面向應(yīng)用的航天遙感科學(xué)論證理論、方法與技術(shù)
本書以航天遙感系統(tǒng)為研究對象,探索面向應(yīng)用的航天遙感科學(xué)論證理論、方法與技術(shù)。在對航天遙感系統(tǒng)狀態(tài)與變化分析和理解基礎(chǔ)上,重點(diǎn)考察航天遙感系統(tǒng)設(shè)計、制造中與應(yīng)用緊密相關(guān)的因素的論證,特別是對遙感信息、遙感數(shù)據(jù)、遙感軟硬件系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律進(jìn)行了探討;同時,也分析了航天遙感系統(tǒng)發(fā)展動力,以及支撐航天遙感系統(tǒng)發(fā)展的能力體系。其通過在國家重大項(xiàng)目論證中發(fā)揮作用,體現(xiàn)出其科學(xué)性,也為提升我國航天遙感論證能力做出了初步貢獻(xiàn)。
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目錄
序一 王希季 i
序二 孫家棟 iii
序三 王禮恒 v
前言 vii
第1章 航天遙感科學(xué)論證理論概要 1
1.1 科學(xué)論證基本概念 1
1.1.1 論證定義、作用和形式 1
1.1.2 驗(yàn)證、認(rèn)證、實(shí)證與科學(xué)論證 4
1.2 科學(xué)論證的關(guān)注對象、作用與方法 8
1.2.1 科學(xué)論證的關(guān)注對象 8
1.2.2 人造事物的特征表現(xiàn) 15
1.2.3 科學(xué)論證的目的和作用 20
1.2.4 科學(xué)論證的一般方法 22
1.3 航天遙感與航天遙感系統(tǒng) 32
1.3.1 航天遙感基本概念 32
1.3.2 航天遙感系統(tǒng) 34
1.4 面向應(yīng)用的航天遙感科學(xué)論證 44
1.4.1 遙感論證概念與特征 44
1.4.2 遙感論證作用與意義 47
1.4.3 遙感論證結(jié)構(gòu)模式分析 49
1.4.4 遙感論證過程研究分析 53
1.4.5 本書研究內(nèi)容 57
第2章 航天遙感信息論 59
2.1 航天遙感信息初步認(rèn)知 59
2.1.1 信息基本概念 59
2.1.2 地球信息 66
2.1.3 航天遙感信息 68
2.1.4 航天遙感信息的多層次應(yīng)用 72
2.1.5 航天遙感系統(tǒng)信息 76
2.2 地球信息與地球信號信息的場分布特性 77
2.2.1 地球系統(tǒng)觀測對象特征參量的場表現(xiàn)形式 77
2.2.2 大氣目標(biāo)特征參量的時空場分布特點(diǎn) 78
2.2.3 陸表目標(biāo)特征參量的時空場分布特點(diǎn) 81
2.2.4 水體目標(biāo)特征參量的時空場分布特點(diǎn) 82
2.2.5 觀測對象信息場與信號信息場的關(guān)系分析 83
2.3 航天遙感信息的采樣本質(zhì) 84
2.3.1 地理學(xué)尺度與觀測學(xué)尺度概念 84
2.3.2 不同應(yīng)用類型下的遙感尺度分析 86
2.3.3 理想條件下變化檢測類型應(yīng)用中遙感信息量的計算 90
2.3.4 遙感信息強(qiáng)度概念 94
2.4 航天遙感信息的滿意度分析 97
2.4.1 航天遙感信息過程的信息狀態(tài)與變化表現(xiàn) 98
2.4.2 信息傳遞一致性分析 102
2.4.3 地球信息的復(fù)雜性 105
2.4.4 航天遙感信息的局限性與不完備性 106
2.4.5 信息轉(zhuǎn)化傳遞中推理與演繹過程的不確定性 109
2.4.6 航天遙感信息的滿意度概念與屬性設(shè)定 112
2.5 航天遙感信息工程實(shí)現(xiàn) 117
2.5.1 航天遙感信息工程 117
2.5.2 航天遙感信息工程實(shí)現(xiàn)的作用意義 120
2.5.3 航天遙感信息工程的實(shí)現(xiàn) 121
第3章 航天遙感數(shù)據(jù)工程論 124
3.1 遙感數(shù)據(jù)與遙感數(shù)據(jù)工程 124
3.1.1 數(shù)據(jù) 124
3.1.2 遙感數(shù)據(jù) 126
3.1.3 遙感數(shù)據(jù)工程 131
3.1.4 遙感數(shù)據(jù)工程意義 135
3.2 航天遙感標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品品種模型 137
3.2.1 遙感產(chǎn)品基本分類 137
3.2.2 基于應(yīng)用層次的遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品品種分類模型 140
3.2.3 統(tǒng)一遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品分級模型 141
3.3 UPM的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化模型 154
3.3.1 UPM規(guī)格模型概念 154
3.3.2 圖像空間分辨率與成圖比例尺關(guān)系分析 155
3.3.3 面向工程化的遙感數(shù)據(jù)空間分辨率標(biāo)準(zhǔn)化分級模型 159
3.3.4 空間分辨率標(biāo)準(zhǔn)化分級的作用 166
3.4 遙感數(shù)據(jù)與空間信息關(guān)系的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢 167
3.4.1 遙感數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀 167
3.4.2 空間信息組織標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀結(jié)構(gòu) 168
3.4.3 遙感數(shù)據(jù)工程標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展趨勢 170
第4章 新型遙感器應(yīng)用技術(shù)發(fā)展過程與程度評價模型 172
4.1 新型遙感器應(yīng)用技術(shù)成熟度概念 172
4.1.1 遙感應(yīng)用技術(shù)發(fā)展規(guī)律與評價方式的認(rèn)識 172
4.1.2 ATRL作用與意義 178
4.1.3 ATRL研究內(nèi)容 180
4.2 新型遙感器ARTL模型構(gòu)建 182
4.2.1 面向滿意度的應(yīng)用技術(shù)發(fā)展階段分析 182
4.2.2 ARTL的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu) 183
4.2.3 基于ATRL模型的新型遙感器研發(fā)流程與多要素協(xié)同 189
4.3 新型遙感器IDSH研發(fā)與遴選模式構(gòu)建 192
4.3.1 新型遙感器ATRL與HTRL關(guān)系分析 193
4.3.2 基于ATRL與HTRL協(xié)同的新型遙感器研發(fā)方法 195
4.3.3 基于ATRL與HTRL協(xié)同的新型遙感器遴選方法 197
4.3.4 新型遙感器應(yīng)用技術(shù)狀態(tài)評價技術(shù)發(fā)展 200
第5章 衛(wèi)星星群組網(wǎng)與載荷配置模型 202
5.1 面向應(yīng)用產(chǎn)品集的衛(wèi)星組網(wǎng)與載荷配置概念 202
5.1.1 概念與內(nèi)涵 202
5.1.2 作用 203
5.1.3 研究內(nèi)容 203
5.2 標(biāo)準(zhǔn)化衛(wèi)星觀測模型 204
5.2.1 衛(wèi)星星座軌道模型 204
5.2.2 遙感器探測指標(biāo)模型 207
5.3 面向應(yīng)用產(chǎn)品集的衛(wèi)星種類與載荷配置設(shè)計 210
5.4 體系化衛(wèi)星星群組網(wǎng)設(shè)計技術(shù) 211
5.4.1 M-N-P星座設(shè)計及優(yōu)化方法 212
5.4.2 M-N-P星座設(shè)計優(yōu)化策略 214
5.5 衛(wèi)星星群發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 215
5.5.1 遙感衛(wèi)星組網(wǎng)體系日漸成熟 216
5.5.2 微小衛(wèi)星的爆發(fā)式發(fā)展 217
5.5.3 高軌大衛(wèi)星的迫切需求 218
第6章 網(wǎng)絡(luò)化航天遙感地面應(yīng)用系統(tǒng)模型 219
6.1 基于遙感GRID Cube的航天遙感地面應(yīng)用系統(tǒng)概念 219
6.1.1 概念與內(nèi)涵 219
6.1.2 作用 221
6.1.3 研究內(nèi)容 222
6.2 GRID Cube構(gòu)建模型 224
6.2.1 數(shù)據(jù)組織模型 224
6.2.2 數(shù)據(jù)規(guī)格化 230
6.2.3 數(shù)據(jù)標(biāo)識編碼結(jié)構(gòu) 233
6.2.4 數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu) 238
6.3 航天遙感網(wǎng)絡(luò)化地面應(yīng)用系統(tǒng)模型 244
6.3.1 基于GRID Cube的SDIKWa閉環(huán)流程結(jié)構(gòu)模型 244
6.3.2 基于SPID的軟件系統(tǒng)總體架構(gòu) 246
6.3.3 基于COGON的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)框架 247
6.3.4 多級并發(fā)的遙感數(shù)據(jù)高效處理架構(gòu) 249
6.3.5 無縫嵌入的靈活信息生產(chǎn)系統(tǒng)構(gòu)建 254
6.3.6 基于GRID Cube的系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)模式 257
6.4 航天遙感地面應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)展趨勢 260
第7章 新型遙感器應(yīng)用在軌綜合評價技術(shù) 261
7.1 面向滿意度的在軌衛(wèi)星ATRL評價概念 261
7.1.1 衛(wèi)星應(yīng)用狀態(tài)評價定義 261
7.1.2 衛(wèi)星應(yīng)用狀態(tài)評價的作用與意義 263
7.1.3 衛(wèi)星應(yīng)用狀態(tài)評價關(guān)注的主要因素 264
7.1.4 衛(wèi)星應(yīng)用狀態(tài)評價的研究內(nèi)容 266
7.2 在軌衛(wèi)星技術(shù)工程測試評價技術(shù) 269
7.2.1 功能測試 269
7.2.2 遙感原始數(shù)據(jù)質(zhì)量評價 270
7.2.3 在軌定標(biāo) 270
7.2.4 衛(wèi)星遙感1~5級數(shù)據(jù)信息產(chǎn)品初步評價 271
7.3 在軌衛(wèi)星試應(yīng)用階段1~5級數(shù)據(jù)信息產(chǎn)品質(zhì)量評價技術(shù) 272
7.3.1 遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品幾何特性 272
7.3.2 遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品輻射特性 275
7.3.3 遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品綜合特性 277
7.3.4 1~5級共性產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn) 278
7.3.5 基于地面實(shí)測數(shù)據(jù)的目標(biāo)信息產(chǎn)品質(zhì)量評價 280
7.3.6 多星目標(biāo)信息產(chǎn)品的質(zhì)量交叉評價 282
7.3.7 數(shù)據(jù)信息產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)的關(guān)鍵問題分析 284
7.4 在軌衛(wèi)星業(yè)務(wù)化服務(wù)質(zhì)量評價技術(shù) 288
7.4.1 遙感專業(yè)應(yīng)用質(zhì)量評價 288
7.4.2 遙感應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量評價 289
7.5 衛(wèi)星應(yīng)用后評價方法 296
7.5.1 衛(wèi)星應(yīng)用后評價概念 296
7.5.2 衛(wèi)星應(yīng)用后評價方法 298
7.5.3 衛(wèi)星應(yīng)用后ATRL評價指標(biāo)體系 299
7.5.4 衛(wèi)星應(yīng)用市場綜合后評價方法 304
7.5.5 衛(wèi)星應(yīng)用企業(yè)綜合評價方法 310
7.6 衛(wèi)星應(yīng)用評價研究發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 316
7.6.1 衛(wèi)星應(yīng)用評價國外研究現(xiàn)狀和趨勢 316
7.6.2 衛(wèi)星應(yīng)用評價國內(nèi)研究現(xiàn)狀 319
7.6.3 遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品的工具軟件 321
第8章 面向綜合應(yīng)用的航天遙感系統(tǒng)需求論證方法 322
8.1 面向綜合應(yīng)用的遙感衛(wèi)星體系需求論證概念 322
8.1.1 概念 322
8.1.2 體系需求論證作用與意義 325
8.1.3 體系需求論證過程研究 326
8.2 體系需求定義與論證模型構(gòu)建 327
8.2.1 需求關(guān)注要素分析 328
8.2.2 應(yīng)用需求提出到應(yīng)用需求滿足的論證方法 331
8.3 遙感應(yīng)用綜合UPM構(gòu)建與體系需求匯總 332
8.3.1 應(yīng)用觀測對象與產(chǎn)品化分析 332
8.3.2 UPM屬性確定 334
8.3.3 基于UPM的體系指標(biāo)分配設(shè)計 335
8.4 基于UPM的體系需求評估與認(rèn)證 337
8.4.1 基于UPM的新型衛(wèi)星設(shè)置評價 337
8.4.2 基于UPM的體系技術(shù)需求滿足度預(yù)測分析 340
8.4.3 基于UPM的體系效能效益預(yù)測分析 343
8.5 體系需求分析技術(shù)工具 347
8.5.1 UML和SysML系統(tǒng)建模技術(shù) 347
8.5.2 SA、OSCAR、SETE系統(tǒng)仿真技術(shù) 348
第9章 航天遙感產(chǎn)業(yè)政策與國際合作分析方法 350
9.1 概念認(rèn)識 350
9.1.1 航天遙感產(chǎn)業(yè)概念認(rèn)識 350
9.1.2 航天遙感產(chǎn)業(yè)的作用與意義 357
9.2 我國航天遙感產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析與主要研究內(nèi)容 358
9.2.1 起步的“三大戰(zhàn)役” 358
9.2.2 現(xiàn)階段的“三大戰(zhàn)役” 359
9.2.3 富有持續(xù)競爭力的產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)注要素分析 362
9.2.4 我國航天遙感產(chǎn)業(yè)研究主要內(nèi)容 363
9.3 航天遙感產(chǎn)業(yè)狀態(tài)與評價研究 364
9.3.1 航天遙感產(chǎn)業(yè)市場與價值體系 364
9.3.2 航天遙感產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與競爭力分析 366
9.3.3 航天遙感產(chǎn)業(yè)周期與成熟度評價方法 375
9.4 航天遙感產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略 377
9.4.1 航天遙感產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略概念 377
9.4.2 航天遙感產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略探討 379
9.5 航天遙感產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略 380
9.6 航天遙感產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策研究 381
9.6.1 產(chǎn)業(yè)政策等軟環(huán)境系統(tǒng)的作用 381
9.6.2 我國航天遙感產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)形態(tài) 383
9.6.3 基于利益平衡的數(shù)據(jù)政策分析 385
9.7 航天遙感國際合作策略研究方法 391
9.7.1 航天遙感國際合作概念認(rèn)識 391
9.7.2 國際合作層次分析與評價 395
9.7.3 國際合作綜合集成研討廳分析方法 399
9.7.4 我國航天遙感國際合作狀態(tài)綜合分析 403
第10章 面向創(chuàng)新的航天遙感能力體系分析方法 406
10.1 面向創(chuàng)新的航天遙感能力體系概念 406
10.1.1 定義 406
10.1.2 作用 408
10.1.3 研究內(nèi)容 409
10.2 創(chuàng)新能力體系模型構(gòu)建 410
10.2.1 組成與關(guān)聯(lián)要素分析 410
10.2.2 整體框架模型 411
10.2.3 流程標(biāo)準(zhǔn)化模型 415
10.2.4 創(chuàng)新能力體系評價指標(biāo)設(shè)計 417
10.3 創(chuàng)新能力體系的能力建設(shè) 420
10.3.1 創(chuàng)新研發(fā)與論證能力 420
10.3.2 關(guān)鍵發(fā)展要素 422
10.3.3 圍繞ATRL的設(shè)計能力 424
10.3.4 制造能力 426
10.3.5 AIT能力 428
10.3.6 信息化能力 429
10.3.7 設(shè)施保障能力 431
10.4 技術(shù)試驗(yàn)條件保障要求 433
10.4.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 433
10.4.2 計算機(jī)系統(tǒng)評價技術(shù)條件 439
10.5 建設(shè)案例——以航天遙感科學(xué)論證能力建設(shè)為例 442
10.5.1 航天遙感科學(xué)論證系統(tǒng)概述 443
10.5.2 試驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)施條件建設(shè) 443
10.5.3 技術(shù)支撐平臺建設(shè) 445
第11章 創(chuàng)新與風(fēng)險動態(tài)均衡的科研工程項(xiàng)目管理方法 448
11.1 科研工程管理的初步理解 448
11.1.1 科研工程項(xiàng)目定義 448
11.1.2 科研工程項(xiàng)目的特點(diǎn) 449
11.1.3 科研工程項(xiàng)目管理的初步理解 451
11.1.4 科研工程項(xiàng)目管理研究內(nèi)容 456
11.2 科研工程組織構(gòu)建設(shè)計方法 458
11.2.1 課題群設(shè)置管理 458
11.2.2 項(xiàng)目總體組和項(xiàng)目經(jīng)理設(shè)置 460
11.2.3 現(xiàn)有管理模式分析 463
11.3 科研工程項(xiàng)目實(shí)施管理方法 464
11.3.1 項(xiàng)目策劃與計劃 465
11.3.2 項(xiàng)目組織與管理設(shè)計 469
11.3.3 項(xiàng)目管理實(shí)施與ISO9000標(biāo)準(zhǔn) 471
11.3.4 DARPA項(xiàng)目管理 473
11.4 科研工程項(xiàng)目創(chuàng)新風(fēng)險管理方法 473
11.4.1 戰(zhàn)略與決心管理 473
11.4.2 柔性過程支撐管理 474
11.4.3 技術(shù)增量管理 475
11.4.4 項(xiàng)目創(chuàng)新動態(tài)評價體系 475
11.5 科研工程項(xiàng)目創(chuàng)新成果管理方法 476
11.5.1 航天遙感科研工程項(xiàng)目成果管理過程 476
11.5.2 數(shù)據(jù)、信息、知識與智慧的管理 479
11.6 項(xiàng)目管理信息化與軟件系統(tǒng)介紹 480
11.6.1 信息化 480
11.6.2 項(xiàng)目信息管理軟件系統(tǒng) 481
參考文獻(xiàn) 482
附錄1 關(guān)鍵詞表 493
附錄2 縮略詞及中英文全稱 499