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透過“天眼”測山河

2024-05-16 建筑新聞 107
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30多年來

他探索

國土遙感測圖及變化監測

在西部地形困難區域測圖

云霧覆蓋區域雷達測圖

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遙感地理要素變化監測等方面

取得多項原創性成果

推動了國家遙感測圖工程技術體系的建立

他就是國家測繪產品質量檢驗測試中心主任張繼賢

透過“天眼”測山河

破解難題

填補西部1∶5萬地形圖空白區

巍巍昆侖,茫茫戈壁,豪邁壯美的西部風光令人神往??墒牵嗖馗咴摹吧麉^”、塔里木盆地的“死亡之?!?,也擋住了測繪人的腳步。

“新中國成立后50多年的時間里,我國西部地區仍有212萬平方公里的國土面積沒有1∶5萬地形圖。而1∶5萬比例尺的地形圖是國家不可或缺的基本圖,也是那時覆蓋全部國土范圍的精度更高的地形圖。”張繼賢介紹。

2006年,國家西部1∶5萬地形圖空白區測圖工程(西部測圖工程)開始實施。時任中國測繪科學研究院院長的張繼賢擔任總工程師、項目部主任,主要負責西部測圖工程的總體設計、技術體系構建和質量控制。

針對西部地形困難區域外業控制測量、大范圍高精度立體測圖、人員不可達區域外業調繪、外業生產作業人員安全保障四大難題,張繼賢帶領團隊展開了科研攻關,并形成了科學 *** 、系統裝備和標準規范。該團隊首次提出了稀少或無控制的大范圍遙感影像立體測圖 *** ,外業控制測量工作量減少了90%以上;研發了多源遙感影像分布式協同解譯平臺,解決了人員不可達區域外業調繪難題;搭建了大規模測繪外業安全生產監管系統,確保西部測圖工程“零傷亡”;創建了10項技術標準規范以及國土遙感測圖生產與服務作業鏈,形成西部地形困難區域測圖生產與服務新工藝新流程。

5年后,西部測圖工程完成,實現了1∶5萬地形圖對我國全部陸地國土的全面覆蓋。這是中國測繪地理信息事業發展史上的重要里程碑,標志著數字中國地理空間框架的初步建成。

撥開“云霧”

打破發達國家SAR測圖技術壁壘

在西部測圖工程中,除了困難和復雜地形,阻擋測繪人腳步的還有橫斷山脈和云貴地區的云霧和冰雪。在云霧和冰雪覆蓋區,光學遙感技術難以施展,這時就該雷達技術大顯身手了。然而,更先進的合成孔徑雷達(SAR)技術和裝備長期被發達國家控制。為此,張繼賢和他的團隊聯系了十幾家相關科研機構和高校進行聯合攻關。

首先被攻克的,是雷達測圖關鍵技術。團隊提出了全新的SAR影像距離―共面幾何模型,以此為基礎,通過SAR影像與POS(position and orientation system)數據聯合平差,實現了稀少或無控制點條件下大范圍機/星載SAR影像的高精度定位?!耙酝鶞y一幅圖最少要一個控制點,現在14~20幅圖一個控制點就夠了?!?張繼賢說。

其次,提出了云霧冰雪覆蓋區域SAR測圖五大核心技術,并研制了我國首套航空SAR測量裝備――機載多波段多極化干涉SAR測圖系統(CA *** SAR)。系統具備在白天、黑夜、云霧、陰雨等多種天氣條件下,從萬米高空獲取0.5米~5米分辨率的多波段、多極化、干涉、立體SAR數據的能力。其性能達到國際同類先進水平,打破了發達國家對我國的技術壁壘,使我國成為世界上少數具備SAR航空測量能力的國家。

針對我國測圖困難區域災害應急響應對機動靈活、全天時、全天候數據獲取的迫切需求,張繼賢團隊突破微小型全極化SAR系統立體測圖與快速信息提取等核心技術,研制出我國首套高分辨率、高精度、寬測繪帶的無人機微小型全極化SAR測圖系統(miniSAR)。此外,張繼賢還主持研發出首套SAR處理解譯系統。

基于以上技術和成果,張繼賢團隊制定了5項行業標準,建立了從SAR數據獲取、處理、分發到應用的完整業務鏈,具備7×24小時應急服務能力,被納入國家基礎測繪體系,已在測繪應急專項、全球地理信息資源建設中得到應用,并在生產、科研、教育、國防等領域得到推廣應用。

知識驅動

支撐地理國情信息高精度提取

2013年,之一次全國地理國情普查啟動。張繼賢擔任地理國情監測總體設計負責人、之一次全國地理國情普查統計分析組組長。從那時起,他就開始思考如何將地理國情要素轉化成地理國情信息。

多年來,張繼賢在地理國情調查監測實踐中聚焦遙感地理要素變化監測與分析,提出多源知識驅動的地理要素提取與分析 *** ,研制了我國首個集群分布式大型遙感數據處理平臺(ImageInfo)及其系列軟件,為我國國土監測業務的實施和地理國情普查與監測工程的開展提供技術支撐,促進了測繪由數據服務向決策服務轉型。

其中,“自動分類―智能提取―實時核查―全程控制”一體化地理國情要素提取 *** ,實現了大范圍、多要素、全覆蓋地理國情信息高精度提取。經工程認證,數據準確率和總體可靠性均達99%以上,解決了地理國情信息高精度提取的難題。同時,面向多需求應用的地理國情時空統計分析多級內容指標與 *** ,首次成功實現了從地理國情數據向信息的轉化,解決了從地理空間視角綜合反映資源、環境、生態等要素的空間分布及其發展變化規律的難題。

聚焦“兩統一”

著眼自然資源要素智能化提取

2016年,張繼賢調任國家測繪產品質量檢驗測試中心主任。對于中心的科研重點,他有著清晰的布局:“圍繞‘兩統一’職責,中心將構建包括調查監測、不動產登記、國土空間規劃等方面的自然資源產品質檢技術體系。其中,圍繞《自然資源調查監測體系構建總體方案》,我們正在研究自然資源調查監測相應的產品質檢技術標準;利用大數據、區塊鏈等新一代信息技術,構建云模式下的質檢技術平臺;針對自然資源重大工程,構建包括產品和服務的質檢體系;整合全國測繪質檢系統科研力量,推動全行業協同發展技術創新?!?/p>

目前,他和團隊的研究重點是構建自然資源要素提取云平臺和雷達測圖、智能化測繪等?!啊蹲匀毁Y源調查監測體系構建總體方案》發布后,我們就在思考如何突破信息提取與驗證等技術難題,通過構建一種智能解譯和人機協同的模式,實現自然資源要素智能化提取,改變以前的人海戰術,提高生產效率。”他說。

對于測繪行業未來的研究熱點,張繼賢歸結為3個關鍵詞:之一個是感知,即全方位信息的立體感知;第二個是智能和自主化,即智能化信息處理手段和自主操控;第三個是知識服務,即如何由時空數據獲得時空信息,向獲得自然資源知識和服務轉化。


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