全球一张图，武大造！
2019年，武汉大学团队用雷达数据将全国图像画出
获评2019年测绘科学技术奖一等奖这次，他们将目光投向全球成功绘制了全球雷达正射影像一张图快和珞珞珈珈一起看看吧
全球，我们看得见！
2018年，由李德仁院士领衔的武汉大学空间摄影测量团队牵头发布的全国雷达正射影像一张图已经服务于审计、农业、林业、水利、国土、环境、灾害、海洋、国家安全等部门。2022年，该团队发布的我国首个全球雷达正射影像一张图也开始向各行业用户提供数据和信息服务。
▲全球GF3精细条带2（10m）一张图
用雷达对全球不同区域、不同地形、不同季节的模样进行“拍照”，将拍到的照片进行系统的加工与处理后，便形成了我国首张全球雷达正射影像一张图。而这个高分辨率的“相机”，就是星载合成孔径雷达（SAR）。
星载合成孔径雷达（SAR）是一种主动式全天时全天候雷达成像系统，能够穿过云雾的阻挡，直接获得光学载荷难以拍摄的常年云雾地区影像，从而使航天信息获取效率大大提高。
武汉大学测绘遥感学科在航天摄影测量领域一直处于国际顶尖水平。由李德仁院士领衔的武汉大学空间摄影测量团队，始终致力于在星载SAR高精度数据处理领域研制出我国具有自主知识产权和国际影响力的处理系统和全球产品。
▲李德仁院士
全球雷达正射影像一张图的诞生，也离不开我国的高分专项工程。高分专项实施后，我国也拥有了自主研制的雷达卫星——高分三号，这是由三颗卫星组网的C波段多极化SAR系统，突出特点就是多种成像模式、高分辨率，最高分辨率达1米，12种成像模式世界领先，其载荷性能已经比肩世界一流SAR卫星，如德国的TerraSAR-X和意大利的COSMO-SkyMed等。
此次发布的全球雷达正射影像一张图，利用覆盖南北纬88°之间陆地和主要岛屿1.5亿平方公里的21072景10米分辨率高分三号精细条带2（FSII）无控制点制作而成；经专业测绘产品质检，中国区域绝对几何精度优于8.01米，境外绝对几何精度优于9.73米。如此高的几何精度，离不开研究团队在航天摄影测量领域的长期技术积累和持续创新。
“全国首个”、“全球陆地全覆盖”、“10米定位精度”……一个个词语诉说着此次项目的辉煌成就，字字读过，鼓励人心。这是时光沉淀后的礼物，更是团队合力克难摘下的果实。
合志而合力，道阻不觉艰
本次发布的全球雷达一张图工程繁复浩大，所覆盖的陆域面积逾2亿平方公里，该项目能够得到具体实现得益于武汉大学张过教授带领团队成员日以继夜辛勤工作，以及项目合作单位北京空间飞行器总体设计部、国家卫星海洋应用中心等单位的大力支持。
▲张过教授
在任务规划过程中，武汉大学遥感卫星地面站沈欣副站长带领团队采用按大洲、国家和区域逐级划分的策略，创新采用顾及卫星资源消耗的成像任务规划方法，实现以更少的卫星资源消耗获得更优的区域覆盖效能。
经过对成像任务的统筹优化，截止2021年6月，先后提交68次共计1439个成像任务，获取高分三号3318个成像条带共19504景图像，全球陆地覆盖率达98%以上。
▲沈欣副研究员
几何定标是提升星载SAR影像无控定位精度的关键环节，项目组成员邓明军系统研究了高分三号卫星在轨几何定标的原理及方法。根据雷达信号的时宽和带宽组合确定几何定标方案，利用全球大气环境数据消除时变的大气传播延迟影响，提出了一种顾及大气传播延迟改正的星载SAR几何定标模型，在已知目标点高程的情况下，将高分三号的无控定位精度从50米量级提升到3米左右。
▲张过（左）与邓明军（右）在宁夏中卫SAR定标场
为了保障全球产品生产的精度、效率和可靠性，汪韬阳副研究员负责研发了“大区域SAR基准图生产软件”。“有了数据生产软件，SAR影像数据就可以在无人值守的条件下实现自动生产，工作人员只需要远程监控生产进度即可。团队使用了一个小型计算集群，共6个计算节点，各个节点紧密链接配合，大大提升了高精度数据的生产效率，处理一次全球数据仅需29天。”
▲汪韬阳副研究员（右）与李德仁院士（左）合影
项目能取得这番成果，最重要的还是依靠团队成员的相互配合。从刚刚出版的《全球星载SAR正射影像研制原理与方法》就可以看出，从整体任务规划、数据处理技术体系的制定，到具体一个步骤中的几何模型构建、匹配平差、叠掩补偿等，团队各司其职，高效有序工作，推动浩大繁复的项目一步步落实，最终制作出完整的全国首个全球雷达正射影像一张图。
是跨越，也是新起点！
岁月有声，行路不息，每一次跨越都是新的起点。才发布成果的他们，又继续伏案钻研，计划着接下来的研究。考虑到雷达影像幅宽和数据覆盖效率等因素，此次全球影像一张图的分辨率为10米。
张过教授坦言：“目前10米分辨率的SAR图像只能看到一些典型的路网、大面积的水体岸线等，人工建筑、植被覆盖区域的细节纹理信息还比较匮乏。”下一步，更高分辨率、更精细的地表覆盖产品研制目标已经提上日程。
▲团队成员合影
此外，研究团队也希望实现从研究静止图像向动态图像的跨越、由平面正射影像向三维实景模型的跨越。
李德仁院士强调：“我国在全球数据产品中贡献不够多，真正具有自主知识产权的产品较为匮乏，我们团队要做的，就是摆脱对国外数据依赖、追求技术创新自立自强。在全球SAR一张图基础上，开发出全球地表形变一张图，更好地为中国和世界可持续发展服务。
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感谢武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室封面图：田春雨图片来源于受访者部分图片：王艺
采访/文案：罗欣悦 董宣孜 李婧
编辑：祁航
投稿邮箱：whu_luojiahao@163.com