[发明专利]一种卫星光学传感器动态观测能力的定量评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器观测能力的评价方法，特别涉及一种卫星光学传感器动态观测能力的定量评价方法，属于地球空间信息领域。

背景技术

2009年，美国“关注科学家联盟”组织公布的全世界卫星数据库显示，目前正在环绕地球飞行的共有795颗各类卫星，美国拥有413颗，中国只有50余颗，我国到2020年预计也只有80多颗。如何更加有效的利用相对稀缺的卫星资源进行大量的灾害监测，是目前在卫星遥感灾害监测领域面临的主要问题。

为了有效的利用相对稀缺的卫星资源，首先需要一种可以科学、动态、定量的对不同卫星传感器的观测能力进行评价的方法。依据此方法，评价在不同对地观测任务中，不同卫星传感器的能力大小，以此供决策者评估卫星传感器具有的一种动态的观测能力，这样就可达到卫星资源的最大效率的使用。相反的，如果我们不对已有的卫星资源的动态观测能力进行客观的评价，任意规划卫星任务，在应对重大自然灾害时，就会面临盲目性，进而影响卫星灾害监测的效果。

所谓卫星传感器的动态观测能力，指的是卫星传感器对于具体任务需求的具体完成能力。也就是在一定的时空条件下，针对某类观测主题，评估卫星传感器满足观测任务的程度。其中，动态区别于静态，强调的是卫星传感器的观测能力不是一个固定的能力，是会随着观测时间、观测空间、观测主题、观测环境而发生变化，是一个可变的能力。基于这个概念，动态的观测能力评价在灾害应急响应中便有着重要的作用。因为灾害的突发性、地域性和主题性决定了观测任务的可变性，对应于可变的观测任务，不同的卫星传感器也将会有可变的观测能力。因而，提出一种传感器动态观测能力的定量评价方法是非常有必要的。

目前已有的评价方法要么集中在卫星能力参数的简单描述上^[1]，或模糊的定性对比上，不具有定量性，要么没有考虑到传感器能力和具体任务需求是密切相关的，只是单方面的集中在传感器成像质量的评价上^[2～5]，或只依据传感器本身参数确定一个静态的评价结果^[6～7]，忽视了在不同的应用需求下，同一传感器的观测能力是不同的，即忽视了传感器观测能力的动态性。

综合分析，目前传感器观测能力的评价方法存在以下问题：

1）缺乏有效的定量评价。

为了更加深刻的认识传感器的动态观测能力，需要对影响传感器观测效果的多种因素进行定量分析。现阶段一些定性的能力描述、简单的参数模型，并不能精确有效的刻画传感器的观测能力，在一些重大灾害应急场景中，缺乏定量的评价会造成决策结果的不确定性增加，不能最大效率地利用有限的对地观测资源。

2）对传感器能力的动态性认识不足。

现有技术未综合考虑用户需求和传感器性能的相关性，往往孤立的、片面的只从传感器固有的能力入手，这与实际的应用情况是不相符的，因而也不可能在实际的评价中使用。仅针对传感器的成像质量进行静态评价，忽略不同任务需求的不同要求，不同时空的环境变化，就不会对传感器，尤其是卫星光学传感器的观测能力有深入全面的认识。

文中涉及如下参考文献：

[1]冷猛．卫星对地观测需求分析方法及其应用研究[D]．国防科学技术大学．2011，15-17．

[2]刘江，张为成、王强．MODIS影像质量评价方法研究[J]．黑龙江工程学院学报（自然科学版）．2009(23)．

[3]李小芸，齐豪，李剑白、陈常彦．光学系统成像质量评价基本指标体系的研究[J]．江西科学．2011(29)．

[4]余婧，陈浩，李军．地理因子对卫星成像质量影响预估方法研究[J]．遥感信息．2011.05．

[5]孙中平，熊文成，魏斌，厉青，吴传庆，刘晓曼．环境一号卫星CCD影像质量评价研究[J]．红外．2010.09．

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[7]沈如松，宋贵宝，吕为民，彭绍雄．成像侦察卫星识别目标能力分析[J]．系统仿真学报．2006(18)．

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明综合考虑了卫星和传感器的固有指标、传感器成像环境的复杂性、传感器平台的动态性、观测任务的主题性和观测指标的可变性，全面系统的分析了影响卫星光学传感器观测能力的各项因素，并基于此提出了一种卫星光学传感器动态观测能力的定量评价方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种卫星光学传感器动态观测能力的定量评价方法，包括步骤：