中国卫星遥感回首与展望
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今天图图带大家阅读《中国图象图形学报》2019年第12期综述论文《卫星遥感及图像处理平台发展》。该文由中国图象图形学学会遥感图像专业委员会组织，中国科学院空天信息创新研究院赵忠明研究员等八位老师联名撰写。
论文信息
题目：卫星遥感及图像处理平台发展
作者：赵忠明，高连如，陈东，岳安志，陈静波，刘东升，杨健，孟瑜
单位：中国图象图形学学会遥感图像专业委员会
关键词：卫星遥感，图像处理，云计算，遥感应用
引用格式：赵忠明, 高连如, 陈东, 岳安志, 陈静波, 刘东升, 杨健, 孟瑜. 2019. 卫星遥感及图像处理平台发展. 中国图象图形学报, 24(12): 2098-2110.
[DOI: 10.11834/jig.190450]
全文链接：
http://www.cjig.cn/html/jig/2019/12/20191203.htm
分别从国际和国内角度梳理了遥感卫星和遥感图像处理平台的发展历程，并精炼地阐述了各卫星和平台概况。
从遥感数据多样性、卫星数据共享、遥感数据处理和信息提取技术、遥感图像处理平台推广及应用四个方面对国内外卫星遥感进行了对比分析。
对卫星遥感的未来趋势进行展望，如遥感卫星小型化、智能遥感卫星系统、AI+遥感和技术集成与学科协同等。
20世纪80年代后，我国航天科技取得重要突破和长足进步，风云气象卫星(1988年)、资源卫星(1999年)、环境减灾卫星(2008年)、高分卫星(2013年)、碳卫星(2016年)等遥感卫星的成功发射使我国跻身于世界遥感科技前列(张兵，2017)。但作为卫星遥感应用的基础设施和关键工具，遥感图像处理系统平台逐渐成为制约自主卫星数据应用和空间信息业务发展的重要因素之一。
国 际 | 国 内 |
基本现状 | |
| 卫星遥感发展已形成3个相互独立又相互联系的系统：军事观测系统、公益性系统和商业化对地观测系统(童庆禧，2012)。公益性卫星拓展了遥感应用的广度和深度，如 1）美国的Terra/Aqua-MODIS传感器； 2）Landsat卫星； 3）欧洲的Sentinel卫星等。 | 国内卫星遥感系统重点发展陆地观测、海洋观测、大气观测3个系列卫星，如 1）陆地观测卫星系列中的高分卫星、环境灾害卫星、资源卫星和测绘卫星。 2）海洋系列(HY)； 3）风云系列(FY)等。 |
商业卫星 | |
| 国际上，商业大卫星挖掘遥感应用商业价值： 1）WorldView卫星； 2）Pleiades卫星； 3）Radarsat星座计划。 商业小卫星星座降低遥感应用门槛： 1) Flock小卫星星座； 2) SkySat小卫星星座； 3) BlackSky计划。 | 国内，二十一世纪空间技术应用股份有限公司、长光卫星技术有限公司、欧比特宇航科技股份有限公司等企业加入卫星研制和运营行列，国内商业遥感呈现出群雄争锋的局面。 国产主要商业卫星： 1) 北京系列； 2) 吉林一号； 3) 珠海一号。 |
通用遥感图像处理平台 作为连接遥感数据和专题信息的桥梁，遥感数据处理平台是衡量遥感技术发展水平和应用规模的重要指标 | |
| 国外的通用遥感数据处理平台起步早、功能强大且稳定，特别是 1）ERDAS IMAGINE 2）ENVI 3）PCI Geomatica 可扩展性不断提高； 专业化程度不断增强； 智能化水平与时俱进； 软硬件结合提高处理效率。 | 国内遥感数据处理平台发展相对较晚，整体水平仍落后。 特别是在新型计算架构、全面性、二次开发能力等方面。 1) 通用遥感图像处理系统IRSA； 2)通用遥感图像处理系统ImageInfo； 3) 泰坦遥感软件Titan Image； 4) PIE(pixel information expert)； 5)高光谱图像处理与分析系统HypEYE； 6)雷达遥感图像处理平台CAESAR。 |
遥感数据云处理平台 让无遥感专业背景的人员在很少的人工干预下，可快速、高效完成复杂处理流程，顺利开展目标信息提取 | |
| 1) Google Earth Engine； 2) Data Cube； 3) ENVI Services Engine； 4) ERDAS APOLLO。 | 国内主要有： 1) 遥感集市； 2) 遥感云途； 3) 千星视界。 |
1）遥感数据多样性：中国在新体制传感器对地观测方面和国外还存在不小差距。如偏振遥感、电磁监测遥感以及卫星重力测量方面。
2）卫星数据共享：中国卫星遥感数据共享正迎来新的机遇，但同时也面临着数据政策壁垒、数据规范与质量、大数据时代数据共享模式的转型等诸多挑战。
3）遥感数据处理和信息提取技术：
我国目前发布的遥感数据以1级相对辐射校正产品为主，需用户自行生产标准产品，使得不同用户反演的反射率、温度等定量参数存在差异。
国内的信息提取技术发展与国外齐头并进，已从传统的统计学方法向数据驱动型、人工智能方法转变，但整体而言对行业先验知识的应用还不足，数据驱动和知识驱动方法论的融合将是技术产业化落地的关键问题之一。
4）遥感图像处理平台推广及应用：
通用平台软件的主体单位没有形成稳定盈利模式，国产遥感图像处理通用系统平台缺乏自主创新和长期稳定发展。
面向专业化处理、新型载荷数据应用的专题技术及软件工具有所欠缺。
在与新兴技术结合方面，遥感数据云平台规模小、应用面窄，距离面向多行业形成大规模云计算系统需求还有一定距离。
遥感卫星小型化：如何基于小卫星数据快速高精度地提取专题信息，是小卫星数据应用亟待解决的问题。
智能遥感卫星系统：未来有必要构建具有星上成像参数自适应优化、星上信息数据快速处理和下传能力的“智能型”遥感卫星系统。
AI+遥感：如何将海量原始数据加工成为用户可以使用的信息，即如何将无意义的数字DN值转变为语义级目标信息，是未来遥感产业发展的关键技术。
技术集成与学科协同：3S融合、空天地协同等技术集成手段已成必然，以通导遥一体化为核心的天基信息实时服务系统PNTRC(李德仁，2018)也成为研究热点，建立通导遥广一体化应急保障体系是新时期灾害遥感监测业务体系的重点工作(杨思全，2018)，技术集成与学科协同的趋势势不可挡。
作者简介
第一作者：赵忠明，研究员，研究方向为遥感图像处理工程。
E-mail:zmzhao@irsa.ac.cn
通信作者：陈静波，副研究员，主要研究方向高分辨率遥感图像理解。
E-mail：chenjb@aircas.ac.cn
其他作者：高连如，研究员，主要研究方向为高光谱图像信息提取机理与方法。
陈东，正高级工程师，主要研究方向为遥感图像处理、自动目标识别和神经网络。
岳安志，副研究员，主要研究方向为高分辨率遥感图像分类。
刘东升，主要研究方向为遥感图像处理。
杨健，副研究员，主要研究方向为高分辨率遥感影像信息处理与分析。
孟瑜，研究员，主要研究方向为时间序列遥感图像变化检测。
参考文献
李德仁. 2018. 论军民深度融合的通导遥一体化空天信息实时智能服务系统. 网信军民融合, (12): 12-15
童庆禧. 2012. 空间遥感信息产业发展. 卫星应用, (1): 44-48
杨思全. 2018. 灾害遥感监测体系发展与展望. 城市与减灾, (6): 12-19[DOI:10.3969/j.issn.1671-0495.2018.06.004]
张兵. 2017. 当代遥感科技发展的现状与未来展望. 中国科学院院刊, 32(7): 774-784 [DOI:10.16418/j.issn.1000-3045.2017.07.012]
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张杰,郑柯,唐娉,张正,李宏益.Docker容器化下的遥感算法程序集成方法[J].中国图象图形学报,2019, 24(10): 1813-1822.[DOI: 10.11834/jig.190081]
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姜侯,吕宁.单幅光学遥感影像去霾算法及评价综述[J].中国图象图形学报,2019, 24(9): 1416-1433.[DOI: 10.11834/jig.180676]
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