万平方公里的数字表面模型产品，完成了450万平方公里矿山环境监测控制点影像数据库建设，为基础地质调查、重点矿山开发状况与矿山环境监测等工作提供了技术支撑

中华人民共和国审计署资源环境审计司

光学遥感影像二三维一体化的典型地物信息提取技术

2014.9-2014.11

刘刚/134********

应用于国家土地出让金审计，开展全国范围内高尔夫球场、围海造地、重点城市中心城区闲置土地等信息提取，为审计工作提供定量化指标

江苏省测绘地理信息局

卫星影像区域网平差、遥感影像特征计算及信息提取技术、1:

1万影像控制点库

2013.1至今

陈成/137********

为江苏省基础测绘、地理国情普查及地理国情监测等工提供高可靠、高效率、高精度的遥感数据和信息产品

安徽省基础测绘信息中心

匀光匀色快速处理技术

2014年至今

侯恩兵

/139*******