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主题:【文摘】解读中国探月新成果——世界最精确全月图 -- 温雅颂

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  • 家园 【文摘】解读中国探月新成果——世界最精确全月图

    解读中国探月新成果——世界最精确全月图

    中国工程院院士刘先林在人民网做客介绍“嫦娥一号”制作月球三维地形模型建立过程的一些细节。很有意思。刘院士还透露了一个信息:中国将在明年发射嫦娥二号。

    • 家园 资源三号卫星的突破

      我国民用高分辨率立体测图卫星技术获重大突破

      发表时间:2014-04-25 09:26来源:科技日报字体:[大][中][小][打印][关闭]

        4月23日,国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心副主任唐新明透露,我国国产民用高分辨率立体测图卫星测绘和应用技术获得重大突破,该技术结束了我国遥感卫星难以测图的历史,实现了五项第一。成果获2013年度国家科学技术进步一等奖。

        唐新明表示,该项技术应用于资源三号立体测图卫星从指标优化设计到立体测图等一系列技术难题上,建立了卫星辐射几何一体化仿真平台,实现了卫星总体技术指标设计的定量化;建立了高分辨率卫星遥感几何检校场,突破了我国光学卫星几何检校技术难题,将无地面控制卫星测图的精度提高了近百倍。据介绍,国产民用高分辨率立体测图卫星测绘与应用关键技术突破了航天摄影测量的一整套核心技术,形成了我国光学卫星测绘技术体系,实现了我国1∶5万测图从依赖国外卫星到使用国产卫星的根本性变革,使我国一举成为国际上少数几个掌握成套卫星测绘技术的国家。

        国产民用高分辨率立体测图卫星测绘与应用关键技术打破了国外对我国的技术封锁和数据垄断,开创了自主航天测绘的新纪元。目前,资源三号卫星的各类产品已经全面应用于测绘、国土、水利、地矿等十多个行业的400多家单位,应用单位还在迅猛增加,已分发数据超过4500万平方公里,节省外汇上亿美元,向美国、德国、法国等30多个国家和地区提供了影像产品。(记者段佳)

      这个突破意义很重大。不过说老实话,有点出乎我的意料。我以为这个技术早就突破了。从新闻上看不出更详细的内容,但我猜这次的突破真的不是技术突破,而是那个校验场的建立。总之,非常好!

      这个唐新明我认识,很聪明,也很肯干,是个人才。

      • 家园 它这个意思是说不需要地面实测作为校验了?

        以前都是地面实测+卫星,后来改成地面放GPS收发器+卫星,难道现在不要地面的工作了?

        • 家园 我觉得应该是的

          我认为从理论上讲,所谓的地面校验场,就是“地面实测+卫星”,只不过这个地面实测是提前做好,以后反复使用而已。

          我现在不太清楚的是卫星重复经过校验场上空要很多天以后,这么多天的误差积累会有多大?

          还一种可能就是:这个“校验场”不是只限于国内的某个地方,而是遍布全球。中国到国外这些地方去,偷偷地实测当地的若干地标,以后每次卫星经过这些地方,都可以通过这些地标做纠正。这样每两次纠正之间的间隔就会短得多,误差积累也就小多了。

          中国抓住过几次日本人在中国新疆搞非法测绘,他们应该也是在采集实测地标,为日本卫星做校验场。

          其实细想一下,这显然是最佳方案,没道理不这么做。

          • 家园 会不会是通过算法实现地面矫正呢

            通过多个卫星不同角度多次拍摄,然后通过算法矫正?

            这样就可以不通过地面实测来矫正。

            • 家园 应该不是

              卫星在太空中飞行,与空气中飞行的飞机相比,其姿态要稳定得多,不会受到随机的干扰。因此只要每隔一段时间对卫星姿态做一次校验,取得相应的几何纠正参数,应该就够了。

              比如卫星在经过校验场A时,根据地标在图像上的相对位置,反算出卫星的姿态,假设卫星的镜头左旋了一度。在经过校验场B时,发现卫星镜头左旋了二度。那么卫星在这期间拍摄的100张照片,就需要对每张照片做一次右旋的纠正,纠正幅度就在1度和2度之间。第一张纠正幅度为1度,第100张纠正幅度为2度,第50张纠正幅度就是1.5度。

              而飞机受空气的影响,姿态随时都在变化,所以无法采用校验场的办法,只能对每张航空相片根据地面实测数据进行纠正。

              我对于是否看懂了你的问题不是很有把握,因此回答的内容也许不是你想探讨的问题。如果答非所问了,还请多包涵。

              • 家园 是不是可以采用图像处理技术

                我理解是不是可以通过图像处理技术,根据同一目标不同时刻影像的差别,比如对多个目标的同时提取,来得到不同时刻相机的角度差。

                另外有一个疑问,不采用专业校准场来补偿,仅根据卫星图像,是否可以生成的足够精度的地图。可以考虑采用相关的图像处理算法。

      • 家园 校验场这个不大懂,兄台能介绍一下不?

        您是从事测绘专业的,校验场这个东西的重要性能否费心解释一二?这个突破是否意味着我们自己能够建成很精细的google map?而且能够免费或廉价的提供给大众?想过用google map 做点东西,但毕竟是纯英文的界面,国内的天地图似乎速度不够快,而且我也不是搞这个的,找到合作的人也不知怎么找,花谢。

        • 家园 校验场

          这个校验场具体怎么运作的我也不知道,毕竟它对中国来说也是第一次,以前从来没有过,我在国内时甚至从未听说过。

          不过倒是可以从原理上分析一下它的作用。

          我们不妨想象这样一个场景:你站在一个瓷砖地上,手拿相机朝下拍摄瓷砖。假设瓷砖本身是标准的正方形,但在你拍出的照片上,瓷砖未必是正方形。原因在于你很难保证相机是垂直朝下,很可能有一个很小的倾斜。在地面上做测量,我们可以用水准气泡来调平测量仪器。但在太空轨道上,因为失重的环境,水准气泡的办法就没法用了,所以必须找到一种办法能够确定卫星相机是垂直朝向地面。卫星上用于姿态控制的对空相机只能做大致定位,精度不够,所以只能在地面上想办法。

          点看全图

          外链图片需谨慎,可能会被源头改

          这是一张从空中拍摄的天安门广场照片。从这张照片上可以得出很多跟相机有关的信息。首先,相机的位置基本在北京中轴线的上空,因为中轴线在图上是一条竖线。如果相机在中轴线以外,中轴线在图上就应该是一条斜线。其次,中轴线不在图片中央,说明镜头的朝向有点偏东。第三,广场本身是一个矩形,但在图上显示为梯形,说明相机不是垂直向下拍摄,而是侧向拍摄。第四,纪念碑南侧基座位于图片中央,表明这是相机的瞄准方向。第五,根据梯形上下底边的长度比和高,可以确定相机到纪念碑的高度角。第六,地平线西高东低,说明相机左右有点倾斜。

          其实校验场的作用就和上面的分析类似,只是范围更大而已。校验场内要有很多能从卫星影像上精确确定位置的地物,最好是建筑物拐角一类。这些地物的精确坐标都已事先测好,等接收到卫星在校验场范围内拍摄的照片后,根据这些地物在图像中的位置,就可以确定卫星的姿态。然后根据卫星的姿态参数对图像进行几何纠正,就形成了可以进行图上测量的正射投影图像。

          可见,如果没有校验场,就无法知道卫星拍摄时的精确姿态,也就无法确认卫星图像是不是垂直朝下拍摄的,就只能假设它是而凑合着用,那测出来的精度显然就差太多了。

          资源三号的分辨率还是比不上古狗地图的分辨率。这次的突破并不是分辨率上的突破,而是测量精度的提高。资源三号可以用来制作1:5万的地形图,这是一个非常重要的突破。要知道,这个比例尺已经是步兵地图的比例尺,是一般军用地图比例尺中最大的了。炮兵和坦克兵使用的都是1:10万或1:20万。这三个比例尺的地形图在中国都属于“机密”级的地图。资源三号证明中国已经有能力独立测绘任何国家和地区,用于步兵作战的军用地图,这才是关键。

          更大比例尺的地图一般都是市政建设方面使用,军用价值反倒不大,除非是城市反恐级别的特种作战。

          天地图在我看来完全是鸡肋。有技术跟踪,实践,和锻炼人才的意义,但没什么实用价值。要想达到古狗地图那样的响应速度,硬件上的投资会非常大,不是国家测绘局这种单位能承受的。

          百度不是也有类似古狗那样的地图吗?能不能满足你的要求呢?

          通宝推:旧时月色,
          • 家园 炮兵都是用1:5万的图

            10万的图保证不了精度。70年代以前都用2万5的。

          • 家园 非常感谢兄台的详尽介绍,读罢也非常振奋啊

            这样的精度对我们的战略核威慑,也会起到重要的作用罢,听兄台娓娓道来,确实长了许多见识,非常感谢。

            有劳兄台垂爱,我的小小想法是想建一个史料互动网站,以时间地点事件作为经纬在地图上标注起来,这样人们查找起来就方便多了,也免却许多无谓的争论。河里双石兄是我非常钦佩的,能够通过地图作业,来展示史料,个人感觉这是目前许多传统史学研究者缺乏的。为此,我还收集了不少资料,但由于自己不是搞网络和计算机的,对这方面的东西不熟,读起来很吃力,不知道这样的想法实现起来难度如何,再加上资料主要是中文的(我一直留意,国外有类似的网站),谷歌地图在国内又用不成,国产的地图开发工具似乎又不多,问都没处问,就放下了,只是心有不甘,在兄台这里歪楼,抱歉。

            • 家园 你想做史料的GIS

              你可以与搞GIS(地理信息系统)的人讨论讨论。

              • 家园 抱歉,回复晚了,多谢兄台,那里可以联系到GIS的人?

                抱歉,回复晚了,多谢兄台提醒。只是不知道那里有这样的地方可以找到GIS的同仁?我当初也曾想过这样的东西,查过相关资料,但面对如此多的开发平台(数年前主要是英文的),许多并不支持中文系统,不知如何选择(本身不是搞这个行当的,跨行业阅读实在太难)。蒙兄台提醒,又去网上查了一下,中文的CIS平台已经有了,叫supermap,只是不知这个平台是否适合,能否自动发布和更新资料,开发的费用如何?若兄台能提示一二,不胜感谢!上花!

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