段延松老师获吉林省2022年度技术发明一等奖

段延松老师贡献如下：

主要技术创新

在处理效率方面，针对新型相机超快速数据获取能力远超现有后处理能力问题，首创性提出了算法适配数据的计算技术，将算法调用数据改为算法主动适配数据，彻底解决了影像处理中海量数据吞吐问题；在处理精度方面，提出基于卡尔曼滤波模型的POS辅助平差方法，突破现有摄影测量平差依赖大量控制点问题，实现了稀少控线阵相机地面处理系统和国产面阵摆扫相机制点情况下的高精度定位；最后，研制出国产三处理系统，实现了光学相机影像的高精度快速处理。

（1）提出了算法主动适配数据的数据计算技术

本项目研制的光学相机最显著特色是高效数据获取，如三线阵相机10分钟可以获取180平方公里的1：1000比例尺的影像，飞行一个架次的数据量高达几十TB。如此高效的影像获取给后续处理提出了前所未有的挑战，虽然现在有各种高性能系统，但是海量数据的吞吐制约了计算能力的发挥。项目组针对海量数据这一特性，提出算法主动适配数据的数据计算技术。具体实施方法是飞行结束后，先将数据并发地保存到多个计算机，然后以数据存放位置为核心，将处理算法调配到此计算机开展并行数据处理，最后将结果推送到主控服务器进行合并汇总。本技术以数据为主，通过调度算法实现高效能处理，避免了调度数据引起的传输瓶颈问题，影像拼接效率可达1：1 (即飞1小时处理也是1小时)，大幅提高光学相机影像后处理能力。

（2）提出基于卡尔曼滤波模型的POS辅助区域网平差方法

本项目研制的光学相机配备有高精度POS设备，为高精度定位提供支撑。为充分利用POS信息，结合卡尔曼滤波模型可准确描述运动状态特性，提出基于卡尔曼滤波模型的POS辅助区域网平差方法。卡尔曼滤波以最小均方误差为最佳估计准则，采用信号与噪声的状态空间模型，在状态变化过程中，利用前一状态的估计值和当前状态的观测值来更新状态变量的估计，求出当前状态的估计值，算法计算简便，处理速度快，在误差模型具体形式不确定的情况下，仍然具有适用性。POS设备记录的位置矢量［Xs，Ys，Zs］、速度矢量［Xs'，Ys'，Zs'］、加速度矢量［Xs''，Ys''，Zs''］和相机姿态（角度）矢量［O，P，K］、其姿态变化率矢量［O'，P'，K'］、姿态加速度变化率矢量［O''，P''，K''］可组成卡尔曼滤波方程的状态矢量，应用卡尔曼黄金三步即预估、校正与更新展开迭代求解，可实现稀少控制点情况下的高精度定位。实际生产处理表明在100平方公里内，该方法仅使用7个地面控制点就满足1：1000比例尺测图生产。

（3）研制出国产三线阵相机地面处理系统DPGridAMS和面阵摆扫相机处理系统DPGridAPS

在上述基础理论和关键技术取得突破的基础上，研制出完全自主知识产权的国产三线阵相机地面处理系统DPGridAMS、国产面阵摆扫相机地面处理系统DPGridAPS。DPGridAMS软件实现了大范围国产三线阵影像的地理信息产品快速生产，解决了航空摄影测量无法满足当前我国快速获取大范围地理信息迫切需求的突出矛盾。软件系统已经完成黑龙江鹤岗、广东阳江、辽宁榆树、重庆攀枝花长江段、河南郑州黄河段、江苏苏北、海南东南沿海带以及甘肃敦煌地区的数据生产，地面覆盖面积超过15000平方公里，地貌类型包括城市、海岛、平原、林地、河流、荒漠等，产品精度满足1：2000比例尺测绘标准，经济效益过亿元。DPGridAPS软件实现了大倾角斜视目标的正射影像生产，解决了无法开展垂直摄影的特殊地区专题正射影像数据生产难题，支撑了国防安全的刚性需求。