本书系统介绍国家重点研发计划“地球观测与导航”重点专项“天空地协同遥感监测精准应急服务体系构建与示范”项目的研究成果。全书围绕自然灾害、社会事件、重大社会活动、生命线工程中最具代表性的四类空间信息应急服务需求，阐述以遥感技术为核心，协同多种空间信息技术的天空地协同遥感监测应急服务机制，天空地一体化协同观测、数据聚合分析和精准信息提取技术，介绍应急服务与指挥调度平台，以及在重点区域开展的突发事件精准应急服务应用示范。
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序
前言
第1章 天空地协同遥感监测应急服务现状 1
1.1 天空地协同遥感监测应急服务的意义 1
1.2 国内外现状与趋势 1
1.3 本书相关项目 2
1.3.1 总体目标 2
1.3.2 研究内容 2
1.3.3 方法与技术路线 4
参考文献 5
第2章 面向突发事件的天空地数据需求与应急服务机制 6
2.1 数据与产品需求体系 6
2.1.1 数据与产品需求调研 6
2.1.2 卫星资源调研 6
2.1.3 卫星观测资源满足度分析 8
2.2 面向突发事件的天空地应急服务机制 8
2.2.1 面向突发事件的天空地应急服务技术体系 8
2.2.2 面向突发事件的天空地协同应急服务机制 8
2.2.3 天空地协同组网机制 10
2.2.4 数据集成与处理机制 16
2.2.5 服务应用共享机制 18
2.2.6 灾后应急通信保障机制 18
参考文献 20
第3章 天空地一体化协同数据获取与预处理 21
3.1 卫星数据获取 21
3.1.1 灾害应急响应驱动的遥感卫星数据快速获取流程 21
3.1.2 卫星数据获取任务规划 22
3.2 航空数据获取 31
3.2.1 机载数据规划与准实时处理系统 31
3.2.2 航空遥感数据库建设 32
3.2.3 合成孔径雷达航空数据应急响应处理系统 32
3.2.4 准实时航空数据快速处理系统 35
3.3 基于浮空器平台的遥感应急系统初步设计方案 36
3.3.1 浮空器平台遥感应急系统传感器选配方案 36
3.3.2 飞艇平台影像快速地理定位模型 37
3.3.3 浮空器平台高清视频快速处理模式 38
3.3.4 大飞艇应急观测模拟系统设计与初步实现 42
3.4 地面数据获取 47
3.4.1 突发事件采集上报系统 47
3.4.2 网络自媒体数据获取与处理 51
3.4.3 无线通信信号集群处理及弱信号检测采集技术 61
3.5 通信与北斗应急指挥 63
参考文献 69
第4章 天空地数据整合与信息聚合 70
4.1 数据库与系统平台建设 71
4.1.1 数据库结构设计 71
4.1.2 数据接口设计 78
4.1.3 专题样例数据收集和入库 85
4.2 协同分析与交互编辑软件开发 87
4.3 三维显示与网络端研发 93
4.3.1 网页系统框架设计 93
4.3.2 界面功能设计开发 94
4.3.3 遥感监测和应急相关数据的快速可视化 95
参考文献 102
第5章 天空地应急信息提取技术 104
5.1 卫星遥感信息的处理 104
5.1.1 国产高分遥感卫星影像快速正射校正技术 104
5.1.2 多源数据一致性校正 106
5.2 数据融合 108
5.2.1 基于相关向量机的增强高光谱图像分辨率的数据融合 108
5.2.2 高通滤波数据融合 113
5.3 基于时空模型的应急事件区域检测算法 114
5.3.1 滑坡、泥石流序列遥感影像数据整理 115
5.3.2 特征序列影像构建 117
5.3.3 时空上下文灾害检测模型 118
5.4 基于变化检测的地震灾害信息提取 119
5.5 基于深度学习的地震灾害信息提取 122
5.6 地震应急专题图快速制图 123
5.7 无人机运动目标跟踪方法 124
5.7.1 无人机视频序列帧间图像配准算法 125
5.7.2 基于时空显著性的无人机视频运动目标检测算法 127
5.7.3 基于跟踪的无人机视频运动目标检测算法 129
5.8 应急环境受困人员与物品高精度定位技术 133
5.9 基于深度学习的人群目标监测方法 134
5.10 关键词检索语义分析模型与个性化推荐算法 136
5.10.1 关键词语义分析模型 136
5.10.2 个性化推荐算法 138
参考文献 140
第6章 精准应急服务与指挥调度平台设计 144
6.1 总体架构设计 144
6.2 数据架构设计 145
6.3 业务流程设计 146
6.3.1 地震应用业务流程 146
6.3.2 社会安全事件应急处置业务流程 147
6.3.3 冬奥会气象保障应用业务流程 148
6.3.4 电力保障应用业务流程 148
6.4 接口设计 149
6.4.1 内部接口 149
6.4.2 外部接口 150
参考文献 150
第7章 精准应急服务与指挥调度平台功能组成 151
7.1 任务管控与指挥调度系统 151
7.1.1 应急事件上报模块 152
7.1.2 数据订单任务管控模块 154
7.1.3 产品订单任务管控模块 154
7.1.4 任务订单处置过程监控模块 154
7.1.5 应急指挥调度模块 155
7.2 应急服务链组配集成系统 158
7.2.1 节点注册与管理模块 158
7.2.2 服务注册模块 158
7.2.3 服务管理模块 159
7.2.4 服务链编排模块 160
7.2.5 服务链执行模块 160
7.2.6 服务链管理模块 161
7.3 精准应急共性服务系统 161
7.3.1 多源遥感数据处理服务集 162
7.3.2 精准位置服务集 169
7.3.3 气象应急保障服务集 170
7.3.4 综合分析研判服务集 171
7.3.5 应急知识管理服务集 175
7.4 多源时空信息展示发布系统 176
7.5 精准应急服务与指挥调度平台移动终端集成 178
7.5.1 地图显示模块 178
7.5.2 北斗导航模块 178
7.5.3 气象实况与预报模块 178
7.5.4 北斗报文模块 179
7.5.5 突发事件信息采集模块 179
7.5.6 突发事件信息实时回传模块 179
7.5.7 信息协同共享模块 179
参考文献 179
第8章 精准应急服务与指挥调度平台关键技术 180
8.1 指挥信息链智能构建关键技术 180
8.1.1 资源调度组件 180
8.1.2 并行集群 180
8.1.3 应用服务配置 181
8.1.4 自动化服务链管理 181
8.2 分布式协同标绘关键技术 183
8.2.1 总体设计 183
8.2.2 任务管理模块 184
8.2.3 协同标绘模块 185
8.2.4 数据库管理模块 186
8.3 空间信息决策支持主动服务关键技术 187
8.3.1 决策支持主动服务原型系统基本框架搭建 188
8.3.2 空间信息决策支持主动服务机制研究 192
参考文献 192
第9章 地震灾害监测与灾情评估应用示范 193
9.1 干涉测量地震灾区大范围同震形变场信息快速提取 193
9.1.1 新疆阿克陶地震 193
9.1.2 九寨沟地震 195
9.1.3 新疆精河地震 196
9.2 地震同震、震后断层活动状态研究 197
9.2.1 分布式散射体和永久散射体耦合时序干涉算法 197
9.2.2 分布式散射体和永久散射体耦合时序干涉算法自动化实现 198
9.2.3 新疆阿克陶震后形变场获取及初步分析 199
9.2.4 伊拉克震后形变场获取与分析 202
9.3 引入显著性分析的合成孔径雷达图像损毁靶区快速圈定 207
9.3.1 引入Itti方法的损毁靶区圈定方法 207
9.3.2 实验结果与分析 211
9.4 基于全极化合成孔径雷达数据的建筑物损毁评估制图方法 215
9.4.1 方法原理 215
9.4.2 基于单时相极化分解组合的合成孔径雷达图像视觉优化和建筑物损毁评估解译 219
9.4.3 基于Touzi分解的多时相全极化合成孔径雷达建筑物损毁评估制图 224
9.5 地震灾害建筑物损毁微波散射特性测量与仿真成像 233
9.5.1 微波特性测量与仿真成像科学实验平台 233
9.5.2 建筑物损毁前后微波散射特性测量与仿真成像结果分析 235
参考文献 239
第10章 天空地协同社会安全事件应急处置示范系统 241
10.1 社会安全事件应急处置关键技术 241
10.1.1 应急现场环境高精度三维重建技术 241
10.1.2 组网通信定位化精准控制技术 243
10.1.3 无人机实时视频与三维空间信息融合技术 244
10.1.4 定量空间分析指挥决策支持技术 246
10.2 系统功能组成 247
10.2.1 战场三维环境精细重建 247
10.2.2 实时态势感知与指挥控制 248
10.2.3 天地协同组网与空间信息融合 250
10.2.4 应急处置专题三维空间分析与辅助决策 250
10.3 系统在复杂地形区域的测试与应急应用 251
参考文献 252
第11章 面向冬奥会气象保障应用的研究 253
11.1 冬奥会外赛场关键气象要素分析 253
11.2 局地分析和预报系统功能及多源气象资料融合处理分析 254
11.2.1 局地分析和预报系统功能 254
11.2.2 局地分析和预报系统处理过程和方法 256
11.3 冬奥会气象应急保障服务平台 271
参考文献 273
第12章 电网突发事件应急服务系统 274
12.1 杆塔地质灾害监测预警关键技术 274
12.1.1 湖北500kV线路1输电杆塔识别 274
12.1.2 湖北500kV线路2重点区域合成孔径雷达差分干涉测量监测成果 276
12.1.3 湖北500kV线路2重点区域多时相合成孔径雷达干涉测量监测成果 277
12.2 输电线路光学卫星遥感巡视关键技术 278
12.2.1 针对输电通道的新型多源卫星遥感数据融合处理算法与技术 278
12.2.2 基于卫星遥感和深度学习的输电线路典型隐患识别模型 279
12.2.3 与线路距离不足的建筑物检测 280
12.2.4 施工作业区检测 281
12.2.5 滑坡检测 282
12.2.6 洪水检测 282
12.3 电网突发事件安全保障平台 283
参考文献 286
京公网安备 11010102004214号