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| 內容簡介： |
本书依托国家发展和改革委员会的国家卫星应用高技术产业化专项项目“武汉城市圈国土资源卫星遥感综合应用高技术产业化示范工程”（[2010]37号），凝结作者多年实施各类遥感、地理信息系统等重大应用集成项目经验，详细阐述遥感信息工程方法论、遥感信息工程技术基础、遥感应用模型、遥感专题数据加工、遥感信息工程建设、遥感信息工程管理、遥感信息工程规范和标准、遥感信息工程实践等内容。
本书内容全面、条理清晰、针对性强、实例丰富，可作为开展大型遥感信息集成应用建设的工程技术人员的参考书和指导书，也可作为遥感、地理信息系统、测绘工程、软件工程、信息工程等专业本科生、研究生从事遥感应用的参考书籍，还可作为遥感信息工程专业的教材。
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| 目錄：
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前言
第1章 遥感信息工程概论
1.1 遥感与遥感产业
1.1.1 遥感基本概念
1.1.2 遥感产业的特点
1.2 遥感信息工程特征
1.2.1 遥感信息工程的产生
1.2.2 遥感信息工程的概念
1.2.3 遥感信息工程的特点
1.3 遥感信息工程与其他信息工程
1.3.1 遥感信息工程与软件工程
1.3.2 遥感信息工程与GIS工程
1.4 遥感信息工程的意义
第2章 遥感信息工程方法论
2.1 方法论和工程方法论
2.1.1 方法论内涵
2.1.2 工程方法论
2.2 信息工程方法论
2.3 遥感信息工程方法论内涵
第3章 遥感信息工程技术基础
3.1 遥感技术
3.1.1 数据选择
3.1.2 数据处理软件选择
3.1.3 数据基础处理
3.2 GIS技术
3.2.1 空间数据可视化技术
3.2.2 数据管理技术
3.2.3 空间分析技术
3.2.4 其他技术
3.3 空间定位技术
3.3.1 精密定位
3.3.2 实时定位
3.3.3 定位系统融合
3.4 集成技术
3.4.1 集成原则
3.4.2 集成主要内容
第4章 遥感应用模型
4.1 模型分类体系
4.2 模型建立基础
4.3 模型建立原则
4.4 模型建立方法
4.5 遥感应用模型管理
4.5.1 模型入库管理
4.5.2 模型目录管理
4.5.3 模型检索管理
第5章 遥感专题数据加工
5.1 专题数据加工特点
5.2 专题数据加工原则
5.3 专题数据加工流程
5.4 专题数据加工成果
5.5 专题数据产品管理与服务
5.5.1 专题数据产品管理
5.5.2 专题数据服务模式
第6章 遥感信息工程建设
6.1 工作环境建设
6.1.1 总体布局原则
6.1.2 工作环境布局规划
6.2 人才队伍建设
6.2.1 人才队伍建设目标
6.2.2 人才队伍建设思路
6.3 硬件系统建设
6.3.1 硬件系统建设原则
6.3.2 硬件系统建设内容
6.4 软件系统建设
6.4.1 系统基础平台建设
6.4.2 遥感集成平台开发
6.4.3 遥感应用系统开发
6.5 系统集成建设
6.5.1 系统集成概念
6.5.2 系统集成内容
6.5.3 系统集成方法
6.6 集成系统部署
6.6.1 集中式部署模式
6.6.2 分布式部署模式
6.6.3 混合式部署模式
第7章 遥感信息工程管理
7.1 概述
7.2 过程管理
7.2.1 工程计划
7.2.2 成本估算
7.2.3 进度管理
7.2.4 问题跟踪
7.3 质量管理
7.4 风险管理
7.5 人员管理
7.6 信息管理
7.6.1 数据管理
7.6.2 文档管理
7.6.3 信息安全
第8章 遥感信息工程规范和标准
8.1 标准体系形成方法
8.1.1 标准形成的依据
8.1.2 标准形成的思路
8.2 遥感信息工程标准体系
8.2.1 体系类标准
8.2.2 数据类标准
8.2.3 应用类标准
8.2.4 运营类标准
8.3 遥感信息工程标准检测工具
8.3.1 一致性检测工具
8.3.2 元数据检测工具
8.3.3 要素编目检测工具
8.3.4 数据质量检测工具
第9章 遥感信息工程实践
9.1 工程建设思路
9.1.1 系统分析
9.1.2 标准建设
9.1.3 模型选择与构建
9.1.4 数据加工
9.1.5 应用系统建设
9.2 工程建设实例
9.2.1 项目背景
9.2.2 项目目标
9.2.3 建设内容
9.2.4 项目设计
9.2.5 项目实施
9.2.6 项目管理
参考文献
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| 內容試閱：
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第1章 遥感信息工程概论
1.1 遥感与遥感产业
随着人类生存环境的变化和国家发展竞争的日益激烈，对自然资源、太空资源的开发和争夺已经成为影响人类与民族发展进程的重要因素。遥感正是为了满足这样的需求所产生的一门综合性应用技术，它具有获取对地数据资料范围广、速度快、周期短、信息量大、受条件限制少等特点，为人类进行大规模资源探测及开发提供了重要技术手段。另外，随着人类社会的进步、经济的发展和科技水平的提高，特别是航空、航天、计算机、通信、网络等技术的不断发展，遥感的理论、技术、方法随之不断地发生变化，其应用也不断深入和广泛。这些将带动现代遥感技术向遥感信息定量化、信息处理智能化、数据获取动态化、遥感应用网络化、遥感工具实用化等方向发展，由此必定带来新一轮遥感应用的热潮。
1.1.1 遥感基本概念
遥感（remote
sensing）最初是由美国海军科学研究部的布鲁依特（E.L.Pruitt）在20世纪60年代提出来的，他认为遥感是以摄影方式或以非摄影方式获得被探测目标的图像或数据的一门综合性探测技术。从现实意义看，遥感是一种远离目标，通过非直接接触而判定、测量并分析目标性质的一门多学科交叉的综合技术，同时也是取得认识自然的目标信息的工具。通常意义上的遥感是指空对地的对地球资源与环境进行探测和监测的综合性技术，即从远离地面的不同工作平台（如高塔、气球、飞艇、飞机、火箭、宇宙飞船、人造地球卫星等）上通过传感器，对地球表面的电磁波（辐射）信息进行探测，并对探测的信息进行传输、处理和判读分析后，得到比在地面上观察视域范围要大很多的航空像片、卫星图像信息，为研究地球表层的资源与环境提供基础。
从遥感平台来看，常见的遥感平台包括航空和航天遥感平台，其中航空遥感平台有低空气球、无人飞机、飞艇、航空飞机等，航天遥感平台有航天飞机、人造卫星、太空站和各种太空探测器等。目前，世界各国共发射了各种人造地球卫星已超过3000颗，其中大部分为军事服务的卫星（约占70%）（于新华，1999），用于科学研究及地球资源探测和环境监测的有气象卫星系列、陆地卫星系列、海洋卫星系列、测地卫星系列、天文观测卫星系列和通信卫星系列等，利用这些遥感平台可以在距离地面不同高度上获得各种不同分辨率、不同比例尺的遥感影像。
从获取影像的传感器角度来看，有主动式传感器（如合成孔径雷达等）和被动式传感器（如摄像机、多光谱扫描仪等），其摄像机有可见光黑白摄影、多光谱摄影、彩色摄影、彩红外摄影、紫外线摄影和全景摄影等，其扫描仪有红外扫描仪、CCD线阵扫描仪、矩阵扫描仪等。这些传感器通过不同的载体获取不同的空间分辨率、不同的时间分辨率、不同的光谱分辨率的遥感影像数据。
从空间分辨率来看，包括NOAA
AVHRR的1.1km，环境1号HJ-1B星的150300m、30m，HJ-1A星的100m、30m，Landsat-MSS的80m，MOS-1的50m，RADARSAT的40m、30m、10m，北京1号卫星的32m、4m，TM的30m，SPOT1、2的20m、10m，MOMS-01的20m，环境1号HJ-1C星的20m、5m，CBERS02B的19.5m、2.36m，JERS-1的18m，福卫2号的8m、2m，SPOT3、4的5m，遥感1号卫星的5m，IKONOS的4m、1m，资源2号卫星3m、1.5m，Quickbird的2.4m、0.6m，遥感2号卫星的1m，遥感影像数据的空间分辨率跨度很大，包含的范围很广。
从波谱范围来看，获取的遥感数据包括能够透过大气的各类电磁波谱段，并向红外、远红外和微波波段扩展。
从光谱分辨率来看，获取的遥感数据已经从多光谱发展到了高光谱、超光谱，如光谱波段可以达到5～6nm（纳米）量级。
从多时相来看，不同空间分辨率的传感器具有不同的时间分辨率。例如，每30分钟获得一次同一地区的Meteosat图像，NOAA气象卫星一天收到两次卫星图像，福卫2号卫星一天收到两次卫星图像，EOS获取周期为1～3天，Quickbird为1～3.5天，ERS-1为3天，HJ-1A和HJ-1C为4天，HJ-1B为4～31天，CBERS02B为5～104天，Landsat为16天，IRS-1为22天，RADARSAT为24天，SPOT为26天，JERS-1为44天等。
总之，经过半个世纪的探索和尝试，遥感技术及其应用已经取得了长足的进步和快速的发展。特别是随着航空航天对地观测技术、计算机技术和电磁波信息传输技术等的深入研究，卫星遥感技术得到了迅猛的发展，为对地观测提供了多分辨率、多波段、多时相的遥感数据，并使得高、多光谱遥感数据的获取已逐步实现高精度、多来源、短周期，这为解决空间信息的快速更新和地表特征信息的近实时监测提供了可能。利用这些遥感数据对陆地、海洋、大气、环境等进行监测与测绘，并广泛用于农业、林业、国土、水利、地质、环境、交通、气象、海洋、军事、城乡建设等诸多领域，发挥了重要作用。
1.1.2 遥感产业的特点
1.遥感产业的构成
遥感产业链由上游、中游、下游组成，涵盖了数据获取、数据处理、数据管理、数据分发、数据应用及服务等几部分内容。产业链上游主要包括遥感卫星制造业、卫星发射服务业、地面遥感接收业、飞机制造业、摄影测量与激光雷达设备制造业等；中游主要包括遥感信息应用软件产业、遥感数据存储和处理以及专题数据加工产业等；下游主要是卫星遥感综合应用产业。
遥感产业链上游的遥感卫星制造业是指卫星遥感系统空间段的技术研究开发和产品生产行业，涉及空间遥感平台、有效载荷和相应的地面检测试验系统等；遥感产业链上游的卫星发射服务业主要包括火箭运载、发射场合测控服务等；遥感产业链上游的地面遥感接收业主要是指地面和终端设备制造业，它包括遥感地面应用系统及其相关的工程和设备建造业，如遥感卫星地面业务管理控制中心、跟踪接收站、数据预处理中心等软硬件设备的研制和生产业务；遥感产业链上游的飞机制造业主要包括各类气球、飞艇、滑翔机、风筝、飞机、直升机、旋翼机等制造；遥感产业链上游的摄影测量与激光雷达设备制造业主要包括各种地面、航空摄影测量与激光雷达仪器设备制造。
遥感产业链中游的遥感信息应用软件产业主要包括能对各类遥感数据进行处理、存储和加工的软件研发产业；遥感产业链中游的遥感数据存储与处理和专题处理加工产业主要是利用遥感应用软件进行遥感数据处理、存储以及遥感专题数据加工产业等，即主要将各类遥感数据加工处理成各级遥感数据产品乃至专题数据产品的产业。
遥感产业链下游的卫星遥感综合应用产业主要包括服务于遥感应用行业的导航定位产品制造业、地理信息系统和数据库软件产品开发业、遥感信息综合应用集成平台和遥感信息应用系统开发业等，为各行业提供辅助决策和执行依据等，如综合利用遥感、GIS、空间信息定位等技术开展在国土资源、农业、林业、水利、区域和城乡规划、环保、减灾等领域的业务应用所涉及的相关软件的开发等。
2.遥感产业特点
遥感产业不仅是一个产业联动效应极强的高技术产业，积极带动了上下游关联产业的发展，更是一个对经济发展方式产生重大带动作用的创新发展产业。从目前遥感产业的发展来看，遥感产业规模不断扩大，市场需求不断增强，产业链和市场细分逐渐形成；遥感需求层次已形成不同分辨率的数据为不同用户服务，同时遥感需求的网络正在逐步有序化；商用卫星成像数据服务形成军民两用新产业，在轨遥感卫星提供军民两用服务。
另外，处于遥感产业链的中下游遥感卫星应用产业是国家战略性高技术产业的重要组成部分，是知识高度密集、关系国家安全、对经济发展和社会进步具有广泛带动作用的战略性高新技术；扩大遥感卫星技术应用，促进遥感卫星应用产业发展是我国建设创新型国家、实现全面建设小康社会战略目标的客观要求，是落实科学发展观、推动经济和社会协调发展的重要途径，也是振奋民族精神、提升国家地位、提高产业国际竞争力的战略性举措。
1.2 遥感信息工程特征
1.2.1 遥感信息工程的产生
我国卫星遥感应用产业经过多年的努力，一些地方和行业积极利用遥感技术开展研究，取得了令人瞩目的成绩，如从20世纪70年代开始，我国利用国外卫星遥感数据进行了资源调查、环境监测等方面的应用，目前全国已有460个单位近万名科技人员直接或间接从事遥感技术和遥感应用工作，并在气象预报、国土资源详查、森林草场调查、生态环境监测等领域得到广泛应用（国家地理空间信息协调委员会，2007），卫星遥感应用产业进入了快速发展的新阶段，卫星遥感应用已成为经济建设、社会发展和政府决策的重要支撑，是国家战略性高技术产业。“十一五”期间，国民经济增长方式以及国家科技发展战略的转变，为遥感应用提供了巨大、崭新的发展领域和空间。
随着国家高分辨率对地观测系统的建立，2007年6月，国家发展和改革委员会和国防科学技术工业委员会（现国防科技工业局）联合颁布的《关于促进卫星应用产业发展的若干意见》提出，到2020年，完成应用卫星从试验应用型向业务服务型转变，建立卫星应用产业发展新体制，实现卫星遥感应用产业产值年均增长幅度达到25%以上的总体目标。这必将有力地推进我国卫星应用产业的发展，提升卫星应用自主创新能力，更好地为国民经济和社会发展服务。然而，卫星遥感数据在各领域的应用，特别是在重大工程中卫星遥感应用的比例还较小，主要面临的问题如下。
1.遥感数据类型多，但共享程度低
目前全世界已有近20个国家拥有各类在轨运行的中高分辨率遥感卫星，并且随着航空航天技术、成像遥感技术和计算机技术的快速发展，各种遥感平台和遥感器无论种类、数量还是质量都在不断提升。这样直接造成目前遥感数据类型多的局面，具体表现在遥感数据的异构性、多尺度性等。遥感数据异构主要是指由于不同的卫星遥感数据获取来源不同，记录与存储数据的格式也不尽相同；遥感数据多尺度主要是指由于不同的卫星与传感器具有不同的空间、时间和光谱分辨率，反映对地表观测的涵盖范围和详细程度也不同。但是，由于现有遥感数据（包括经过深加工处理的遥感专题数据产品等）大部分局限于部门内应用，部门与部门、部门与地区之间信息共享的机制和制度尚未建立，遥感信息共享标准体系和共享环境建设还有待完善，这些直接导致遥感数据难以共享。
2.遥感数据规模大，但利用程度低
据美国摄影测量与遥感协会（American Society for Photogrammetry and Remote
Sensing，ASPRS）2008年2月统计数据，截至2007年年底，仅民用陆地成像遥感卫星领域，全世界在轨运行的分辨率不低于56m的可见光卫星共有31颗、雷达卫星10颗，到2013年还将有36颗可见光遥感卫星和14颗雷达遥感卫星发射。在这些卫星所搭载的传感器中，最高空间分辨率已经能够达到可见光0.4m（GeoEye-l，US）、多光谱1.64m（GeoEye-l，US）。高光谱，甚至超光谱、超高光谱遥感器最大能够在400～2500nm的频谱范围内以不超过10nm的光谱分辨率成像。最高时间分辨率能够达到分钟级，最大辐射分辨率能够达到12bit。这些指标仅仅是目前能够在最新的公开文献上查到的民用领域的数据，实际未公开的指标还会更高。各种航空航天成像遥感平台所产生的高分辨率遥感影像数据正在“如同下雨一样向地面传送”（Jensen，2005）。另外，我国遥感应用所需数据长期以来以提供原始数据为主，基本上是1级或2级产品（田国良，2003），需要用户自行加工和进一步处理后方可应用，这既增加了遥感数据大量使用难度，又造成重复性工作和较大浪费，直接降低了遥感数据可利用范围和程度。
3.遥感处理系统多，但业务化集成系统待完善
随着电子计算机技术的迅速发展，遥感信息处理和方法不断取得突破，国内外出现了一些功能强大的专业图像处理软件，如ERDAS、PCI、ENVI、ERMapper、MapGIS-RSP等。国内外许多地区和部门基于这些遥感信息处理软件平台开发出许多针对各自业务与应用的遥感应用系统，如我国曾建立了主要农作物估产、资源环境监测调查、森林操作覆盖等众多遥感应用系统。但是，这些已有的各类遥感业务化集成系统有待完善，主要表现在：一是大多数没有在全国范围内形成长期业务化运行能力，还不能持续、完整地为国家重要决策提供依据；二是针对越来越多跨部门、跨地域、跨行业的遥感应用，很难实现既能对多源异构GIS数据、遥感数据进行集成共享，又能对不同部门不同行业已建立的GIS应用系统、遥感应用系统等集成以及各部门各行业以前建立的各类信息系统进行集成。
4.遥感应用业务化服务能力不强，应用产业链尚未形成
在当前信息技术突飞猛进发展的同时，遥感业务应用系统构建技术发展也是日新月异，基本可以分为三个阶段：应用函数接口阶段、组件化阶段、可视化快速构建阶段。我国遥感应用系统建设主要集中在前两个阶段，并且主要是单一部门、单一领域的同构资源环境下构建，对于大型面向业务的跨部门、跨平台、综合性、多层次与多领域的遥感应用系统的构建难度大，并且业务的不断变化更增加了进行快速构建的难度，直接影响了遥感应用业务化服务能力，从而也影响了遥感应用产业化的步伐。而遥感应用业务化服务能力的不断提高，也会不断带动遥感产业上游和中游产业的发展，从而形成我国完善的遥感应用产业链。
因此，在遥感产业的中下游的卫星遥感应用领域，急需建立业务化、网络化、一体化集成的遥感卫星应用和服务体系，以提高遥感数据共享、利用程度以及遥感业务化服务能力，完善符合我国国情的卫星遥感应用产业链，持续完整地为国家各部门提供重要决策。该体系的建立必须充分考虑各方面的现实情况和需求，从工程实施的角度，合理布局，统筹安排，制定一套适合各领域遥感信息应用的标准体系，形成一套集遥感数据获取与处理、业务应用系统集成、项目工程管理等于一体的工程方法。在这种情势下，作者及所领导的团队通过多年实施各类遥感、GIS等重大应用集成项目经验，并依托国家改革和发展委员会的国家卫星应用高技术产业化专项项目“武汉城市圈国土资源卫星遥感综合应用高技术产业化示范工程”（［2010］37号），从遥感信息工程的角度阐述如何考虑、实施遥感应用重大工程。
1.2.2 遥感信息工程的概念
目前，有关遥感信息工程还没有一个权威、准确的定义，笔者认为，遥感信息工程主要是综合利用计算机、网络等信息技术和遥感、GIS等空间信息技术，采用工程的理论、方法，组织各类工程技术人员开展以遥感信息应用为目的的相关调研、设计、开发、集成、生产、运营等较长时间周期内协作活动的过程。因此，遥感信息工程涉及的基础技术包括计算机、通信、遥感、GIS、测量等技术；遥感信息工程涉及的对象主要包括硬件系统、软件系统、数据、人员等；遥感信息工程建设的方法主要是借助于遥感信息工程方法论；遥感信息工程所涉及的活动环节包括根据行业应用需求建立遥感信息应用模型，遥感影像数据选取和专题数据加工，面向各应用领域、各应用部门等的遥感信息应用系统的开发和集成，集成系统进行部署运营等。
1.2.3 遥感信息工程的特点
可以看出，与其他信息工程相比，遥感信息工程既包含遥感应用的相关理论、技术和方法，又包含信息工程的理论和方法，其主要特点如下。
1.遥感信息工程涉及的技术多
遥感信息工程所涉及的技术，从计算机的角度来看主要涉及硬件技术和软件技术，其中硬件既包括遥感数据采集、存储、处理、输出的各类扫描仪器、磁带或硬盘、CPU、绘图仪等硬件设备，也包括对各类空间数据信息进行传输、共享的有线和无线网络通信设备等；软件主要有各类操作系统、空间数据库、遥感影像处理系统软件等。从空间信息技术角度看，遥感信息工程所涉及的技术主要包括GIS、空间定位系统、遥感等技术。
2.遥感信息工程涉及的周期长
遥感信息工程在开展各类遥感信息应用过程中，需要考虑前期遥感数据的获取和加工、中期的遥感影像处理系统和集成应用系统研发，以及后期的遥感信息应用运营等方面的工作，因此遥感信息工程需要研究遥感应用的需求分析、遥感信息应用方案设计、遥感信息应用集成系统研发、遥感数据加工、遥感信息应用运营等各阶段的工程方法，所有这些阶段贯穿遥感信息工程全过程。
3.遥感信息工程涉及的范围广
在具体实施某一遥感应用项目时，除了需考虑遥感信息工程整个周期各阶段所涉及的技术问题外，还需要考虑遥感信息工程方法、遥感信息工程管理等。例如，针对不同的遥感信息应用，对相应遥感数据处理加工、各类空间数据集成管理、遥感信息集成系统构建与运营等需要采用一定的标准规范和工程方法；遥感信息工程管理包括遥感信息工程整个周期各阶段的过程管理、风险管理、人员管理等。
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