專利名稱：干旱監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的搜索方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于干旱監(jiān)測(cè)的衛(wèi)星遙感技術(shù)，具體地說(shuō)涉及利用衛(wèi)星監(jiān)測(cè) 模型系統(tǒng)搜索干旱監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的方法。
技術(shù)背景自1957年前蘇聯(lián)將世界第一顆人造衛(wèi)星"人衛(wèi)1號(hào)"送入環(huán)地軌道至 今，己有數(shù)千顆環(huán)繞地球飛行。這些衛(wèi)星中已有大量的可用于地表監(jiān)測(cè)，但 尚未有人對(duì)此做專門的搜集和整理。遙感技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)干旱監(jiān)測(cè)研究以來(lái)，形成了多數(shù)源、多光譜、多方 法的干旱遙感監(jiān)測(cè)體系。但是，這些研究中常使用單一數(shù)據(jù)源進(jìn)行農(nóng)業(yè)干旱 遙感監(jiān)測(cè)，忽略了多源數(shù)據(jù)的綜合利用，影響了遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)使用的高效性 和干旱監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。這就需要根據(jù)現(xiàn)有的衛(wèi)星資源，綜合采用多源數(shù)據(jù)、 多光譜、多方法建立一個(gè)最優(yōu)的衛(wèi)星遙感組網(wǎng)觀測(cè)方案，最大限度的發(fā)揮現(xiàn) 有衛(wèi)星的觀測(cè)能力，更加精確的監(jiān)測(cè)陸地干旱狀況。因此，存在對(duì)能夠搜集所有可用衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)軌道參數(shù)數(shù)據(jù)、搭載的傳感 器數(shù)據(jù)以及傳感器所獲得的光譜數(shù)據(jù)并且相應(yīng)地建立衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)，以及 提高現(xiàn)有衛(wèi)星的組網(wǎng)觀測(cè)能力、干旱監(jiān)測(cè)的精度的干旱衛(wèi)星査詢系統(tǒng)和方法 的需要。 發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述需要，本發(fā)明提供了一種干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)，其包含 有一種衛(wèi)星搜索算法，將遙感衛(wèi)星系統(tǒng)和干旱監(jiān)測(cè)模型系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)。艮卩， 根據(jù)實(shí)際的需要選擇一種或者多種干旱監(jiān)測(cè)模型，那么就相應(yīng)的知道了模型 所需要的遙感數(shù)據(jù)特點(diǎn)，這時(shí)候通過(guò)"衛(wèi)星搜索算法"到衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫(kù)中就可 以搜索到所有可用的遙感數(shù)據(jù)的波段信息，最后通過(guò)"衛(wèi)星-傳感器-波段數(shù) 據(jù)"之間的關(guān)系，找到可用的衛(wèi)星。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種利用干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)來(lái)搜索干旱監(jiān) 測(cè)衛(wèi)星的方法，所述干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)包括衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)以及干說(shuō)明書(shū)第2/13頁(yè)旱監(jiān)測(cè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)，所述方法包括a、確定干旱監(jiān)測(cè)模型需要的中心波長(zhǎng)(M2)和帶寬(L2); b、從干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)中預(yù)先存儲(chǔ)的衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索一條衛(wèi)星圖像信息所包含的中心波長(zhǎng)(Ml)和帶寬(Ll);c、判斷干旱監(jiān)測(cè)模型需要的中心波長(zhǎng)(M2)和帶寬(L2)與衛(wèi)星信息數(shù)據(jù) 庫(kù)中檢索出的衛(wèi)星圖像信息所包含的中心波長(zhǎng)(Ml)和帶寬(Ll)是否滿足 預(yù)定的條件；d、如果滿足預(yù)定的條件，保存所述檢索出的一條衛(wèi)星圖像信 息，如果未滿足所述預(yù)定的條件，則返回步驟b; e、依據(jù)步驟d檢索出的衛(wèi) 星圖像信息所包含的中心波長(zhǎng)(Ml)和帶寬(Ll)確定相應(yīng)的傳感器類型， 從而確定獲取該衛(wèi)星圖像信息的傳感器；f、根據(jù)所確定的傳感器類型，在 衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)中的傳感器表獲取搭載該傳感器類型的傳感器的衛(wèi)星類型， 并基于確定的衛(wèi)星類型來(lái)確定所需要的衛(wèi)星信息。本發(fā)明的上述方法進(jìn)一步包括步驟g、如果滿足預(yù)定的條件的衛(wèi)星圖像信息不是最后一條衛(wèi)星圖像信息，則返回步驟b;如果滿足預(yù)定的條件的衛(wèi)星圖像信息是最后一條衛(wèi)星圖像信息，則保存所有符合預(yù)定條件的衛(wèi)星及參數(shù)信息。其中，所述預(yù)定的條件為其中，步驟d進(jìn)一步包括在返回步驟b之前，判斷檢索出的衛(wèi)星圖像 信息是否是最后一條衛(wèi)星圖像信息；如果檢索出的衛(wèi)星圖像信息是最后一條衛(wèi)星圖像信息，并且沒(méi)有任何一條符合預(yù)定的條件的衛(wèi)星圖像信息，則重新 確定干旱監(jiān)測(cè)模型需要的中心波長(zhǎng)和帶寬，然后返回步驟b。其中，依據(jù)檢索出的衛(wèi)星圖像信息所包含的中心波長(zhǎng)(Ml)和帶寬(Ll)確定相應(yīng)的傳感器類型包括通過(guò)在保存有所選擇的衛(wèi)星圖像信息中的中心波長(zhǎng)(Ml)和帶寬(Ll)的衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)的衛(wèi)星波段表中査找相應(yīng)的傳感器類型。其中，所述衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)包括衛(wèi)星表、衛(wèi)星搭載表、傳感器表和衛(wèi)星 波段表，所述干旱監(jiān)測(cè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)包括干旱監(jiān)測(cè)模型表、模型公式表和模型 參數(shù)表。根據(jù)本發(fā)明的方法，還包括在步驟a之前根據(jù)某一地區(qū)的實(shí)際干旱的 監(jiān)測(cè)的需要，確定需要使用的干旱監(jiān)測(cè)模型；基于所確定的干旱監(jiān)測(cè)模型，利用干旱監(jiān)測(cè)模型和模型參數(shù)之間的關(guān)系，確定干旱監(jiān)測(cè)模型需要的中心波長(zhǎng)(M2)和帶寬(L2)。根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種利用干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)來(lái)搜索干旱 監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的方法，所述干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)包括衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)以及 干旱監(jiān)測(cè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)，所述方法包括a、確定干旱監(jiān)測(cè)模型需要的最小波 長(zhǎng)(MIN2)和最大波長(zhǎng)(MAX2); b、從干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)中預(yù)先 存儲(chǔ)的衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索一條衛(wèi)星圖像信息所包含的中心波長(zhǎng)(Ml)和 帶寬(Ll); c、判斷干旱監(jiān)測(cè)模型需要的最小波長(zhǎng)和最大波長(zhǎng))與衛(wèi)星信息 數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索出的衛(wèi)星圖像信息所包含的中心波長(zhǎng)(Ml)和帶寬(Ll)是否 滿足預(yù)定的條件；d、如果滿足預(yù)定的條件，保存所述檢索出的一條衛(wèi)星圖 像信息，如果未滿足所述預(yù)定的條件，則返回步驟b; e、依據(jù)步驟d檢索出 的衛(wèi)星圖像信息所包含的中心波長(zhǎng)(Ml)和帶寬(L1)確定相應(yīng)的傳感器類 型，從而確定獲取該衛(wèi)星圖像信息的傳感器；f、根據(jù)所確定的傳感器類型， 在衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)中的傳感器表獲取搭載該傳感器類型的傳感器的衛(wèi)星類 型，并基于確定的衛(wèi)星類型來(lái)確定所需要的衛(wèi)星信息。其中，所述預(yù)定的條件為-MIN2〈MK證2利用本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星遙感組網(wǎng)觀測(cè)方案的優(yōu)化，形成針對(duì)干旱 遙感監(jiān)測(cè)專業(yè)應(yīng)用的"虛擬專業(yè)衛(wèi)星"設(shè)計(jì)方案，最大限度的發(fā)揮現(xiàn)有衛(wèi)星 觀測(cè)能力，提高干旱監(jiān)測(cè)的精度和時(shí)效。同時(shí)，本發(fā)明的系統(tǒng)可以安裝在研 究室內(nèi)部的辦公網(wǎng)絡(luò)上，支持多個(gè)職員同時(shí)對(duì)這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理、維護(hù)、査 詢檢索，是一個(gè)限定在局域網(wǎng)內(nèi)部的，基于客戶/服務(wù)器模式的網(wǎng)絡(luò)干旱監(jiān) 測(cè)衛(wèi)星査詢系統(tǒng)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)各部分之間的關(guān)系。 圖2是根據(jù)本發(fā)明的衛(wèi)星搜索方法與衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)以及干旱監(jiān)測(cè)模型 數(shù)據(jù)庫(kù)之間關(guān)系圖。圖3是依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的衛(wèi)星搜索方法的流程圖。 圖4是根據(jù)本發(fā)明的衛(wèi)星搜索方法采用的另一個(gè)預(yù)定條件示例。 圖5是根據(jù)本發(fā)明的衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)中的各表的關(guān)系圖。 圖6是根據(jù)本發(fā)明的干旱監(jiān)測(cè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)中各表關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
1. 1衛(wèi)星遙感系統(tǒng)遙感技術(shù)系統(tǒng)一般由四部分組成遙感平臺(tái)、傳感器、遙感數(shù)據(jù)接收與 處理系統(tǒng)、遙感資料分析解釋系統(tǒng)，其中遙感平臺(tái)、傳感器和數(shù)據(jù)接收與處 理系統(tǒng)是決定遙感技術(shù)應(yīng)用成敗的三個(gè)主要技術(shù)因素。衛(wèi)星平臺(tái)和傳感器負(fù) 責(zé)獲取遙感信息，地面控制一處理系統(tǒng)負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的工作狀況，及時(shí)向衛(wèi) 星發(fā)送各種指令，指揮星體和傳感器的工作，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接受和處理。1、衛(wèi)星平臺(tái)衛(wèi)星軌道參數(shù)是用來(lái)描述在太空中衛(wèi)星運(yùn)行的位置、形狀和取向。由以 下幾個(gè)參數(shù)構(gòu)成(1) 傾角赤道平面與衛(wèi)星軌道平面間的夾角，具體計(jì)算是在衛(wèi)星軌 道升段時(shí)由赤道平面反時(shí)針旋轉(zhuǎn)到軌道平面的夾角。(2) 高度衛(wèi)星離地球表面的距離。(3) 星下點(diǎn)衛(wèi)星與地球中心連線在地球表面的交點(diǎn)。(4) 升交點(diǎn)衛(wèi)星由南往北飛行在赤道上的交點(diǎn)。(5) 周期衛(wèi)星繞地球一周需要的時(shí)間。(6) 截距衛(wèi)星繞地球一周，地球轉(zhuǎn)過(guò)的度數(shù)。(7) 偏心率焦距與軌道半長(zhǎng)軸之比。(8) 近地點(diǎn)角在軌道平面內(nèi)升交點(diǎn)和近地點(diǎn)與地心連線間的夾角。(9) 平均近點(diǎn)角若衛(wèi)星通過(guò)近地點(diǎn)的時(shí)刻為tp，衛(wèi)星的平均角速度 為n，則任一時(shí)刻的平均近點(diǎn)角M^ (t-tp)。只要確定了衛(wèi)星的軌道參數(shù)，就可以確定衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。比如Landsat 衛(wèi)星的軌道參數(shù)數(shù)據(jù)表l LandSAT、 SPOT衛(wèi)星軌道參數(shù)衛(wèi)星系列衛(wèi)星類型軌道類型高度傾角0 軌道周期 重訪周重訪地方時(shí)(km)期(天)Land SATLand SAT 1太陽(yáng)同步軌道92099. 125 103.26min 188:50amLand SAT 29:03amLand SAT 39:31amLand SAT 470599.22 98.9min 169:45amLand SAT 59:45amLand SAT 710:00amSPOT衛(wèi)星SPOT 1-5太陽(yáng)同步軌道83298.7 101.4min 2610:30am±15min2、衛(wèi)星上搭載的傳感器搭載在衛(wèi)星上的傳感器是獲取遙感數(shù)據(jù)的關(guān)鍵設(shè)備，因設(shè)計(jì)和獲取數(shù)據(jù) 的特點(diǎn)不同，傳感器的種類也不同，目前遙感中所用的傳感器大體上可分為 攝影類型、掃描成像類型、雷達(dá)成像類型和非圖像類型的傳感器。例如， Landsat衛(wèi)星上，通常以多光譜掃描儀(MSS)或?qū)ｎ}制圖儀(TM)為主要傳 感器；在以軍事偵察為目的的軍事衛(wèi)星中，以高分辨率的對(duì)地?cái)z影機(jī)與對(duì)空 攝影儀為主要儀器。表2衛(wèi)星所搭載的傳感器信息衛(wèi)星類型傳感器類 型搭載衛(wèi)星成像方式波段數(shù)掃描寬度主要用途LajidsatRBV LandSATl-3 MSSLandSATl—5、'直接對(duì)地掃描 直接對(duì)地掃描TMLandSAT4、 5 直接對(duì)地掃描3LandSAT3 LandSAT 1、 2、 4、 5、 77中心投影 185km制圖應(yīng)用 地形特征的光譜分析185km針對(duì)各種地球觀測(cè)主 題，農(nóng)業(yè)、水文、地 質(zhì)專業(yè)地圖。ETM+LandSAT7直接對(duì)地掃描185km與TM類似，功能更強(qiáng)3、傳感器獲得衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)傳感器獲得地面發(fā)射或者反射回來(lái)的電磁波譜信息，并將獲得的電磁波 譜信息記錄成圖像。 一般來(lái)說(shuō)，同一個(gè)傳感器都可以獲得具有多波段數(shù)、波 長(zhǎng)及波段寬度的數(shù)據(jù)。每個(gè)波段數(shù)據(jù)都可以用中心波長(zhǎng)和帶寬來(lái)唯一表示。例如Landsat衛(wèi)星所搭載的傳感器獲取的波段數(shù)據(jù)如下表所示: 表3 Landsat衛(wèi)星所獲得的遙感圖像波段數(shù)據(jù)衛(wèi)星類型波段編號(hào)光譜范圍(um)波段分布空間分辨率(m)LandsatRBV 10.475--O. 575青綠80RBV 20. 58--0.68橙黃80RBV 30. 69--0. 83紅、近紅外80MSS 10. 5--0.6藍(lán)綠80MSS 20. 6--O. 7橙紅80MSS 30.7--0.8紅、近紅外80MSS 40. 8--1. 1近紅外80TM 10. 45--O. 52藍(lán)30TM 20. 52--O. 60綠30TM 30. 63--O. 69紅30TM 40. 76--O. 90近紅外30TM 5中紅外30TM 6熱紅外120TM 7遠(yuǎn)紅外30ETM+8全色PAN15針對(duì)衛(wèi)星遙感系統(tǒng)，本發(fā)明設(shè)計(jì)了相應(yīng)的衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)，其主要包括4個(gè)表表"planet"存放衛(wèi)星的軌道參數(shù)等信息，表"pscarry"存放衛(wèi)星 所搭載的傳感器信息，表"sensor"存放傳感器的信息，表"senwaveband" 存放傳感器的掃描波段信息。表4-1 planet (衛(wèi)星表)字段中文意義類型長(zhǎng)度規(guī)則與約束備注plstype衛(wèi)星名稱chsr20Not NullPKplaseries衛(wèi)星系列char20Not Nullplaorbit軌道類型char30Not Nullplaorbheight軌道高度f(wàn)loat8Not NullplsorbLiquity軌道傾角float8Not Nullplaorbcyc衛(wèi)星周期float8Not Nullplarevi sitcyc重訪周期float8Not Nullplasenn咖傳感器數(shù)量int4Not Null表4-2pscarry(衛(wèi)星搭載表)字段中文意義類型長(zhǎng)度規(guī)則與約束備注platype衛(wèi)星名稱char20Not NullPKsentype傳感器名稱ch^r20Not NullPK表4-3 senser (傳感器表)字段中文意義類型長(zhǎng)度規(guī)則與約束備注sentype傳感器名稱char20Not Nullsenimafsshion傳感器掃描方式chax40Not Nullsenscanwid掃描寬度f(wàn)loat8Not Nullsenbannunj傳感器波段數(shù)量irit4Not Nullsenpurpose傳感器用途char400Not Null表4-4 se麵veband (衛(wèi)星波段表)字段中文意義類型長(zhǎng)度規(guī)則與約束備注ID波段序號(hào)cheir20Not NullPKsenbannam傳感器波段名稱float8Not Nullsenba咖idlen傳感器中心波長(zhǎng)float8Not Nullsenbarwid傳感器波段帶寬float8Not Nullsenb咖'esol傳感器波段分辨率chat-30Not Nullsenb加color傳感器波段顏色char20Not Nullsentype傳感器名稱int4Not NullFK"planet"(衛(wèi)星表)和"pacarry"(衛(wèi)星搭載表)之間是一對(duì)多的關(guān) 系，即一顆衛(wèi)星可以搭載多種傳感器。"sensor"(傳感器表)和"pacarry"(衛(wèi)星搭載表)之間是一對(duì)多的關(guān)系，即一種類型的傳感器可能被多顆衛(wèi)星 搭載。"sensor"(傳感器表)和"senwaveband"(傳感器波段表)之間是一 對(duì)多的關(guān)系，即一種傳感器可以同時(shí)獲得多個(gè)波段的遙感數(shù)據(jù)。比如一個(gè)高 光譜傳感器可以同時(shí)獲得幾十甚至上百個(gè)波段的數(shù)據(jù)。由此在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立"planet，，、 "pacarry，，、 "sensor，,、 "se畫veband，，之間的關(guān)系圖如圖4所 示。1.2干旱監(jiān)測(cè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)目前，基于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)發(fā)展了非常多的干旱監(jiān)測(cè)模型，每種干旱監(jiān)測(cè) 模型用不同的公式來(lái)完成計(jì)算，這些計(jì)算公式中的參數(shù)又是基于不同波段的遙感數(shù)據(jù)。比如，可用的一種干旱監(jiān)測(cè)模型如下 歸一化植被指數(shù)模型其中Pw、 /^分別為近紅、紅波段的反射率。 公式的參數(shù)Pw、根據(jù)該干旱監(jiān)測(cè)模型，需要的遙感衛(wèi)星光譜數(shù)據(jù)如下 近紅外波段MSS: 0. 7 0.8TM/ ETM: 0. 76 0. 90 AV跳0. 725 1. 1 M0DIS: 0.841-0.876 紅波段MSS: 0.6 0.7TM/ ETM: 0. 63 0. 69 AV跳 0.55 0.68M0DIS: 0.62-0.67 根據(jù)本發(fā)明，還可以根據(jù)需要選用現(xiàn)有技術(shù)中的其他干旱監(jiān)測(cè)模型。 根據(jù)本發(fā)明，干旱監(jiān)測(cè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)包括"dromodel"(干旱監(jiān)測(cè)模型 )、"mod_par"(模型公式表)和"parameter"(模型參數(shù)表)三個(gè)表: "dromod"存放干旱監(jiān)測(cè)模型信息，表"modpar"存放監(jiān)測(cè)模型的參數(shù)〖言 ，表"parameter"存放各參數(shù)所需要的光譜數(shù)據(jù)范圍信息，具體如下。表4-5 dromod (干旱監(jiān)測(cè)模型表)字段中文意義類型長(zhǎng)度規(guī)則與約束備注modnam模型名稱char40Mot NullPKmodparnum模型參數(shù)個(gè)數(shù)int4Not Nullmodiirtroduce模型介紹char200Not Nullmodpurpers模型用途char800Not Null表4-6 mod—par(模型公式表)字段中文意義類型長(zhǎng)度規(guī)則與約束備注modnajn模型名稱chax40Not NullPKpsrnain參數(shù)名稱chdr40Not NullPK表4-7 parameter (模型參數(shù)表)字段中文意義類型長(zhǎng)度規(guī)則與約束備注psrnam參數(shù)名稱char40Not NullPKparba咖idlen參數(shù)中心波長(zhǎng)float8Not Nullpsrbarwid參數(shù)帶寬float8Not Nullparre腿rk參數(shù)說(shuō)明chsr100Not Nullpar ID參數(shù)序號(hào)int4Not Null表表息12"dromodel"(干旱監(jiān)測(cè)模型表)和"mod_par"(模型公式表)之間是 一對(duì)多的關(guān)系，即一個(gè)模型會(huì)有多個(gè)參數(shù)，"parameter"模型參數(shù)表和"mocLpar"(模型公式表)之間是一對(duì)多的關(guān)系，即同一個(gè)參數(shù)可能被多個(gè) 干旱監(jiān)測(cè)模型所包含。由此在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立"dromodel"、 "mod—par "、"parameter"三個(gè)表之間的關(guān)系圖如圖5所示。1. 3干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)在太空的衛(wèi)星，源源不斷的向地面發(fā)回各種波段的光譜數(shù)據(jù)，包括 目前可用的衛(wèi)星光譜數(shù)據(jù)的波段特點(diǎn)，都會(huì)被存儲(chǔ)在本發(fā)明的干旱監(jiān)測(cè)虛擬 衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)中。同時(shí)，干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)也存儲(chǔ)有目前有效的幾 乎所有的干旱監(jiān)測(cè)模型以及這些干旱監(jiān)測(cè)模型所需要的遙感數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。衛(wèi)星和傳感器之間是多對(duì)多的關(guān)系，即一顆衛(wèi)星可以搭載多種傳感器， 而一種類型的傳感器也可能被多顆衛(wèi)星搭載。傳感器和其所獲得的波段數(shù)據(jù) 之間是一對(duì)多的關(guān)系，即一種傳感器可以同時(shí)獲得多個(gè)波段的遙感數(shù)據(jù)。比 如一個(gè)高光譜傳感器可以同時(shí)獲得幾十甚至上百個(gè)波段的數(shù)據(jù)。干旱監(jiān)測(cè)模型和模型公式所需要的遙感數(shù)據(jù)之間是多對(duì)多的關(guān)系，即一 個(gè)模型會(huì)有多個(gè)參數(shù)，同一個(gè)參數(shù)也可能被多個(gè)計(jì)算模型所包含。其中每個(gè) 參數(shù)都可能需要多種類型的遙感波段數(shù)據(jù)來(lái)完成計(jì)算。本發(fā)明的干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)首先搜集所有可用衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)軌 道參數(shù)數(shù)據(jù)、搭載的傳感器數(shù)據(jù)以及傳感器所獲得的光譜數(shù)據(jù)以建立衛(wèi)星信 息數(shù)據(jù)庫(kù)。為了便于數(shù)據(jù)的訪問(wèn)，本系統(tǒng)還創(chuàng)建了兩個(gè)視圖st—監(jiān)測(cè)模型、st—適 用衛(wèi)星。這兩個(gè)視圖可以方便實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星、干旱監(jiān)測(cè)模型信息的獲取。建立這 兩個(gè)視圖的SQL語(yǔ)句如下 1、 st—適用衛(wèi)星 CREATE VIEW dbo. st—適用衛(wèi)星 ASSELECT dbo. planet, platype (衛(wèi)星名稱)，dbo. pl纖t. plaorbit (軌 道類型)，dbo. planet, plaorbheight，13dbo. planet, plaorbliquity (車九道傾角)，dbo. planet, plaorbcyc，(衛(wèi)星周期)dbo. planet, plarevisitcyc (重訪周期)，dbo. planet, plasermum (傳感器數(shù)量)，dbo. sensor, sentype (傳感器名稱)，dbo. senwaveband. senbanmidlen(傳感器獲取波段的中心波長(zhǎng))， dbo. senwaveband. senbanwid (傳感器獲取波段的帶寬)， dbo. senwaveband. senbanresol (傳感器波段的空間分辨率)， dbo. se腿veban丄senb塞am (傳感器獲取波段的名稱)FROM dbo. planet INNER JOINdbo.pscarry ON dbo. planet, platype = dbo. pscarry. platype INNER JOIN dbo. sensor ON dbo.pscarry. sentype = dbo.sensor.sentype INNER JOIN dbo.senwaveband ON dbo. sensor, sentype = dbo. senwaveband. sentype2、 st—監(jiān)測(cè)模型CREATE VIEW dbo. st—監(jiān)測(cè)模型ASSELECT dbo. dromodel. modnam (模型名禾爾)，dbo. dromodel. modparnum (模型參數(shù)個(gè)數(shù))，dbo. parameter, parnam (模型參數(shù)名稱)，dbo. parameter, parb細(xì)idlen (參數(shù)所需波段的中心波長(zhǎng))， dbo. parameter, parbanwid (參數(shù)所需波段的餓帶寬) FROM dbo. dromodel INNER JOINdbo. mod_par ON dbo. dromodel. modnam = dbo. mod_par. modnam 雇ER JOINdbo. parameter ON dbo. mod—par. parnam = dbo. parameter, parnam 同時(shí)，本發(fā)明的干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)綜合干旱遙感監(jiān)測(cè)的所有遙 感反演方法、計(jì)算模型，獲得每個(gè)模型所需要的光譜數(shù)據(jù)信息，建立干旱遙 感監(jiān)測(cè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)。干旱遙感監(jiān)測(cè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)和衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)之間通過(guò)光 譜數(shù)據(jù)信息產(chǎn)生聯(lián)系。即如果選定了干旱遙感監(jiān)測(cè)中所用的模型，就相應(yīng)的 確定了我們所需要的光譜數(shù)據(jù)范圍，接著搜索衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)中所有衛(wèi)星、 所搭載的傳感器及傳感器所獲得的光譜信息，確定那些衛(wèi)星可以提供我們所 需要的數(shù)據(jù)。搜索時(shí)我們?cè)O(shè)計(jì)了相關(guān)的匹配算法，只要確定了采用哪個(gè)模型，系統(tǒng)就可以準(zhǔn)確快速的鎖定可用的衛(wèi)星。本發(fā)明的干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星遙感系統(tǒng)和干旱監(jiān)測(cè) 模型系統(tǒng)的有效結(jié)合，各部分之間的關(guān)系如圖l所示。干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)各部分之間的關(guān)系如圖2所示。圖2中，利用衛(wèi)星搜索方法來(lái)在衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)和干旱監(jiān)測(cè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)建立聯(lián)系。在本發(fā)明中，將傳感器所采集的波段和模型所需的波段數(shù)據(jù)都用中心波長(zhǎng)和帶寬來(lái)表示(參見(jiàn)表4-4)。衛(wèi)星搜索預(yù)定條件只要兩組數(shù)據(jù)的中心波長(zhǎng)(MN m2)、帶寬(A、 z2)有交集，則認(rèn)為衛(wèi)星數(shù)據(jù)符合需要。這種情況下衛(wèi)星傳感器所采集的圖 像數(shù)據(jù)可以形成適用于所選干旱監(jiān)測(cè)模型的衛(wèi)星監(jiān)測(cè)方案。由此得到衛(wèi)星搜索公式如下式中L分別代表衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)的中心波長(zhǎng)和帶寬，M2、 U分別代表 干旱監(jiān)測(cè)模型參數(shù)所需要的中心波長(zhǎng)和帶寬。根據(jù)以上的衛(wèi)星搜索公式，在計(jì)算機(jī)中設(shè)計(jì)了搜索方法的計(jì)算流程，并 在￥〔++中實(shí)現(xiàn)了代碼。如圖所示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，利用干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)搜索適用于 某一地區(qū)的監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的具體流程如下(圖3)。根據(jù)本發(fā)明，首先，該方法起始于步驟301。在步驟302，根據(jù)某一地區(qū)的實(shí)際干旱的監(jiān)測(cè)的需要，確定需要使用的干旱監(jiān)測(cè)模型。之后，基于所確 定的干旱監(jiān)測(cè)模型，利用本發(fā)明的干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)中的干旱監(jiān)測(cè)模型和模型參數(shù)之間的關(guān)系，確定所需要的遙感數(shù)據(jù)波段信息(步驟303， 304)。如圖5和6所示，本發(fā)明中所需要的波段信息用M2， L2來(lái)表示，分別 表示干旱監(jiān)測(cè)模型需要的中心波長(zhǎng)和帶寬。在步驟306，在本發(fā)明的干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)中預(yù)先存儲(chǔ)的遙感 衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索第一條衛(wèi)星圖像信息(Mm L》。之后，在步驟308， 將所需要的波段信息(M2， L2)與檢索出的衛(wèi)星圖像信息(Ml， Ll)進(jìn)行比 較，以確定是否滿足預(yù)定的條件。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，依據(jù)公式(1)的1預(yù)定條件比較所需要的波段信息(M2, L2)與檢索出的衛(wèi)星圖像信息(Ml， Ll)，如果上述公式(1)所設(shè)置的條件滿足，則記錄下符合所設(shè)置條件的衛(wèi) 星圖像信息，繼續(xù)到步驟310。如果公式(1)所設(shè)置的條件不滿足，則繼續(xù)到步驟320。在步驟320, 判定在步驟308所用的當(dāng)前衛(wèi)星圖像信息記錄是否是最后一條。如果不是最 后一條記錄，則返回到步驟306。如果是最后一條記錄，則在步驟322判斷是 否已經(jīng)存在符合所設(shè)置的條件的衛(wèi)星圖像信息記錄(步驟324)，如果不存 在則流程返回步驟302，重新選擇適用于該地區(qū)的干旱監(jiān)測(cè)模型。如果已經(jīng) 存在符合所設(shè)置的條件的衛(wèi)星圖像信息記錄，則進(jìn)行步驟318。在步驟310，選擇根據(jù)所確定的符合公式(1)的條件的衛(wèi)星圖像信息中 的數(shù)據(jù)(M" LO 。之后在步驟312，在保存有所選擇的衛(wèi)星圖像信息中的數(shù) 據(jù)(M" LJ的衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)的表4-4中査找相應(yīng)的傳感器類型，即確定獲 取該衛(wèi)星圖像信息中的數(shù)據(jù)(M" L)的傳感器。根據(jù)所確定的傳感器類型， 在遙感衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)中的傳感器表4-3中査找記載有該確定的傳感器類型 的記錄，從查找出的記錄中獲取搭載該傳感器類型的傳感器的衛(wèi)星類型(步 驟314)。最后，根據(jù)確定的衛(wèi)星類型，從遙感衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)的衛(wèi)星表中 査找記載有該確定的衛(wèi)星類型的記錄，從而鎖定所需要用于進(jìn)行干旱監(jiān)測(cè)的 衛(wèi)星并且獲得該衛(wèi)星的相關(guān)信息，步驟316。在步驟317，判段當(dāng)前衛(wèi)星圖像信息記錄是否是最后一條。如果是最后 一條記錄，則保存所有符合預(yù)定條件的衛(wèi)星及參數(shù)信息，然后結(jié)束程序(步 驟318， 319)。如果不是最后一條記錄，則返回到步驟306，檢索下一條記 錄是否符合條件。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，在步驟308所采用的預(yù)定的條件可以是其 它的條件。例如，衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)中的衛(wèi)星圖像信息(Ml， Ll)即傳感器所 采集的波段信息仍然用中心波長(zhǎng)和帶寬來(lái)表示，而模型參數(shù)所需要的波段信 息分別用最小波長(zhǎng)(MIN2)和最大波長(zhǎng)(MAX2)來(lái)表示則所述的預(yù)定的條件如<formula>formula see original document page 17</formula>公式(2)(見(jiàn)圖4):MIN2〈MKMAX2 (2)或者相反，衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)中的衛(wèi)星圖像信息即傳感器所采集的波段信 息用最小波長(zhǎng)和最大波長(zhǎng)來(lái)表示，而模型參數(shù)所需要的波段信息分別仍然用 中心波長(zhǎng)和帶寬來(lái)表示，則所述的預(yù)定條件類似于公式(2)?？傊?，利用本發(fā)明的干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)中包含有一種衛(wèi)星搜索 算法，將遙感衛(wèi)星系統(tǒng)和干旱監(jiān)測(cè)模型系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)。即，根據(jù)實(shí)際的需要 選擇一種或者多種干旱監(jiān)測(cè)模型，那么就相應(yīng)的知道了模型所需要的遙感數(shù) 據(jù)特點(diǎn)，這時(shí)候通過(guò)"衛(wèi)星搜索算法"到衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫(kù)中就可以搜索到所有可 用的遙感數(shù)據(jù)的波段信息，最后通過(guò)"衛(wèi)星 傳感器——波段數(shù)據(jù)"之間 的關(guān)系，就可以找到可用的衛(wèi)星是哪幾顆，最終完成衛(wèi)星的搜索。
權(quán)利要求
1、一種利用干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)來(lái)搜索干旱監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的方法，所述干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)包括衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)以及干旱監(jiān)測(cè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)，所述方法包括a、確定干旱監(jiān)測(cè)模型需要的中心波長(zhǎng)(M2)和帶寬(L2)；b、從干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)中預(yù)先存儲(chǔ)的衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索一條衛(wèi)星圖像信息所包含的中心波長(zhǎng)(M1)和帶寬(L1)；c、判斷干旱監(jiān)測(cè)模型需要的中心波長(zhǎng)(M2)和帶寬(L2)與衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索出的衛(wèi)星圖像信息所包含的中心波長(zhǎng)(M1)和帶寬(L1)是否滿足預(yù)定的條件；d、如果滿足預(yù)定的條件，記錄所述檢索出的一條衛(wèi)星圖像信息，如果未滿足所述預(yù)定的條件，則返回步驟b；e、依據(jù)步驟d檢索出的衛(wèi)星圖像信息所包含的中心波長(zhǎng)(M1)和帶寬(L1)確定相應(yīng)的傳感器類型，從而確定獲取該衛(wèi)星圖像信息的傳感器；f、根據(jù)所確定的傳感器類型，在衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)中的傳感器表獲取搭載該傳感器類型的傳感器的衛(wèi)星類型，并基于確定的衛(wèi)星類型來(lái)確定所需要的衛(wèi)星信息。
2、 如權(quán)利要求1的所述方法，進(jìn)一步包括步驟g、 如果滿足預(yù)定的條件的衛(wèi)星圖像信息不是最后一條衛(wèi)星圖像信息，則返回步驟b;如果滿足預(yù)定的條件的衛(wèi)星圖像信息是最后一條衛(wèi)星圖像信 息，則保存所有符合預(yù)定條件的衛(wèi)星及參數(shù)信息。
3、 如權(quán)利要求1或2的所述方法，其中，所述預(yù)定的條件為
4、如權(quán)利要求1或2的所述方法，其中，步驟d進(jìn)一步包括 在返回步驟b之前，判斷檢索出的衛(wèi)星圖像信息是否是最后一條衛(wèi)星圖 像信息；如果檢索出的衛(wèi)星圖像信息是最后一條衛(wèi)星圖像信息，并且沒(méi)有任何一 條符合預(yù)定的條件的衛(wèi)星圖像信息，則重新確定干旱監(jiān)測(cè)模型需要的中心波長(zhǎng)和帶寬，然后返回步驟b。
5、 如權(quán)利要求1的所述方法，其中，依據(jù)檢索出的衛(wèi)星圖像信息所包 含的中心波長(zhǎng)(Ml)和帶寬(Ll)確定相應(yīng)的傳感器類型包括通過(guò)在保存 有所選擇的衛(wèi)星圖像信息中的中心波長(zhǎng)(Ml)和帶寬(Ll)的衛(wèi)星信息數(shù)據(jù) 庫(kù)的衛(wèi)星波段表中查找相應(yīng)的傳感器類型。
6、 如權(quán)利要求l的所述方法，其中，所述衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)包括衛(wèi)星表、 衛(wèi)星搭載表、傳感器表和衛(wèi)星波段表，所述干旱監(jiān)測(cè)模型數(shù)據(jù)庫(kù)包括干旱監(jiān) 測(cè)模型表、模型公式表和模型參數(shù)表。
7、 如權(quán)利要求l的所述方法，還包括在步驟a之前 根據(jù)某一地區(qū)的實(shí)際干旱的監(jiān)測(cè)的需要，確定需要使用的干旱監(jiān)測(cè)模型；基于所確定的干旱監(jiān)測(cè)模型，利用干旱監(jiān)測(cè)模型和模型參數(shù)之間的關(guān) 系，確定干旱監(jiān)測(cè)模型需要的中心波長(zhǎng)(M2)和帶寬(L2)。
8、 一種利用干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)來(lái)搜索干旱監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的方法， 所述干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)包括衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)以及干旱監(jiān)測(cè)模型數(shù) 據(jù)庫(kù)，所述方法包括-a、 確定干旱監(jiān)測(cè)模型需要的最小波長(zhǎng)(MIN2)和最大波長(zhǎng)(MAX2);b、 從干旱監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)中預(yù)先存儲(chǔ)的衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索 一條衛(wèi)星圖像信息所包含的中心波長(zhǎng)(Ml)和帶寬(Ll);c、 判斷干旱監(jiān)測(cè)模型需要的最小波長(zhǎng)和最大波長(zhǎng))與衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù) 中檢索出的衛(wèi)星圖像信息所包含的中心波長(zhǎng)(Ml)和帶寬(Ll)是否滿足預(yù) 定的條件；d、 如果滿足預(yù)定的條件，保存所述檢索出的一條衛(wèi)星圖像信息，如果 未滿足所述預(yù)定的條件，則返回步驟b;e、 依據(jù)步驟d檢索出的衛(wèi)星圖像信息所包含的中心波長(zhǎng)(Ml)和帶寬 (LI)確定相應(yīng)的傳感器類型，從而確定獲取該衛(wèi)星圖像信息的傳感器；f、 根據(jù)所確定的傳感器類型，在衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)中的傳感器表獲取搭載該傳感器類型的傳感器的衛(wèi)星類型，并基于確定的衛(wèi)星類型來(lái)確定所需要 的衛(wèi)星信息。
9、 如權(quán)利要求8的所述方法，其中，所述預(yù)定的條件為MIN2〈MK區(qū)X2 。
10、 如權(quán)利要求8或9的所述方法，進(jìn)一步包括步驟g、如果滿足預(yù)定的條件的衛(wèi)星圖像信息不是最后一條衛(wèi)星圖像信息， 則返回步驟b;如果滿足預(yù)定的條件的衛(wèi)星圖像信息是最后一條衛(wèi)星圖像信 息，則保存所有符合預(yù)定條件的衛(wèi)星及參數(shù)信息。
全文摘要
一種搜索干旱監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的方法，包括a.確定干旱監(jiān)測(cè)模型需要的中心波長(zhǎng)(M2)和帶寬(L2)；b.從預(yù)存儲(chǔ)的衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索一條衛(wèi)星圖像信息所包含的中心波長(zhǎng)(M1)和帶寬(L1)；c.判斷干旱監(jiān)測(cè)模型需要的中心波長(zhǎng)和帶寬與檢索出的衛(wèi)星圖像信息包含的中心波長(zhǎng)和帶寬是否滿足預(yù)定條件；d.如滿足預(yù)定條件，保存檢索的衛(wèi)星圖像信息，如未滿足預(yù)定條件，返回步驟b；e.依據(jù)步驟d檢索出的衛(wèi)星圖像信息所包含的中心波長(zhǎng)和帶寬確定相應(yīng)的傳感器類型，以確定獲取該衛(wèi)星圖像信息的傳感器；f.根據(jù)確定的傳感器類型，在衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫(kù)中傳感器表獲取搭載該傳感器類型的傳感器的衛(wèi)星類型，基于確定的衛(wèi)星類型來(lái)確定需要的衛(wèi)星信息。
文檔編號(hào)G01S17/88GK101598796SQ20091008831
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者明 劉, 磊 周, 武建軍 申請(qǐng)人:北京師范大學(xué)