【2013Esri中国用户大会-遥感讲座分享】从知到行，遥感这点事

本讲座主要包括4部分内容：基于近四年ENVI系列产品销售、推广和支持等数据，分析遥感应用情况；回顾经典遥感图像处理技术；总结遥感GIS一体化与业务化遥感平台技术；最后介绍最新技术：云遥感服务平台技术。力图寻求遥感专业研究与遥感业务化应用的平衡点。

1.遥感市场回顾

从四年ENVI系列产品销售统计上看，遥感市场增长率超过20%，用户行业涵盖教育、国防、科学院、交通、环保、林业、农业、地质、测绘、海洋、气象、水利、国土、城市、地震等。近2000名学员参加了连续举办4年的ENVI/IDL培训班，遥感应用群体逐渐增多。从4年培训班和用户大会遥感专场的调查问卷的统计中，遥感的应用趋势包括比例依次为：

影像信息提取：81%
RS/GIS一体化集成应用：61%
定量反演：45%
二次开发：30%
影像底图生产：24%
雷达遥感：16%

遥感影像是遥感应用的基础之一，据不完全统计，在1999-2008共有12颗卫星营运，2008-2012的五年里超过16颗卫星营运，在数量和质量上都有很大的提高。

最近几年，我们经历了几件遥感大事，包括应用方面的第一次全国水利普查、全国地理国情普查项目启动、雅安地震，以及高分一号卫星发射、Landsat8卫星发射。

因此，我们可以看到遥感产业化呈现良好的发展势头，逐渐在数据、处理、共享、应用等方面形成良好的遥感大生态。

图1：最近15年卫星发展综合

2. 卫星遥感图像处理技术

卫星遥感图像处理技术简单可以划分为四个部分：数据读取、图像预处理、图像信息提取和制图。

卫星影像的文件格式逐渐标准化，大多提供TIF+元数据文件的方式，少数是以JPEG2000、HDF格式提供。在ENVI中，不仅可以读取影像文件，还可以自动读取附带的元数据信息。

在图像预处理方面，目前的软件技术能满足绝大部分的需求，包括图像几何精校正、图像正射纠正、图像融合、图像镶嵌与裁剪、图像大气校正等，有的时候还可以使用智能化工具，如根据灰度/纹理特征自动寻找同名点。

在图像信息提取方面，不同性能的影像可以选择不同的方法，包括人工解译、基于光谱的自动分类、专家知识决策树分类、面向对象图像分类、高光谱地物识别、混合像元分解、定量反演。

我们经常忽略或者不重视遥感制图，实际上遥感制图除了注意实用性，还需要讲究美观性。在ENVI中，直接使用专业的ArcGIS制图组件。

综上所述，遥感图像处理和分析的特点包括：

• 数据大、信息丰富

• 光谱信息很重要，识别难度较大

• 遥感模型很重要，甚至是核心

• 需要频繁的人机交互

• 精度让人纠结

• 专家系统

因此在很长时间里，遥感软件停留在桌面应用，虽然使用并行计算和GPU计算等技术解决了一些大数据处理的情况。

3. 遥感GIS一体化与业务化遥感平台技术

在原有的卫星遥感图像处理技术上进行拓展，增加包括：业务化遥感平台、影像管理、影像共享、云平台。

要解决这些问题，可以引入GIS技术，即遥感与GIS一体化集成技术，从数据、平台、开发三个层面实现一体化集成。

如在ENVI中可以直接读取ArcGIS Online上的在线影像数据（http://imagery.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services），如直接可以获取6个波段的TM数据，即拥有光谱信息，通过面向对象分类工具直接从上面提取信息，如河流信息。

图2：直接从在线影像数据中提取河流信息

在遥感业务化系统开发方面，我们可以选择单机桌面、C/S、B/S架构，实现不同需求的业务化系统。

图3：遥感软件平台技术

4. 云遥感服务平台技术

在对云遥感需求分析时候我们得出：

• 大数据量和计算性能需求快速增加

• 最新、专业的图像分析需要快速传递给最终用户

• 软件用户希望用简单的工作流程，在Web浏览器或者移动设备使用自助式的服务应用

• 通过标准框架实现不同系统的互操作

云计算的优点刚好能解决这些需求，尤其是云计算在GIS产业的应用，为影像分析能力的企业级部署带来了曙光。

ENVI原产商Eexlis VIS公司推出ENVI Services Engine(ESE)云遥感解决方案，以Web service 形式存在的IDL和ENVI，IDL和ENVI在云端分布式处理（ on-line, on-demand ），通过HTTP REST 实现接口。服务器端可以实现可伸缩、负载均衡，支持任何中间件平台，支持多种客户端。

图4：云遥感服务平台运行流程

ENVI Services Engine(ESE)平台正在参与NASA的The Earth Observing System Data and Information System (EOSDIS)项目和国家地理空间情报局(NGA)的美国国家地理空间情报系统“The National System for Geospatial-Intelligence (NSG)”的建设。

为了让遥感影像由遥感科学应用逐渐转向多领域应用，甚至产业化应用，就需要多领域、多技术的融合应用，包括GIS技术和IT技术。