CN102169557A - 环境遥感应用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环境遥感应用系统，包括：业务运行管理分系统、图像处理与专题产品生产分系统、数据管理与用户服务分系统、环境生态遥感应用分系统、地表水环境遥感应用分系统、环境空气遥感应用分系统、及地面数据采集分系统。本发明建成了支撑环境卫星遥感监测业务的环境空间数据资源，实现了环境卫星数据的自动化处理和专题数据产品的自动化生产；实现了环境遥感监测的业务化运行；实现了集业务需求、任务计划制定、任务执行一体的任务驱动业务模式，形成了环境卫星数据的处理和应用能力；从而解决了卫星应用系统建设滞后、业务运行能力差的问题，全面促进卫星的有效利用，支撑了环境遥感监测的业务化运行。

Description

环境遥感应用系统

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，特别涉及一种环境遥感应用系统。

背景技术

环境污染和生态破坏对我国国民经济和社会可持续发展构成了严重的威胁。面对日益严峻的环境形势，我国的环境监测手段还基本停留在常规阶段，不能满足对生态与环境变化进行大范围、全天候、全天时、连续的动态监测，卫星遥感技术在环境保护领域中应用的必要性和迫切性也越来越突出。2008年9月6日，环境一号A/B星在太原卫星发射基地成功发射，2009年2月19日通过在轨测试。2009年3月30日正式交付给民政部和环境保护部投入使用。这些数据已经初步形成大范围、较高重访周期的环境监测能力，成为我国环境监测业务中稳定的数据源和技术支撑。然而多年来我国卫星遥感领域一直存在“重卫星、轻应用”的现象，卫星应用系统建设滞后、业务运行能力差，导致许多卫星虽然在轨运行，但地面应用系统没有健全，业务化程度不高，而环境监测领域的遥感应用具有业务流程复杂、数据处理量大、自动化要求高、关键技术多、专业技术性强、涉及面广等特点，决定了环境应用系统工程建设的必要性，同时对系统设计提出了更高的要求，必须通过合理的组成和工作流程设计集成大量数据处理算法和遥感监测指标反演算法，形成对数据处理和遥感应用的高效率和自动化能力。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何解决卫星应用系统建设滞后、功能单一，业务运行能力差的问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种环境遥感应用系统，包括：业务运行管理分系统、图像处理与专题产品生产分系统、数据管理与用户服务分系统、环境生态遥感应用分系统、地表水环境遥感应用分系统、环境空气遥感应用分系统、及地面数据采集分系统，

所述业务运行管理分系统，用于控制所述数据管理与用户服务分系统的接收归档，控制所述图像处理与专题产品生产分系统的预处理，控制所述数据管理与用户服务分系统的数据共享；

所述图像处理与专题产品生产分系统，用于对所述地面数据采集分系统获取的卫星遥感影像进行预处理，根据所述环境生态遥感应用分系统、地表水环境遥感应用分系统和环境空气遥感应用分系统的监测指标分别生成相应的环境专题图并将预处理后的卫星遥感影像及生成的专题图发送至所述数据管理与用户服务分系统进行存储，所述监测指标是指一系列能敏感清晰地反映生态环境基本特征及其变化趋势的生态参数或状态；

所述数据管理与用户服务分系统，用于在收到所述业务运行管理分系统的控制指令后，存储待存档的各类数据，检索所存储的数据以实现数据共享，维护、备份所存储的数据，并实现数据的更新以及人机交互；

所述环境生态遥感应用分系统，用于在收到所述业务运行管理分系统的控制指令后，从所述数据管理与用户服务分系统中获取所述环境专题图、地面采集数据、辅助数据和预处理后的卫星遥感影像，并根据获取的数据进行对区域生态环境监测与质量综合评价、对土壤污染发生源进行遥感监测、对植被受土壤污染胁迫状况进行监测、以及对固废堆放产生的生态和环境影响进行监测，以获得处理结果，并将所述结果发送至所述图像处理与专题产品生产分系统；

所述地表水环境遥感应用分系统，用于在收到所述业务运行管理分系统的控制指令后，从所述数据管理与用户服务分系统中获取所述环境专题图、地面采集数据、辅助数据和预处理后的卫星遥感影像，并根据获取的数据进行内陆水体遥感监测与评价、河流河口监测与评价、近海海域水体遥感监测与评价、城市饮用水源地定点遥感监测与评价、工业热污染遥感监测与评价和非点源污染遥感监测，以获得处理结果，并将所述处理结果发送至所述数据管理与用户服务分系统；

所述环境空气遥感应用分系统，用于在收到所述业务运行管理分系统的控制指令后，从所述数据管理与用户服务分系统中获取地面采集数据、辅助数据和预处理后的卫星遥感影像，并根据获取的数据进行专题产品生成、沙尘及沙尘暴遥感监测、颗粒物污染监测、雾霾覆盖及污染监测、秸秆焚烧遥感监测和环境空气质量综合评价，以获得处理结果，将所述处理结果发送至所述数据管理与用户服务分系统；

所述地面数据采集分系统，用于获取所述环境生态遥感应用分系统、地表水环境遥感应用分系统和环境空气遥感应用分系统所需的卫星遥感影像、地面采集数据和辅助数据，并将所获取的数据发送至所述数据管理与用户服务分系统进行存储，所述辅助数据包括星历数据和定标参数。

其中，所述业务运行控制分系统包括：环境卫星产品生产计划调度子系统、系统及卫星状态显示子系统和业务运行信息管理子系统，

所述环境卫星产品生产计划调度子系统，用于生成并控制各类计划、订单、确认和完成结果信息；

所述系统及卫星状态显示子系统，用于显示所述环境遥感应用系统内其它分系统的运行状态、资源使用情况、及监视局域网的网络设备状态，并显示卫星轨道预报计算和卫星运行状态、所述环境遥感应用系统的任务执行情况、卫星运行状态、系统运行状态、以及系统模拟仿真和演示；

所述业务运行信息管理子系统，用于控制所述数据管理与用户服务分系统的数据共享、数据存储、数据检索、及数据维护。

其中，所述图像处理与专题产品生产分系统包括：接收存档子系统、数据预处理子系统、专题产品生产子系统、数据质量分析子系统和真实性检验子系统，

所述接收存档子系统，用于完成数据的接收与存档，对所述卫星遥感影像进行编目处理，所述编目处理包括辅助数据解析、元信息提取、及浏览图/拇指图生成处理；

所述数据预处理子系统，用于对所述数据管理与用户服务分系统中的所述卫星遥感影像进行预处理，所述预处理包括：系统辐射校正、大气辐射校正、系统几何校正、几何精校正、及正射校正；

所述专题产品生产子系统，用于将所述环境生态遥感应用分系统、地表水环境遥感应用分系统及环境空气遥感应用分系统发送来的处理结果生成相应的结果图像，并将所述结果图像存储至所述数据管理与用户服务分系统；

所述数据质量分析子系统，用于对所述数据预处理子系统、专题产品生产子系统处理得到的处理结果进行数据质量、处理精度、及处理模型的准确性的综合分析与评估，并将分析评估结果存储至所述数据管理与用户服务分系统或直接返回到所述业务运行管理分系统，所述处理模型为卫星遥感影像的几何校正、辐射校正采用的算法和数学模型；

所述真实性检验子系统，用于对经预处理后的卫星遥感影像进行真实性与准确性的检验。

其中，所述数据管理与用户服务分系统包括：数据归档子系统、数据检索服务子系统、数据维护管理子系统、数据统计分析子系统、用户管理子系统、订单管理子系统、产品查询子系统、产品发布子系统、及门户集成与内容管理子系统，

所述数据归档子系统，用于针对将待归档的数据经过元数据提取、数据标准化处理、及数据归档；

所述数据检索服务子系统，用于提供检索方式和查询存档的数据；

所述数据维护管理子系统，用于实现数据的分类控制、数据维护与更新，并且提供系统配置控制、数据字典控制、及系统日志控制功能；

所述数据统计分析子系统，用于统计数据的检索量和下载量、数据访问的用户数、数据下载周期和频率、及数据质量反馈意见，生成统计报表；

所述用户管理子系统，用于存储所有用户的注册、权限分配、及信息维护；

所述订单管理子系统，用于创建数据需求，并进行后续的订单控制工作。

其中，所述环境生态遥感应用分系统包括：区域生态环境监测与质量综合子系统、土壤植被污染状况监测子系统、固废堆放产生的生态和环境影响监测子系统，

所述区域生态环境监测与质量综合子系统，用于实现对区域生态环境监测与质量综合评价，提供生态环境质量评价、评估信息；

所述土壤植被污染状况监测子系统，用于通过对土壤污染发生源遥感监测和植被受土壤污染胁迫状况监测，综合反映土壤污染状况，对土壤退化进行综合评价，生成反映土壤污染特征、土壤退化空间分布的结果；

所述固废堆放产生的生态环境影响监测子系统，用于对固废堆放与生态、环境影响监测能力，并进行数据汇总、分析、及综合评价。

其中，所述地表水环境遥感应用分系统包括：水环境遥感图像处理子系统、水环境遥感基本参数反演子系统、水环境遥感专题产品生产子系统、水环境遥感应用产品生产子系统、及非点源污染监测子系统，

所述水环境遥感图像处理子系统，用于完成卫星遥感影像的基本图像处理，所述基本图像处理包括：几何校正和图像处理，所述图像处理包括：图像剪切、图像旋转、图像镜像、空间滤波、图像增强、投影变化、图像镶嵌、投影变化、数值统计、波段运算、感兴趣区(region of intrest，ROI)、掩模、图像分类、几何校正、像素定位、超光谱数据的光谱定标、及光谱分析；

所述水环境遥感基本参数化反演子系统，用于反演大气预层(top of atmosphere，TOA)辐亮度、大气预层反射率、大气预层亮度温度、云识别、地表辐亮度、地表反射率、地表亮度温度以及水域识别；

所述水环境遥感专题产品生产子系统，用于获得水体分布、叶绿素a、悬浮物、透明度、水表温度、总磷P、总氮N、溶解氧、化学需氧量(Chemical Oxgen Demand，COD)、生化需氧量(Biochemical Oxygen Demand，BOD)专题产品，以及生产真光层深度、黄色物质、初级生产力、内陆水体水生植物分类、水质分级、水环境指标空间分区、饮用水源地排污口分布、工业热污染、河道变迁、海岸线变迁、泥沙堆积、围网养殖专题生产产品模块；

所述水环境遥感应用产品生产子系统，用于进行水体富营养化、水质评价；

所述非点源污染子系统，用于定期对非点源污染进行监控，分析非点源污染产生的时间和空间特征，识别其主要来源和迁移路径，预报污染的产生负荷及其对水体的影响，并评估土地利用的变化及不同的管理与技术措施对非点源污染负荷和水质的影响。

其中，所述环境空气遥感应用分系统包括：颗粒物污染监测子系统、雾霾覆盖及污染监测子系统、沙尘及沙尘暴监测子系统、及秸秆焚烧遥感监测子系统，

所述颗粒污染物监测子系统，用于反演空气浑浊度、总悬浮颗粒物浓度、反演气溶胶粒子谱分布、空气浑浊度、及可吸入颗粒物浓度；

所述雾霾覆盖及污染监测子系统，用于计算雾霾分布、雾能见度、霾因子产品、霾颗粒物浓度产品；

所述沙尘及沙尘暴监测子系统，用于对沙尘及沙尘暴的空间分布、强度、含沙量、颗粒粒径、颗粒物浓度和运移路线、方向进行提取，对人口和空气质量的影响进行统计和分析；

所述秸秆焚烧遥感监测子系统，用于通过对秸秆燃烧的分布、密度进行统计，分析秸秆焚烧影响的范围与强度，并生成标准报表/报告。

其中，所述地面数据采集分系统包括：生态环境遥感应用分系统专用设备子系统、地表水环境遥感应用分系统专用设备子系统、及环境空气遥感应用分系统专用设备子系统，

所述生态环境遥感应用分系统专用设备子系统，用于获取所述生态环境遥感应用分系统的检测指标，所述检测指标包括：土地生态类型、土壤含水量、土壤盐度、土壤质地、团粒结构、地表温度、地表通量、湿度、植物冠层、及叶面积指数；

所述地表水环境遥感应用分系统专用设备子系统，用于获取所述地表水环境遥感应用分系统的检测指标，所述检测指标包括：叶绿素、透明度、水温、氢离子浓度指数(hydrogenion concentration，PH)值、重金属含量、有机物含量、及水体光谱响应；

所述环境空气遥感应用分系统专用设备子系统，用于获取所述环境空气遥感应用分系统的检测指标，所述检测指标包括：大气中的一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、臭氧、二氧化碳、总悬浮颗粒物、温室气体的浓度。

(三)有益效果

本发明通过各个分系统之间的配合，建成了支撑环境卫星遥感监测业务的环境空间数据资源，实现了环境卫星数据的自动化处理和专题数据产品的自动化生产；实现了环境遥感监测的业务化运行；实现了集业务需求、任务计划制定、任务执行一体的任务驱动业务模式，形成了环境卫星数据的处理和应用能力；从而解决了卫星应用系统建设滞后、业务运行能力差的问题，全面促进卫星的有效利用，支撑了环境遥感监测的业务化运行。

附图说明

图1是按照本发明一种实施方式的环境遥感应用系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

环境遥感应用系统是按照实用性、先进性、则原则、稳定性、可靠性、可扩展性、开放性原则建立的环境遥感监测业务系统，它是基于环境一号卫星的国家级生态环境遥感监测业务平台，其主要功能是环境一号等国内外卫星数据的获取、处理、环境应用、数据产品生产和分发。

所述环境遥感应用系统采用系统运行的常规工作模式、应急反映工作模式和任务驱动业务运行模式。在常规工作模式下，根据环境一号卫星观测计划，制定环境应用系统产品生产任务计划，在所述业务运行管理分系统的统一协调和管理下，对数据进行几何精纠正、数据融合、镶嵌处理，生成高级数据、专题数据产品和环境应用产品，完成环境应用系统产品生产任务计划。在应急反应工作模式下，在一时间从地面系统获取原始数据，快速解帧后，通过快速浏览数据、锁定目标区域，直接进行产品生产，生成高级数据、专题数据产品和环境应用产品。任务驱动模式是将环境应用系统中那些功能相对单一、任务明确的产品生产任务设计成环境应用系统的独立运行服务，面向用户提供多种产品生产服务。根据环境应用系统提供服务的能力，通过业务运行管理系统制定生产任务计划，驱动相应的服务，实现产品的生产和业务的运行。

图1是按照本发明一种实施方式的环境遥感应用系统的结构框图，包括：业务运行管理分系统、图像处理与专题产品生产分系统、数据管理与用户服务分系统、环境生态遥感应用分系统、地表水环境遥感应用分系统、环境空气遥感应用分系统、及地面数据采集分系统。

所述业务运行管理分系统，用于控制所述数据管理与用户服务分系统的接收归档，控制所述图像处理与专题产品生产分系统的预处理，控制所述数据管理与用户服务分系统的数据共享；

具体包括：根据各类用户的任务订单，制定环境卫星数据接收计划；安排数据产品的生产计划、调度系统资源完成各级产品的生产并对产品进行质量控制。用于根据常规监测与应急响应监测的业务需求，调度系统资源完成各级产品的生产，跟踪、监控各分系统之间的业务流程与数据流程；用于获取环境卫星、其它有关卫星的覆盖及接收状况信息，对系统设备、网络状态等进行监视、管理与维护；用于建设环境应用系统大屏幕终端显示系统和实时视频会商系统，具备接入国家环境主管部门、国家环境监测部门等重要部门的网络系统的能力。

所述图像处理与专题产品生产分系统，用于对所述地面数据采集分系统获取的卫星遥感影像进行预处理，根据所述环境生态遥感应用分系统、地表水环境遥感应用分系统和环境空气遥感应用分系统的监测指标分别生成相应的环境专题图并将预处理后的卫星遥感影像及生成的专题图发送至所述数据管理与用户服务分系统进行存储，所述监测指标是指一系列能敏感清晰地反映生态环境基本特征及其变化趋势的生态参数或状态；

具体包括：针对生态环境特征选择对生态环境监测具有普遍意义的可遥感指标，通过对标准数据产品进行加工处理进行业务化生产，生产各种环境专题产品，供所述环境生态遥感应用分系统、地表水环境遥感应用分系统和环境空气遥感应用分系统等业务化运行系统使用；也可以在环境污染事故发生时，第一时间快速获取环境卫星原始数据直接进行图像处理和专题产品生产，并将所述环境专题产品存储至所述数据管理与用户服务分系统；

所述数据管理与用户服务分系统，用于在收到所述业务运行管理分系统的控制指令后，存储待存档的各类数据，检索所存储的数据以实现数据共享，维护、备份所存储的数据，并实现数据的更新以及人机交互；

具体包括：通过建立外网门户，实现环境一号卫星产品与环境遥感信息的对外发布，建立与其它部门以及外部单位的目录资源共享，并通过外网用户需求信息的收集，实现内部业务工作的相应调整。外网用户也通过外网门户获得环境一号卫星产品与环境遥感信息的浏览、检索、订购、下载等服务，实现与环境应用系统间的信息互动，最终以在线、多媒体、邮件、光盘等多种方式获取相关的环境一号卫星产品与环境遥感信息。同时还面向业务网内部用户建立了环境应用相关信息查询和显示的统一业务系统门户，内部用户可以查阅环境档案资料，检索各类环境一号卫星产品与环境遥感信息，统一处理环境应用相关的业务工作。

所述环境生态遥感应用分系统，用于在收到所述业务运行管理分系统的控制指令后，从所述数据管理与用户服务分系统中获取所述环境专题图、地面采集数据、辅助数据和预处理后的卫星遥感影像，并根据获取的数据进行对区域生态环境监测与质量综合评价、对土壤污染发生源进行遥感监测、对植被受土壤污染胁迫状况进行监测、以及对固废堆放产生的生态和环境影响进行监测，以获得处理结果，并将所述结果发送至所述数据管理与用户服务分系统。

所述地表水环境遥感应用分系统，用于在收到所述业务运行管理分系统的控制指令后，从所述数据管理与用户服务分系统中获取所述环境专题图、地面采集数据、辅助数据和预处理后的卫星遥感影像，并根据获取的数据进行内陆水体遥感监测与评价、河流河口监测与评价、近海海域水体遥感监测与评价、城市饮用水源地定点遥感监测与评价、工业热污染遥感监测与评价和非点源污染遥感监测，以获得处理结果，并将所述处理结果发送至所述数据管理与用户服务分系统。

所述环境空气遥感应用分系统，用于在收到所述业务运行管理分系统的控制指令后，从所述数据管理与用户服务分系统中获取所述环境专题图、地面采集数据、辅助数据和预处理后的卫星遥感影像，并根据获取的数据进行沙尘及沙尘暴遥感监测、颗粒物污染监测、雾霾覆盖及污染监测、秸秆焚烧遥感监测和环境空气质量综合评价，以获得处理结果，将所述处理结果发送至所述数据管理与用户服务分系统。

所述地面数据采集分系统，用于获取所述环境生态遥感应用分系统、地表水环境遥感应用分系统和环境空气遥感应用分系统所需的卫星遥感影像、地面采集数据和辅助数据，并将所获取的数据发送至所述数据管理与用户服务分系统进行存储，所述辅助数据包括星历数据和定标参数。

所述业务运行控制分系统包括：环境卫星产品生产计划调度子系统、系统及卫星状态显示子系统和业务运行信息管理子系统，

所述环境卫星产品生产计划调度子系统，用于生成并控制各类计划、订单、确认和完成结果信息；

所述系统及卫星状态显示子系统，用于显示所述环境遥感应用系统内其它分系统的运行状态、资源使用情况、及监视局域网的网络设备状态，并显示卫星轨道预报计算和卫星运行状态、所述环境遥感应用系统的任务执行情况、卫星运行状态、系统运行状态、以及系统模拟仿真和演示；

所述业务运行信息管理子系统，用于控制所述数据管理与用户服务分系统的数据共享、数据存储、数据检索、及数据维护。

所述图像处理与专题产品生产分系统包括：接收存档子系统、数据预处理子系统、专题产品生产子系统、数据质量分析子系统和真实性检验子系统，

所述接收存档子系统，用于完成数据的接收与存档，对所述卫星遥感影像进行编目处理，所述编目处理包括辅助数据解析、元信息提取、及浏览图/拇指图生成处理；

所述数据预处理子系统，用于对所述数据管理与用户服务分系统中的所述卫星遥感影像进行预处理，所述预处理包括：系统辐射校正、大气辐射校正、系统几何校正、几何精校正、及正射校正；

所述专题产品生产子系统，用于将所述环境生态遥感应用分系统、地表水环境遥感应用分系统及环境空气遥感应用分系统发送来的处理结果生成相应的结果图像，并将所述结果图像存储至所述数据管理与用户服务分系统；

具体包括：以环境一号卫星为主要数据源，结合温度、降水、地形地貌等数据，完成土地利用产品、生态系统分类产品、生物物理参数产品(光谱指数、净初级生产力、叶面积指数)、地表物理参数产品(地表蒸散量、地表温度、光学土壤含水量、雷达土壤含水量、大气校正地表反射率、地表反照率)等的生产，专题产品生产子系统从数据管理与用户服务分系统提取归档的数据，完成专题产品的生产；

所述数据质量分析子系统，用于对所述数据预处理子系统、专题产品生产子系统处理得到的处理结果进行数据质量、处理精度、及处理模型的准确性的综合分析与评估，并将分析评估结果存储至所述数据管理与用户服务分系统或直接返回到所述业务运行管理分系统，所述处理模型为卫星遥感影像的几何校正、辐射校正等预处理及生态指标遥感反演所采用的算法和数学模型；

所述真实性检验子系统，用于对经预处理后的卫星遥感影像进行真实性与准确性的检验。

所述数据管理与用户服务分系统包括：数据归档子系统、数据检索服务子系统、数据维护管理子系统、数据统计分析子系统、用户管理子系统、订单管理子系统、产品查询子系统、产品发布子系统、及门户集成与内容管理子系统，

所述数据归档子系统，用于针对将待归档的数据经过元数据提取、数据标准化处理、及数据归档；

所述数据检索服务子系统，用于提供检索方式和查询存档的数据；

所述数据维护管理子系统，用于实现数据的分类控制、数据维护与更新，并且提供系统配置控制、数据字典控制、及系统日志控制功能；

所述数据统计分析子系统，用于统计数据的检索量和下载量、数据访问的用户数、数据下载周期和频率、及数据质量反馈意见，生成统计报表；

所述用户管理子系统，用于存储所有用户的注册、权限分配、及信息维护；

所述订单管理子系统，用于创建数据需求，并进行后续的订单控制工作。

所述环境生态遥感应用分系统包括：区域生态环境监测与质量综合子系统、土壤植被污染状况监测子系统、固废堆放产生的生态和环境影响监测子系统，

所述区域生态环境监测与质量综合子系统，用于实现对区域生态环境监测与质量综合评价，提供生态环境质量评价、评估信息；

所述土壤植被污染状况监测子系统，用于通过对土壤污染发生源遥感监测和植被受土壤污染胁迫状况监测，综合反映土壤污染状况，对土壤退化进行综合评价，生成反映土壤污染特征、土壤退化空间分布的结果；

所述固废堆放产生的生态环境影响监测子系统，用于对固废堆放与生态、环境影响监测能力，并进行数据汇总、分析、及综合评价。

所述地表水环境遥感应用分系统包括：水环境遥感图像处理子系统、水环境遥感基本参数反演子系统、水环境遥感专题产品生产子系统、水环境遥感应用产品生产子系统、及非点源污染监测子系统，

所述水环境遥感图像处理子系统，用于完成卫星遥感影像的基本图像处理，所述基本图像处理包括：几何校正和图像处理，所述图像处理包括：图像剪切、图像旋转、图像镜像、空间滤波、图像增强、投影变化、图像镶嵌、投影变化、数值统计、波段运算、感兴趣区、掩模、图像分类、几何校正、像素定位、超光谱数据的光谱定标、及光谱分析；

所述水环境遥感基本参数化反演子系统，用于反演大气预层辐亮度、大气预层反射率、大气预层亮度温度、云识别、地表辐亮度、地表反射率、地表亮度温度以及水域识别；

所述水环境遥感专题产品生产子系统，用于通过计算获得水体分布、叶绿素a、悬浮物、透明度、水表温度、总磷、总氮、溶解氧、化学需氧量、生化需氧量的专题产品，以及生产真光层深度、黄色物质、初级生产力、内陆水体水生植物分类、水质分级、水环境指标空间分区、饮用水源地排污口分布、工业热污染、河道变迁、海岸线变迁、泥沙堆积、围网养殖专题生产；

所述水环境遥感应用产品生产子系统，用于进行水体富营养化、水质评价；

所述非点源污染子系统，用于定期对非点源污染进行监控，分析非点源污染产生的时间和空间特征，识别其主要来源和迁移路径，预报污染的产生负荷及其对水体的影响，并评估土地利用的变化及不同的管理与技术措施对非点源污染负荷和水质的影响。

所述环境空气遥感应用分系统包括：颗粒物污染监测子系统、雾霾覆盖及污染监测子系统、沙尘及沙尘暴监测子系统、及秸秆焚烧遥感监测子系统，

所述颗粒污染物监测子系统，用于反演空气浑浊度、总悬浮颗粒物浓度、反演气溶胶粒子谱分布、空气浑浊度、及可吸入颗粒物浓度；

所述雾霾覆盖及污染监测子系统，用于计算雾霾分布、雾能见度、霾因子产品、霾颗粒物浓度产品；

所述沙尘及沙尘暴监测子系统，用于对沙尘及沙尘暴的空间分布、强度、含沙量、颗粒粒径、颗粒物浓度和运移路线、方向进行提取，对人口和空气质量的影响进行统计和分析；

所述秸秆焚烧遥感监测子系统，用于通过对秸秆燃烧的分布、密度进行统计，分析秸秆焚烧影响的范围与强度，并生成标准报表/报告。

所述地面数据采集分系统包括：生态环境遥感应用分系统专用设备子系统、地表水环境遥感应用分系统专用设备子系统、及环境空气遥感应用分系统专用设备子系统，

所述生态环境遥感应用分系统专用设备子系统，用于获取所述生态环境遥感应用分系统的检测指标，所述检测指标包括：土地生态类型、土壤含水量、土壤盐度、土壤质地、团粒结构、地表温度、地表通量、湿度、植物冠层、及叶面积指数；

所述地表水环境遥感应用分系统专用设备子系统，用于获取所述地表水环境遥感应用分系统的检测指标，所述检测指标包括：叶绿素、透明度、水温、氢离子浓度指数值、重金属含量、有机物含量、及水体光谱响应；

所述环境空气遥感应用分系统专用设备子系统，用于获取所述环境空气遥感应用分系统的检测指标，所述检测指标包括：大气中的一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、臭氧、二氧化碳、总悬浮颗粒物、温室气体的浓度。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (8)

1.一种环境遥感应用系统，其特征在于，包括：业务运行管理分系统、图像处理与专题产品生产分系统、数据管理与用户服务分系统、环境生态遥感应用分系统、地表水环境遥感应用分系统、环境空气遥感应用分系统、及地面数据采集分系统，

所述业务运行管理分系统，用于控制所述数据管理与用户服务分系统的接收归档，控制所述图像处理与专题产品生产分系统的预处理，控制所述数据管理与用户服务分系统的数据共享；

所述图像处理与专题产品生产分系统，用于对所述地面数据采集分系统获取的卫星遥感影像进行预处理，根据所述环境生态遥感应用分系统、地表水环境遥感应用分系统和环境空气遥感应用分系统的监测指标分别生成相应的环境专题图并将预处理后的卫星遥感影像及生成的专题图发送至所述数据管理与用户服务分系统进行存储，所述监测指标是指一系列能敏感清晰地反映生态环境基本特征及其变化趋势的生态参数或状态；

所述数据管理与用户服务分系统，用于在收到所述业务运行管理分系统的控制指令后，存储待存档的各类数据，检索所存储的数据以实现数据共享，维护、备份所存储的数据，并实现数据的更新以及人机交互；

所述环境生态遥感应用分系统，用于在收到所述业务运行管理分系统的控制指令后，从所述数据管理与用户服务分系统中获取所述环境专题图、地面采集数据、辅助数据和预处理后的卫星遥感影像，并根据获取的数据进行对区域生态环境监测与质量综合评价、对土壤污染发生源进行遥感监测、对植被受土壤污染胁迫状况进行监测、以及对固废堆放产生的生态和环境影响进行监测，以获得处理结果，并将所述结果发送至所述数据管理与用户服务分系统；

所述地表水环境遥感应用分系统，用于在收到所述业务运行管理分系统的控制指令后，从所述数据管理与用户服务分系统中获取所述环境专题图、地面采集数据、辅助数据和预处理后的卫星遥感影像，并根据获取的数据进行内陆水体遥感监测与评价、河流河口监测与评价、近海海域水体遥感监测与评价、城市饮用水源地定点遥感监测与评价、工业热污染遥感监测与评价和非点源污染遥感监测，以获得处理结果，并将所述处理结果发送至所述数据管理与用户服务分系统；

所述环境空气遥感应用分系统，用于在收到所述业务运行管理分系统的控制指令后，从所述数据管理与用户服务分系统中获取所述环境专题图、地面采集数据、辅助数据和预处理后的卫星遥感影像，并根据获取的数据进行沙尘及沙尘暴遥感监测、颗粒物污染监测、雾霾覆盖及污染监测、秸秆焚烧遥感监测和环境空气质量综合评价，以获得处理结果，将所述处理结果发送至所述数据管理与用户服务分系统；

所述地面数据采集分系统，用于获取所述环境生态遥感应用分系统、地表水环境遥感应用分系统和环境空气遥感应用分系统所需的卫星遥感影像、地面采集数据和辅助数据，并将所获取的数据发送至所述数据管理与用户服务分系统进行存储，所述辅助数据包括星历数据和定标参数。

2.如权利要求1所述的环境遥感应用系统，其特征在于，所述业务运行控制分系统包括：环境卫星产品生产计划调度子系统、系统及卫星状态显示子系统和业务运行信息管理子系统，

所述环境卫星产品生产计划调度子系统，用于生成并控制各类计划、订单、确认和完成结果信息；

所述系统及卫星状态显示子系统，用于显示所述环境遥感应用系统内其它分系统的运行状态、资源使用情况、及监视局域网的网络设备状态，并显示卫星轨道预报计算和卫星运行状态、所述环境遥感应用系统的任务执行情况、卫星运行状态、系统运行状态、以及系统模拟仿真和演示；

所述业务运行信息管理子系统，用于控制所述数据管理与用户服务分系统的数据共享、数据存储、数据检索、及数据维护。

3.如权利要求1所述的环境遥感应用系统，其特征在于，所述图像处理与专题产品生产分系统包括：接收存档子系统、数据预处理子系统、专题产品生产子系统、数据质量分析子系统和真实性检验子系统，

所述接收存档子系统，用于完成数据的接收与存档，对所述卫星遥感影像进行编目处理，所述编目处理包括辅助数据解析、元信息提取、及浏览图/拇指图生成处理；

所述数据预处理子系统，用于对所述数据管理与用户服务分系统中的所述卫星遥感影像进行预处理，所述预处理包括：系统辐射校正、大气辐射校正、系统几何校正、几何精校正、及正射校正；

所述专题产品生产子系统，用于将所述环境生态遥感应用分系统、地表水环境遥感应用分系统及环境空气遥感应用分系统发送来的处理结果生成相应的结果图像，并将所述结果图像存储至所述数据管理与用户服务分系统；

所述数据质量分析子系统，用于对所述数据预处理子系统、专题产品生产子系统处理得到的处理结果进行数据质量、处理精度、及处理模型的准确性的综合分析与评估，并将分析评估结果存储至所述数据管理与用户服务分系统或直接返回到所述业务运行管理分系统，所述处理模型为卫星遥感影像的几何校正、辐射校正采用的算法和数学模型；

所述真实性检验子系统，用于对经预处理后的卫星遥感影像进行真实性与准确性的检验。

4.如权利要求1所述的环境遥感应用系统，其特征在于，所述数据管理与用户服务分系统包括：数据归档子系统、数据检索服务子系统、数据维护管理子系统、数据统计分析子系统、用户管理子系统、订单管理子系统、产品查询子系统、产品发布子系统、及门户集成与内容管理子系统，

所述数据归档子系统，用于针对将待归档的数据经过元数据提取、数据标准化处理、及数据归档；

所述数据检索服务子系统，用于提供检索方式和查询存档的数据；

所述数据维护管理子系统，用于实现数据的分类控制、数据维护与更新，并且提供系统配置控制、数据字典控制、及系统日志控制功能；

所述数据统计分析子系统，用于统计数据的检索量和下载量、数据访问的用户数、数据下载周期和频率、及数据质量反馈意见，生成统计报表；

所述用户管理子系统，用于存储所有用户的注册、权限分配、及信息维护；

所述订单管理子系统，用于创建数据需求，并进行后续的订单控制工作。

5.如权利要求1所述的环境遥感应用系统，其特征在于，所述环境生态遥感应用分系统包括：区域生态环境监测与质量综合子系统、土壤植被污染状况监测子系统、固废堆放产生的生态和环境影响监测子系统，

所述区域生态环境监测与质量综合子系统，用于实现对区域生态环境监测与质量综合评价，提供生态环境质量评价、评估信息；

所述土壤植被污染状况监测子系统，用于通过对土壤污染发生源遥感监测和植被受土壤污染胁迫状况监测，综合反映土壤污染状况，对土壤退化进行综合评价，生成反映土壤污染特征、土壤退化空间分布的结果；

所述固废堆放产生的生态环境影响监测子系统，用于对固废堆放与生态、环境影响监测能力，并进行数据汇总、分析、及综合评价。

6.如权利要求1所述的环境遥感应用系统，其特征在于，所述地表水环境遥感应用分系统包括：水环境遥感图像处理子系统、水环境遥感基本参数反演子系统、水环境遥感专题产品生产子系统、水环境遥感应用产品生产子系统、及非点源污染监测子系统，

所述水环境遥感图像处理子系统，用于完成卫星遥感影像的基本图像处理，所述基本图像处理包括：几何校正和图像处理，所述图像处理包括：图像剪切、图像旋转、图像镜像、空间滤波、图像增强、投影变化、图像镶嵌、投影变化、数值统计、波段运算、感兴趣区、掩模、图像分类、几何校正、像素定位、超光谱数据的光谱定标、及光谱分析；

所述水环境遥感基本参数化反演子系统，用于反演大气预层辐亮度、大气预层反射率、大气预层亮度温度、云识别、地表辐亮度、地表反射率、地表亮度温度以及水域识别；

所述水环境遥感专题产品生产子系统，用于通过计算获得水体分布、叶绿素a、悬浮物、透明度、水表温度、总磷、总氮、溶解氧、化学需氧量、生化需氧量的专题产品，以及生产真光层深度、黄色物质、初级生产力、内陆水体水生植物分类、水质分级、水环境指标空间分区、饮用水源地排污口分布、工业热污染、河道变迁、海岸线变迁、泥沙堆积、围网养殖专题生产；

所述水环境遥感应用产品生产子系统，用于进行水体富营养化、水质评价；

所述非点源污染子系统，用于定期对非点源污染进行监控，分析非点源污染产生的时间和空间特征，识别其主要来源和迁移路径，预报污染的产生负荷及其对水体的影响，并评估土地利用的变化及不同的管理与技术措施对非点源污染负荷和水质的影响。

7.如权利要求1所述的环境遥感应用系统，其特征在于，所述环境空气遥感应用分系统包括：颗粒物污染监测子系统、雾霾覆盖及污染监测子系统、沙尘及沙尘暴监测子系统、及秸秆焚烧遥感监测子系统，

所述颗粒污染物监测子系统，用于反演空气浑浊度、总悬浮颗粒物浓度、反演气溶胶粒子谱分布、空气浑浊度、及可吸入颗粒物浓度；

所述雾霾覆盖及污染监测子系统，用于计算雾霾分布、雾能见度、霾因子产品、霾颗粒物浓度产品；

所述沙尘及沙尘暴监测子系统，用于对沙尘及沙尘暴的空间分布、强度、含沙量、颗粒粒径、颗粒物浓度和运移路线、方向进行提取，对人口和空气质量的影响进行统计和分析；

所述秸秆焚烧遥感监测子系统，用于通过对秸秆燃烧的分布、密度进行统计，分析秸秆焚烧影响的范围与强度，并生成标准报表/报告。

8.如权利要求1所述的环境遥感应用系统，其特征在于，所述地面数据采集分系统包括：生态环境遥感应用分系统专用设备子系统、地表水环境遥感应用分系统专用设备子系统、及环境空气遥感应用分系统专用设备子系统，

所述生态环境遥感应用分系统专用设备子系统，用于获取所述生态环境遥感应用分系统的检测指标，所述检测指标包括：土地生态类型、土壤含水量、土壤盐度、土壤质地、团粒结构、地表温度、地表通量、湿度、植物冠层、及叶面积指数；

所述地表水环境遥感应用分系统专用设备子系统，用于获取所述地表水环境遥感应用分系统的检测指标，所述检测指标包括：叶绿素、透明度、水温、氢离子浓度指数值、重金属含量、有机物含量、及水体光谱响应；

所述环境空气遥感应用分系统专用设备子系统，用于获取所述环境空气遥感应用分系统的检测指标，所述检测指标包括：大气中的一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫、臭氧、二氧化碳、总悬浮颗粒物、温室气体的浓度。

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