地基观测传感网发展趋势

随着大量的高分辨率遥感卫星的运行，基于有线或无线传感器的地基观测技术也迅速发展，各种地基观测系统的数量呈指数递增。然而，单纯地增加传感器资源，仍然难以有效满足地球陆表监测综合性、应急性等多样化的需求，主要原因在于: ①卫星观测系统不能协同; ②空天地异构传感器缺乏耦合机制; ③观测与决策服务缺乏关联。

对地观测传感网 (Butler，2006) 是对地观测领域出现的新方法，它是将具有感知、计算和通信能力的传感器以及传感器网络与万维网相结合而产生的，具备大规模网络化观测、分布式信息高效融合和实时信息服务的能力，目前已经在加州森林野火 (Chen等， 2010a)、泰国洪水检测 (Kridskron等，2012)、南极雪冰自动提取 (Chen等，2010b) 等方面进行了初步应用。空天地一体化对地观测传感网 (Earth Observation Sensor Webs) (如图12-1所示) 由协同观测系统和聚焦服务系统组成。

图12-1 空天地一体化对地观测传感网概念图

协同观测系统是由许多分布式资源组成的协同观测网，分散资源通过网络整合成一个独立、自主、任务可定制、动态适应并可重新配置的观测系统 (NASA，2008)，它能够充分利用观测系统多平台动态耦合、多传感器信息互补、多资源联合观测的优势，更加充分合理、有效地利用观测资源，全面地提高对地观测的能力，满足日益多样的观测需求。(www.xing528.com)

聚焦服务系统 (如图12-2所示) 在互联网环境下，通过一系列标准接口来提供自动化的传感器规划与调度 (Chen等，2011a)、异构观测数据获取 (Chen等，2011b) 及在线数据处理 (Chen等，2010c) 等服务，从而实现网络环境下多传感器资源的动态管理(Chen等，2009a)、事件智能感知、按需观测 (Chen等，2011c)、观测融合、数据同化和智能服务 (Chen等，2009b)，从已有的地球空间信息 (4A——Anytime，Anywhere， Anything and Anyone) 服务能力转变为灵性 (4R——Right Time，Right Information，Right Place and Right Person) 服务水平 (John等，2008; Simonis，2007; Sheth等，2008)。

图12-2 基于空天地一体化对地观测网的地理空间信息服务网

空天地一体化对地观测传感网呈现出以下三个重要的发展方向。