当前位置:首页 极科头条 影像大数据可以做什么?污染查源、应急救灾管理、智慧城市 1970-01-01 08:00:00 来源:极科网 领域:技术推荐 浏览:10

从1972年,世界上第一颗遥感卫星Landsat-1发射成功,到2008年9月6日,美国GeoEye公司的GeoEye-1卫星投入运营,其全色影像空间分辨率高达0.41米,成为目前全球最高分辨率的商业光学卫星影像,迅速发展的遥感技术不断挑战影像分辨率的极限。

《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中将高分辨率对地观测系统作为重大专项,于2010年启动实施。高分一号、高分二号卫星相继升空,我国也随之进入“高分时代”。

高分影像意味着随之而来比以往更为海量的影像数据,据统计,全球空间数据量已达到ZB级,影像数据做为其主要的数据形式,占比高、分布广,新兴的无人机、三维影像、VR等行业也将带来多源、更新快速的影像数据,密集而广泛的应用,将使影像数据呈爆炸式增长。而通过超擎时空影像大数据,可以实现如下功能。

一、查看地理环境、社会变化趋势

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二、对比不同时空数据在同一区域的差异。常用于国土资源管理、污染查源、应急救灾等领域。

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三 、城市应急救灾----实时火警监测。包括灾害等级评估,受影响范围及建筑物数量评估等,并实时传输高清灾情画面。

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四、地理国情普查。通过影像多时相分析,例如可以对比与分析两年的影像数据,提取两年度间土地利用的变化情况,在数据可判断的情况下,再利用高分辨率的遥感影像图,辅助更新土地利用的现状图和地籍图,并进行总体的规划与修编。

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五、智慧城市----城市发展规模。包括城市历年GDP指数、产业结构、人口发展趋势等

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智慧城市----基础设施运行。包括自来水、天然气、液化气、电煤、电力、成品油、管线等运行情况。

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智慧城市----社会保障体系。包括社会平均工资、就业率、老年人口比率、医疗、教育等情况。

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智慧城市----城市居住环境。包括实时空气质量、垃圾处理率、污水处理率、市容整治情况。

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智慧城市----公共服务运行。包括城市交通拥堵指数、路网密度、景区人数、星级酒店入住率、文体活动数量等。

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0评论 2017-03-27
脉冲星试验卫星发射了,有件事你还蒙在鼓里 2016年11月10日)7时42分,我国在酒泉卫星发射中心成功发射了一颗由中国空间技术研究院研制的脉冲星试验卫星。这颗卫星有什么作用?央视报道很低调,只在采访中提了句“导航”,设计师头衔上根本没这两个字。 11月10日央视新闻报道(注:五院即中国空间技术研究院) 再回头看新华社10月13日的报道,从中可以很清楚看到薛力军的头衔是:脉冲星导航试验卫星总指挥兼总设计师。两字之差,意义可谓天壤之别,难不成央视会犯这种“低级”错误? 新华社10月13日报道截图 此前,中国航天科技集团第五研究院曾宣传在11月要发射一颗脉冲星导航试验卫星(XPNAV-1),并称这是“世界首颗脉冲星导航”,各大媒体纷纷报道,因为有了这颗卫星,中国就“不用再跟随欧美的脚步”可以成为“第一个吃螃蟹的人”。 然而如此令人振奋的消息却引来了诸多专家的质疑,首先是导航的功能不现实,其次连“世界首颗”都称不上。更有专家担心言过其实的报道会让激情澎湃的网友对中国科研成就产生怀疑。 于是,一场“神”与“神”之间针锋相对的大论战开始了。本着“理越辨越明”的态度,各大专家唇枪舌剑好不热闹,一篇篇专业文章更是看的吃瓜群众一脸懵逼。接下来笔者就具体梳理下这场精彩的辩论战! 起因是上个月初,中国航天集团第五研究院召开发布会声明,将在11月择机发射世界首颗脉冲星导航卫星(XPNAV-1),并且与我们目前使用的GPS卫星导航进行比较,说,“当前,卫星导航定位精度为10米,脉冲星导航的最终精度也能够达到10米水平。” 紧接着,在10月20日,海外学者,上海天文台研究员徐星发文质疑《脉冲星导航,精度10米?别逗了!》,徐星表示,在仔细阅读媒体报道后,他发现该项目以及规划的后续脉冲星导航路线,存在“目标虚幻、机理不清、应用不明”的问题。并在文中详细解释了脉冲星导航的原理,最后得出结论“媒体报道的该计划最终10米的导航精度,是一个虚幻的目标,是根本不可能实现的。” 10月21日,果壳网又采访了上海天文台研究员赵铭和中国科学院高能物理研究所研究院张双南,发文《脉冲星导航实验?你可能想多了》。文中,两位专家再次详细介绍了脉冲星导航原理,并表示“即使 XPNAV-1卫星能够如期完成对脉冲星信号的空间探测任务,但是想利用XPNAV-1这颗卫星进行脉冲星导航实验,你可能真的想多了。现在的脉冲星导航仍是非常前沿的的基础科学研究,距离实际应用,还有很远的路要走。” 脉冲星为航天器导航想象图(资料图) 那么,脉冲星导航到底是怎么一回事? 脉冲星是天空一种高速自转的中子星,并且能发出具有方向性的光束,如同探照灯一样随着其自转而不断地扫过地球,就好比海上航行的“灯塔”。由于地球上雷达的功能限制,不能准确导航太空中的飞船,因此科学家就想通过脉冲星这种太空“灯塔”发射的脉冲来实现飞船自身的定位和导航。 而专家对于XPNAV-1卫星的质疑主要是什么呢?总结来看有以下三点: 一是脉冲星导航根本不是给地球上和地球附近的飞行器使用的。脉冲星发出的脉冲信号非常微弱,需要几个小时或更长的时间才能实现一次定位。赵铭表示,“如果用脉冲星导航去月球的话,可能刚给了一个导航信号,飞船就已经飞过头了! ” 二是根本不可能达到10米的导航精度。专家认为,根据目前所掌握的有关脉冲星的天体物理理论,可能实现的导航精度能达到几千米,甚至几十千米都非常困难,这是国际脉冲星导航界的共识。即使研究进一步突破,也才堪堪是略好于千米的精度。 三是XPNAV-1卫星上搭载的,只能算是低水平的脉冲星观测设备,“只能观测到来自蟹状星云脉冲星的脉冲信号。如果运行极好,也有可能看到2-3颗暗一些的脉冲星。国际上早已对这些脉冲星积累了海量的数据,XPNAV-1不可能提供更新的可用信息。” 所以,赵铭在文中表示,“XPNAV-1的工作跟导航没有直接关系,不能说是脉冲星导航实验卫星,更不能说是首颗”。 脉冲试验卫星 资料图 11月2日,受到质疑的中国航天科技集团第五研究院脉冲星导航卫星科学任务系统总设计师帅平发文回应,《脉冲星导航最终精度可达10米,没有工夫逗你玩!》。文中从导航及脉冲星导航的基本概念出发,解释了脉冲星导航的可能性和最终导航精度指标为10米的可能性。 帅平认为,在脉冲到达时间测量精度为0.1微秒,脉冲星计时模型精度为0.1微秒,到达时间转换精度为0.1微秒,以及脉冲星角位置精度为0.1毫角秒的条件下,脉冲星导航精度就可以达到10米。在航天器长时间高精度自主导航应用中,导航星座卫星对实时轨道确定与时间同步精度的要求是最高的,分别为10米和1纳秒水平。这就是10米精度指标的应用需求,具有重要的工程应用价值和科学研究意义。 最后得出结论,在一系列严苛的条件下,“脉冲星导航是实现航天器的自主导航,最终精度可达到10米”。另外,“脉冲星导航到底行不行,目前谁也不知道。”还需要进行长时间的努力。 帅平文章回应当天,赵铭和徐星再次发文质疑,对帅平论点逐一反驳,“毫不留情”。 赵铭在《实事求是地说,它只是一颗X射线脉冲星计时观测实验卫星》一文中,再次从技术上解释了帅平在文章中证明10米精度时用到的证据是不成立的。赵铭说,他列举的那些前提,对于数千秒的积分才能获得一个观测值情况下是不可能达到的。他说动力学定轨只用一个探测器观测一个脉冲星就能实现,这完全是误解。这种方法是有前提的,而深空航天器导航不适用这种前提。 他还打比方批评XPNAV-1言过其实,“1970年我国成功发射第一颗人造地球卫星,那么如果我们只是因为这颗卫星能够为火星探测打下最初的基础,就把它宣称为是火星探测实验卫星,并号称是世界首颗,能这么吹吗?” 此外,徐星在《脉冲星导航实验卫星,这所用纳税人多少亿打起来的“虚幻场景”?》中更是毫不留情,先逐一反驳帅平在文中的论据,又指出他在新闻发布和撰文中的技术错误问题。批帅平团队是虚构了一幅脉冲星导航的“幻景”,根本“不了解真实脉冲星的性质”。 至此双方阵营辩驳告一段落。 再看昨日央视《朝闻天下》报道,薛力军的头衔变成了脉冲星试验卫星总指挥兼总设计师,并且他在采访中表示,“这颗脉冲星试验卫星”,应该是“我们国内第一个”在轨进行脉冲星导航探测应用和验证的这样一颗试验卫星,而对于这颗脉冲星试验卫星的功能则主要是“利用这两个探测器,对X射线脉冲星脉冲信号进行探测收集和采集”并且最终实现的是“在轨对脉冲星导航技术的原理验证”。 这次脉冲星试验卫星的争议,是一次很好的科普。我国的航天科技事业能够在世界范围内处于先进水平,正是由于大胆的创新精神和严谨的求证过程,在专家们的学术碰撞和争论中,获取最准确的科研成果。在此前的韩春雨事件、中国是否要建大型对撞机等的争议中,质疑与回应成为了科学工作的常态,这本身就说明了中国科技的进步。 假如这次发射的“脉冲试验卫星”就是之前宣传的“脉冲导航试验卫星”,这次更正名称还是值得肯定的。如张双南和徐铭所说,我国在脉冲星导航上的起步比国际要晚,数据积累也不够。一步一脚印探索太空的做法,才是我们要学习的航天精神。
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  • 卫星
0评论 2017-03-27
印度一箭发射104颗卫星,究竟技术多难水平多高? 2月15日,印度用PSLV-C37运载火箭成功实现“一箭104星”发射,打破俄罗斯在2014年创造的“一箭37星”世界纪录。航天专家、《国际太空》杂志社执行总编庞之浩向科技日报记者表示,一次发射这么多卫星有一定技术难度,但所用火箭的太阳同步轨道运载能力仅1.5吨,在运载能力上并未取得突破。 据了解,此次发射的104颗卫星,以重730公斤的印度“制图-2D”为主星,带着2颗19公斤重的微卫星,以及101颗不到10公斤重的纳米卫星。纳米卫星里,有来自美国行星实验室有限公司的88颗“鸽群”卫星,每颗5公斤左右,用于对地观测。它们将与在轨运行的同系列卫星组成遥感对地观测星座,分辨率在4米以内。另外,这次还搭载了我国由天仪研究院,中科院过程工程研究所、力学所和以色列空间药物公司联合研制的微重力化工科学实验卫星“陈家镛一号”(英文名Dido-2),我国将利用该卫星首次在太空开展化工领域科学实验。 庞之浩介绍,一箭多星发射有多种方式。印度此次采用的是直接发射、逐次释放方式,适用于对轨道高度、相位的精确性要求不很高的任务。俄罗斯曾在2013年和2014年,用第聂伯火箭分别发射32颗和37颗卫星,采用的正是这种发射方式。 此次发射分三批进行释放:首先释放主星,然后按照4颗一组,释放88颗“鸽群”卫星,最后释放其他卫星。尤其是101颗纳米卫星,释放过程不到10分钟。庞之浩表示,这对火箭点火时序的控制、分配器的设计要求都很高,要在很短的时间间隔内,把卫星以一定倾斜角度推出去,保证其不会相互碰撞。 他介绍,分配器有多种形式。如发射类型相似的卫星,可采用中心承力筒式分配器或盘式分配器。2015年我国长征六号火箭实施一箭20星发射时,则是采用锥型分配器分批释放,让卫星以倾斜角度向外释放;同时还采用了释放一颗母卫星并由它释放小卫星的方式。从卫星释放方式上,庞之浩判断,印度此次使用的分配器可能与我国类似。 对于多星多轨道发射任务,则需要用到上面级。上面级被喻为“太空摆渡车”,是在火箭上增加的一级独立飞行器。当火箭将其运送到一定轨道后,能自主飞行多次点火启动,将一个或多个航天器送入不同轨道空间,就像摆渡车将乘客送到不同地点。2015年3月,我国“远征一号”上面级成功首飞;同年7月,“远征一号”上面级再次升空,将两颗新一代北斗卫星精确送入预定轨道。2016年11月,我国针对新一代大推力运载火箭研制的“远征二号”上面级,跟随“长征五号”运载火箭发射成功。庞之浩介绍,目前印度还没有掌握上面级技术。 此外,近年国际上出现了新的卫星发射方式——用货运飞船把卫星送入太空或送到空间站,然后在轨释放。2014年,美国尝试从空间站释放“凯克一号”卫星,再由它在轨释放100多颗“精灵”芯片卫星,但受空间辐射粒子影响,任务失败。 庞之浩认为,印度此次采用的发射方式成本较低,也相对简单,有利于降低小卫星发射或小卫星星座构建的门槛。但该方式具有一定风险,卫星数量太多,容易相互碰撞导致任务失败。此外,这么小的卫星功能有限,寿命也比较短,失效后将产生大量太空垃圾。对此,国际上也在研究微小卫星发射、运行的相关规则。 (科技日报北京2月15日电)
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0评论 2017-03-27
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0评论 2017-03-27