本發(fā)明涉及航天遙感衛(wèi)星領域，尤指一種遙感衛(wèi)星對地覆蓋能力分析領域。

背景技術：

隨著空間技術的飛速發(fā)展，國際上遙感衛(wèi)星的數(shù)量越來越多，遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)在各領域的應用也越來越廣，然而，按照“天地統(tǒng)籌、協(xié)同建設”的思想，航天遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展勢必對地面系統(tǒng)和應用系統(tǒng)的建設提出了更高的要求，建設多大規(guī)模與處理能力的地面系統(tǒng)和應用系統(tǒng)成為了亟需論證和解決的問題。航天遙感衛(wèi)星對地覆蓋能力分析正是解決這一問題的有效途徑和方法，在衛(wèi)星發(fā)射的前期對衛(wèi)星的覆蓋能力進行有效的分析和評估可以預測衛(wèi)星的數(shù)據(jù)獲取規(guī)模、品種、規(guī)格和時效性，為地面系統(tǒng)和應用系統(tǒng)建設指標提供充分的依據(jù)。但是，傳統(tǒng)的衛(wèi)星覆蓋能力解析法和數(shù)值計算法多存在計算精度不高、占用計算機資源大、無法計算多次過境記錄重疊及多個衛(wèi)星同時運行對同一目標區(qū)域覆蓋分析等缺點，特別是不能滿足針對特定行政區(qū)域進行覆蓋分析的應用需求，也因此造成了時間和經(jīng)濟方面的巨大損失。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有無法滿足航天遙感衛(wèi)星對用戶任務目標區(qū)域進行快速精確覆蓋分析的問題，本發(fā)明提供了一種可針對任意形狀行政區(qū)域的網(wǎng)格覆蓋分析方法。該方法在全球平面地圖投影坐標系下，利用空間數(shù)據(jù)處理技術，按照一定的尺度將目標區(qū)域多邊形進行劃分，形成目標區(qū)域覆蓋分析網(wǎng)格，進而計算衛(wèi)星任一過境時刻對地面所覆蓋的網(wǎng)格數(shù)目，實現(xiàn)對目標行政區(qū)域的精確覆蓋分析，解決了傳統(tǒng)網(wǎng)格覆蓋法因數(shù)據(jù)及算法問題只能對特定經(jīng)緯度范圍內(nèi)矩形目標區(qū)域覆蓋分析的瓶頸和弊端。

本發(fā)明提出了一種遙感衛(wèi)星對地覆蓋能力分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

a.構建目標行政區(qū)域多邊形；

b.對所述目標行政區(qū)域進行網(wǎng)格劃分；

c.進行衛(wèi)星過境覆蓋能力分析；

d.覆蓋品質(zhì)綜合展示。

進一步，其特征在于，覆蓋能力分析的對象為任意形狀多邊形行政區(qū)域。

進一步，其特征在于，步驟a具體為：收集多邊形經(jīng)緯度點集(lat，lon)數(shù)據(jù)，將經(jīng)緯度點集(lat，lon)數(shù)據(jù)轉化為平面二維全球地圖坐標系下的(x，y)數(shù)值，按照順時針或逆時針方向將多邊形(x，y)點集串成互不連通的閉合多邊形。

進一步，其特征在于，步驟b：構建目標行政區(qū)域外接矩形內(nèi)網(wǎng)格，將目標行政區(qū)域外接矩形內(nèi)網(wǎng)格逐一判斷，篩選出屬于目標行政區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格。

進一步，其特征在于，步驟c具體為：建立全球平面底圖直角坐標系，將幅寬兩點投影到坐標系中，建立直線方程，通過判斷與直線相交的屬于目標行政區(qū)域的網(wǎng)格來判斷衛(wèi)星瞬時幅寬所掃過的網(wǎng)格。

進一步，其特征在于，判斷衛(wèi)星每次過境對目標區(qū)域覆蓋的過程中是否連續(xù)，如不連續(xù)則設置閾值進行處理。

進一步，其特征在于，步驟d為：利用了覆蓋重數(shù)圖、過境重繪圖進行可視化展示。

進一步，其特征在于，所述覆蓋重數(shù)圖用來區(qū)分目標行政區(qū)域內(nèi)不同部分的覆蓋次數(shù)，所述過境重繪圖用來重繪歷次過境。

本發(fā)明的基于行政區(qū)域遙感衛(wèi)星對地覆蓋分析方法具有以下優(yōu)點：

1、打破了傳統(tǒng)網(wǎng)格點覆蓋法只能分析某矩形經(jīng)緯度范圍內(nèi)覆蓋特性的局限性，可以對任意行政區(qū)域覆蓋特性進行分析，應用范圍和適用情況更加廣泛。

2、通過地圖投影建立全球平面底圖直角坐標系，將幅寬兩點投影到坐標系中，建立直線方程，通過判斷與直線相交的網(wǎng)格來進行覆蓋的判斷，將復雜的經(jīng)緯度值轉化為了平面直角坐標系下的行列號，計算和判斷更加方便快捷，提高了覆蓋分析的速度和效率。

3、多種途徑的目標區(qū)域覆蓋特性可視化呈現(xiàn)，比傳統(tǒng)單一的總體 覆蓋比更加直觀。

4、報表生成，覆蓋特性報表的生成為地面系統(tǒng)和應用系統(tǒng)建設者提供依據(jù)。

附圖說明

圖1基于行政區(qū)域的遙感衛(wèi)星對地覆蓋分析流程圖

圖2目標行政區(qū)域外接矩形網(wǎng)格圖(以中國行政區(qū)域為例)

圖3為目標行政區(qū)域網(wǎng)格圖(以中國行政區(qū)域為例)

圖4衛(wèi)星過境實時覆蓋顯示圖

圖5衛(wèi)星過境瞬時覆蓋判斷圖

圖6覆蓋重數(shù)圖

具體實施方式

本發(fā)明的面向行政區(qū)域的航天遙感衛(wèi)星對地覆蓋能力分析方法包括構建目標行政區(qū)域多邊形polygon、目標區(qū)域網(wǎng)格劃分、衛(wèi)星過境覆蓋分析及覆蓋品質(zhì)綜合展示。

進一步，所述構建目標行政區(qū)域多邊形polygon，包括多邊形經(jīng)緯度點集(lat，lon)數(shù)據(jù)收集，將經(jīng)緯度點集(lat，lon)數(shù)據(jù)轉化為平面二維全球地圖坐標系下的(x，y)數(shù)值，按照順時針或逆時針方向將多邊形(x，y)點集串成互不連通的閉合多邊形polygon。

進一步，所述目標區(qū)域網(wǎng)格劃分，包括構建目標行政區(qū)域外接矩形內(nèi)網(wǎng)格，將目標行政區(qū)域外接矩形內(nèi)網(wǎng)格逐一判斷，篩選出屬于目標行政區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格。

進一步，所述衛(wèi)星過境覆蓋分析，包括建立全球平面底圖直角坐標系，將幅寬兩點投影到坐標系中，建立直線方程，通過判斷與直線相交的屬于目標行政區(qū)域的網(wǎng)格來判斷衛(wèi)星瞬時幅寬所掃過的網(wǎng)格，并通過設定閾值處理過境中斷問題。

進一步，所述覆蓋品質(zhì)綜合展示，包括覆蓋重數(shù)圖、過境重繪圖、覆蓋特性報表等，覆蓋特性報表是將每顆衛(wèi)星表示覆蓋特性的二維數(shù)組進行實時或非實時統(tǒng)計分析，并將綜合覆蓋特性中每顆衛(wèi)星在仿真區(qū)域內(nèi)過境次數(shù)、起止時間、歷時和累計歷時以及覆蓋百分比等指標 量化顯示。

如圖1所示，本發(fā)明的方法在實施中需要構建目標行政區(qū)域多邊形polygon、目標區(qū)域網(wǎng)格劃分、衛(wèi)星過境覆蓋分析和覆蓋品質(zhì)綜合展示四個步驟。

收集目標行政區(qū)域數(shù)據(jù)可以通過數(shù)據(jù)文件或自定義兩種方式來收集。數(shù)據(jù)文件即擁有區(qū)域邊界的SHP文件或KML文件等，可以直接讀取這些文件進行使用，也可以對這些文件的數(shù)據(jù)進行處理為所需要的數(shù)據(jù)后再進行使用。自定義方式即通過手動點取目標行政區(qū)域的所有邊界點或手動輸入的方式收集，并存儲。構建目標行政區(qū)域多邊形polygon就是將收集的經(jīng)緯度點集(lat，lon)數(shù)據(jù)轉化為平面二維全球地圖坐標系下的(x，y)數(shù)值，按照順時針或逆時針方向將多邊形(x，y)點集串成互不連通的閉合多邊形polygon。

如圖3所示，目標區(qū)域網(wǎng)格劃分，對目標行政區(qū)域外界矩形的所有網(wǎng)格如圖2所示，進行循環(huán)判斷，如果網(wǎng)格在目標行政區(qū)域的幾個互不相連的區(qū)域任何一個內(nèi)部，則設置此網(wǎng)格的標志為true，如果此網(wǎng)格均不在互不相連的區(qū)域內(nèi)，則設置此網(wǎng)格標志為fasle。最后將設置為true的所有網(wǎng)格繪制出來，即為目標行政區(qū)域的網(wǎng)格。

如圖4所示，衛(wèi)星過境實時覆蓋分析，通過建立全球平面底圖直角坐標系，設左上角為原點(0，0)，如圖5所示，將幅寬兩點投影到坐標系中，建立直線方程，當直線與目標行政區(qū)域的網(wǎng)格相交時(從幅寬的左點到右點依次判斷相交網(wǎng)格的標識是否為目標行政區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格)，則一次過境開始，經(jīng)過若干次步長后，衛(wèi)星對地幅寬未覆蓋任何網(wǎng)格則代表此次過境結束。如果是針對經(jīng)緯度范圍這樣的目標區(qū)域，則不會出現(xiàn)問題，但是針對任意形狀多邊形的目標行政區(qū)域，則需要處理一次過境過程不連續(xù)覆蓋網(wǎng)格的問題，此時就需要設定一個閾值，在閾值范圍內(nèi)不連續(xù)覆蓋網(wǎng)格仍然認為為同一次過境。閾值的選擇根據(jù)目標區(qū)域的大小以及衛(wèi)星的步長。

覆蓋品質(zhì)綜合展示利用覆蓋特性表、覆蓋重數(shù)圖等進行可視化展示。將衛(wèi)星多次過境記錄覆蓋特性通過覆蓋特性表可視化展示出來。如圖6所示，將衛(wèi)星對目標行政區(qū)域多重覆蓋情況通過多重覆蓋圖，根據(jù)顏色的不同來區(qū)分覆蓋次數(shù)可視化展示出來。將歷次過境覆蓋情 況，通過點擊過境記錄，在過境覆蓋圖中重新繪制此次過境覆蓋形式可視化展示出來。

以上示例，僅為說明本發(fā)明的技術特征和可實施例，其目的是在于使該領域的技術人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并具體實施。由此，凡根據(jù)本發(fā)明的構思作出的變換和修飾，均包含在本發(fā)明的權利要求范圍內(nèi)，依專利法提出申請。