遙感衛(wèi)星系統(tǒng)及其應(yīng)用的發(fā)展與思考

· 文|中國空間技術(shù)研究院 李忠寶

遙感衛(wèi)星系統(tǒng)及其應(yīng)用的發(fā)展與思考

· 文|中國空間技術(shù)研究院 李忠寶

介紹了遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的組成及其應(yīng)用效果影響要素，對(duì)比分析了國內(nèi)外遙感衛(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用進(jìn)展，從系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用等方面闡述了我國遙感衛(wèi)星系統(tǒng)及其應(yīng)用與國外的差距，并從頂層規(guī)劃、關(guān)鍵技術(shù)研究、政策法規(guī)與商業(yè)化運(yùn)營等方面提出了對(duì)策與建議。

衛(wèi)星遙感 遙感應(yīng)用 標(biāo)準(zhǔn)

遙感對(duì)地觀測是人類獲取地球空間信息的重要手段，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)中具有不可替代的作用。隨著航天技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，初步形成了一個(gè)多層次、多角度、全方位和全天候的全球立體遙感網(wǎng)絡(luò)——高、中、低軌道結(jié)合，大、中、小衛(wèi)星協(xié)同，可以獲得粗、細(xì)、精分辨率互補(bǔ)的遙感數(shù)據(jù)。通過星地一體化的全球立體遙感網(wǎng)絡(luò)，人類得以全方位對(duì)大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈、土壤圈、冰凍圈和人類圈七大圈層進(jìn)行綜合觀測，以全球性的整體觀、系統(tǒng)觀和多時(shí)空尺度來研究地球整體行為。以“感知無限”為目標(biāo)，當(dāng)前國際上遙感數(shù)據(jù)的獲取趨向于三多（多平臺(tái)、多傳感器、多角度）和三高（高空間分辨率、高光譜分辨率和高時(shí)間分辨率）。國際市場上，商業(yè)遙感衛(wèi)星的空間分辨率由WorldView-2的0.45m提高到WorldView-3的0.3m，我國高分辨率遙感衛(wèi)星已從數(shù)米提高到1m的水平，給遙感應(yīng)用帶來了無限的商機(jī)和潛力。

一、遙感衛(wèi)星系統(tǒng)及其應(yīng)用

1．遙感衛(wèi)星系統(tǒng)組成

遙感衛(wèi)星系統(tǒng)由衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)和數(shù)據(jù)反演系統(tǒng)組成，如圖1所示。在遙感數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)中完成的是遙感的正演過程，在反演系統(tǒng)中完成的是反演過程。衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)包括載有遙感器的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)和用于遙感數(shù)據(jù)接收和處理的地面系統(tǒng)，遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的輸入是載有景物(實(shí)體)信息的電磁波，輸出是景物包含的有關(guān)信息。這些信息再送入遙感數(shù)據(jù)反演系統(tǒng)以獲取有關(guān)知識(shí)，以滿足衛(wèi)星遙感最終用戶的任務(wù)需求。

圖 1 遙感衛(wèi)星系統(tǒng)組成

2.影響遙感衛(wèi)星系統(tǒng)應(yīng)用效果的要素

目前，遙感衛(wèi)星系統(tǒng)在取得顯著成就的同時(shí)，也面臨著許多問題。集中表現(xiàn)在：一方面大量的遙感數(shù)據(jù)仍未得到真正有效的利用，另一方面遙感應(yīng)用所需求的有效信息又十分匱乏。這兩者實(shí)際上是從不同側(cè)面反映了遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用的有效性問題，為此有必要從遙感信息鏈的角度分析影響遙感衛(wèi)星系統(tǒng)應(yīng)用效果的關(guān)鍵要素，指導(dǎo)后續(xù)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)應(yīng)用效能的提升。

（1）衛(wèi)星平臺(tái)要素

承載能力、供電能力、姿態(tài)穩(wěn)定、軌道保持、微振動(dòng)抑制、機(jī)動(dòng)能力、溫度控制等直接影響遙感衛(wèi)星載荷的性能和應(yīng)用效能。

（2）有效載荷要素

安裝在衛(wèi)星平臺(tái)上對(duì)地面或天體目標(biāo)進(jìn)行感知的精密光學(xué)或電子儀器。與衛(wèi)星平臺(tái)、星地鏈路都存在緊密的耦合關(guān)系，直接影響遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

（3）傳輸鏈路要素

主要需考慮遙感衛(wèi)星信號(hào)傳遞響應(yīng)和衰減、大氣影響、空間電磁環(huán)境影響、信息安全、信息壓縮解壓等影響因素。

（4）地面系統(tǒng)要素

一般由地面數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)、地面處理系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)組成。接收、處理和應(yīng)用受到衛(wèi)星平臺(tái)、載荷、星地鏈路的綜合影響，系統(tǒng)指標(biāo)通常從服務(wù)能力、服務(wù)效率和應(yīng)用精度等方面衡量。

上述各環(huán)節(jié)緊密耦合、相互作用，對(duì)遙感衛(wèi)星應(yīng)用效能產(chǎn)生直接影響。除此以外，在遙感衛(wèi)星系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)時(shí)，還需要重點(diǎn)關(guān)注衛(wèi)星系統(tǒng)、地面系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)之間技術(shù)指標(biāo)的科學(xué)合理分配，進(jìn)行多方案比較以實(shí)現(xiàn)更好的優(yōu)化。目前遙感衛(wèi)星系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)時(shí)，往往特別關(guān)注的是系統(tǒng)所獲取的遙感數(shù)據(jù)的質(zhì)量，但遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的最終產(chǎn)品是從應(yīng)用系統(tǒng)輸出的，因此需要特別關(guān)注遙感衛(wèi)星系統(tǒng)輸出產(chǎn)品質(zhì)量與獲取的遙感數(shù)據(jù)質(zhì)量的關(guān)系，分清各自的貢獻(xiàn)，使系統(tǒng)最終輸出產(chǎn)品滿足應(yīng)用需求。

二、國外遙感衛(wèi)星系統(tǒng)及其應(yīng)用進(jìn)展情況

1.國外遙感衛(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

遙感衛(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)集中了空間、電子、光學(xué)、計(jì)算機(jī)通信和地學(xué)等學(xué)科的最新成就，是當(dāng)代高新技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。西方發(fā)達(dá)國家十分重視發(fā)展遙感衛(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)，從政策、資金等方面給予特別的重視和傾斜，并圍繞遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)以及衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)獲取、接收、處理、分發(fā)、應(yīng)用等全鏈路的關(guān)鍵環(huán)節(jié)制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。推動(dòng)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)性能不斷提升，由分立系統(tǒng)向綜合體系發(fā)展過渡。

國外有代表性的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)包括地球觀測系統(tǒng)（EOS）、全球?qū)Φ赜^測系統(tǒng)（GEOSS），主要的光學(xué)衛(wèi)星系列包括SPOT系列、QuickBird、以及WorldView系列、IRS系列、RapidEye系列、DMC星座；主要的雷達(dá)衛(wèi)星包括RadarSat系列、Terra X-SAR系列、ENVISAT系列、ALOS系列等。

（1）成像衛(wèi)星空間分辨率普遍達(dá)到亞米級(jí)，具有多種成像模式

美國保持領(lǐng)先，歐洲、日本、印度等國緊隨其后。光學(xué)和微波成像能力同步發(fā)展。

1） 光學(xué)分辨率0.1 ～ 1m，雷達(dá)分辨率0.3 ～ 1m，光譜分辨率納米級(jí)。

2） 均采用全球覆蓋軌道，向高敏捷能力、成像測繪一體化發(fā)展。

（2）氣象衛(wèi)星綜合性和精細(xì)化能力強(qiáng)，短期氣象和長期氣候監(jiān)測結(jié)合

美歐系統(tǒng)性能先進(jìn)，領(lǐng)先其他國家至少一代，下一代新型系統(tǒng)即將服役。

1） 可以晝夜監(jiān)測，監(jiān)測范圍已能覆蓋對(duì)流層——平流層上部。

2） 具備太陽活動(dòng)監(jiān)測、空間環(huán)境探測等空間氣象監(jiān)測能力。

3） 以微波探測儀器為主，具備三維大氣活動(dòng)監(jiān)測能力，水平分辨率最高達(dá)500m，垂直分辨率最高達(dá)550m。

（3）海洋衛(wèi)星精度顯著提升，靜態(tài)環(huán)境和動(dòng)態(tài)環(huán)境監(jiān)測結(jié)合

1） 海洋水色探測由極軌衛(wèi)星向靜止軌道衛(wèi)星拓展，不僅可以探測水溫，還能監(jiān)測氣溶膠。

2） 海洋風(fēng)場探測向微波輻射計(jì)和微波散射計(jì)結(jié)合發(fā)展，風(fēng)向精度達(dá)±20°，風(fēng)速精度達(dá)2m/s。

整體來看，國外衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展趨勢體現(xiàn)為衛(wèi)星系統(tǒng)由單一系列向星座組網(wǎng)發(fā)展；衛(wèi)星傳感器由中高分辨率向高分辨率延伸，由單角度觀測向多角度和立體測量跨越，由空間維向光譜維拓寬。但國外遙感衛(wèi)星系統(tǒng)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)少，遙感標(biāo)準(zhǔn)分布在不同的應(yīng)用領(lǐng)域，沒有一個(gè)比較系統(tǒng)的、完善的遙感技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。數(shù)據(jù)及應(yīng)用類標(biāo)準(zhǔn)主要以地理空間數(shù)據(jù)管理、交換、集成、共享與服務(wù)類標(biāo)準(zhǔn)為主，特別是地理信息方面的標(biāo)準(zhǔn)較為集中，涉及遙感數(shù)據(jù)獲取、下行傳輸方面的標(biāo)準(zhǔn)較少。

2.國外遙感衛(wèi)星應(yīng)用現(xiàn)狀

（1）采取靈活的高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)運(yùn)營策略

美國采用軍、民、商相結(jié)合，寓軍于商的發(fā)展策略，出臺(tái)支持國家高分辨率遙感產(chǎn)業(yè)發(fā)展的國家遙感政策，平時(shí)通過政府大量定購商業(yè)遙感公司圖像，為其新一代系統(tǒng)研制注入資金，推動(dòng)商業(yè)遙感衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展，戰(zhàn)時(shí)嚴(yán)格控制衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)的獲取與分發(fā)，通過買斷過頂成像時(shí)間或行使“快門控制權(quán)”等滿足國家安全與外交利益需求。

歐洲通過“分工協(xié)作、合作開發(fā)、交換數(shù)據(jù)”的方式運(yùn)營歐洲的高分辨率遙感衛(wèi)星系統(tǒng)，在法意和法德之間建立起了廣泛的數(shù)據(jù)交換合作機(jī)制，只有具備數(shù)據(jù)交換資本的國家才能參與這一高分辨率遙感數(shù)據(jù)俱樂部。

（2）成立遙感圖像銷售公司，拓寬銷售渠道

創(chuàng)建專門的遙感圖像銷售公司，樹立數(shù)據(jù)產(chǎn)品品牌，積極開拓市場，提高數(shù)據(jù)的利用率和市場競爭力，同時(shí)積極參與國際合作，采取全球建站或是建立全球圖像銷售網(wǎng)絡(luò)的形式擴(kuò)展數(shù)據(jù)分發(fā)領(lǐng)域，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。各遙感公司之間還通過簽訂合同或建立伙伴關(guān)系，代銷或經(jīng)銷其他公司或非商業(yè)化的民用遙感衛(wèi)星圖片，包括美國LandSat、加拿大RadarSat、法國SPOT以及印度IRS等衛(wèi)星的圖片，代銷經(jīng)銷這些衛(wèi)星圖片無需支付這些衛(wèi)星的巨額制造費(fèi)和發(fā)射費(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)營成本的大幅度降低。

（3）重視存檔數(shù)據(jù)價(jià)值的挖掘和使用，加強(qiáng)圖像增值處理

各國以往注重的是向用戶出售在軌衛(wèi)星實(shí)時(shí)傳輸回來的圖像，并盡量縮短向用戶交付實(shí)時(shí)傳輸圖像的時(shí)間，而對(duì)大批已存檔的圖像重視不夠。美國偵察局已經(jīng)開始重視存檔信息的處理，將早期的一些偵察衛(wèi)星數(shù)據(jù)經(jīng)過解密后供民用部門使用。圖像衛(wèi)星國際公司宣布將EROS-A1的存檔圖像削價(jià)50%出售，由此可見，存檔的圖像也是一筆可觀的財(cái)富。盡管存檔圖像可能有點(diǎn)陳舊、過時(shí)，但對(duì)于某些需要地面靜態(tài)或緩變自然信息或社會(huì)信息的用戶來說，仍有很高的使用價(jià)值，商業(yè)遙感衛(wèi)星公司可以用它來創(chuàng)收增效。

（4）與專業(yè)應(yīng)用緊密結(jié)合，產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化產(chǎn)生巨大效益

美國農(nóng)業(yè)部外國農(nóng)業(yè)局的全球作物遙感估產(chǎn)系統(tǒng)每年從其國際農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易中獲益高達(dá)十幾億美元。

（5）重視標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的生產(chǎn)，為大批量業(yè)務(wù)化應(yīng)用提供可能

美國的NASA組織了由眾多著名科學(xué)家組成的科學(xué)小組研究MODIS處理算法，在所提出的32種算法的理論基礎(chǔ)上可以處理出44種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，用于不同專業(yè)的科學(xué)研究。

（6）建設(shè)高效地面系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享

美國宇航局戈達(dá)得飛行中心的EOSDIS 數(shù)據(jù)系統(tǒng)，其處理和管理的數(shù)據(jù)量，僅其EOS AM-1 平臺(tái)達(dá)到每天1500GB，這些數(shù)據(jù)源源不斷地通過網(wǎng)絡(luò)或其他途徑向全世界用戶提供服務(wù)。

（7）衛(wèi)星發(fā)展、地面系統(tǒng)和支撐建設(shè)與遙感應(yīng)用緊密相連

在美國MODIS和法國SPOT的研發(fā)階段，應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)與載荷及地面支撐系統(tǒng)同步研制，其經(jīng)費(fèi)占到了整個(gè)計(jì)劃的30%。通過開展應(yīng)用系統(tǒng)的研制，一旦衛(wèi)星發(fā)射成功，遙感數(shù)據(jù)可以迅速轉(zhuǎn)為信息，并直接到達(dá)用戶的手中，迅速得到應(yīng)用，很快產(chǎn)生效益。在國土資源規(guī)劃、防災(zāi)減災(zāi)、環(huán)境監(jiān)測等多個(gè)領(lǐng)域獲得更廣泛應(yīng)用。

三、中國空間技術(shù)研究院遙感衛(wèi)星系統(tǒng)及其應(yīng)用

1.中國空間技術(shù)研究院遙感衛(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展介紹

（1）平臺(tái)與載荷

經(jīng)過幾十年的發(fā)展和沉淀，中國空間技術(shù)研究院（五院）遙感領(lǐng)域已經(jīng)形成了系列化、產(chǎn)品化的大、中、小遙感平臺(tái)型譜，以此為基礎(chǔ)發(fā)展形成了系列遙感衛(wèi)星系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于陸地觀測、軍事偵察、海洋信息獲取和環(huán)境監(jiān)測等各個(gè)領(lǐng)域，為我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)和軍事國防的建設(shè)和發(fā)展，發(fā)揮了重要作用。

目前，五院中大型遙感衛(wèi)星平臺(tái)型譜由ZY1000、ZY2000、ZY3000和ZY4000等四個(gè)衛(wèi)星平臺(tái)。小衛(wèi)星遙感衛(wèi)星平臺(tái)型譜由CAST100、CAST968、CAST2000等衛(wèi)星平臺(tái)組成，具備覆蓋高、中、低軌，承載大、中、小型載荷的能力，能夠滿足未來10～15年的研制需求。

（2）系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)體系

面對(duì)衛(wèi)星組成越來越復(fù)雜，功能越來越多，性能指標(biāo)越來越高，系統(tǒng)技術(shù)水平越來越高的發(fā)展趨勢，五院以技術(shù)推動(dòng)、需求牽引為動(dòng)力，掌握了遙感衛(wèi)星在軌智能管理、敏捷機(jī)動(dòng)成像模式設(shè)計(jì)、微振動(dòng)隔振抑制設(shè)計(jì)、遙感衛(wèi)星全鏈路成像質(zhì)量分析與設(shè)計(jì)、平臺(tái)載荷一體化設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)，初步具備衛(wèi)星多層次遙感數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)分析與處理、遙感數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用能力，并形成了較為完備的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)體系。

2.中國空間技術(shù)研究院遙感衛(wèi)星應(yīng)用情況

中國空間技術(shù)研究院借助星地一體化優(yōu)勢，經(jīng)過30多年發(fā)展，在遙感衛(wèi)星應(yīng)用方面，已經(jīng)掌握了從遙感衛(wèi)星測控、運(yùn)行管理、數(shù)據(jù)接收、產(chǎn)品生產(chǎn)、綜合應(yīng)用、存檔管理到分發(fā)服務(wù)等方面的一系列核心技術(shù)，研制開發(fā)了覆蓋遙感產(chǎn)業(yè)鏈的多個(gè)遙感專業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品，見圖2。目前已經(jīng)具備衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)接收、處理分發(fā)和增值服務(wù)的全鏈條業(yè)務(wù)能力。具備遙感影像輻射校正、系統(tǒng)幾何校正、定標(biāo)、精/正射校正、影像增強(qiáng)、圖像融合、拼接鑲嵌等技術(shù)及系統(tǒng)建設(shè)能力和遙感影像定量應(yīng)用能力。

圖 2 星地一體化遙感應(yīng)用示意圖

四、我國遙感衛(wèi)星系統(tǒng)及其應(yīng)用差距分析

我國遙感衛(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用已形成一定基礎(chǔ)，但總體上與國際先進(jìn)水平相比仍有較大差距，天地一體化系統(tǒng)缺少頂層規(guī)劃和設(shè)計(jì)，衛(wèi)星與地面相對(duì)脫節(jié)，遙感衛(wèi)星信息資源的最大效能尚未充分發(fā)揮，一些核心技術(shù)和關(guān)鍵產(chǎn)品仍受制于人，高效衛(wèi)星信息融合處理機(jī)制及技術(shù)、信息安全理論與技術(shù)等方面的研究存在較大差距，突出表現(xiàn)在系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)、衛(wèi)星平臺(tái)技術(shù)、遙感信息高精度處理和空間信息融合等幾個(gè)方面。

1.遙感衛(wèi)星系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)差距分析

（1）連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行的商業(yè)遙感體系尚未形成

在衛(wèi)星遙感領(lǐng)域，國外已經(jīng)建立了軍用系統(tǒng)、民用系統(tǒng)和商業(yè)系統(tǒng)三大相互獨(dú)立和有機(jī)聯(lián)系的系統(tǒng)，其中軍用系統(tǒng)主要集中實(shí)現(xiàn)極高的分辨率，民用系統(tǒng)主要集中在中、低分辨率的公益型系統(tǒng)，商業(yè)化系統(tǒng)則是民用高分辨率數(shù)據(jù)的主要來源，由國家支持、商業(yè)化發(fā)展。我國目前軍用和民用兩個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)成為規(guī)模，商業(yè)化系統(tǒng)未能成氣候。

當(dāng)前我國存在的主要問題是國產(chǎn)有用、有效的數(shù)據(jù)源缺乏，對(duì)國外數(shù)據(jù)的強(qiáng)力依賴性，連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的軍、民、商有機(jī)聯(lián)系的遙感體系尚未形成。

（2）不同軌道綜合組網(wǎng)協(xié)同觀測能力相對(duì)落后

由于缺乏業(yè)務(wù)需求為主導(dǎo)的國家空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)機(jī)制，長遠(yuǎn)統(tǒng)籌不足，加之體制方面的問題，目前我國國家層面的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)的統(tǒng)一規(guī)劃還沒有實(shí)施。各應(yīng)用部門需求迫切的衛(wèi)星資源得不到很好滿足，形成了衛(wèi)星立項(xiàng)一事一議、地面系統(tǒng)自成體系、業(yè)務(wù)應(yīng)用時(shí)斷時(shí)續(xù)的不利局面。

（3）高性能、高集成度遙感衛(wèi)星平臺(tái)技術(shù)相對(duì)落后

我國的遙感衛(wèi)星平臺(tái)與國外先進(jìn)平臺(tái)相比，仍存在不小的差距。突出表現(xiàn)在研制成本高，平臺(tái)承載比低，衛(wèi)星平臺(tái)電子系統(tǒng)集成化、智能化水平偏低，圖像定位精度不足，微振動(dòng)抑制能力弱，姿態(tài)機(jī)動(dòng)能力不足等方面。

（4）高精度的基礎(chǔ)地理信息獲取能力不夠

從用戶的需求來看，各行業(yè)部門需求量最大的基礎(chǔ)地理信息要求高分辨率的遙感數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源，而我國目前用于測繪的衛(wèi)星平臺(tái)的穩(wěn)定度、POS精度和姿態(tài)測量精度都比較低，使得測繪數(shù)據(jù)的整體精度不高，無法滿足更高比例尺基礎(chǔ)測繪數(shù)據(jù)的需求。

（5）精細(xì)化、定量化的信息獲取與處理技術(shù)落后

國內(nèi)光學(xué)遙感器的星上輻射定標(biāo)技術(shù)不夠成熟，地面實(shí)驗(yàn)室輻射定標(biāo)的精度不高，絕對(duì)輻射定標(biāo)精度僅能達(dá)到10%，幾何精度標(biāo)定等研究還較少開展，還不能滿足光學(xué)遙感衛(wèi)星的遙感定量化的需要。

2.遙感衛(wèi)星應(yīng)用差距分析

（1）數(shù)據(jù)加工處理能力弱，高質(zhì)量影像數(shù)據(jù)產(chǎn)品時(shí)效性差

我國遙感衛(wèi)星的地面接收處理隊(duì)伍規(guī)模小，負(fù)責(zé)專題產(chǎn)品生產(chǎn)的用戶部門一般都只有十幾人、幾十人的隊(duì)伍。國產(chǎn)遙感衛(wèi)星地面接收處理的產(chǎn)能低，與接收的衛(wèi)星數(shù)據(jù)量有較大的差距，導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理時(shí)延長，不能滿足用戶的需求。

（2）信息數(shù)據(jù)分發(fā)手段與渠道不足，積壓與貧乏矛盾突出

目前國產(chǎn)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)缺乏數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)平臺(tái)、手段和渠道，形成了供方產(chǎn)品積壓與需方數(shù)據(jù)缺乏的矛盾局面。一方面國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)分發(fā)銷售不暢，衛(wèi)星用戶仍然局限于少數(shù)政府行業(yè)部門，大量產(chǎn)品積壓，另一方面，衛(wèi)星影像應(yīng)用用戶、包括大量的省市縣級(jí)的行業(yè)用戶和企業(yè)個(gè)人用戶不能順暢地獲取國產(chǎn)衛(wèi)星影像。

（3）行業(yè)應(yīng)用不深入，沒有融入常態(tài)管理、實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化

我國衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)及其行業(yè)應(yīng)用普遍存在深度不夠的狀況，數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)處理、加工、分析的可靠性不高。導(dǎo)致衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)及應(yīng)用科研、試驗(yàn)層面多，一次性決策分析應(yīng)用多，未能與行業(yè)用戶的日常生產(chǎn)業(yè)務(wù)相結(jié)合、融入用戶的常態(tài)管理與日常工作，未能形成高可靠性的業(yè)務(wù)化行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)，無法實(shí)現(xiàn)高頻次、流程化的應(yīng)用局面。業(yè)務(wù)化、可靠性是我國衛(wèi)星遙感行業(yè)應(yīng)用推廣普及的核心問題，也是衛(wèi)星遙感信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心問題。

（4）數(shù)據(jù)比較分散、共享程度低，導(dǎo)致重復(fù)建設(shè)、資源浪費(fèi)

目前，我國使用對(duì)地觀測數(shù)據(jù)的單位有數(shù)百家，較大的用戶部門有10 余家。大的部門有自己的數(shù)據(jù)處理、開發(fā)應(yīng)用中心，小的部門僅僅是開發(fā)應(yīng)用。由于缺乏國家數(shù)據(jù)政策的支持和統(tǒng)一管理，各行業(yè)部門之間條塊分割，數(shù)據(jù)共享程度有限，造成了一定的重復(fù)建設(shè)。此外，數(shù)據(jù)接收和共性處理( 預(yù)處理) 系統(tǒng)互相分割，結(jié)構(gòu)不合理，低水平重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重。

五、對(duì)策和建議

（1）加強(qiáng)頂層規(guī)劃，構(gòu)建遙感衛(wèi)星綜合系統(tǒng)

衛(wèi)星遙感系統(tǒng)是空間應(yīng)用領(lǐng)域中最為重要的一部分，我國應(yīng)該在已有的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)基礎(chǔ)上，建設(shè)一個(gè)大型綜合的衛(wèi)星遙感系統(tǒng)，研制新型先進(jìn)星載遙感器和高性能通用遙感衛(wèi)星平臺(tái)，結(jié)合以IP為基礎(chǔ)的天基互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展、以高性能敏捷智能成像衛(wèi)星為基礎(chǔ)，通過多星協(xié)同組網(wǎng)或編隊(duì)，形成高空間分辨率、高時(shí)間分辨率、高光譜分辨率的空間觀測網(wǎng)絡(luò)，使用戶可以足不出戶實(shí)時(shí)獲取全球范圍任意地區(qū)空間信息。

（2）大力推動(dòng)靜止軌道對(duì)地觀測技術(shù)的研究

隨著減災(zāi)、資源、環(huán)境等應(yīng)用領(lǐng)域?qū)πl(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的時(shí)間分辨率要求越來越高，傳統(tǒng)低軌道對(duì)地觀測衛(wèi)星已經(jīng)很難滿足遙感用戶高時(shí)間分辨率的要求。開發(fā)超高分辨率成像技術(shù)，構(gòu)建先進(jìn)的靜止軌道對(duì)地監(jiān)視系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)評(píng)估、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害監(jiān)測評(píng)估、邊境與危機(jī)沖突地區(qū)監(jiān)視等功能，極大提高區(qū)域監(jiān)視與決策輔助支持能力。

靜止軌道對(duì)地觀測技術(shù)可以分為四類開展研究：高分辨率光學(xué)成像監(jiān)視、高分辨率SAR成像、高光譜探測與輻射測量、微波被動(dòng)遙感探測（微波輻射計(jì)、散射計(jì)）。

（3）發(fā)展多手段基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)

目前，對(duì)地物目標(biāo)觀測已不再局限于只獲取二維平面信息，而是要得到三維的立體信息。對(duì)地三維測繪衛(wèi)星一般包括：光學(xué)測圖衛(wèi)星、干涉雷達(dá)衛(wèi)星和激光雷達(dá)衛(wèi)星。光學(xué)成像立體測繪技術(shù)發(fā)展較早，但要實(shí)現(xiàn)更高測繪精度還需要大力攻關(guān)；而干涉SAR技術(shù)已開展了很多關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，但投入力度和推動(dòng)力都不足，與國外差距較大，需重點(diǎn)投入并向工程應(yīng)用大力推進(jìn)；激光雷達(dá)技術(shù)由于受各種基礎(chǔ)元件（如激光器、探測器、窄帶濾光片等）的限制發(fā)展較慢，而國外近年則進(jìn)展非常大，各種大氣測量、測高用的激光雷達(dá)紛紛發(fā)射投入使用，需要給與高度重視及早布局開始研究。

（4）制定國家級(jí)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)使用和推廣法規(guī)

結(jié)合國家當(dāng)前和未來發(fā)展需求，在遙感衛(wèi)星規(guī)劃、研制、數(shù)據(jù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)分發(fā)和數(shù)據(jù)保密等方面制定針對(duì)性的政策，促進(jìn)衛(wèi)星遙感產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加強(qiáng)國際合作，提升在國際遙感領(lǐng)域的競爭力。探索“軍星民用”和“民星軍用”的共享服務(wù)模式，鼓勵(lì)軍民單位共建衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)基地，研究軍星數(shù)據(jù)進(jìn)行民用的技術(shù)問題并建立商業(yè)運(yùn)營平臺(tái)。

（5）建立綜合數(shù)據(jù)處理中心，實(shí)現(xiàn)多星多類型數(shù)據(jù)綜合地面數(shù)據(jù)處理、歸檔、分發(fā)和服務(wù)

隨著衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)源性能的不斷增強(qiáng)以及數(shù)據(jù)量的極大膨脹，需要建立綜合數(shù)據(jù)處理中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理和維護(hù)，通過標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和法規(guī)政策的制定加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的控制，提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和精度，進(jìn)而提高對(duì)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用效益。從衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展來看，遙感衛(wèi)星的空間分辨率、光譜分辨率、時(shí)間分辨率都在迅速提高，遙感器種類迅速增加，為避免重復(fù)建設(shè)，提高效率，地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)已經(jīng)向多顆衛(wèi)星、多種有效載荷數(shù)據(jù)集中處理、產(chǎn)品生產(chǎn)、歸檔與分發(fā)的模式轉(zhuǎn)變。

（6）鼓勵(lì)央企和民間資本進(jìn)入全球商用遙感衛(wèi)星運(yùn)營市場，提升競爭力

鑒于衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)具有的巨大市場價(jià)值，以及我國在全球市場中市場份額過低的現(xiàn)狀，應(yīng)積極支持和鼓勵(lì)航天類央企和民間資本投入到遙感衛(wèi)星特別是高分辨率遙感衛(wèi)星的商業(yè)運(yùn)營中。通過“公平、公正、自由競爭、擇優(yōu)支持”的原則營造良好的商業(yè)競爭環(huán)境，支持衛(wèi)星應(yīng)用企業(yè)健康快速發(fā)展，逐漸退出以政府為主導(dǎo)的發(fā)展模式。條件成熟時(shí)，鼓勵(lì)企業(yè)走出去，將我國航天制造技術(shù)和衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)推廣到全球尤其是第三世界國家。

六、結(jié)論

遙感衛(wèi)星及其應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)是世界大國的重要戰(zhàn)略發(fā)展領(lǐng)域，其發(fā)展水平直接關(guān)系到國家安全、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和大眾民生，具有巨大的市場價(jià)值潛力，是國家實(shí)力的重要標(biāo)志。由于種種原因，我國的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展目前還存在多部門低水平重復(fù)建設(shè)、數(shù)據(jù)應(yīng)用效率低、可持續(xù)發(fā)展乏力等問題。為促進(jìn)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)及其應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，必須加強(qiáng)對(duì)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)和遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用的宏觀規(guī)劃指導(dǎo)與協(xié)調(diào)，以應(yīng)用為主導(dǎo)發(fā)展衛(wèi)星遙感產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用的科技創(chuàng)新，不斷縮小與國際先進(jìn)水平的差距。

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