大數據時(shí)代航天遙感系統的發(fā)展戰略

　　一、航天遙感和航天遙感系統

　　近些年來(lái)，大數據已經(jīng)成為繼云計算、物聯(lián)網(wǎng)之后 IT 領(lǐng)域最流行的詞匯，并在各行各業(yè)中廣泛出現，受到人們越來(lái)越多的關(guān)注，也引起很多專(zhuān)家學(xué)者的深入研究。從2012年3月開(kāi)始，美國開(kāi)始投入對大數據的研究，與大數據相關(guān)的研究發(fā)展規劃被列入科學(xué)信息領(lǐng)域的重要舉措之一，相關(guān)部門(mén)基于大數據背景下獲取、存儲、處理等方面展開(kāi)對遙感信息技術(shù)的研究。

本文以航天遙感的現狀為基礎，分析航天遙感系統的技術(shù)現狀，得出航天遙感系統如何面對大數據時(shí)代挑戰的結論，以便于迅速采集遙感數據、對遙感數據進(jìn)行分析和管理，滿(mǎn)足人們對航天遙感的需求。
　　遙感是為了獲取遠距離物體的相關(guān)資訊，遙感技術(shù)被廣泛應用于現場(chǎng)勘測，適用于面積廣闊的觀(guān)測，數據的綜合性和可比性較強，具有很強的時(shí)效性，在勘測過(guò)程中不需要通過(guò)物理接觸，而是通過(guò)電磁波的反射以及輻射，通過(guò)數據的采集和計算，實(shí)現對物體的遠距離探測，獲取包含物體的遙感數據信息。這里需要注意的是數據不等同于信息，數據承載有效的信息，在目前的應用中仍然存在一定的局限性。任何事物都可以發(fā)射、反射、吸收電磁波信號，都屬于遙感信息源。地物的空間信息的獲取方式需要通過(guò)搭載在遙感平臺上的遙感器來(lái)獲取。

　　二、大數據的概念

　　大數據是適應時(shí)代發(fā)展需求所衍生出來(lái)的概念，顧名思義，大數據所指的數據數量十分龐大，通過(guò)傳統的收集渠道不能幫助企業(yè)采集、管理有效的信息，也無(wú)法立足于時(shí)代背景，向企業(yè)提供與經(jīng)營(yíng)相關(guān)的策略。直到2009年，“大數據”才逐漸出現在公眾視野，以難以預計的速度進(jìn)行擴散。研究大數據的目的并不是采集數據，而是將采集的數據進(jìn)行分析、管理、處理、應用，增強數據應用的能力，進(jìn)一步完善使用數據的功能，從而挖掘有應用價(jià)值的資訊，大數據技術(shù)具有可觀(guān)的發(fā)展空間。大數據時(shí)代在信息通信、海量存儲等方面有利于解決航天遙感系統迅速采集信息、處理數據，本文的重點(diǎn)放在數據存儲方面，并分析新時(shí)代背景下航天遙感技術(shù)存在的機遇和挑戰，進(jìn)一步促進(jìn)航天遙感技術(shù)的可持續發(fā)展。

　　三、航天遙感技術(shù)迎來(lái)的機遇

　　1.航天遙感技術(shù)的重要意義
　　航天遙感可以對環(huán)境和資源進(jìn)行有效的勘測，也可以對信息技術(shù)進(jìn)行有效的掌控?？梢哉f(shuō)從一定意義上講，航天遙感技術(shù)已經(jīng)成為決定戰爭勝負和影響國家安全的重要因素。 航天測繪（http://dgxinou.com/Products/wrjsmhs15.html）已成為獲取空間信息資源十分重要的技術(shù)手段。同時(shí)，遙感信息的獲取、處理、加工和服務(wù)，與衛星定位技術(shù)和衛星通信技術(shù)的應用也密切相關(guān)，正在世界范圍內蓬勃發(fā)展的小衛星技術(shù)對于推動(dòng)遙感、導航定位和通信技術(shù)的快速進(jìn)步具有重要價(jià)值。
　　2.大數據時(shí)代航天遙感技術(shù)的機遇
　?。?）云存儲
　　在大數據時(shí)代的背景下，航天遙感技術(shù)可以使用云儲存的技術(shù)，對數據進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，包括對數據副本進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，占有極少的硬件資源，廣泛應用于亞馬遜等電子商務(wù)行業(yè)中。存儲虛擬化技術(shù)是云存儲系統的關(guān)鍵所在，包括主機、基于網(wǎng)絡(luò )、基于存儲陣列三種，為了將設備的物理屬性屏蔽，完成對異構存儲設備的統一映射?；谥鳈C需要使用虛擬化軟件，在實(shí)際運用的過(guò)程中會(huì )增大主機端的負載，無(wú)法拓展主機的空間?；诖鎯﹃嚵行枰惭b虛擬控制程序，將邏輯存儲單元與多個(gè)物理磁盤(pán)設備相對應，這種操作具有可以滿(mǎn)足用戶(hù)對存儲性能的要求，同時(shí)也存在一些缺陷，比方說(shuō)拓展性能較差，無(wú)法延伸設備的拓展性。存儲虛擬技術(shù)采用基于網(wǎng)絡(luò )的形式可以集中上述兩種存儲虛擬技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，在滿(mǎn)足用戶(hù)對存儲性能需求的同時(shí)，保持設備一定的拓展性，因此很多企業(yè)都使用基于網(wǎng)絡(luò )的主流形式。
　?。?）數據庫
　　隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展，很多數據并非以文字的形出現，歸屬為非結構型的數據和文檔，數據呈現半結構化的發(fā)展趨勢。在云存儲系統中，NOSQL數據庫需要以數據增長(cháng)需求為考慮因素，分析數據的實(shí)用性和可用性，盡可能滿(mǎn)足人們對勘測各方面的需要。再進(jìn)一步細化，數據庫使用弱一性的特例，保證用戶(hù)最后的運行個(gè)結構是類(lèi)似的。一般情況下，NOSQL數據庫分為四種，根據不同的情況，使用不同類(lèi)型的數據庫對數據進(jìn)行儲存。

　　四、航天遙感技術(shù)發(fā)展需要解決的問(wèn)題

　　1.遙感大數據的自動(dòng)分析
　　數據挖掘指的是，從海量的數據中通過(guò)算法搜索隱藏信息的過(guò)程，是目前大數據處理的重要方法，可以從遙感大數據中勘測出地表的變化規律，了解社會(huì )以及自然的變化過(guò)程。隨著(zhù)對地觀(guān)測遙感的大數據不斷出現，遙感信息語(yǔ)義的復雜性、數據維度語(yǔ)義的豐富性、傳感器語(yǔ)義的多樣性等特征使航天遙感技術(shù)對表達方式提出了新的要求。同一地物的不同粒度、時(shí)相、層次、方位觀(guān)測數據即該地物在不同觀(guān)測空間的投影，在實(shí)際觀(guān)測過(guò)程中，遙感大數據需要考慮多分辨率、多源影像那個(gè)特有的特征表達模型，以及模型如何進(jìn)行相互間的轉化，從紋理、光譜、結構等低層結構出發(fā)，抽取多元特色的本征表示，建立可以跨越差異的目標特性，達成遙感數據一體化的目的。遙感大數據的自動(dòng)分析，指的是挖掘遙感大數據信息，實(shí)現遙感觀(guān)察數據向知識轉化的前提，主要目的在于建立統一、語(yǔ)義的遙感大數據表示，為后續的數據挖掘作鋪墊。遙感大數據的自動(dòng)分析包括數據的檢索、表達、理解等方面。
　　2.大數據時(shí)代航天遙感安全問(wèn)題
　　結合目前的情況來(lái)看，我國航空遙感發(fā)展缺乏完善的監管制度，在具體運作的過(guò)程中缺乏協(xié)調和規劃，相關(guān)的資訊和信息無(wú)法進(jìn)行資源共享，無(wú)法對行業(yè)內的資源和技術(shù)進(jìn)行整合利用，再上航天遙感技術(shù)的核心技術(shù)過(guò)于依賴(lài)國外，存在創(chuàng )新能力不足的問(wèn)題，導致遙感邁入產(chǎn)業(yè)化具有一定的難度，產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展需要技術(shù)與資金的不斷投入，不確定性遙感信息模型和與人工智能相關(guān)的系統開(kāi)發(fā)也有待進(jìn)一步的深入研究。

　　五、航天遙感技術(shù)的發(fā)展趨勢

　　1.大數據時(shí)代背景下航天遙感技術(shù)的發(fā)展方向
　　通過(guò)航天遙感技術(shù)，可以由航天、地面觀(guān)測臺組成以地球為研究對象的綜合觀(guān)測系統，提供定量、定時(shí)的數據，在大數據時(shí)代背景下，完整性和機密性是航天遙感技術(shù)的重要特點(diǎn)，航天遙感技術(shù)涉及國家政機密，因此如何保障完整性和機密性是航天遙感技術(shù)需要面對的問(wèn)題。根據時(shí)代的要求，人們越來(lái)越重視數據的安全性和實(shí)用性，所以發(fā)展航天遙感技術(shù)的時(shí)候需要根據上述特點(diǎn)進(jìn)行發(fā)展。面對當前的形勢，高分辨率小型商業(yè)衛星發(fā)展迅速，雷達衛星遙感日益受到青睞，遙感技術(shù)的監測精密度將不斷提升，呈現向上的發(fā)展趨勢。
　　2.新時(shí)代要求航天遙感技術(shù)人才培養發(fā)展展望
　　在這個(gè)新時(shí)代背景下，航天遙感技術(shù)具有可觀(guān)的發(fā)展前景，從事該領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人才短缺，航天遙感技術(shù)是我國的戰略新興產(chǎn)業(yè)，可以為航空航天信息技術(shù)的發(fā)展創(chuàng )造更大的發(fā)展空間。學(xué)校應該增加與此相關(guān)的專(zhuān)業(yè)設立，規劃相關(guān)的人才培養的計劃，在培養航天遙感人才需要結合大數據的知識背景進(jìn)行學(xué)習，讓從事航天遙感的人才跟上時(shí)代發(fā)展的需要，重點(diǎn)掌握與遙感技術(shù)相關(guān)的知識。與此同時(shí)，學(xué)校方面應該重視對航天遙感技術(shù)的人才進(jìn)行培養，定向向人才灌輸有關(guān)大數據遙感的知識，讓學(xué)生規劃在航天遙感領(lǐng)域的發(fā)展，為學(xué)生畢業(yè)從事航天遙感方向的工作奠定想學(xué)術(shù)基礎。
　　3.新時(shí)代下航天遙感技術(shù)發(fā)展趨勢展望
　　新時(shí)代背景下，數據化的普及在一定程度上促進(jìn)了航天遙感技術(shù)的發(fā)展，加上我國政策對航天遙感技術(shù)的大力支持，包括數據庫、云計算在內的數據庫等新興技術(shù)應用將推動(dòng)航天遙感技術(shù)的變革。航天遙感技術(shù)呈現良好的發(fā)展趨勢，促進(jìn)各行各業(yè)進(jìn)行資源的調整和整合，新時(shí)代背景下的航天遙感技術(shù)從“定性”向“定量”轉變，呈現多平臺共存、綜合應用不斷深化的發(fā)展趨勢，展現市場(chǎng)不斷擴大的發(fā)展趨勢，極大地提升了科研工作者的工作效率，使航天遙感技術(shù)行業(yè)呈現全新的面貌與發(fā)展趨勢。

　　參考文獻：
　　[1]湯國安等編著(zhù).遙感數字圖像處理[M].科學(xué)出版社，2004.
　　[2]李國杰.大數據研究：未來(lái)科技及經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的重大戰略領(lǐng)域：大數據的研究現狀與科學(xué)思考[J].戰略與決策研究，2012，6（1）：647-657.
　　[3]喬朝飛.大數據及其對測繪地理信息工作的啟示[J/DK].測繪通報，2013（1）：107-109.
　　[4]王樹(shù)良.大數據下的空間數據挖掘思考[J/DK].中國電子科學(xué)研究院學(xué)報，2013，8（1）：9-17.
　　[5]王?；?遙感技術(shù)在全球變化研究中的應用[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2009，34（1）：156-161.
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