我国卫星测绘业务化生产技术体系建立及应用.docx

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我国卫星测绘业务化生产技术体系建立及应用

一、项目名称

我国卫星测绘业务化生产技术体系建立及应用

二、提名者及提名意见

提名者：

中国测绘地理信息学会

提名意见：

多年来，受国产卫星影像数据精度不高以及业务化生产能力不足的限制，我国卫星影像数据主要是从国外购买，不仅耗费巨大的财力，也不利于我国测绘地理信息事业的长远发展，更不利于国民经济建设和国家安全。

该项目建立的自主卫星测绘业务化生产技术体系，使我国遥感测绘摆脱对国外卫星数据的长期依赖，走上独立自主发展路线。

该项目首次自主研制国内规模最大的卫星测绘产品自动化生产线，构建了从卫星数据接收获取、高精度在轨检校、卫星数据规模化生产、产品质量检验与评价到产业化应用与服务的完整卫星测绘生产业务链，形成了卫星测绘产品规模化生产能力；解决了我国光学遥感卫星几何检校、辐射一体化检校的业务难题，填补了我国高分辨率光学卫星业务化检校的空白；研发了多源卫星影像数据自适应质量控制技术，解决了传统质量检查方法通用性的瓶颈问题；解决了国产卫星数据无控制点条件下DSM产品生产技术难题，完成了我国首套15米格网DSM产品大规模产业化生产，产品在分辨率、精度和细节表达能力等指标达到了国际领先水平。

该项目取得多项创新性研究成果，提升了我国测绘服务保障水平，有力推动了测绘行业科技进步，其整体技术居于国际先进水平。

项目相关技术产品成果有力保障了国家重大测绘工程开展，在国土、林业、环保、交通、水利等40多个行业及30多个境外国家或地区得到广泛应用，经济和社会效益特别显著。

提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。

三、项目简介

本项目突破了高分辨率光学卫星检校、国产卫星数据无控制点条件下DSM产品生产、多源卫星数据产品质量控制等关键技术，构建了我国卫星测绘业务化生产技术体系，形成了卫星测绘产品规模化生产能力，成功实现1:

5万地理信息数据年度更新、全国地理国情监测、全球地理信息资源建设等重大测绘工程的国产化、常态化，提升了我国卫星测绘技术水平，形成了自主发展能力，相关技术成果在国际上处于领先地位。

主要技术创新如下：

1、首次建立了我国卫星测绘业务化生产技术体系。

设计了与国际接轨的卫星测绘业务化生产相关标准规范、业务平台、产品成果、应用服务等4大框架。

构建了从卫星数据接收获取、高精度在轨检校、卫星数据规模化生产、产品质量检验与评价到产业化应用与服务的完整卫星测绘生产业务链，首次自主研制国内规模最大的卫星测绘产品自动化生产线。

2、突破高分辨率光学卫星业务化检校关键技术。

提出了基于测绘卫星全链路几何及辐射物理传输模型的检校技术，突破了我国光学遥感卫星几何-辐射一体化、内外业一体化高精度量测及多星、跨区域业务化检校等技术难题，实现了国内外大区域、多星多分辨率检校的业务化。

3、解决了国产卫星数据无控制点条件下DSM产品生产技术难题。

研究突破了多角度多视的逐像元影像密集匹配、多匹配基元多影像匹配、基于3D最小二乘表面匹配模型的全球SRTM约束的点云三维定位等关键技术，完成了我国首套15米格网DSM产品的大规模产业化生产。

4、突破多源卫星数据产品自适应质量控制技术。

提出了基于质量检查算子、规则、方案的卫星数据自适应质量检查模型，突破了卫星影像数据产品云雪雾自动提取、位置精度自动检查、辐射特征定量检测等质量检查关键技术，实现了多源卫星数据产品质量控制的标准化、智能化及业务化运行。

项目成果获得国家发明专利16项，软件著作权23项，发表论文48篇（其中SCI3篇、EI16篇），出版专著2部，获得省部级以上奖励8项（其中国际行业金奖1项，省部级特等奖1项）。

卫星测绘业务化应用系统建立了6大类29项标准规范，设计并生产产品成果48类。

项目首创的全国15米格网DSM产品，无地面控制高程中误差优于9米。

项目制作了全国2米分辨率DOM一版图产品并实现年度更新。

本项目社会和经济效益显著。

为国家1:

5万基础地理信息数据库更新项目、全国地理国情普查和监测、全球地理信息资源建设及国家地理信息公共服务平台“天地图”等重大测绘工程累计提供超过1.5亿平方公里数据和产品；为省级测绘应用累计提供量超过4000万平方公里；为国土、林业、环保、减灾、交通、水利等40多个行业累计提供量超过2.2亿平方公里；向澳大利亚、巴西等30多个国家、地区累计提供量超过1000万平方公里。

按国外同类卫星市场价格10元/平方公里计算，经济价值达42亿元。

全国15米格网DSM和2米DOM数据产品市场价值达9亿元以上，仅技术支持服务收益额已达6000余万元。

四、客观评价

本项目的客观评价主要来自于科技查新报告、第三方检测结论、项目成果验收鉴定结论、项目成果获奖及资质认定评价、依托本项目所承担的国家和省部级重大项目和课题等。

1、评审意见

国家发展和改革委委托国家测绘地理信息局对“资源三号卫星应用系统建设”项目竣工验收专家组的主要意见：

项目建立技术路线先进，设计方案科学，总体架构合理，取得了多项技术突破和创新成果，实现了规模化、业务化运行，社会、经济效益显著，形成了完整的技术体系、生产体系，首次构建了我国自主的航天测绘体系，系统运行稳定，工程质量良好。

中国测绘地理信息学会对15米格网全国数字表面模型DSM产品的鉴定意见：

本项目首次建立了光学卫星大范围高精度全国15米分辨率数字表面模型、突破立体像对自动筛选覆盖分析、多角度多视的逐像元影像密集匹配、基于3D最小二乘表面匹配模型的全球SRTM约束的点云三维定位等关键技术，具有明显的创新性。

本项目开展了全国范围15米数字表面模型和产品快速处理平台的产业化推广，在测绘、国土、农业、林业、环保、水利、交通等行业得到了广泛应用，同时在天地图、全国地理国情普查、数字/智慧城市等国家重大测绘工程中得到了深入应用。

鉴定专家一致认为，首套15米格网全国数字表面模型关键技术及产业化项目整体达到了国际先进水平，其中，利用光学卫星生产的大范围数字表面模型成果及多影像多视逐像元匹配算法达到国际领先水平。

2、科技查新

国家测绘科技信息研究所科技查新报告：

首套15米格网全国数字表面模型关键技术研发及产业化项目查新表明，未见有查新点所针对国产测绘卫星生产DSM所采用的技术和达到综合技术指标都相同的文献报道，未见针对国产三线阵高分辨率影像密集匹配和地形信息自动提取所采用的通用多角度多视影像匹配模型及多匹配基元多影像匹配方法相同的文献报道，未见有与查新点针对国产测绘卫星多视表面匹配技术相同的文献报道，未见有运用遥感影像SIFT匹配算法进行多分辨率数字表面模型数据精度评价分析，完成了全国15米格网高精度高保真DSM数据产品平面和高程精度评价分析的文献报道，未见有制定了我国DSM航天摄影测量生产工艺流程和行业标准方面的文献报道，未检出有关DSM产业化的文献。

3、获奖情况

“首套全国15米格网数字表面模型关键技术研发及产业化”获得2016测绘科技进步特等奖。

由项目DOM、DSM产品研制的裸眼光栅立体图册“美丽地球新视角”获得2015年第27届国际地图制图大会其他地图产品类金奖、第27届国际地图制图大会公众票选最佳作品奖，获得2016年中国测绘地理信息学会优秀地图作品裴秀奖金奖。

资源三号应用系统立体测图产品生产分系统-Windows平台下的测绘产品生产软件2015年中国测绘地理信息学会优秀测绘工程银奖。

基于ZY3影像的西部困难地区数字表面模型生成项目2015年获得中国测绘地理信息学会优秀测绘工程银奖。

“基于国产卫星的贵州现势影像统筹与应用”获得2014年中国地理信息产业优秀工程金奖。

“资源三号影像图册”获得2014年中国测绘地理信息学会优秀地图作品裴秀奖银奖。

4、第三方评测

国家测绘产品质量检验测试中心对全国15米数字表面模型精度评价：

通过对首套全国15米数字表面模型均匀选取全国1/10的面积的样本进行检测，数据精度能够满足设计要求（整体高程中误差优于9米），数据整体质量满足设计要求。

空中客车集团防务与航天公司（AIRBUSDEFENCE&SPACE）检测报告：

通过对比分析，我们认为ZY3DSM（15米格网）精细度与WorldDEMDSM（12米格网）处于相近水平。

空间信息系统软件测评中心对“资源一号02C卫星在轨几何标定与传感器校正处理软件”测评报告：

对几何模型构建、内外方位元素标定、传感器校正、几何定位精度验证等功能进行了测试，全部通过测试。

5、客户评价

“一带一路”地理信息资源建设用户满意度调查表：

在数据完备性、数据质量、数据覆盖范围情况、数据精度、附件完备情况、技术支持的专业水准、数据交付的及时性等方面满意度100%。

五、推广应用情况

主要应用单位情况表

应用单位名称

应用技术

应用的起止时间

应用单位联系人/电话

应用情况

国家测绘地理信息局国土测绘司

整体技术

2012年1月至今

蒯晓童

2012年正式投产应用至今，为国家1:

5万基础地理信息数据库更新项目、国家927工程、全国地理国情普查和监测、全球地理信息资源建设等重大测绘工程累计提供21.6万景，约8400万平方公里的数据和产品服务。

国家测绘地理信息局全球地理信息资源建设工程办公室

卫星测绘业务化生产技术

2016年1月至今

蒋捷

为全球地理信息资源建设工程提供约580万平方公里正射纠正影像，以及大区域网平差技术、全球范围高精度高保真DSM产品生产工艺流程等技术支撑。

国家测绘地理信息局地理信息与地图司（测绘成果管理司）

卫星测绘业务化生产技术

2013年1月至今

徐永

累计为天地图”生产制作了国内外4600多万平方公里影像产品，实现年度更新。

国家林业局调查规划设计院

卫星测绘业务化生产技术

2014年1月至今

王雪军

自2013年起，利用覆盖全国的2米分辨率影像开展林业资源调查和碳汇计量监测。

中国环境监测总站

卫星测绘业务化生产技术

2017年1月至今

董贵华

制作960万平方公里2米分辨率影像产品作为国家环境监测网建设的重要卫星遥感数据源。

民政部减灾中心

卫星测绘业务化生产技术

2013年1月至今

吴炜

全国2米与16米卫星影像支撑承灾体和孕灾体环境分析、灾害快速评估、灾情综合评估等。

水利部水利信息中心

卫星测绘业务化生产技术

2015年1月至今

谢文君

开展长江、黄河、淮河、海河、珠江、松辽、太湖等流域范围内717万平方公里数据生产。

中国土地勘测规划院

高分辨率光学卫星联合检校技术

2013年1月至今

010-********

对资源一号02C卫星数据进行精度提升，在稀少控制点条件下纠正精度均优于1.5像元。

黄河流域水土保持生态环境监测中心

检校技术

2014年1月至今

029-********

连续五年利用该影像开展5个国家级重点治理区和3个国家级重点预防区水土保持监测。

中国国土资源航空物探遥感中心

卫星影像生产技术等

2013年4月至今

郑雄伟/139********

保障了地质调查、矿山环境监测等国家重大项目的实施。

中国交通通信信息中心

DSM技术及应用

2015年12月至今

李迪龙/185********

利用DSM搭建西藏自治区交通信息电子沙盘规划平台，开展三维显示、道路规划分析等。

国家测绘地理信息局第四航测遥感院

卫星测绘业务化生产技术体系

2013年1月至今

0898-********

DOM和DSM等产品保障海南省地理国情普查与监测、1：

5万地理信息数据更新等重大工程。

西藏自治区测绘局

卫星影像产品生产技术及应用

2015年1月至今

刘阆中/136********

利用卫星影像产品开展西藏自治区1：

10000测图、自治区国土监测和生态保护监测等。

澳大利亚昆士兰州遥感中心

卫星影像生产技术及应用

2013年1月至今

XiaoliangWu/+61893336162

利用资源三号卫星影像产品开展页岩气开采区环境监测，大堡礁生态环境监测。

巴西ImagemGeosistemas公司

卫星影像生产技术及应用

2013年1月-2016年12月

LucioDragn

引进卫星业务化生产技术和影像数据产品，在巴西开展森林防火监测、环境规划等。

六、主要知识产权证明目录

知识产权类别

知识产权具体名称

国家

（地区）

授权号

授权日期

证书编号

权利人

发明人

发明专利有效状态

发明专利

一种星载TDICCD相机在轨几何定标内业方法

中国

ZL201210010217.1

2014年07月16日

第25173号

国家测绘局卫星测绘应用中心

邱振戈；孙承志；吴晓良；唐新明；付兴科；胡芬；祝小勇；岳庆兴

有效

发明专利

一种星载TDICCD相机在轨几何定标外业方法

中国

ZL201210010216.7

2015年04月01日

第32922号

国家测绘局卫星测绘应用中心

邱振戈；孙承志；吴晓良；唐新明；付兴科；胡芬；祝小勇；岳庆兴

有效

发明专利

一种基于密度分析的多尺度点云噪声检测方法

中国

ZL201410475059.6

2017年04月12日

第2442369号

中国测绘科学研究院

朱俊锋；张力；能小东；艾海滨；杜全叶；许彪

有效

发明专利

—种基于靶标控制点的卫星CCD阵列影像几何检校方法

中国

ZL2015102029013

2017年10月17日

第2657552号

国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心

唐新明；祝小勇；付兴科；高小明；唐洪钊；周平

有效

发明专利

一种地形地貌三维动态模拟显示方法和系统

中国

ZL201310385181.X

2017年03月22日

第2423292号

国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心

甘宇航；雷兵；周平；徐畅；胡轶之；高崟

有效

发明专利

面向宽幅遥感影像的自动几何纠正方法

中国

ZL201310134429.5

2016年07月13日

第2146466号

国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心

王华斌；李国元；唐新明；王雪锋；祝小勇

有效

发明专利

遥感影像控制点数据智能检索方法

中国

ZL201310144047.0

2016年03月02日

第1974768号

国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心

王华斌；王光辉；唐新明；李参海；李国元；高小明

有效

发明专利

一种海量瓦片数据的存储方法及读取方法

中国

ZL201310398165.4

2016年09月07日

第2229547号

国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心

雷兵；甘宇航；胡轶之；徐畅；张晓；田林；刘克

有效

发明专利

遥感影像的自动配准方法

中国

ZL201310554179.0

2016年08月17日

第2175690号

国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心

冯先光；高崟；雷兵；徐畅；刘克

有效

发明专利

光学遥感卫星数据获取方法

中国

ZL201310398301.X

2017年01月11日

第2337528号

国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心

徐畅；雷兵；胡轶之；高崟；张晓；韩晓彤

有效

七、主要完成人情况

姓名

排名

行政职务

技术职称

工作单位

完成单位

项目贡献

孙承志

副主任

研究员

国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心

主持“资源三号卫星应用系统”、“基于国产卫星的地理国情信息综合应用服务示范”、2012-2016年“国家基础测绘生产”和“资源三号卫星应用系统运维”等项目，总体负责项目实施、研究方案与大纲制定，审查各专项成果，总体质量把关。

首次提出测绘卫星业务化生产整体技术，对创新点1做出突出贡献，首次提出的卫星在轨几何检校业务化方案，对创新点2有突出贡献，负责的我国首套15米格网DSM产品取得重大工程突破，对创新点3做出突出贡献。

雷兵

处长

研究员

国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心

负责资源三号卫星应用系统质量检查与评价分系统设计和建设，首次提出了基于质量检查算子、规则、方案的卫星数据自适应质量检查模型，创新提出祼眼立体图等新型测绘产品，对创新点1、4有突出贡献；负责我国首套15米格网DSM产品的生产和应用，对创新点3有突出贡献。

张力

所长

研究员

中国测绘科学研究院

解决了国产卫星数据无控制点条件下DSM产品生产技术难题，研究突破了多角度多视的逐像元影像密集匹配、多匹配基元多影像匹配、基于3D最小二乘表面匹配模型的全球SRTM约束的点云三维定位等关键技术，对创新点3做出突出贡献。

付兴科

处长

研究员

国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心

负责资源三号卫星应用系统几何检校分系统设计和建设，提出了基于测绘卫星全链路几何及辐射物理传输模型的检校技术，突破了我国光学遥感卫星几何-辐射一体化、内外业一体化高精度量测及多星、跨区域业务化检校等技术难题，对创新点2有突出贡献

王华斌

总工

副研究员

国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心

负责资源三号卫星应用系统分发服务分系统设计和建设，实现了全国2米分辨率DOM一版图产品年度更新，负责对卫星影像数据产品的推广，对创新点1有突出贡献

周晓青

副处长

高工

国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心

编制完成了资源三号卫星应用系统总体实施方案和应用系统集成规范，提出了应用系统总体业务流程，实现了全系统的高性能、高可靠性，参与完成我国首套15米格网DSM产品的大规模产业化生产。

对创新点1、创新点3做出突出贡献。

王霞

处长

研究员

国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心

负责资源三号卫星应用系统卫星影像处理与应用和立体测图产品生产分系统设计和建设，提出了资源三号卫星产品体系和生产工艺流程，实现了资源三号卫星数据的规模化生产，对创新点1做出突出贡献；参与完成我国首套15米格网DSM产品的大规模产业化生产，对创新点3做出突出贡献。

汪汇兵

处长

研究员

国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心

构建了卫星测绘生产处理的生产线计算机业务支撑平台，实现了大容量、高吞吐、高并发的计算和存储环境；设计并研发了卫星测绘影像数据产品综合管理系统，实现了卫星测绘生产体系数据获取、数据调度、成果归档的全流程数据管理；参与卫星测绘应用系统生产体系设计与建设。

对创新点1、创新点3做出突出贡献。

甘宇航

无

副研究员

国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心

负责资源三号卫星应用系统质量检查与评价分系统的具体实施，突破了卫星影像数据产品云雪雾自动提取、位置精度自动检查、辐射特征定量检测等质量检查关键技术，创新点1、4做出突出贡献。

王光辉

无

高工

国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心

负责资源三号卫星应用系统分发服务分系统具体实施，参与了全国2米分辨率DOM一版图产品年度更新、卫星影像数据产品的推广等工作，对创新点1有突出贡献

八、主要完成单位及创新推广贡献

主要完成单位

排名

创新推广贡献

国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心

率先建立了我国卫星测绘业务化生产技术体系，首次自主研制国内规模最大的卫星测绘产品自动化生产线，构建了从卫星数据接收获取、高精度在轨检校、卫星数据规模化生产、产品质量检验与评价到产业化应用与服务的完整卫星测绘生产业务链；解决了我国光学遥感卫星几何检校、辐射一体化检校的业务难题，首次实现了基于在轨影像质量监测矢量参数的影像质量提升；解决了国产卫星数据无控制点条件下DSM产品生产技术难题，组织完成了我国首套15米格网DSM产品大规模产业化生产，突破了多源卫星数据产品自适应质量控制技术，实现了异源卫星影像产品质量控制的标准化、智能化、业务化运行。

对创新点1、2、3、4均有突出贡献。

为国家1:

按国外同类卫星市场价格10元/平方公里计算，经济价值达42亿元。

全国15米格网DSM和2米DOM数据产品市场价值达9亿元以上，仅技术支持服务收益额已达6000余万元。

社会和经济效益显著。

北京四维空间数码科技有限公司

共同承担基于国产卫星的地理国情信息综合应用服务示范项目，负责国产卫星DSM快速处理系统开发及其推广，对创新点3有突出贡献。

国家测绘地理信息局第一大地测量队

负责卫星在轨检校技术方案的试验验证，负责在轨几何检校、在轨辐射定标、精度验证作业实施，负责高精度控制数据采集与测图精度验证，负责业务化检校作业实施，对创新点2作出贡献。

黑龙江第三测绘工程院

中国测绘科学研究院

提出了一种基于密度分析的多尺度点云噪声检测方法，解决了国产卫星数据无控制点条件下DSM产品生产技术难题，支撑了国产卫星DSM快速处理系统开发，对创新点3有突出贡献。

武汉大学

参与资源三号卫星应用系统建设，研发了卫星影像预处理、卫星精密定轨、立体测绘产品生产、影像融合处理等软件，对创新点1作出贡献。

航天恒星科技有限公司

作为资源三号卫星应用系统总集成单位，组织完成了全系统的集成实施、系统测试工作，参与基于卫星通信技术、高度集成一体化检校保障装备体系设计，参与了面向测绘卫星应用系统建设的标准、规范建设，参与了测绘卫星影像辐射定标软件开发。

对创新点1作出贡献。

九、完成人合作关系说明

本项目成果以发改委基本建设投资项目“资源三号卫星应用系统建设项目”（发改高技[2010]2890号，发改高技[2011]1606号，发改投资[2011]2044号）、发改委卫星及应用产业发展专项“基于国产卫星的地理国情信息综合应用服务示范”（发改办高技[2012]2083号）、2012年-2016年国家基础测绘生产项目（（国测国发[2012]51号，[2013]3号，[2014]1号，[2015]2号，[2016]5号））、2012年-2016年资源三号卫星应用系统运行维护（国测财发[2012]12号，[2013]12号，[2014]10号，[2015]5号，[2016]4号）等多个层面的需求为技术来源，共投入相关研究人员近500人，基于国家科技进步奖励办法对申报奖项时主要完成人进行了人数限定，故7家主要完成单位经过对个人的项目创新贡献及公示征求意见，确定了10名对本成果创新贡献最大且无异议的主要完成人。

完成人合作关系说明如下：

第1完成人孙承志作为资源三号卫星应用系统总指挥，主持完成了“资源三号卫星应用系统”、“基于国产卫星的地理国情信息综合应用服务示范”、2012-2016年“国家基础测绘生产”和“资源三号卫星应用系统运维”等项目，总体负责项目实施、研究方案与大纲制

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