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中国测绘科技抢占国际制高点我国自主创新的机载SAR测图系统填补国内在该领域的空白

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  穿透云雾,刺破雪霾,能全天时、全天候从万米高空获取高分辨率测绘数据,快速成图,及时动态监测地理国情。这不是“天眼”的神话,这是我国测绘科技工作者历时5年攻关,打破西方技术壁垒,研制成功的一项具有自主知识产权的测绘高新技术。
  5月13日在京举行的机载多波段多极化干涉SAR测图系统成果发布会上,西部测图工程实施领导小组组长、国家测绘局副局长李维森宣布,由国家测绘局组织、中国测绘科学研究院牵头自主研制的国内首套具有自主知识产权的机载多波段多极化干涉SAR测图系统,取得了圆满成功。经10余位院士专家鉴定,机载SAR测图系统突破了多项核心技术,获得6项自主知识产权的专利,填补了国内在该领域的空白,整体技术指标达到国际先进水平,其中干涉测量与立体测量相结合的测图技术、基于距离共面的几何成像模型、多源DEM(数字高程模型)融合技术等达到了国际领先水平。
  据介绍,机载多波段多极化干涉SAR测图系统简称为“机载SAR测图系统”。SAR(Synthetic Aperture Radar)中文译为合成孔径雷达,SAR测图即合成孔径雷达影像测图。这项技术是目前唯一可以在测绘困难地区实现全天时、全天候快速成图的遥感手段,具有传统光学遥感技术不可比拟的独特优势。世界各国都力争通过这项技术抢占测绘科技制高点。美国、加拿大等国家先后成功开发了多个多波段的、多极化的、具有干涉能力的或多模式的机载SAR系统,并纷纷将机载SAR最新研究成果商用化。美国航天飞机在雷达地形测绘任务中,利用这项技术,仅用11天时间就完成了对地球近80%的陆地表面的干涉成像,并在30米的水平网格上获取前所未有的高精度三维综合地形信息。
  我国幅员辽阔,大面积云雾覆盖地区难于获取光学影像。随着我国经济建设的快速发展,国家西部大开发、可持续发展及能源和资源战略的实施等,以及越来越多的应用行业,都急需航空SAR遥感数据。尤其是近年来,国家西部测图工程、第二次全国土地调查等国家重大专项战略的实施,更加体现出对机载SAR测图系统的迫切应用需求。此外,在灾情监测评估方面,急需利用机载SAR测图系统的机动灵活、高分辨率、高精度等优势,提高国家灾害应急能力。然而,受发达国家技术壁垒的影响,我国无法引进先进的机载SAR测图系统与技术。
  “十一五”期间,为保障国家重大工程和重大战略的顺利实施,面向国家西部测图工程建设的实际需要,打破西方发达国家对我国的科技封锁,国家测绘局在西部测图工程中设立了重大测绘科技专项机载多波段多极化干涉SAR测图系统,并且得到财政部的大力支持。这个科技专项由中国测绘科学研究院牵头,联合国内多家优势单位,共同组建研发团队,打破了国外封锁,研发了具有自主知识产权的机载SAR数据获取集成系统,开发了SAR测图工作站、机载SAR地面数据处理系统以及四套分系统,编制了SAR测图系列技术规定,形成了SAR测图技术方案和工艺流程,为国家培养了一支SAR测图专业技术队伍,显著提升了我国SAR遥感数据获取与处理能力。
  鉴定委员会认为,机载SAR测图系统解决了复杂地形区域的测图难题,具备了生产1:1万至1:5万比例尺数字高程模型(DEM)、数字正射影像图(DOM)、数字线划地图(DLG)以及地表覆盖数据产品的能力,可广泛用于地形测绘、应急响应、资源调查监测、重大工程建设监测和国防安全等领域,大幅提升我国对地观测技术水平,具有广阔的应用前景。该系统主要创新点包括:首次构建了我国自主知识产权的机载多波段多极化干涉SAR数据获取集成系统;研发了针对地理信息产品生产的SAR测图工作站,具备了SAR干涉测量、立体测量和地物解译测图等多项功能;突破了高精度运动补偿技术、多传感器时空同步高效集成技术、智能导航技术、飞行控制技术等机载SAR数据获取系列难题;突破了外部DEM辅助下精化干涉处理技术、双立体模式下DEM制作技术、多源DEM融合技术、多方向SAR融合的DOM制作技术、网络协同SAR立体智能解译技术等复杂地形区域高精度测图难题;构建了一种新的SAR影像严密几何模型,通过SAR影像与POS数据的联合处理,构建了机载SAR影像与星载SAR影像一体化空中三角测量模型,实现了稀少控制点测图。(喻贵银 蔡紫南2011.5.17)