海量遥感数据实时处理技术
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分发服务
用户
减灾委
信息处理
地震局
接收信道
数据存储 航天遥感数据 实时处理系统 快反通道
环保局
二．技术发展动态
技术发展动态
1、星载遥感数据实时处理发展动态 2、机载遥感数据实时处理发展动态 3、地面遥感数据实时处理发展动态
2.1 星载遥感数据实时处理发展动态（国外）
国 外 星 上 光 学 实 时 处 理 动 态
针对其它高时效处理需求
在地面针对星、艇、机上下传的原始数据完成实时信 息处理
星载/艇载/机载实时信息处理快速响应 流程 在星、艇、机上，完成数据实时处理，形成可直接应用产品
处理结果通过中继链路，发送到数据传输与应急广播卫星 处理结果可由广播方式下传 通过移动通信卫星，还可快速分发到手机终端
海量遥感数据实时处理技术
报告人：龙 腾
北京理工大学 信息与电子学院 北京理工雷科电子信息技术有限公司 2014-02-18
主要内容
一．概述
二．技术发展动态
三．关键问题及解决途径
四．本单位在该领域研究应用成果
五．总结及展望
一．概 述
一．概 述
遥感：
利用特定传感器，以非接触的方式探测感知远距离目标 的技术 载荷：可见光、红外、 高光谱、微波… 平台：星载、艇载、机载、地面 我国每天需要处理超过TB遥感数据
卫星 EO-1 国家 星上处理 发射年代 技术途径
美国
变化检测和异常检测 多种类型遥感影像预 处理、星上实时多光 谱分类 多源数据压缩 高光谱数据自 适应压缩
2000
Mongoose V处理器 TMS320C40 浮点DSP、 FPGA 和NI1000 网 络协处理器 FPGA SHARC DSP
BIRD
天基（高轨）
可达到分钟级的应急信息快速获取 广播卫星 实现最优的信息获取、处理、分发效率
S频段移动通讯卫星 数据传输与应急 应急通信卫星
天基（低轨）
低轨遥感卫星 低轨探测卫星
星上实时 信息处理
空基
飞艇
艇载实时 信息处理
飞机
机载实时 信息处理
车载卫星通信指挥 手机 终端
卫星中继移 便携式广播 动通信基站 终端
几何校正处理
校正前光学遥感图像
校正后光学遥感图像
SAR成像
SAR原始数据
真实自然场景SAR成像图像
灾后图像
自动灾后评估图像
变化检测
灾前图像
变化检测结果
。
目标检测
机场飞机目标自动检测
一．概 述
遥感数据实时处理技术：
实时完成传感器所获取遥感数据的变换、成像、检 测等任务的数据处理技术
地面训练分类参数上注， 星上实时分类处理
2.1 星载遥感数据实时处理发展动态（国外）
法国PleiadesHR卫星
图像辐射校正、 几何校正、图 像压缩
以FPGA为核心的处理单 位MVP组成
2.1 星载遥感数据实时处理发展动态（国外）
国外星上SAR实时处理动态（预先研究计划）
国家 美国 美国 美国 美国 （JPL） 美国 （JPL） 美国 （JPL） 实现功能 GMTI、SAR实时成像 实时成像处理、MTI 计划 时间 1998年-2000年 2001年-2008年 技术途径 CIP FPGA PowerPC 750
德国
2001
FedSat NEMO
澳大利亚 美国
2002 2003
2.1 星载遥感数据实时处理发展动态（国 外）
国 外 星 上 光 学 实 时 处 理 动 态
卫星 MRO 国家 美国 星上处理 多传感器信息综合分析 自主任务规划 发射年代 2005 技术途径 RAD750 Vertex FPGA StrongARM LEON2 - FT 以FPGA为核心的 MVP模块化处理器
X-SAT
PROBA-2 Pleiades - HR
新加坡 欧洲 宇航局
法国
无效数据自动剔除 图像分析和压缩 自主任务规划
辐射校正、几何 校正、图像压缩
2006
2009
2011
2.1 星载遥感数据实时 处理发展动态（国外）
德国BIRD卫星：
综合可见光、中波红外和 热红外3 个波段图像，在 星上完成“热点检测”： 植被火灾，火山活动， 油井燃烧等
实现平台：星载、艇载、机载、地面
意义：
民用：满足救灾减灾、突发事件应急等应用需求 军事：情报侦察，目标检测、识别，去伪装等 星载、机载实 时处理器
一．概 述
传统遥感数据处理流程（未采用实时处理技术）
以航天遥感为例： 卫星数据：经天线、信道后，进行存储、编目
对存储结果进行非实时处理和分发
卫星
从接收到应用延迟时间长：小时级
不能满足应急减灾、快速响应等应用需求
卫星地面站 遥感数据处理中心 用户
减灾委
接收天线
信息处理
分发服务
地震局
接收信道
数据存储
环保局
一．概 述
采用海量遥感数据实时处理技术
针对时效要求最高的处理需求
在星、艇、机上完成SAR成像处理、关键目标检测、 感兴趣区域提取等实时信息处理
2.1 星载遥感数据实时 处理发展动态（国 外）
美国SBR计划
提出基于FPGA处理模块 构建可重构、可容错的 在轨SAR数据处理系统
实现星上SAR成像
整机：100w
星载光学 遥感图像
机载SAR 遥感图像
一．概 述
遥感ຫໍສະໝຸດ Baidu据处理：
对遥感传感器获得的数据进行加工处理的技术 需处理的内容：
基本数据处理：
SAR成像、辐射校正、图像拼接、几何校正等
应用处理：
变化检测、灾害监测、目标检测、识别、跟踪、 去伪装…
辐射校正处理
校正前光学遥感图像
校正后光学遥感图像
计划/目的 Discovery II计划 SBR计划 TechSat21
SAR成像、动目标检测 2002年-2003年 （MTI）、地理定位
SAR处理器
针对ERS 卫* 干涉SAR
SAR成像处理
星上SAR实时成像、变 化检测 星上SAR干涉处理
2004年报道
2004年报道 2009年报道
SoC
FPGA + PowerPC FPGA
遥感数据 接收站网
地基（灾区）
数据处理中心
地基（安全区）
地面实时信息处理快速响应流程
针对正常下传数据的地面实时信息处理流程
卫星下传数据经天线、信道，直接进入实时信息处理系统
卫星
目标实时成像、提取和定位后，直接分发给高时效用户应用
可以满足应急减灾、快速响应等应用需求
卫星地面站
接收天线
遥感数据处理中心
用户
减灾委
信息处理
地震局
接收信道
数据存储 航天遥感数据 实时处理系统 快反通道
环保局
二．技术发展动态
技术发展动态
1、星载遥感数据实时处理发展动态 2、机载遥感数据实时处理发展动态 3、地面遥感数据实时处理发展动态
2.1 星载遥感数据实时处理发展动态（国外）
国 外 星 上 光 学 实 时 处 理 动 态
针对其它高时效处理需求
在地面针对星、艇、机上下传的原始数据完成实时信 息处理
星载/艇载/机载实时信息处理快速响应 流程 在星、艇、机上，完成数据实时处理，形成可直接应用产品
处理结果通过中继链路，发送到数据传输与应急广播卫星 处理结果可由广播方式下传 通过移动通信卫星，还可快速分发到手机终端
海量遥感数据实时处理技术
报告人：龙 腾
北京理工大学 信息与电子学院 北京理工雷科电子信息技术有限公司 2014-02-18
主要内容
一．概述
二．技术发展动态
三．关键问题及解决途径
四．本单位在该领域研究应用成果
五．总结及展望
一．概 述
一．概 述
遥感：
利用特定传感器，以非接触的方式探测感知远距离目标 的技术 载荷：可见光、红外、 高光谱、微波… 平台：星载、艇载、机载、地面 我国每天需要处理超过TB遥感数据
卫星 EO-1 国家 星上处理 发射年代 技术途径
美国
变化检测和异常检测 多种类型遥感影像预 处理、星上实时多光 谱分类 多源数据压缩 高光谱数据自 适应压缩
2000
Mongoose V处理器 TMS320C40 浮点DSP、 FPGA 和NI1000 网 络协处理器 FPGA SHARC DSP
BIRD
天基（高轨）
可达到分钟级的应急信息快速获取 广播卫星 实现最优的信息获取、处理、分发效率
S频段移动通讯卫星 数据传输与应急 应急通信卫星
天基（低轨）
低轨遥感卫星 低轨探测卫星
星上实时 信息处理
空基
飞艇
艇载实时 信息处理
飞机
机载实时 信息处理
车载卫星通信指挥 手机 终端
卫星中继移 便携式广播 动通信基站 终端
几何校正处理
校正前光学遥感图像
校正后光学遥感图像
SAR成像
SAR原始数据
真实自然场景SAR成像图像
灾后图像
自动灾后评估图像
变化检测
灾前图像
变化检测结果
。
目标检测
机场飞机目标自动检测
一．概 述
遥感数据实时处理技术：
实时完成传感器所获取遥感数据的变换、成像、检 测等任务的数据处理技术
地面训练分类参数上注， 星上实时分类处理
2.1 星载遥感数据实时处理发展动态（国外）
法国PleiadesHR卫星
图像辐射校正、 几何校正、图 像压缩
以FPGA为核心的处理单 位MVP组成
2.1 星载遥感数据实时处理发展动态（国外）
国外星上SAR实时处理动态（预先研究计划）
国家 美国 美国 美国 美国 （JPL） 美国 （JPL） 美国 （JPL） 实现功能 GMTI、SAR实时成像 实时成像处理、MTI 计划 时间 1998年-2000年 2001年-2008年 技术途径 CIP FPGA PowerPC 750
德国
2001
FedSat NEMO
澳大利亚 美国
2002 2003
2.1 星载遥感数据实时处理发展动态（国 外）
国 外 星 上 光 学 实 时 处 理 动 态
卫星 MRO 国家 美国 星上处理 多传感器信息综合分析 自主任务规划 发射年代 2005 技术途径 RAD750 Vertex FPGA StrongARM LEON2 - FT 以FPGA为核心的 MVP模块化处理器
X-SAT
PROBA-2 Pleiades - HR
新加坡 欧洲 宇航局
法国
无效数据自动剔除 图像分析和压缩 自主任务规划
辐射校正、几何 校正、图像压缩
2006
2009
2011
2.1 星载遥感数据实时 处理发展动态（国外）
德国BIRD卫星：
综合可见光、中波红外和 热红外3 个波段图像，在 星上完成“热点检测”： 植被火灾，火山活动， 油井燃烧等
实现平台：星载、艇载、机载、地面
意义：
民用：满足救灾减灾、突发事件应急等应用需求 军事：情报侦察，目标检测、识别，去伪装等 星载、机载实 时处理器
一．概 述
传统遥感数据处理流程（未采用实时处理技术）
以航天遥感为例： 卫星数据：经天线、信道后，进行存储、编目
对存储结果进行非实时处理和分发
卫星
从接收到应用延迟时间长：小时级
不能满足应急减灾、快速响应等应用需求
卫星地面站 遥感数据处理中心 用户
减灾委
接收天线
信息处理
分发服务
地震局
接收信道
数据存储
环保局
一．概 述
采用海量遥感数据实时处理技术
针对时效要求最高的处理需求
在星、艇、机上完成SAR成像处理、关键目标检测、 感兴趣区域提取等实时信息处理
2.1 星载遥感数据实时 处理发展动态（国 外）
美国SBR计划
提出基于FPGA处理模块 构建可重构、可容错的 在轨SAR数据处理系统
实现星上SAR成像
整机：100w
星载光学 遥感图像
机载SAR 遥感图像
一．概 述
遥感ຫໍສະໝຸດ Baidu据处理：
对遥感传感器获得的数据进行加工处理的技术 需处理的内容：
基本数据处理：
SAR成像、辐射校正、图像拼接、几何校正等
应用处理：
变化检测、灾害监测、目标检测、识别、跟踪、 去伪装…
辐射校正处理
校正前光学遥感图像
校正后光学遥感图像
计划/目的 Discovery II计划 SBR计划 TechSat21
SAR成像、动目标检测 2002年-2003年 （MTI）、地理定位
SAR处理器
针对ERS 卫* 干涉SAR
SAR成像处理
星上SAR实时成像、变 化检测 星上SAR干涉处理
2004年报道
2004年报道 2009年报道
SoC
FPGA + PowerPC FPGA
遥感数据 接收站网
地基（灾区）
数据处理中心
地基（安全区）
地面实时信息处理快速响应流程
针对正常下传数据的地面实时信息处理流程
卫星下传数据经天线、信道，直接进入实时信息处理系统
卫星
目标实时成像、提取和定位后，直接分发给高时效用户应用
可以满足应急减灾、快速响应等应用需求
卫星地面站
接收天线
遥感数据处理中心