國土資源衛(wèi)星遙感應(yīng)用與發(fā)展

· 文 |國土資源部科技與國際合作司 高平

國土資源衛(wèi)星遙感應(yīng)用與發(fā)展

· 文 |國土資源部科技與國際合作司 高平

編者按：

國土資源部承擔(dān)保護與合理利用土地資源、礦產(chǎn)資源、海洋資源等自然資源的責(zé)任。按照國家對國土資源管理、防災(zāi)減災(zāi)體系建設(shè)等方面的總體部署，土地、地礦、地質(zhì)災(zāi)害等行業(yè)充分利用衛(wèi)星遙感等高新技術(shù)，已將全國土地調(diào)查監(jiān)測、地質(zhì)礦產(chǎn)資源與地質(zhì)災(zāi)害環(huán)境遙感調(diào)查與監(jiān)測、地質(zhì)災(zāi)害及重大地質(zhì)事件應(yīng)急響應(yīng)等主體業(yè)務(wù)逐步納入部門經(jīng)常性工作，其目標(biāo)成果直接服務(wù)于部門職能履行。

一、衛(wèi)星遙感技術(shù)及數(shù)據(jù)應(yīng)用于國土資源監(jiān)管

衛(wèi)星遙感技術(shù)及數(shù)據(jù)已實現(xiàn)在國土資源管理主體業(yè)務(wù)中的常態(tài)化、規(guī)模化應(yīng)用，建成了國土資源“批、供、用、補、查”綜合監(jiān)管平臺，形成了國土資源“天上看、地上查、網(wǎng)上管”的現(xiàn)代化立體監(jiān)管體系。具體體現(xiàn)在如下三個方面。

1. 土地資源調(diào)查監(jiān)測

利用遙感技術(shù)于20世紀(jì)80年代初期完成了全國土地利用概查，歷時12年開展了第一次全國土地利用現(xiàn)狀調(diào)查，歷時三年完成了1∶1萬比例尺精度為主的第二次全國土地調(diào)查，已連續(xù)5年每年完成覆蓋全國陸域國土的土地利用變更調(diào)查監(jiān)測與核查，連續(xù)5年開展全國土地利用宏觀監(jiān)測，定期開展土地生態(tài)遙感監(jiān)測。如圖1所示為2013年全國土地利用變更調(diào)查監(jiān)測與核查區(qū)分布示意圖。

圖1　2013年全國土地利用變更調(diào)查監(jiān)測與核查區(qū)分布示意圖

2. 衛(wèi)片執(zhí)法檢查

利用衛(wèi)星遙感技術(shù)，連續(xù)十余年開展了全國土地利用、礦山開發(fā)“衛(wèi)片”執(zhí)法檢查，為監(jiān)察部、人力資源和社會保障部、國土資源部三部委聯(lián)合發(fā)布的《違反土地管理規(guī)定行為處分辦法》（15號令）的實施提供了技術(shù)支撐。某地礦產(chǎn)資源開發(fā)監(jiān)測情況如圖2所示。

圖2　某地礦產(chǎn)資源開發(fā)監(jiān)測圖

3. 地質(zhì)調(diào)查和礦產(chǎn)資源勘查

1999年以來，每年利用衛(wèi)星遙感技術(shù)開展基礎(chǔ)比例尺地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查填圖、生態(tài)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與監(jiān)測，連續(xù)十多年實施全國163個重點礦集區(qū)礦產(chǎn)資源開發(fā)多目標(biāo)遙感調(diào)查與監(jiān)測，重要成礦區(qū)帶遙感地質(zhì)調(diào)查，以1∶5萬遙感地質(zhì)調(diào)查為主要手段的礦產(chǎn)資源遠景調(diào)查。某地地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查遙感異常圖如圖3所示。

圖3　某地地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查遙感異常圖

4. 地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查監(jiān)測

2003年以來，利用衛(wèi)星遙感等技術(shù)，國土資源部和中國氣象局聯(lián)合開展地質(zhì)災(zāi)害氣象預(yù)警預(yù)報工作。在實施環(huán)渤海、長三角等地區(qū)地面沉降遙感調(diào)查與監(jiān)測、重地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急調(diào)查與監(jiān)測中也逐步加入遙感技術(shù)的應(yīng)用。圖4所示為高分一號云南東川遙感地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查圖。

圖4　高分一號云南東川遙感地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查圖

二、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的需求顯著增長

國家中長期發(fā)展戰(zhàn)略提出的保障資源供給、保護耕地資源、維護國土安全，建立不動產(chǎn)統(tǒng)一登記制度，實施資源、能源“走出去”戰(zhàn)略，防范和減少地質(zhì)災(zāi)害，加強生態(tài)建設(shè)，持續(xù)穩(wěn)定更新基礎(chǔ)地理信息等重大任務(wù)目標(biāo)。按照國家領(lǐng)導(dǎo)人要求，要利用衛(wèi)星遙感等技術(shù)手段，對必保的耕地進行全天候監(jiān)測，需要對紅線區(qū)域的耕地資源進行隨時、隨地、隨機監(jiān)測，以及對突發(fā)事件進行應(yīng)急監(jiān)測。新的發(fā)展形勢，對加快國家空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、建立以衛(wèi)星遙感為支撐的現(xiàn)代化資源調(diào)查監(jiān)管體系和災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警體系等均提出了更高的要求，需要逐步形成全天候監(jiān)測能力，以提高事中、事后監(jiān)測監(jiān)管水平?？梢灶A(yù)見，隨著國土資源事業(yè)的不斷發(fā)展，對衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的需求顯著增長。

1. 在調(diào)查監(jiān)測精度方面

需要滿足1∶50萬-1∶5000精度要求的數(shù)據(jù)，其中1∶5萬-1∶1萬精度要求的數(shù)據(jù)80%需要每年更新，且精度要求逐年提高，如2014年度全國土地利用變更調(diào)查監(jiān)測與核查中一類區(qū)已增加至約130萬平方千米。未來十年，國土資源業(yè)務(wù)所需高分辨率數(shù)據(jù)更新量約1000萬平方千米/年。雖然國產(chǎn)衛(wèi)星的數(shù)據(jù)保障能力大幅提升，從2007年二次調(diào)查數(shù)據(jù)占比30%，到2012年一張圖工程數(shù)據(jù)占比約70%，再到2013年一張圖工程數(shù)據(jù)占比達到84%，但是數(shù)據(jù)保障能力離應(yīng)用需要還有較大差距，每年5個月數(shù)據(jù)采集時間太長，優(yōu)于1m的高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)90%依賴國外。

2. 在連片覆蓋能力方面

要求快速獲取并及時處理覆蓋完整行政轄區(qū)的數(shù)據(jù)。未來五至十年即將開展的第三次全國土地調(diào)查、全天候土地資源與生態(tài)遙感監(jiān)測、找礦突破戰(zhàn)略行動、全國基礎(chǔ)地質(zhì)遙感調(diào)查、全國地質(zhì)災(zāi)害遙感調(diào)查與監(jiān)測、全國礦產(chǎn)資源遙感勘查、全國地質(zhì)環(huán)境遙感調(diào)查與監(jiān)測等國土資源主體工作都有這方面的應(yīng)用要求。

3. 在應(yīng)急性要求方面

突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害、重大土地違法事件調(diào)查等，要求第一時間獲取遙感影像，做出快速評估分析。雖然可用衛(wèi)星不少，但單星作業(yè)為主，觀測能力不匹配，一個月內(nèi)有效覆蓋我國全境不足30%。有效覆蓋我國全境約需4-5個月，無法滿足全國調(diào)查1年、年度監(jiān)測1個月、季度監(jiān)測10天、應(yīng)急監(jiān)測小時級的應(yīng)用要求。

三、積極推動國產(chǎn)衛(wèi)星應(yīng)用，支持國土資源事業(yè)

為了支撐國土資源事業(yè)的快速發(fā)展，國土資源部積極推動國產(chǎn)衛(wèi)星及應(yīng)用發(fā)展。從參與中巴地球資源衛(wèi)星01、02衛(wèi)星應(yīng)用，到與原國防科工委簽署《關(guān)于中巴地球資源衛(wèi)星02B星主用戶機制試點的協(xié)議》擔(dān)當(dāng)02B主用戶，CBERS系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)在國土資源管理業(yè)務(wù)中得到廣泛應(yīng)用。資源一號02C衛(wèi)星的發(fā)射，標(biāo)志著我國遙感衛(wèi)星從科研試驗型向業(yè)務(wù)應(yīng)用型的轉(zhuǎn)變。02C星在軌運行4年多，國土資源部探索完成業(yè)務(wù)衛(wèi)星應(yīng)用機制，有力推動了02C星數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用。如在全國土地變更調(diào)查與遙感監(jiān)測工程中，2012年替代國外數(shù)據(jù)約75萬平方千米，2013年替代約107萬平方千米、補充39.44萬平方千米，2014年替代約104萬平方千米，2015年替代約86萬平方千米。在高分專項中，國土資源部作為GF-1、2衛(wèi)星牽頭主用戶，GF-5衛(wèi)星主用戶之一，積極參與高分各衛(wèi)星的應(yīng)用示范與業(yè)務(wù)推廣工作，積極推動高分?jǐn)?shù)據(jù)進入國土資源遙感調(diào)查監(jiān)測與監(jiān)管業(yè)務(wù)主流程。同時，國土資源部還積極參加相關(guān)國家衛(wèi)星業(yè)務(wù)規(guī)劃的編制。牽頭編制的《陸海觀測衛(wèi)星業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》，于2012年3月30日國務(wù)院批準(zhǔn)實施。主體內(nèi)容也基本納入《國家空間基礎(chǔ)設(shè)施中長期發(fā)展規(guī)劃》。

下一步，國土資源部將按照“需求牽引、統(tǒng)籌規(guī)劃、逐項落實”的思路，以2米/8米光學(xué)衛(wèi)星（3顆）等業(yè)務(wù)衛(wèi)星工程為牽引，推動實施國土資源國產(chǎn)衛(wèi)星業(yè)務(wù)應(yīng)用工程，構(gòu)建國土資源衛(wèi)星應(yīng)用體系網(wǎng)絡(luò)，提升國產(chǎn)衛(wèi)星在國土資源主體業(yè)務(wù)中規(guī)?；こ袒瘧?yīng)用水平。