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1、国家海洋信息中心NationalMarine Data andInformation Service国家海洋信息中心NationalMarine Data andInformation Service汇报提纲Contents遥感大数据发展现状一主要研究任务及进展二标志性成果及应用三2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告国家海洋信息中心NationalMarine Data andInformation Service汇报提纲Contents主要研究任务及进展二标志性成果及应用三遥感大数据发展现状一2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告一、遥感大数据发展现状海洋大数据海洋大数
2、据是指为决策海洋问题提供服务的海洋大数据资源、海洋大数据技术和海洋大数据应用的总称。空基陆基海洋遥感大数据决策海洋资源技术应用天基大量性(Volume)多样性(Variety)时效性(Velocity)准确性(Veracity)大价值(Value)2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告 遥感大数据研究方向Web of Science数据库共收录遥感大数据主题出版物2380份计算机科学数据存储管理数据库设计深度学习方法生态环境遥感技术地球化学和地球物理工程应用地质学传输仪器其他自然科学影像学一、遥感大数据发展现状2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告 遥感大数据研究方向Dee
3、p LearingObject DetectionSpatial&Temporal EvolutionUAVHyperspectralData AssimilationAutomaticInterpretationFusion遥感大数据自然基金和论文中的高频关键词一、遥感大数据发展现状国家自然基金委近5年支持38项遥感大数据项目 深度学习融合遥感大数据的水文数据同化理论、方法与集成技术 遥感大数据支持下的中国湿地逐年动态信息智能提取 基于遥感大数据和云平台的湿地生态系统健康评价 融合成像机理与深度学习的遥感复杂目标识别 基于分布式内存的跨云大规模多元遥感数据立方体处理优化 非高斯时空统计模型及
4、其在卫星遥感大数据上的应用 高光谱遥感空谱宽度学习的高效分类算法研究 基于多源光学卫星影像的超分重建与变化检测方法 2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告 我国自然资源卫星大数据技术在轨运行国产陆地卫星59颗形成自然资源卫星遥感监测体系框架卫星卫星拍摄计划拍摄计划(轨(轨/周)周)拍摄计划拍摄计划(景(景/周)周)数据接收数据接收(景(景/周)周)数据同步数据同步(景(景/周)周)数据处理数据处理(景(景/周)周)数据质检数据质检(景(景/周)周)归档入库归档入库(景(景/周)周)国内有效国内有效(景(景/周)周)ZY3-0242924093409340934093789314143
5、6ZY3-038622360359955GF-7709660632100ZY1-02D-286ZY1-02E703500132GF-GF-249882010443GF-1BCD1689744853GF-6-CBERS-04A-合计合计534672446588
6、56845595408705一、遥感大数据发展现状2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告 我国自然资源卫星大数据技术资源技术应用一、遥感大数据发展现状2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告 我国海洋卫星大数据技术水色、动力、监视监测3系列卫星星座实现遥感数据实时接收、处理、推送国产海洋卫星“家谱”海洋遥感大数据处理分发时效实况大数据终端应用GF-3一、遥感大数据发展现状2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告 我国海洋卫星大数据技术 海洋大数据需要重点突破精准海洋时空基准网构建所需的遥感技术、实时海洋剖面环境遥感技术、智能的数据处理技术等问题。
7、实时、下海、定量是卫星遥感信息增值服务的方向。机载雷达海洋剖面遥感面向晨昏观测的神经网络大气校正技术海洋遥感大数据存算一体化平台潘德炉院士:一、遥感大数据发展现状2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告 我国气象卫星大数据技术台风降水预测应用在轨FY系列卫星准实时云图实时累积数据高温气象监测全球业务卫星探测系统云检测遥感大数据方法一、遥感大数据发展现状2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告 遥感大数据智能解译遥感智能解译样本库研究(从传统分类向集成、深度学习发展)场景语义信息提取(从像素级解译向对象、场景级发展)地理知识图谱与深度学习协同技术(从智能理解向智能认知发展)龚健雅
8、院士:“遥感影像智能化自动处理技术仍无法完全满足大范围地物信息快速提取需求”张继贤司长:“提高智能解译地理空间理解能力,推动数据-信息-知识-智能深度转化“一、遥感大数据发展现状2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告国家海洋信息中心NationalMarine Data andInformation Service汇报提纲Contents遥感大数据发展方向一主要研究任务及进展二标志性成果及应用三2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告二、主要研究任务及进展主要研究任务海洋遥感大数据获取与管理海洋遥感大数据处理海洋遥感大数据专题信息解译大数据稳定快传、实时推送技术海洋遥感大数据
9、存储与管理技术高精度批量几何校正技术无地面控制点正射校正技术海量影像工程调化调色技术单要素智能解译技术多要素智能解译技术变化图斑智能解译技术近岸水深反演技术军事目标提取技术2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告 遥感大数据的稳定快传实时推送业务需求:15天一周期的围填海遥感变化监测多星联合调度实时无缝推送自动分类管理TB级海量影像数据实时传输磁盘阵列+云平台+管理系统 建立影像获取高速网络通道 搭建NAS万兆网络运行环境 系统化的接收存储与管理36万平方公里二、主要研究任务及进展2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告 遥感大数据的稳定快传实时推送二、主要研究任务及进展TB级
10、海量影像数据“当日达”2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告 遥感大数据的存储与管理 解决方案全对称、去中心化、分布式结构存储资源池化 功能特性性能扩展(PB级性能)集群化空间、全面云化缓存加速、对象聚合、冗余设计 万兆光纤网络环境 分布式集群化存储 全闪高速存储介质二、主要研究任务及进展传输存储效率较传统方式提升 400%2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告影像成果(正射融合、调色一版图、影像切片)变化图斑产品(围填海、生态保护、权益岛礁)实用工具(工程管理、专题信息提取、统计分析)实现遥感大数据科学管理多星源(GF系列、ZY系列)长时序(1960-2022)范围广(中
11、国近海、南海、西太)遥感大数据的存储与管理二、主要研究任务及进展2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告 高精度批量几何校正面临问题 多源异构海量遥感大数据资源 15天一周期的海岸带变化监测 长时序变化图斑管理与分析 控制点自动采集影像区域网平差影像正射校正参考底图DEM海量遥感影像正射影像数据集现势性精确性可拓展性二、主要研究任务及进展2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告控制点自动采集影像区域网平差影像正射校正参考底图DEM海量遥感影像正射影像数据集光栅网格法+快速傅里叶相位变换FFTP光栅网格控制点+同名点采集控制点+同名点精度 高精度批量几何校正二、主要研究任务及进展
12、2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告RPC模型+光束法区域网平差RPC模型光束法区域网平差区域网平差结果控制点同名点控制点自动采集影像区域网平差影像正射校正参考底图DEM海量遥感影像正射影像数据集 高精度批量几何校正二、主要研究任务及进展2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告 无地面控制点的正射校正针对海岛海岸带影像的“无控类型”,有针对性地研制了无地面控制点的影像正射校正算法基于高精度DEM的正射校正技术基于RPC参数改进的正射校正技术基于虚拟控制基于虚拟控制点的正射校正点的正射校正技术技术基于分权控制基于分权控制或局部锁定的或局部锁定的平差解算技术平差解算技术测区内有
13、部分影像无控定位精度满足要求测区内有矢量数据和谷歌影像作为参考测区内有高精度DEM测区内无任何其他可参考数据自动匹配连接点分布情况及连接点精度序号图幅图号局部锁定的平差的成果精度不做局部锁定平差的成果精度误差(米)平均误差(米)中误差(米)平均误差(米)1NE46EO170246.7537.0648.36111.2762NE46E02002410.87212.4463NE46E0230248.0139.0934NE46E0200239.84811.9795NE46EO220237.95610.2566NE46EO180236.00615.519难以获取有效地面控制点二、主要研究任务及进展2 0
14、 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告偏移影像纠正结果南极地区无控DOM生产影像套合情况离岸岛礁MS与PAN影像套合情况多云PAN影像与底图套合情况 无地面控制点的正射校正二、主要研究任务及进展2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告业务化开展实时获取的影像数据的快速批处理:实现影像处理“次日毕”191131180数据接收用时(小时)数据处理速度(分钟/景)新技术方法传统方法覆盖面积:36万平方千米 无地面控制点的正射校正二、主要研究任务及进展2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告海量影像工程化调色面临问题 我国南北纬度跨度广,地域差异较大 我国北方四季分明,地表覆盖变化
15、较大 近岸海洋环境瞬息万变,时空变化较大 卫星影像获取瞬时气象条件各异,影像差异大色调差异大近岸过饱和海水色差大二、主要研究任务及进展2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告海量影像工程化调色技术方案色彩克隆色彩克隆空间转换空间转换渐进控制渐进控制色彩增强色彩增强色彩映射色彩映射色彩变异色彩变异二、主要研究任务及进展攻克了海岸带批量影像“克隆+协同+增强+映射”的工程化调色技术,解决陆海影像色彩难以协同调整、海量影像调色工作量巨大等难题。2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告统一类别体系、面向任务构建遥感智能解译综合样本库明确分类体系制定标准规则样本选择样本库管理不同样本相互
16、独立,互不通用 地物分割样本:变化检测样本:目标识别样本:二、主要研究任务及进展2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告 提取结果:单要素智能解译-红树林 模型构建:红树林:1*1卷积带空洞卷积的卷积神经网络1*1卷积特征融合4倍上采样4倍上采样深度可分离卷积和3*3卷积编码解码ASPPCBAM红树林智能解译网络 加入空间和通道双注意力机制的CBAM,有效提取稀疏目标 采用空洞金字塔池化结构(ASPP),有效提取多尺度特征 使用深度可分离卷积替换传统卷积,可以更好的恢复边界信息原始影像 标注图像 实验组 对照组1 对照组2 对照组3 红树林是一种重要的海洋蓝碳生态系统 红树林边界不规则
17、 红树林尺度变化大 稀疏红树林难以准确提取loss曲线精度曲线影像标注提取单棵和稀疏红树林稀疏、小尺度多尺度混合多尺度混合边界不规则二、主要研究任务及进展2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告多要素智能解译-红树林、围海养殖、浮筏 半自动化样本制作:全局最优分割全局最优分割单尺度确定单尺度确定欠分割对象的欠分割对象的识别与再分割识别与再分割将方差和局部莫兰指数作为表征对象内同质性和对象间异质性的局部度量莫兰指数:异质性指数:关键公式:不同尺度分割 分割过程:二、主要研究任务及进展2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告多要素智能解译-红树林、围海养殖、浮筏 模型构建:训练过程
18、精度曲线:模型在测试集上精度:模型训练:改进的FCN网络结构 联合批归一化和空间置弃层联合批归一化和空间置弃层 使用卷积特征图层替换最大池化特征图层使用卷积特征图层替换最大池化特征图层进行融合进行融合 采用经典卷积神经网络采用经典卷积神经网络VGGVGG作为特征提取层作为特征提取层 提取结果:二、主要研究任务及进展2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告变化图斑智能解译 海岸带要素混杂,分离难度大 影像来源多,色彩色调差异大 变化目标往往很小,难以捕捉变化 季节、潮位引起伪变化难以去除 添加语义分网割络辅助变化监测,提高变化目标分离准确性 transformer的编码-解码结构,可以融
19、合和精炼特征 变化特征加权 多头注意力机制能够更好的获取目标之间的关系,有利于区分伪变化transformer结构编码解码语义分割 海岸带变化二、主要研究任务及进展2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告变化图斑智能解译 变化类型:CNN主干网络负责提取高级语义特征 BIT主模块负责重构深度特征 预测头负责生成像素级的预测结果 算法流程:预预处处理理样样本本库库构构建建BIT模模型型构构建建模模型型训训练练变变化化图图斑斑提提取取人人工工核核检检围填海变化图斑海洋保护地变化图斑岛礁变化图斑 提取结果二、主要研究任务及进展2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告近岸水深反演技术难
20、题1:近岸底质类型复杂难题2:受陆源影响较大难题3:海气相互作用通用的、成熟的红树林沙滩淤泥基岩暗礁珊瑚礁二、主要研究任务及进展2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告近岸水深反演技术不同底质水体光谱曲线测量实验二、主要研究任务及进展2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告近岸水深反演技术资料收资料收集处理集处理综合区综合区域划定域划定模型库模型库构建构建区域模区域模型优选型优选消除干扰因素消除干扰因素遥感资料:辐射定标遥感资料:辐射定标大气校正大气校正耀斑校正耀斑校正水陆分离水陆分离海图资料:几何校正海图资料:几何校正信息提取信息提取底质资料、潮汐资料底质资料、潮汐资料水深资
21、料水深资料细分反演区域细分反演区域基于水深分区基于水深分区基于底质分区基于底质分区基于水质分区基于水质分区综合分区判定综合分区判定基本模型库基本模型库单波段模型单波段模型双波段模型双波段模型多波段模型多波段模型对数转换比值模型对数转换比值模型神经网络模型神经网络模型构建最优模型构建最优模型水深点选取水深点选取敏感波段选取敏感波段选取模型构建模型构建模型验证与优选模型验证与优选水深水深反演反演分区域水深反演分区域水深反演与融合与融合分区域水深反演分区域水深反演分区域水深融合分区域水深融合综合精度分析综合精度分析二、主要研究任务及进展2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告国家海洋信息中心
22、NationalMarine Data andInformation Service汇报提纲Contents遥感大数据发展方向一主要研究任务及进展二标志性成果及应用三2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告海岸线海岸线浮浮筏网箱筏网箱围海养殖围海养殖红树林红树林土地利用土地利用序号序号产品产品类别类别成果数量成果数量1 1正射影正射影像像海岸带海岸带3636万平方公里万平方公里,每,每1515天一期全覆盖天一期全覆盖2 2三 维 模三 维 模型产品型产品全国海岸线海岸线、全国海岛海岛1 1万余个万余个、沿海城市沿海城市、沿海沿海港口港口3 3智 能 解智 能 解译产品译产品1111个沿
23、海省市个沿海省市共3 3.6 6万项万项4 4近 岸 水近 岸 水深 反 演深 反 演产品产品实现9898个海岛个海岛近岸水深反演5 5海 岸 带海 岸 带专 题 产专 题 产品品海岸带定量评估产品体系产品体系2 2套套;1万-100万海岸带基基础地理底图础地理底图4 4套套;多分辨率海岸带遥感一版图影像海岸带遥感一版图影像6 6套套;专题图集图集1111套套三维模型产品智能解译产品水深反演产品影像数据产品三、标志性成果及应用2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告发表论文:46 篇(三高22篇)国家发明专利:13 项相关标准及规范:8 项专著图集:11 部重点研发项目:1 项三、标志
24、性成果及应用2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告 海洋遥感影像大数据管理 长时序海量变化图斑统计分析 典型要素智能提取应用海洋遥感产品综合分析应用系统海洋遥感大数据快速处理平台遥感影像传输推送和管理系统 多源异构海洋遥感影像批处理 交互式“问题影像”二次编辑 海量影像自动匀色镶嵌 遥感大数据快速稳定传输 遥感大数据智能高效存储三、标志性成果及应用2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告2020年,长时序多源海岛海岸带遥感数据处理关键技术及在海洋监管中的应用获地理信息科技进步一等奖。2021年,全国海岸带正射影像图生产获地理信息优秀工程金奖。2022年,全国海岸带精细化三维立
25、体数据资源建设与应用关键技术获地理信息科技进步一等奖。三、标志性成果及应用2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告实时接收实时接收批量处理批量处理快速应用快速应用 基 础 数 据 层 低分辨率卫星影像 航空遥感影像 高分辨率卫星影像 海洋专题资料 业务工作 专项调查 共享交换 核 心 技 术 层 快速获取技术 批量调色技术 无地面控制点批量正射校正技术 集成学习分类技术 专题信息提取与标准化技术 科技论文 发明专利 软件研发 专 题 信 息 层 海岛 海岸带 手动提取 自动提取 人机交互 应 用 服 务 层 应用证明 交接记录 需求申请 海洋基础地理数据海域海岛管理 海洋生态保护监测
26、海洋 维权 海洋 执法 海洋军事国防 海岸线 潮间带 河口 红树林 海洋开发利用 海洋基础地理 三、标志性成果及应用建立了业务化应用模式 15天一周期的中国近岸海域海岛遥感变化监测 1季度一周期的国家级海洋保护地遥感变化监测 1个月一周期的南沙重点岛礁的遥感变化监测2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告影像数据产品应用 业务化工作量:全国一版图2期/年,36万平方公里/期 专项任务调查:7项,1万遥感影像图2100幅,海岛全貌遥感影像图500余幅 专题图集编制:11部,遥感影像图件超3000幅序号序号数据类型数据类型空间分辨率空间分辨率(m)数量数量1ZY32.189景2ZY32.1
27、54景3ZY32.1649景4ZY32.1583景5ZY32.1829景6航空DOM0.93530幅7GF70.7353景8航空DOM0.281139 km2三、标志性成果及应用2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告智能解译产品及应用围填海变化监测提取变化图斑34828个三、标志性成果及应用年份地区2020年2021年2022年辽宁92911901400河北329305400天津167292384山东1江苏686498682上海414355325浙江3福建4广东259726122197广西632843950海南3323
28、222982 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告智能解译产品及应用海洋保护地变化监测提取变化图斑2000余个三、标志性成果及应用2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告智能解译产品及应用三、标志性成果及应用中业岛(菲占)2021.10.29中业岛(菲占)2022.08.29鸿庥岛(越占)2022.01.11鸿庥岛(越占)2022.11.23提取变化图斑1000余个岛礁变化监测2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告海洋资源监管用海用岛调查海岸带保护修复海岸线变化监测高频次、全覆盖、长序列、高精度三、标志性成果及应用助力实现海洋领域高质量发展海洋权益维护海岸带空间规划2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会报告中国地理信息产业协会公众号 关注地信产业精彩 了解协会最新动态 感谢各位院士专家为2023跨界融合创新应用合作发展大会作精彩报告并授权分享!请关注协会公众号,经报告人同意后,会后陆续分享报告PPT(提供下载)等大会精彩内容!转发请保留此页。分享请注明“来源:中国地理信息产业协会”。