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文檔簡介

Planet與SkySat遙感衛星數據介紹及應用案例目錄目錄..................................................................................................................................I1.Planet與SkySat遙感衛星數據......................................................................................11.1Planet衛星星群簡介................................................................................................31.1.1Planet衛星傳感器參數..........................................................................31.1.2Planet衛星特點.....................................................................................31.1.3Planet衛星影像產品..............................................................................41.1.4Planet數據樣圖.....................................................................................71.2SkySat衛星簡介......................................................................................................91.2.1Skysat衛星星座參數.............................................................................91.2.2Skysat衛星特點.....................................................................................91.2.3Skysat衛星圖像產品...........................................................................101.2.4Skysat樣圖..........................................................................................141.3Planet鑲嵌底圖產品..............................................................................................151.3.1Planet鑲嵌底圖產品簡介....................................................................151.3.2Planet鑲嵌底圖參數............................................................................151.3.3Planet鑲嵌底圖數據處理方法建議.....................................................161.3.4Planet鑲嵌底圖樣圖............................................................................172.Planet和SkySat遙感影像數據應用案例.....................................................................192.1農業........................................................................................................................192.1.1農作物資源監測..................................................................................192.1.2作物長勢監測......................................................................................212.1.3其它應用方向......................................................................................212.2森林&草原.............................................................................................................212.2.1森林砍伐監測......................................................................................212.2.2草原火災監測......................................................................................222.2.3其它應用方向......................................................................................232.3能源........................................................................................................................23I

2.3.1油罐儲油罐測量2.3.2石油管道泄漏2.3.3其他應用方向2.4國土2.4.1建設用地變化檢測2.4.2土地利用分類2.4.3其它應用方向2.5水利2.5.1水系動態監測2.5.2洪澇災害分析2.5.3揚中長江堤岸坍塌..............................................................................302.5.4其它應用方向2.6減災2.6.1茂縣滑坡..............................................................................................312.6.2九寨溝地震..........................................................................................322.6.3金沙江滑坡..........................................................................................332.6.4其它應用方向2.7海洋........................................................................................................................342.7.1港口船只監測2.7.2島礁監測2.7.3其它應用方向2.8城市&重點工程.....................................................................................................362.8.1北京新機場建設2.8.2天津濱海爆炸事故..............................................................................392.9其它..................................................................................23......................................................................................24......................................................................................25........................................................................................................................25..............................................................................25......................................................................................26......................................................................................27........................................................................................................................27......................................................................................27......................................................................................29......................................................................................31........................................................................................................................31......................................................................................34......................................................................................34..............................................................................................35......................................................................................36..................................................................................36........................................................................................................................40II

1.Planet與SkySat遙感衛星數據(1)Planet小衛星星群(簡稱PL)遙感數據基本參數如下表所示:表1-1Planet小衛星星群遙感數據基本參數產品級別級別說明1B輻射定標產品3-4m3B正射校正產品+大氣校正產品3A正射校正拼接產品3m月度鑲嵌月度勻色鑲嵌底圖產品*分辨率波段3m藍、綠、紅、近紅外4.77m紅、綠、藍20km×20kmWebMercator幅寬24km×7kmRPC/WGS8424km×7km25km×25km#UTM/WGS84坐標投影定位精度數據位深平原區優于5m,山區優于10m(RMSE)16位8位注:*:大氣校正產品為地表反射率擴大10000倍的16為無符號整型圖像,少部分3B數據不包含大氣校正產品;#:條帶拼接后按照25公里格網裁剪產品,因條帶走向以及格網重疊范圍可能會造成有效數據不足25km×25km。PL數據詳細介紹和具體細節參數詳見文檔1.1節。(2)SkySat衛星星座遙感數據基本參數如下表所示:表1-2SkySat衛星星座遙感數據基本參數產品級別級別說明1B3B輻射定標*正射校正產品3A數字量化值DN產品正射校正拼接產品#全色:0.8m多光譜:1m全色+多光譜融合:0.8m全色:0.8m多光譜:1m分辨率波段幅寬全色;多光譜:藍、綠、紅、近紅外東西寬度約6.6km南北長度可達20km約3.2km×1.35km坐標投影定位精度數據位深RPC/WGS84平原區優于5m,山區優于10m(RMSE)16位UTM/WGS84注:*:多光譜數據進行了輻射定標,全色波段暫未進行輻射定標處理;#:在正射校正后的全色和多光譜數字量化值DN數據的基礎上條帶拼接而成。SkySat數據詳見文檔1.2節。詳細介紹和具體細節參數-1-(3)高頻次遙感監測)是基于Planet衛星影像(簡稱PL,、RapidEye衛星影像(5米分辨率)云平臺簡介高頻次遙感監測云平臺(3米分辨率)及全球月度鑲嵌圖像的遙感圖像數據查詢、瀏覽、分析與解譯的在線工具。支持數據源:Planet、RapidEye、Sentinel-2、Landsat-8等。圖1-1在線數據查詢、兩期卷簾對比圖1-2在線解譯、圖斑勾畫、矢量導出-2-1.1Planet衛星星群簡介Planet公司是世界上在軌衛星最多的公司,共有近200顆在軌衛星,使全球對地觀測進入“每日”時代,有著其他公司無法比擬每天覆蓋全球一次的超高頻時間分辨率。PlanetScope小衛星星群(簡稱PL星群)現有在軌衛星共170余顆,是全球最大的衛星星座,可實現每天監測全球一次。每個PL衛星成員都是一顆3U立方體(10cm×10cm×30cm)小衛星Dove,Dove航天器均裝備一個光學系統和相機,能夠拍攝地面分辨率為3~4m的多光譜影像。并且Dove衛星可以高頻率升級和替換,每顆衛星的預期壽命是3年。Dove就像一個掃描儀一樣,唯一使命就是為全球提供地球影像數據流。全部衛星在太空環繞地球每日對地球進行自主拍攝,保存大量存檔數據,并在未來持續拍攝獲取影像。1.1.1Planet衛星傳感器參數Planet衛星傳感器軌道參數及有效載荷技術指標如下所示:表1-1-1Planet衛星軌道參數及有效載荷指標指標參數太陽同步軌道475km軌道類型軌道高度軌道傾角緯度覆蓋98°±81.5°降交點地方時回歸周期上午9:30-11:30每天影像帶最大面積影像獲取能力傳感器分辨率20000km23億km/天23~4m藍:455-515nm(中心波長:485nm)綠:500-590nm(中心波長:545nm)紅:590-670nm(中心波長:630nm)近紅外:780-860nm(中心波長:820nm)傳感器波段范圍1.1.2Planet衛星特點Planet衛星及其影像產品是世界上唯一具有全球高分辨率、高頻次、全覆蓋能力的遙感衛星,具有如下特點:(1)數據覆蓋效率高:Planet小衛星星座共有170余顆衛星,可以實現全球每日覆蓋;(2)影像自主覆蓋:Planet衛星影像無需編程,上百顆衛星每天對全球進行自主拍攝。-3-1.1.3Planet衛星影像產品Planet標準數據包括1B、3B和3A級別的影像產品,具體產品屬性如下:表1-1-2Planet衛星影像產品產品級別產品描述1B3B3APlanet基礎產品:經過傳感器校正和輻射定標,沒有經過正射校正的數據產品Planet正射產品:經過傳感器校正、輻射定標、正射校正和大氣校正的數據產品1Planet瓦片產品:3B數據的基礎上經過條帶拼接、格網裁剪和重采樣的數據產品產品交付方式為光盤郵寄或FTP傳輸。圖像產品級別處理流程如圖1-1-1所示。圖1-1-1Planet數據產品處理流程Planet基礎圖像產品(1)圖像產品描述Planet基礎圖像產品(1B)包括輻射定標后的輻射亮度圖像、輻射定標前的數字量化值(DN)圖像及對應的無效數據掩膜文件。數據還包含RPC文件可以供用戶進行正射校正處理,適合具有高精度地面控制點的專業用戶使用。圖像產品參數如表1-1-3所示。1少部分3B數據未生產出大氣校正產品。-4-表1-1-3Planet基礎圖像產品描述數據參數數據格式描述圖像文件:GeoTIFF格式落圖:Json格式RPC文件:TXT文本格式無效數據掩膜文件:GeoTIFF格式元數據文件:xml格式輻射亮度圖像:4波段(藍、綠、紅、近紅外):*_1B_AnalyticMS.tif-RPC參數文件:*_1B_AnalyticMS_RPC.TXT-元數據文件:*_1B_AnalyticMS_metadata.xml數字量化圖像:*_1B_AnalyticMS_DN.tif-RPC參數文件:*_1B_AnalyticMS_DN_RPC.TXT-元數據文件:*_1B_AnalyticMS_DN_metadata.xml-無效數據掩膜文件:*_1B_AnalyticMS_DN_udm.tif落圖文件:*_metadata.json數據組成幅寬位深24×7km16-bit橢球/投影定位精度WGS84/RPC平原區優于5m,山區優于10m(RMSE)(2)數據處理方法建議①正射校正(Orthorectification):利用地面控制點和RPC文件,對輻射亮度圖像進行處理;如果有定標相關參數,則對數字量化圖像(DN圖像)進行定標處理后,進而進行正射校正處理;在進行正射校正處理時,可以根據項目和工作區的實際情況,選擇適當的投影和坐標系統;正射校正重采樣的像元大小建議選擇3m;正射校正后,可以選擇利用大氣校正模型對數據進行大氣校正,得到地表反射率圖像。②鑲嵌(Mosaic):如果有多景圖像覆蓋工作區,則選擇全部或部分第①步正射校正后的圖像,按照需求與工作區實際情況進行拼接鑲嵌和勻色處理,以保證影像全部覆蓋工作區且形成一整幅圖像。③裁剪(Subset):對第②步鑲嵌后的圖像,按照感興趣區進行裁剪。Planet正射圖像產品(1)圖像產品描述Planet正射圖像產品(3B)包括輻射定標后的輻射亮度圖像、輻射定標前的數字量化值(DN)無效數據掩膜文件及大氣校正后的地表反射率(擴大10000倍)圖像1。圖像產品參數如表1-1-4所示。1少部分3B數據未生產出大氣校正產品。-5-表1-1-4Planet正射圖像產品描述數據參數數據格式描述圖像文件:GeoTIFF格式:Json格式掩膜文件:GeoTIFF格式元數據文件:xml格式:4波段(藍、綠、紅、近紅外):*_3B_AnalyticMS.tif掩膜文件:*_3B_AnalyticMS_DN_udm.tif落圖無效數據輻射亮度圖像無效數據數據組成地表反射率圖像元數據文件:*_3B_AnalyticMS_metadata.xml落圖文件:*_metadata.json3m(正射校正后):*_3B_AnalyticMS_SR.tif分辨率幅寬24×7km位深16-bit橢球/投影定位精度WGS84/UTM平原區優于5m,山區優于10m(RMSE)(2)數據處理方法建議①輻射亮度影像和地表反射率圖像均可以直接使用;②鑲嵌(Mosaic):對輻射亮度圖像,按照需求與工作區實際情況進行拼接鑲嵌;③裁剪(Subset):對第②步鑲嵌后的圖像,按照工作區矢量范圍進行裁剪,生成工作區遙感影像圖,進而進行后續分析處理。Planet瓦片圖像產品(1)圖像Planet瓦片圖像產品(3A)是在3B輻射亮度圖像準正方形格網(25km×25km)裁剪及重采樣后的圖像產品描述產品的基礎上,經過條帶拼接和標產品。圖像產品參數如表1-1-5所示。表1-1-5Planet瓦片圖像產品描述數據參數數據格式描述圖像文件:GeoTIFF格式:Json格式掩膜文件:GeoTIFF格式元數據文件:xml格式:4波段(藍、綠、紅、近紅外):*_BGRN_Analytic.tif掩膜文件:*_BGRN_DN_udm.tif元數據文件:*_BGRN_Analytic_metadata.xml落圖文件:*_metadata.json3.125m落圖無效數據瓦片數據圖像無效數據數據組成分辨率圖像大小位深25km×25km(8000行×8000列)16-bit橢球/投影定位精度WGS84/WebMercator平原區優于5m,山區優于10m(RMSE)-6-(2)數據處理方法建議①單景影像可以直接使用;②鑲嵌(Mosaic):對輻射亮度圖像,按照需求與工作區實際情況進行拼接鑲嵌;③裁剪(Subset):對第②步鑲嵌后的圖像,按照工作區矢量范圍進行裁剪,生成工作區遙感影像圖,進而進行后續分析處理。1.1.4Planet數據樣圖圖1-1-2白令冰川圖1-1-3法國博卡日-7-圖1-1-4秘魯LaPampa金礦圖1-1-5中國南京-8-1.2SkySat衛星簡介SkySat衛星系列是美國Planet公司發展的高頻成像對地觀測小衛星星座,主要用于獲取時序圖像,制作視頻產品,并服務于高分辨率遙感大數據應用。SkySat衛星星座目前已經發射15顆,每天能夠采集地表超過18萬5千平方公里的遙感圖像數據。SkySat-1衛星和SkySat-2衛星為2顆試驗星,分別于2013年11月21日和2014年7月8日發射。2016年,SkySat衛星星座正式開始系統建造,總規模在19-21顆,每顆衛星外形尺寸為0.6米×0.6米×0.95米,質量約為110公斤。SkySat系列衛星均具有視頻拍攝和靜態圖像拍攝兩種工作模式。SkySat-1衛星和SkySat-2衛星光學系統采用由碳化硅材料制造的里奇-克萊琴(R-C)卡塞格倫望遠鏡,望遠鏡焦距3.6m,每個焦平面有3塊低噪音、高幀速率的550萬像素的CMOS面陣探測器組成??商峁┓直媛蕿?.86米的全色圖像和分辨率為1米的多光譜圖像。同時,衛星還可以向地面轉送90秒長的30幀每秒、分辨率為1.1米的視頻。SkySat-3~15更可以提供分辨率為0.72米的全色圖像和分辨率為1米的多光譜圖像。1.2.1Skysat衛星星座參數Skysat衛星星座軌道和傳感器參數具體如表1-2-1所示:表1-2-1Skysat衛星星座系統參數系統參數衛星數量具體描述15顆,后續將增加至21顆衛星高度500-600km衛星重訪每天2次,上午10:30,下午1:30全色0.86m,多光譜1.0m0.8m全色和多光譜CMOS框架相機450-900nm地面采樣大?。℅SD)像元重采樣相機全色藍450-515nm(中心波長:482.5nm)綠515-595nm(中心波長:555nm)紅605-695nm(中心波長:650nm)近紅外740-900nm(中心波長:820nm)光譜波段多光譜1.2.2Skysat衛星特點SkySat衛星星座是目前世界上衛星數量最多的的亞米級高分辨率衛星星座,其全色波段可以達到0.8m,多光譜(藍、綠、紅、近紅外四個波段)也具有較高的地面分辨率(1m)。同時,SkySat衛星星座還具有非常高的時間重訪頻率,可實現一天內對全球任意-9-地點最高3~4次拍攝,非常有利于地物目標監測和變化檢測分析。未來,衛星數量將增加至21顆,可以具備對目標每天8次的重訪能力。1.2.3Skysat衛星圖像產品SkySat衛星圖像數據產品級別分為基礎(Basic,1B)產品、正射產品(Ortho,3B)和條帶拼接產品(Collect,3A),產品說明如表1-2-2所示:表1-2-2Skysat衛星圖像產品級別描述1B(Basic)產品級別基礎正射3B(Ortho)條帶拼接3A(Collect)波段全色???多光譜?全色?多光譜?全色?多光譜?傳感器校正RPC文件正射校正??????????輻射定標?影像融合????????大氣校正??????條帶拼接詳細說明如下:(1)基礎(Basic,1B)產品:只經過傳感器校正,沒有經過正射校正、輻射定標和融合的原始數據產品。提供全色和多光譜數字量化值(DN)圖像及其對應的RPC文件。(2)正射(Ortho,3B)產品DN)及融合圖像、多光譜輻射亮度圖像。(3)條帶拼接(Collect,3A)產品:經過傳感器校正、正射校正以及多光譜波段輻射定標。提供全色和多光譜數字量化值(:經過傳感器校正、正射校正以及條帶拼接處理,沒有經過輻射定標。提供全色和多光譜的數字量化值(DN)及融合圖像。圖像產品級別處理流程如圖1-2-1所示。圖1-2-1SkySat數據產品處理流程-10-Skysat基礎圖像產品(Basic,1B)(1)圖像產品描述SkySat基礎圖像產品包括全色和多光譜的原始數字量化值(DN)文件,是沒有經過輻射定標和正射校正的圖像產品。數據包含RPC文件可以供用戶進行正射校正處理,適合具有高精度地面控制點的專業用戶使用。圖像產品參數如表1-2-3所示。表1-2-3Skysat基礎圖像產品描述數據參數數據格式描述圖像文件:GeoTIFF格式:Json格式RPC文件:TXT文本格式元數據及落圖無效數據掩膜文件:GeoTIFF格式多光譜DN:4波段(藍、綠、紅、近紅外):*_basic_analytic_dn.tif全色波段DN:*_basic_panchromatic_dn.tif多光譜波段RPC文件:*_basic_analytic_dn_RPC.TXT全色波段RPC文件:*_basic_panchromatic_dn_RPC.TXT元數據文件:*_metadata.json數據組成幅寬位深約3.2km×1.35km16bit橢球/投影WGS84/RPC全色:0.72m/0.86m(不同衛星)多光譜:1.0m平原區優于5m,山區優于10m(RMSE)地面采樣距離定位精度(2)數據處理方法建議①輻射定標(Radiometriccalibration):如果需要定量分析,則需要具備當地的輻射定標相關參數,對全色和多光譜DN圖像進行輻射定標處理;②正射校正(Orthorectification):利用地面控制點和RPC文件,對全色和多光譜的DN圖像或第①步輻射定標圖像進行處理;③融合(Pansharpen):對第②步正射校正后的全色和多光譜圖像進行融合處理,高分辨率選擇全色圖像,低分辨率選擇多光譜圖像;④鑲嵌(Mosaic):如果有多景影像照需求與工作區實際情況進行拼接鑲嵌;,則需要進行鑲嵌,對第③步融合后的圖像,按⑤裁剪(Subset):如果鑲嵌后的圖像范圍大于工作區范圍,則需要對圖像進行裁剪,對第④步鑲嵌后的圖像,按照工作區矢量范圍進行裁剪,生成工作區遙感影像圖,進而進行后續分析處理。-11-Skysat正射圖像產品(Ortho,3B)(1)圖像產品描述SkySat正射圖像產品經過正射校正和多光譜波段的輻射定標(全色波段沒有進行輻射定標);提供包括原始全色和多光譜DN值圖像數據。數據參數如表1-2-4所示。數據及其融合圖像數據、多光譜輻射定標后的輻射亮度圖像表1-2-4SkysatOrtho圖像產品描述數據參數數據格式描述圖像文件:GeoTIFF格式:Json格式無效數據掩膜文件:GeoTIFF格式多光譜DN:4波段(藍、綠、紅、近紅外):*_analytic_dn.tif:*_analytic.tif落圖多光譜輻射亮度圖像多光譜無效數據掩膜文件:*_analytic_udm.tif全色波段DN:*_panchromatic_dn.tif全色波段無效數據掩膜文件:*_panchromatic_udm.tif數據組成融合圖像:*_pansharpened.tif融合圖像無效數據掩膜文件:*_pansharpened_udm.tif元數據文件:*_metadata.json約3.2km×1.35km幅寬位深多光譜圖像:16bit:16bit:16bit全色圖像融合圖像橢球/投影地面采樣距離定位精度WGS84/UTM全色圖像:0.8m:1.0m:0.8m平原區優于5m,山區優于10m(RMSE)多光譜圖像融合圖像(2)數據處理方法建議①全色、多光譜及融合的單景圖像均可以直接使用;②輻射定標(Radiometriccalibration):如果需要全色波段的定量分析,則需要具備當地的輻射定標相關參數,對全色DN圖像進行輻射定標處理;③鑲嵌(Mosaic):如果有多景影像,則需要進行鑲嵌,對融合圖像(或全色/多光譜)按照需求與工作區實際情況進行拼接鑲嵌;④裁剪(Subset):如果鑲嵌后的圖像范圍大于工作區范圍,則需要對圖像進行裁剪,對第③步鑲嵌后的圖像,按照工作區矢量范圍進行裁剪,生成工作區遙感影像圖,進而進行后續分析處理。-12-SkySat條帶拼接圖像產品(Collect,3A)(1)圖像產品描述SkySat條帶拼接圖像定標;提供包括原始全色和多光譜DN值圖像而成,每個條帶最多包含20景3B數據,圖像產品經過正射校正、傳感器校正和條帶拼接處理,沒有進行輻射數據及其融合圖像數據。每景數據由三個條帶拼接數據參數如表1-2-5所示。表1-2-5SkySatOrtho圖像產品描述數據參數數據格式描述圖像文件:GeoTIFF格式:Json格式無效數據掩膜文件:GeoTIFF格式落圖多光譜DN:4波段(藍、綠、紅、近紅外):*_analytic_dn.tif多光譜無效數據掩膜文件:*_analytic_udm.tif全色波段DN:*_panchromatic_dn.tif數據組成全色波段無效數據掩膜文件:*_panchromatic_udm.tif融合圖像:*_pansharpened.tif無效數據掩膜文件:*_pansharpened_udm.tif元數據文件:*_metadata.json6.6km,條帶長度最長約20km:16bit:16bit:16bit融合圖像幅寬位深多光譜圖像全色圖像融合圖像橢球/投影地面采樣距離定位精度WGS84/UTM全色圖像:0.8m:1.0m:0.8m平原區優于5m,山區優于10m(RMSE)多光譜圖像融合圖像(2)數據處理方法建議①全色、多光譜及融合的單景圖像均可以直接使用;②輻射定標(Radiometriccalibration):如果需要全色波段的定量分析,則需要具備當地的輻射定標相關參數,對全色DN圖像③鑲嵌(Mosaic):如果有多景影像,則需要進行鑲嵌,對融合圖像按照需求與工作區實際情況進行拼接鑲嵌;進行輻射定標處理;(或全色/多光譜)④裁剪(Subset):如果鑲嵌后的圖像范圍大于工作區范圍,則需要對圖像進行裁剪,對第③步鑲嵌后的圖像,按照工作區矢量范圍進行裁剪,生成工作區遙感影像圖,進而進行后續-13-1.2.4Skysat樣圖圖1-2-2蘋果公司總部圖1-2-3天津港口-14-1.3Planet鑲嵌底圖產品1.3.1Planet鑲嵌底圖產品簡介Planet鑲嵌底圖產品使用專有的“最優景”算法自動生成,該算法從Planet的數據庫中選擇最高質量的Planet或RapidEye圖像進行鑲嵌。目前Planet鑲嵌底圖可以提供每個月和每個季度的全球鑲嵌影像(南緯60°~北緯74°)。通過從高頻成像數據中選擇最佳圖像,Planet能夠創建高定位精度和高分辨率的底圖,最大限度地減少季節性變化、云、霧等因素對圖像鑲嵌和拼接的影響。Planet鑲嵌底圖通常用于Web制圖應用程序或傳統GIS或圖像工具中的離線分析。為服務于相關應用,Planet鑲嵌底圖輕松地進行集成,而且還可以使服務定期更新。1.3.2Planet鑲嵌底圖參數Planet鑲嵌底圖產品由Planet和RapidEye兩種衛星傳感器的影像產品通過特定算法接、標準格網(瓦片)裁剪而成(如圖1-3-1所示)。了更好的通過瓦片服務器以及單個瓦片圖像文件進行分發。這不僅可以方便,拼圖1-3-1Planet鑲嵌底圖瓦片示意一般來說,Planet月度鑲嵌底圖于次月10日左右生產完畢。-15-Planet鑲嵌底圖產品的命名規則為:L{Level}-{X}E-{Y}NLevel代表Web墨卡托投影下的縮放級別,一般來說所有的Planet鑲嵌底圖產品均為15級(4.77m分辨率);X和Y為該瓦片在全球格網中的行列號。如某個圖像名稱為L15-1023E-2465N.tif,15代表縮放級別,1023代表全球第15級別瓦片的第1023列,2465代表全球第15級別瓦片的第2465行。Planet鑲嵌底圖產品如表1-3-1所示。表1-3-1Planet鑲嵌底圖產品描述參數傳感器類型數據格式數據時間圖像大小幅寬描述Planet+RapidEye圖像文件:GeoTIFF格式每月/每季度4096行×4096列20km×20km位深橢球/投影分辨率8-bit(像元值0~255)WGS84WebMercator(EPSG:3857)4.77mBand1:紅波段Band2:綠Band3:藍1.3.3Planet鑲嵌底圖數據處理方法建議(1)顯示與制圖:Planet鑲嵌底圖的波段RGB通道為“123”,因此在遙感圖像處理軟件中打開需注意調整波段組合以達到最優顯示效果;(2)鑲嵌(Mosaic):Planet鑲嵌底圖由多景Planet和RapidEye鑲嵌并且在全球尺度上勻色而成,產品為20km×20km的GeoTIFF(瓦片),因此對于大區域的工作區需要對這些瓦片圖像進行鑲嵌,不過無需色彩校正和勻色等處理,直接基于地理坐標進行鑲嵌即可;(3)裁剪(Subset):對第(2)步鑲嵌后的圖像,按照工作區矢量范圍進行裁剪,生成工作區遙感影像圖,進而進行后續分析處理;(4)數據第四波段為無效波段,通道顯示時請勿選擇第四波段。如需包含近紅外波段的鑲嵌底圖數據產品,需至少提前一星期提交申請;(5)投影轉換:鑲嵌底圖的投影坐標系為WGS84WebMercator(EPSG:3857),如需疊加其它投影放方式的地理要素數據,可以先進行投影轉換操作。-16-1.3.4Planet鑲嵌底圖樣圖圖1-3-2全球鑲嵌底圖(2018年6月)圖1-3-3中國及鄰國鑲嵌圖(2018年11月)-17-圖1-3-4北京及局部鑲嵌圖(2018年6月)-18-2.Planet和SkySat遙感影像數據應用案例2.1農業2.1.1農作物資源監測水稻、小麥作為我國廣泛種植的主要糧食作物,在我國農業生產中占有重要地位。南方地區由于受到天氣條件影響的限制,難以獲取高時間分辨率的光學影像。揚州市江都區位于江蘇省中部長江北岸,是典型的冬小麥和水稻面積103.8萬畝。2017年1月到2018年4月期間,共獲取有效覆蓋江都區Planet影像89景,平均每5天一景。高頻次的衛星重訪,為農作物的生長監測提供了可能。Planet衛星數據擁有藍、綠、紅和近紅外四個波段,空間分辨率為3米。通過計算NDVI(歸一化植被指)數,結合外業實測樣點,可以得到水稻、小麥整個生長期的NDVI動態變化圖(圖2-1-1)。結合作物生長特點,對NDVI曲線進行分析,即可獲取這兩種作物重要生育期的時間節點表(表2-1-1、2-1-2)。的主產地,現有耕地圖2-1-1揚州市江都區水稻、小麥生長期NDVI變化表2-1-1揚州市江都區小麥物候期月份1112123456旬上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下上物候開花-灌漿播種出苗-分蘗越冬返青拔節孕穗-抽穗成熟表2-1-2揚州市江都區水稻物候期月份旬567891011上中下上中下上中下上中下上中下上中下上中下播種-出苗分蘗-拔節孕穗-抽穗灌漿-乳熟物候移栽成熟-19-針對水稻、小麥不同作物的物候特點,選取關鍵生長期的Planet影像,對多時期Planet影像進行同化、分析、建模,最終精確提取兩種作物種分布情況。圖2-1-2揚州市江都區水稻和小麥種植分布圖在江都區水稻生長期間,往往伴隨著大豆的生長。由于這兩種作物的長勢和物候特點極其相似,這就給使用低重訪衛星數據進行作物提取的專業技術人員帶來了極大的不便。然而基于Planet衛星高重訪的特點,可在作物生長期間拍攝多期數據,為分析兩種作物的特點提供了基礎。下圖2-1-3為兩種作物不同生長階段NDVI的變化曲線,通過曲線可以很明顯看出兩種作物在不同生長階段的NDVI變化規律。圖2-1-3揚州市江都區水稻和大豆NDVI時序曲線-20-2.1.2作物長勢監測利用Planet四波段數據,通過數據模型可以計算農作物活力指數(如圖2-1-4所示為愛達荷州農田的活力指數反演結果,顏色越深代表活力指數越高,農作物覆蓋度和健康程度就越好。VitalityIndex),2017年4月2017年5月2017年6月2017年7月圖2-1-4美國愛達荷州活力指數反演時序圖2.1.3其它應用方向作物分類、估產預測、污染與病蟲害監測、農業生態規劃、災害(旱災、凍害)監測、輪作休耕、農業保險等。2.2森林&草原2.2.1森林砍伐監測Planet小衛星星群可以對同一地點進行連續拍攝,因此可以監測森林盜砍盜伐現象,-21-服務于森林資源保護與生態環境發展。如圖2-2-1所示為玻利維亞一處森林的2016年下半年的變化情況。7月15日8月13日8月25日11月11日12月22日圖2-2-1玻利維亞森林Planet時序遙感影像2.2.2草原火災監測利用Planet時序遙感影像可以監測森林火災的受災范圍,如圖2-2-2所示。2017年3月初,一場異常溫暖的春季讓堪薩斯州和俄克拉荷馬州西部的田野和草地變得干燥,容易發生火災危險(圖2-2-2a)。2017年3月6日開始,該地區發生四起大火,火災共燒毀了779292英畝的土地(圖2-2-2b)。2017年3月8日至3月13日期間,火勢邊緣被燒毀的地塊已經被清理干凈(圖2-2-2c)。草原在火災后經常恢復很快,并且在2017年4月5日-22-幾乎不可見燒過的痕跡,從火災到恢復還不到一個月時間(圖2-2-2d)。(a)2017年3月2日(b)2017年3月8日(c)2017年3月13日(d)2017年4月5日圖2-2-2草原火災Planet時序影像2.2.3其它應用方向林業資源調查、分類區劃、蓄積量、荒漠化監測等。2.3能源Planet時序遙感影像可以監測能源設施的建設以及能源泄漏對周邊環境的影響。2.3.1油罐儲油罐測量在世界政治、軍事發展中,石油作為戰略物資起著重要作用以及處于舉足輕重的地位。在石油戰略中,如何及時的預估世界各地石油儲備量,預測石油發展趨勢,對石油采購和運輸措施有指導意義。高頻次高分辨率遙感衛星SkySat可以及時、準確地獲取世界各地儲備油罐的高分影像信。息如圖2-3-1為沿海儲油罐區域的SkySat圖像。沿海地區天氣多變,多云多雨,可天上午和下午多次重訪的SkySat衛星可拍到云霧散去的衛星圖像,圖2-3-1左圖為2018年11月4日11時11分的圖以看到云霧較多。但在當天午后13點51分再一次拍攝的圖像就顯示為晴天的景象。以一以及時像,可-23-2018年11月4日11時11分2018年11月4日13時51分圖2-3-1儲油罐SkySat影像2.3.2石油管道泄漏2017年11月16日,加拿大TransCanada檢測到約5000桶石油泄漏后關閉了Keystone管道。高頻次高分辨率的SkySat圖像顯示了土壤清除和現場恢復的情況。11月12日11月18日11月19日-24-11月25日11月26日圖2-3-2石油管線泄漏Planet時序影像2.3.3其他應用方向找礦、巖石礦物分類、地質信息提取、探查油氣藏等。2.4國土Planet影像在具有高時間分辨率的同時,還具有3m的空間分辨率,有利于國土資源調查;強大的重訪能力和數據積累有利于國土資源變更監測。2.4.1建設用地變化檢測如圖2-4-1所示為南京市部分區域2016年11月2日(左)、2017年4月14日(中)和2017年10月30日(右)的Planet遙感影像圖。圖2-4-1南京地區Planet遙感影像圖-25-對建設用地進行變化檢測和人工判讀解譯,得到變化結果如圖2-4-2所示。其中左圖為按照變化時間段變化檢測結果圖,右圖為按照變化類型的變化檢測結果圖。圖2-4-2變化檢測結果圖2.4.2土地利用分類Planet影像具有3m分辨率,完全可以滿足一類地物和部分二類地物的分類要求,如圖2-4-3所示為揚州市江都區全市范圍的Planet遙感影像圖(左圖,鑲嵌結果,時間為2017年8月24日和8月28日)以及監督分類圖(右圖)。圖2-4-3江都市遙感圖像及分類圖-26-2.4.3其它應用方向國土資源調查、國土資源監測、土地規劃、地質礦產調查等。2.5水利Planet小衛星星群的連續拍攝能力可以監測河流、湖泊等水系的變化以及大壩、水電站等水利工程的建設進程,并且能夠在洪澇災害期間發揮應急作用。2.5.1水系動態監測美國加州沙斯塔湖蓄水量最高可達5.61立方千米,在加州干旱之前,水庫最近一次蓄滿時間是在2012年春季(圖2-5-1a)。加利福尼亞州嚴重干旱的跡象在2013年開始出現,沙斯塔湖4月18日峰值僅為4.79立方千米(圖2-5-1b)。2014年4月28日,整個春季又降低了近100萬英畝呎,最大儲存量僅為2.97立方千米(圖2-5-1c)。整個夏季,湖水水平繼續下降,11月份達到1.29立方千米,低于全部季干燥,但2015年春季沙斯塔湖蓄水量有所反彈,2016年4月15日達到3.36立方千米(圖2-5-1e)。厄爾尼諾現象帶來雨雪在2016年帶來了緩解5月1日水庫幾乎已經滿了,蓄水量達到5.22立方千米(圖2-5-1f)。水平四分的之一(圖2-5-1d)。盡管冬——到(a)2012年5月5日(b)2013年5月2日(c)2014年3月12日(d)2014年11月17日-27-(e)2015年5月6日(f)2016年3月3日圖2-5-1沙斯塔湖Planet時序影像圖2-5-2SkySat圖像展示了沙斯塔大壩2016年12月17日(a)和2017年1月14日(b)的蓄水變化。(a)(b)圖2-5-2沙斯塔大壩SkySat時序影像-28-2.5.2洪澇災害分析受臺風“溫比亞”影響,2018年8月18、19日壽光多地連降暴雨,降雨量之大,歷年罕見,造成彌河流域上游冶源、淌水崖、黑虎山水庫接近或超過汛末蓄水位,入庫流量遠超出庫流量。發源于濰坊臨朐的彌河行洪,下游壽光段發生多處決堤和洪水倒灌,導致沿線多個村莊進水受災。Planet衛星及時獲取了災后影像(8月21日),并調取災前歷史圖像數據(8月10日),圖2-5-3(a)(b)分別為受災最嚴重的口子村災前和災后影像。利用兩期Planet影像分別提取洪水前后的水體范圍并疊加分析,獲取了本次洪水淹沒范圍,如圖2-5-3(c)(d)。(a)(b)(c)(d)圖2-5-3壽光洪澇災害Planet圖像和分析結果-29-2.5.3揚中長江堤岸坍塌2017年11月8日上午,江蘇省揚中市指南村揚中國土公園一帶附近的長江江堤發生坍江險情,坍江主江堤約240米。有當地村民表示,事發地有房屋坍塌。圖2-6-3(a)(月13日的Planet影像。54分拍攝的圖b)(c)(d)分別為2017年11月6日、11月8日、11月9日和11b)為事發當日上午10點c)為事發影像,可以看其中(a)為事發前,長江堤岸完好;(像,可以看出堤岸已經有部分坍塌;(后第二天的到有大面積堤岸坍塌;(d)顯示時間后修筑的圍堤工程。(a)(b)(c)(d)圖2-5-6揚中長江堤岸坍塌Planet影像-30-2.5.4其它應用方向水環境監測、冰雪覆蓋、濕地資源、水土保持、凌汛、區域水環境變遷等。2.6減災我國地域遼闊,地理環境復雜,是災害發生頻率較高的國家。目前,70%以上的人口、80%以上的工農業和城市,受到各種自然災害嚴重威脅,呈現災害種類多、分布地域廣、發生頻率高、造成損失大等特點。特別是近幾年地質活動和氣候變化引發的地震、臺風、滑坡、泥石流等自然災害較為頻繁,給人民的生命和財產安全帶來嚴重威脅,引起了人們對減災救災工作的極大重視。近10年的統計表明:我國平均每年自然災害造成1.2萬人死亡,經濟損失約2000億元,自然災害已經成為影響我國經濟發展和社會安定的重要因素。、交通設施毀壞等多,進而影響救援了一種獲取實時災害信息的可靠手段。通過,可以準確獲取災區實時的影像數據,作為減災救災工作決策然而對于大型的突發性自然災害而言,由于災害本身造成的通訊中斷方面影響,導致在工作的進行。遙感技術的快速各種機載和星載的傳感器重要依據大型災害發生時很難通過常規手段獲取災區的實時信息發展為我們提供的。Planet小衛星星群由于其衛星數量眾多,因此可以高頻次地對同一個地點進行成像,能夠在災后第一時間獲取遙感影像數據;并且由于其對地表進行系統成像,歷史存檔數據豐富,災后往往可以查詢并且第一時間提供最近的歷史存檔數據,對于時效性要求高的減災行業具有2.6.1茂縣滑坡2017年6月24日6時,四川省阿壩州茂縣疊溪鎮新磨村突2公里,100余人被掩埋。該縣已緊急啟動Ⅰ級特大型地質災害險情和災情應急響應。2017年6月24日,經專家現場踏勘初步分析,這是一起降雨誘發的高位遠程崩滑碎屑流災害。6月25日下午,在茂縣新聞發布會上,國土資源部地質專家進一報了高位成因:疊溪鎮處地震斷裂帶,包括汶川地震在內的歷史上多次地震對山體造成影響重要的作用。發山體高位垮塌,造成河道堵塞步通垮塌,加之連日降雨,內外因共同作用誘發此次災害。此次滑坡災害地處西南山區,且災害前后持續降雨,光學遙感數據成像比較困難。Planet衛星如圖2-6-1所示。與2017年6月29日獲取災后影像,并與2017年6月21日災前圖像進行對比,-31-

災前影像(6月21日)災后影像(6月29日)圖2-6-1滑坡災前災后Planet影像2.6.2九寨溝地震2017年08月08日21時19分46秒在四川阿壩州九寨溝縣(103.82°E,33.2°N)發生7.0級地震,震中距九寨溝縣39公里、距松潘縣66公里、距舟曲縣83公里、距文縣85公里、距若爾蓋縣90公里,距隴南市105公里,距成都市285公里。截至2017年8月10日22時,地震已致20人死亡,493人受傷。地震造成了多處山體滑坡。Planet影像在震前8月8日和震后8月9日均有拍攝,從圖2-6-2震前震后影像對比中可以看出,地震造成了大面積的山體滑坡。震前(8月8日)-32-震后(8月9日)圖2-6-2九寨溝地震Planet震前震后影像2.6.3金沙江滑坡2018年10月11日凌晨,西藏昌都市江達縣波羅鄉發生山體滑坡,造成金沙江干流河。當天下午3點,堰塞湖蓄水量接近1億立方米,該堰塞湖被正省防指啟動Ⅳ級防汛應急響應。10月13日,隨著堰塞湖右岸被水險情得到控制。11月3日,

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