一、背景
近年来，随着国家民用空间基础设施规划中的遥感卫星体系稳步推进，以及商业卫星遥感的蓬勃发展，我国卫星遥感数据获取能力呈现质量齐升之势。然而，作为卫星遥感应用的基础设施和关键工具，遥感图像处理平台逐渐成为了制约自主卫星数据应用和空间信息业务发展的重要因素之一。
鉴于此，苍穹数码技术股份有限公司研发了苍穹遥感卫星处理软件（KQRS Ortho），将并行处理技术、高性能计算技术与数字摄影测量处理技术相结合，搭建从数据导入、匹配、平差、融合，到影像质量检查的中分和高分影像全流程自动处理生产线，实现国内外卫星遥感数据的全流程化、大规模、快速、智能化处理。
二、软件介绍
KQRS Ortho具备光学卫星数据生产功能，支持高分系列、资源系列、高景卫星、SPOT系列及Worldview系列等国内外数据的DOM、DEM、DSM成果数据生产。
KQRS Ortho支持从L1级、L2级数据处理成为最终产品化成果影像，可对平面影像、立体影像进行单功能处理、流程化一键式处理、分布式集群处理。软件支持多源卫星数据接入，具备多源影像自动匹配、多源影像校正、用户定制化流程定制处理、智能化集群任务管理调度、跨平台等能力，从根本上解决遥感影像体量大、种类多、处理过程繁琐的问题。
KQRS Ortho框架示意图
KQRS Ortho系统主界面
三、软件能力
（一）支持多卫星数据自动化匹配
影像匹配是从卫星影像上，提取特征点及地物信息过程中的关键技术之一。能否高效地、均匀地获取控制点对遥感影像的自动空间匹配至关重要。KQRS Ortho采用基于金字塔分层动态窗口匹配等方法，支持多种卫星、多景数据的批量处理。结合大区域联合平差技术，极大减少控制点、连接点的人工编辑成本，显著提高卫星影像数据处理的自动化程度。
（二）DOM/DSM流程化自动生产
4D产品生产的一体化、自动化是实现遥感生产智能化的重要步骤。为提高生产过程的自动化程度，KQRS Ortho采用流程化与交互式相结合的生产模式。通过在流程配置中选择相应的生产步骤，构建一键式快速成产流程，降低对生产人员遥感知识储备的要求，解放生产力。同时，人机交互式作业方便生产人员随时对成果质量进行监督和改进，既保证了数据生产的时效性，也提高了产品的质量。
（三）海量数据智能匀光匀色
卫星影像在采集过程中，由于传感器的不同及拍摄环境的影响，会在亮度、色彩等方面出现差异，既影响产品的美观，也会影响产品后期的应用。因此，对影像数据进行匀光匀色是十分必要的。KQRS Ortho针对目前匀色算法尚难达到行业应用标准的问题，在大区域采用匀色模板匀光匀色的基础上，结合多种滤波方式，实现多景影像间的平和过度，有效解决海量卫星数据的色彩一致性问题。
（四）批量无缝生成接边线
遥感影像镶嵌时，如何自动生成效果好的接边线，是镶嵌过程的重点和难点。KQRS Ortho提供了中心线法与图切法两种镶嵌方式，结合多尺度自动羽化，实现海量数据接边线批量无缝生成，同时消除接边处颜色不统一的问题。软件还提供了镶嵌线编辑功能，针对部分重点关注区域，可以通过人机交互的方式进行修改。针对镶嵌完成的影像，软件支持一键式输出、标准分幅输出、矢量输出等多种输出方式。
（五）分布式集群生成高效解决方案
遥感影像数据量大、更新周期短、应用广泛，但如何提高效率、快速生产影像成果一直是影像处理的难点和重点。KQRS Ortho采用分布式集群生成模式，将并行处理技术、高性能计算技术与数字摄影测量处理技术相结合，搭建从数据导入、匹配、平差、融合到影像质量检查的中分和高分影像全流程自动处理生产线，大大提高了影像生产效率。
集群化硬件部署图
（六）全面自主可控
2020年1月，美国商务部工业与安全局更新《出口管制条例》，将“用于自动分析地理空间图像的软件”列入管制范围。新规限制的目标重点是具有深度学习能力的地理空间影像软件，重点涉及影像处理分析和AI智能解译。因此，研发自主可控的遥感图像处理软件，成为保障国家信息安全、践行航天强国战略和服务社会发展的迫切需求。
KQRS Ortho软件完全自主可控，除了在Intel X86架构下适配Windows类、Linux类(Ubuntu、CentOS)和Mac等国际主流操作系统外，完成了与龙芯CPU+中标麒麟操作系统、飞腾CPU+银河麒麟操作系统、华为鲲鹏CPU+ CentOS操作系统等国产软硬件环境的兼容性适配，解决了程序自主可控安全可靠的卡脖子问题。
四、应用案例
KQRS Ortho以万兆交换机、32G内存及8个虚拟机的配置，采用分布式集群生产，对全国4000景影像进行镶嵌处理，接边精度达0.5个像素，定位精度达1.2个像素，总时长不到140个小时。
集群式处理正射产品成果
五、总结
随着传感器技术、航空航天技术和数据通讯技术的不断发展，现代遥感技术已经进入到一个能动态、快速、多平台、多时相、高分辨率地提供对地观测数据的新阶段。遥感数据使用的大众化，成为遥感科技的重要趋势。随着软件的不断更新，KQRS Ortho将加入更多功能，提升遥感数据分析处理、知识挖掘和决策支持能力，构建智能化、高性能和实用化的遥感图像处理软件。
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