高分專項助力中藥普查事業(yè)發(fā)展研究

摘要：以中藥資源為基礎(chǔ)的中藥業(yè)生產(chǎn)迫切需要及時了解中藥狀況，掌握其變化規(guī)律，中藥資源普查是中醫(yī)藥行業(yè)發(fā)展的重大戰(zhàn)略任務(wù)。高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項（簡稱“高分專項”）提供的高空間分辨率、高時間分辨率、高光譜分辨率的空間數(shù)據(jù)，具有范圍大、全天時、全天候的特點，已經(jīng)在農(nóng)業(yè)、林業(yè)等相關(guān)行業(yè)的資源普查中取得了很好的應(yīng)用成效。文章針對國家第四次中醫(yī)藥資源普查的目標(biāo)要求，梳理了高分中醫(yī)藥行業(yè)應(yīng)用專題產(chǎn)品體系，提出將高分?jǐn)?shù)據(jù)應(yīng)用于中藥資源調(diào)查、監(jiān)測和規(guī)劃等中醫(yī)藥行業(yè)的業(yè)務(wù)中，可以提高中醫(yī)藥資源普查的精度和效率。

關(guān)鍵詞：高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項；空間數(shù)據(jù)；中醫(yī)藥事業(yè)；中藥資源普查

中圖分類號：R282 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-5707（2017）01-0006-06

Abstract： TCM materia medica based production of TCM industry urgently needs to understand TCM materia medica condition timely and control its changing law. General survey for TCM materia medica resources is a major strategic task of the development of TCM industry. High Resolution Earth Observation System （referred to High Resolution System） offers spatial data with high spatial resolution， high temporal resolution， and high spectral resolution， with the features of wide range， all day and all weather， which has achieved great application results in relevant industries of agriculture and forestry. Targeting the objectives of the fourth general survey for TCM materia medica resources， this article sorted out application special product system of High Resolution TCM industry， and proposed that High Resolution should be applied to TCM industry， such as general survey， monitoring and planning of TCM materia medica resources， which can promote the accuracy and efficiency of general survey for TCM materia medica resources.

Key words： High Resolution Earth Observation System； spatial data； TCM industry； general survey for TCM materia medica resources

1 研究背景

黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人高度重視中醫(yī)藥事業(yè)的發(fā)展，習(xí)近平總書記在2016年8月召開的全國衛(wèi)生與健康大會上強(qiáng)調(diào)，沒有全民健康，就沒有全面小康；要著力推動中醫(yī)藥振興發(fā)展，堅持中西醫(yī)并重。按照習(xí)近平總書記全民健康的藍(lán)圖，中醫(yī)藥作為中華民族的瑰寶，在全民健康中是不可或缺的一部分，習(xí)總書記在西安調(diào)研時還說到，“很多患者喜歡看中醫(yī)，因為副作用小，療效好，中草藥價格相對便宜”。而中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵在于中藥資源的保護(hù)和利用，2016年2月26日，國務(wù)院印發(fā)了《中醫(yī)藥發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃綱要（2016-2030年）》，其中提到“加強(qiáng)中藥資源保護(hù)利用，建立普查和動態(tài)監(jiān)測相結(jié)合的中藥材資源調(diào)查制度……推進(jìn)中藥材規(guī)范化種植養(yǎng)殖，制定中藥材主產(chǎn)區(qū)種植區(qū)域規(guī)劃”。中藥資源作為一種再生性資源，具有周期長、分布地域廣、動態(tài)性很強(qiáng)的特點，易受人為因素及自然力的影響，蘊藏量易發(fā)生變化。以中藥資源為基礎(chǔ)的中藥業(yè)生產(chǎn)迫切需要及時了解中藥狀況，掌握其變化規(guī)律，從而制定科學(xué)的中藥業(yè)管理決策。因此，中藥資源普查是中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

傳統(tǒng)中藥資源普查一直采用收購量推算、人為主觀估計和地面調(diào)查相結(jié)合。這些方法存在著調(diào)查時間長、費用多、工作量大、提供資源數(shù)據(jù)速度慢、精度受人為因素影響大等缺陷，浪費大量的人力、物力，財力，數(shù)據(jù)可靠性和客觀性差，且很難滿足和適應(yīng)現(xiàn)代中藥產(chǎn)業(yè)需要[1]。近年來，中醫(yī)藥和遙感領(lǐng)域的研究人員在將空間信息技術(shù)用于確定中藥生態(tài)環(huán)境及種群分布及生物量，尋找目標(biāo)藥材的生態(tài)環(huán)境條件，利用高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù)或航空遙感影像調(diào)查分析藥用植物種群的分布及不同時間的生物量等方面進(jìn)行了有益的探索，形成了一些好的思路和方法，但對空間信息如何應(yīng)用于中醫(yī)藥行業(yè)提及較少。本文從高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項（簡稱高分專項）所提供的全面的空間信息服務(wù)入手，針對國家第四次中醫(yī)藥資源普查的目標(biāo)要求，梳理了一套高分中醫(yī)藥行業(yè)應(yīng)用專題產(chǎn)品體系。將高分專項數(shù)據(jù)應(yīng)用于中藥資源調(diào)查、監(jiān)測和規(guī)劃等中醫(yī)藥行業(yè)的業(yè)務(wù)中，可以提高中醫(yī)藥資源普查的精度和效率。

2 高分專項提供的空間信息服務(wù)

高分專項是我國確定的16個重大科技專項之一，由國家國防科技工業(yè)局（國防科工局）牽頭，至今已實施了6年。目的是加快我國空間信息與應(yīng)用技術(shù)發(fā)展，提升自主創(chuàng)新能力，滿足國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會發(fā)展和國家安全的需要。高分專項的核心是數(shù)據(jù)應(yīng)用，也是按此理念來部署實施。⑴統(tǒng)籌建設(shè)天基系統(tǒng)、航空系統(tǒng)等數(shù)據(jù)源，設(shè)計了光學(xué)和微波相結(jié)合，高時間分辨率和高空間分辨率相結(jié)合，平面觀測和立體觀測相結(jié)合的多種觀測手段，形成“數(shù)據(jù)型譜”以及時空協(xié)調(diào)、全天時、全天候的對地觀測能力。⑵統(tǒng)籌建設(shè)地面系統(tǒng)，有效整合國內(nèi)接收資源、布局極地接收，建設(shè)數(shù)據(jù)處理中心，經(jīng)解碼和校正等處理，生產(chǎn)可直接使用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，建設(shè)地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)，完善數(shù)據(jù)分發(fā)。⑶布局全產(chǎn)業(yè)鏈，建設(shè)應(yīng)用示范系統(tǒng)。部署行業(yè)應(yīng)用示范和區(qū)域產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用示范，使高分應(yīng)用進(jìn)入重點行業(yè)主體業(yè)務(wù)和地方綜合治理體系，服務(wù)國家重大需求，創(chuàng)新應(yīng)用模式，形成空間信息產(chǎn)業(yè)鏈[2]。

通過6年的實施，高分專項可以提供以下6類空間信息應(yīng)用相關(guān)服務(wù)。

2.1 數(shù)據(jù)源

高分專項已發(fā)射高分1/2/3/4號衛(wèi)星，可為用戶提供高質(zhì)量的0.8～400 m分辨率的光學(xué)影像和1～500 m分辨率的SAR影像。通過訪問中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心（http：//218.247.138.121/DSSPlatform/index. html）、高分應(yīng)用綜合信息服務(wù)共享平臺（http：//gfplatform.cnsa.gov.cn/）等網(wǎng)站，如圖1所示，可查詢檢索和下載高分衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)。

2.2 數(shù)據(jù)政策

2015年8月，為加強(qiáng)和規(guī)范高分專項衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)管理，負(fù)責(zé)高分專項管理的高分專項辦公室（簡稱高分辦）發(fā)布了《高分專項衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)管理暫行辦法》，該辦法在數(shù)據(jù)政策上實現(xiàn)了較大的突破。⑴數(shù)據(jù)降解密。公開的高分光學(xué)數(shù)據(jù)初級產(chǎn)品空間分辨率≥0.5 m，公開的高分微波數(shù)據(jù)初級產(chǎn)品空間分辨率≥1 m。對定位精度不做限制性要求。⑵拓展數(shù)據(jù)分發(fā)渠道。高分?jǐn)?shù)據(jù)初級產(chǎn)品分發(fā)機(jī)構(gòu)由原來的單一分發(fā)渠道——中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心拓展為4個：中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心、經(jīng)授權(quán)的各行業(yè)數(shù)據(jù)分發(fā)機(jī)構(gòu)、經(jīng)授權(quán)的各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）高分辨率對地觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)與應(yīng)用機(jī)構(gòu)，以及其他授權(quán)的企事業(yè)單位。⑶應(yīng)用成果共享，形成國家級數(shù)據(jù)應(yīng)用產(chǎn)品和服務(wù)能力。高分專項投資形成的高分?jǐn)?shù)據(jù)產(chǎn)品、相關(guān)服務(wù)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，由專項中心組織匯總、集成并形成相應(yīng)清單，統(tǒng)一通過國家航天局高分綜合信息服務(wù)共享平臺發(fā)布，在專項內(nèi)無償使用和共享。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)

作為國家級重大專項，高分在支持行業(yè)建設(shè)應(yīng)用示范系統(tǒng)、拓展遙感應(yīng)用廣度和深度的同時，支持各行業(yè)建立高分?jǐn)?shù)據(jù)應(yīng)用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以實現(xiàn)行業(yè)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，目前已經(jīng)形成高分專項標(biāo)準(zhǔn)體系表，包括數(shù)據(jù)應(yīng)用基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)草案和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)草案100余項，并已在前述的高分應(yīng)用綜合信息服務(wù)共享平臺網(wǎng)站上提供共享。

2.4 應(yīng)用模式

高分專項提出2種應(yīng)用模式：信息提取應(yīng)用模式和信息承載應(yīng)用模式。前者即為傳統(tǒng)的遙感應(yīng)用模式，是指通過對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行定標(biāo)、反演、分析、識別、真實性檢驗等解譯處理，提取目標(biāo)的相關(guān)光譜信息和幾何信息；后者是大數(shù)據(jù)時代背景下的產(chǎn)物，是指將遙感影像作為一切社會經(jīng)濟(jì)信息的基底和平臺，關(guān)聯(lián)和承載其他不同層級各類信息，采用大數(shù)據(jù)的分析方法，得到新的綜合性的分析結(jié)果。如水利部長江水利委員會以高分?jǐn)?shù)據(jù)為基礎(chǔ)，整合了3大類29種數(shù)據(jù)資源，形成水利“一張圖”，為長江經(jīng)濟(jì)帶岸線規(guī)劃和取水口規(guī)劃提供支撐，從而在2個月內(nèi)完成過去需要2年才能完成的規(guī)劃工作。

2.5 產(chǎn)品資源共享

高分辦組織創(chuàng)建了高分應(yīng)用綜合信息服務(wù)共享平臺，于2016年3月10日已上線運行。該平臺采用網(wǎng)格技術(shù)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行統(tǒng)一編目，按照統(tǒng)一格式研發(fā)專題產(chǎn)品，通過中間件融合各軟件模塊，最終實現(xiàn)成果集成共享。目前，已聯(lián)通高分?jǐn)?shù)據(jù)中心、18個行業(yè)和11個地區(qū)，集成共享專題產(chǎn)品446項、服務(wù)產(chǎn)品88項、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范121項、真實性檢驗站24個，提供相關(guān)業(yè)務(wù)鏈接100余個，共享數(shù)據(jù)量達(dá)840 TB。該平臺是高分專項數(shù)據(jù)和應(yīng)用成果的“集大成者”，也是一站式對外服務(wù)窗口。

2.6 眾創(chuàng)空間

高分專項精心打造“眾創(chuàng)空間”，形成線上線下一體化“雙創(chuàng)”環(huán)境。線上依托“共享平臺”，面向市場提供高分?jǐn)?shù)據(jù)的線上資源與服務(wù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)、軟件、工具、服務(wù)于一體的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。線下以高分?jǐn)?shù)據(jù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)基地為載體，利用高分遙感空間信息技術(shù)與各行業(yè)的跨界融合，通過培訓(xùn)、交流和政策扶持，吸引小微企業(yè)和初創(chuàng)公司入駐產(chǎn)業(yè)基地。

3 高分專項應(yīng)用于相關(guān)行業(yè)的主要成效

中藥資源的調(diào)查規(guī)劃與農(nóng)業(yè)和林業(yè)的調(diào)查規(guī)劃十分相似，這里簡要列舉高分專項在農(nóng)業(yè)和林業(yè)應(yīng)用中專題產(chǎn)品體系。

3.1 高分專項應(yīng)用于農(nóng)業(yè)的主要成效

高分農(nóng)業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品體系如圖2所示，高分專項主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常規(guī)監(jiān)測、農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測和重大農(nóng)業(yè)政策執(zhí)行情況監(jiān)測等4個方面，生產(chǎn)15類專題產(chǎn)品。

3.2 高分專項應(yīng)用于林業(yè)的主要成效

高分林業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品體系如圖3所示，高分專項主要應(yīng)用于森林資源調(diào)查、濕地監(jiān)測、荒漠化監(jiān)測、林業(yè)生態(tài)工程和森林災(zāi)害監(jiān)測等5個方面的業(yè)務(wù)，生產(chǎn)15類專題產(chǎn)品。圖4為基于GF-1 2 m影像的三峽地區(qū)森林類型調(diào)查產(chǎn)品成果圖。

4 高分專項助力中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展的思路探討

中藥資源作為一種再生性資源，具有周期長、分布地域廣、動態(tài)性強(qiáng)的特點，易受人為因素及自然力的影響，蘊藏量易發(fā)生變化。以中藥資源為基礎(chǔ)的中藥業(yè)生產(chǎn)迫切需要及時了解中藥狀況，掌握其變化規(guī)律，從而制定科學(xué)的中藥業(yè)管理決策。中藥資源普查是中醫(yī)藥行業(yè)發(fā)展的重大戰(zhàn)略任務(wù)，我國于1960-1962年、1969-1973年、1983-1987年分別進(jìn)行了3次中草藥資源普查，并于2011年開始進(jìn)行第四次中藥資源普查的試點，第四次全面中藥資源普查即將開始，具體目標(biāo)要求為5項。⑴調(diào)查研究我國中藥資源種類、分布、蘊藏量、資源變化趨勢、栽培與野生情況、收購量、需要量、質(zhì)量等中藥資源本底資料，全面掌握我國中藥資源情況。⑵建設(shè)中藥資源數(shù)據(jù)庫、中藥資源監(jiān)測和信息服務(wù)數(shù)據(jù)庫，建立中藥資源動態(tài)監(jiān)測體系，在重點區(qū)域建立中藥資源觀測點，對常用品種、資源緊缺品種進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。⑶收集整理中藥資源傳統(tǒng)知識信息，建立中醫(yī)藥傳統(tǒng)知識中心。⑷建立中藥種子種苗繁育基地、種質(zhì)資源庫及標(biāo)本館，構(gòu)建以上幾個實體庫的獨立運營機(jī)制及共享服務(wù)機(jī)制。⑸提出中藥資源管理、保護(hù)及開發(fā)利用的總體規(guī)劃建議，制定中藥資源可持續(xù)利用的國家規(guī)劃[3]。

基于高分專項服務(wù)于相關(guān)行業(yè)資源普查的成功經(jīng)驗和第四次全國中藥資源普查的目標(biāo)要求，筆者認(rèn)為高分專項主要可以從以下3個方面開展應(yīng)用。

4.1 中藥資源調(diào)查

基于所要調(diào)查時間節(jié)點的高分衛(wèi)星影像，采用信息提取應(yīng)用模式，對中藥資源種植相關(guān)的核心要素進(jìn)行提取，包括中藥種植的種類、面積、長勢、生長環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)環(huán)境等，生成相應(yīng)的專題產(chǎn)品。圖5為中藥資源調(diào)查專題產(chǎn)品體系圖。結(jié)合地面調(diào)查，可以得到普查所需的中藥資源種類、分布、蘊藏量、資源變化趨勢、栽培與野生情況等數(shù)據(jù)[4-5]。

4.2 中藥資源動態(tài)監(jiān)測

基于不同時期的多幅遙感影像，采用信息提取應(yīng)用模式，可以得到不同時期中藥種植面積、長勢、生長環(huán)境和社會環(huán)境的變化量專題產(chǎn)品（見圖6），結(jié)合地面調(diào)查數(shù)據(jù)，可得到中藥資源種植面積、產(chǎn)量的變化，實現(xiàn)對常用品種、資源緊缺品種進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測[6-7]。

4.3 中藥資源布局和管理

采用信息承載應(yīng)用模式，對采用信息提取模式得到的中藥種植區(qū)域的地形、土壤墑情、耕地地形、交通通達(dá)性等產(chǎn)品，疊加地面調(diào)查數(shù)據(jù)及其他社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，如人均收入、受教育程度、市場需求、收購價格等，進(jìn)行綜合數(shù)據(jù)分析，可得到中藥資源種植結(jié)構(gòu)和區(qū)域優(yōu)化布局產(chǎn)品（見圖7），輔助制定中藥資源可持續(xù)利用的國家規(guī)劃。

5 小結(jié)

高分專項圍繞數(shù)據(jù)應(yīng)用在數(shù)據(jù)政策、資源共享和應(yīng)用模式上實現(xiàn)了多項創(chuàng)新和突破，拓展了應(yīng)用的廣度和深度，高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)已在18個行業(yè)1800多家單位廣泛應(yīng)用，各行業(yè)部門充分挖掘高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域，高分?jǐn)?shù)據(jù)已全面進(jìn)入相關(guān)部門的主體業(yè)務(wù)，成為政府治理能力和治理體系現(xiàn)代化的重要支撐。以前很多依靠人員實地核查的業(yè)務(wù)工作，現(xiàn)在改為主要依賴遙感調(diào)查，結(jié)果及時客觀。作為中醫(yī)藥行業(yè)核心基礎(chǔ)的中藥資源與農(nóng)、林資源存在很多相似的地方，在其他行業(yè)已經(jīng)成熟應(yīng)用于業(yè)務(wù)中的專題產(chǎn)品，經(jīng)過一定的適應(yīng)性修改即能應(yīng)用于中藥資源調(diào)查、監(jiān)測和規(guī)劃的相關(guān)業(yè)務(wù)中。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭蘭萍，陸建偉，張小波，等.全國中藥資源普查技術(shù)規(guī)范制定[J].中國中藥雜志，2013，38（7）：937-942.

[2] 趙文波.精心布局?jǐn)?shù)據(jù)應(yīng)用 “高分專項”碩果累累[J].國防科技工業(yè)，2016（9）：3-5.

[3] 陳士林，張本剛，楊智，等.全國中藥資源普查方案設(shè)計[J].中國中藥雜志，2005，30（16）：1229-1232，1289.

[4] 谷婧，馮成強(qiáng)，張文生.3S技術(shù)在中藥資源研究和管理中的應(yīng)用與展望[J].中草藥，2014，45（10）：1502-1506.

[5] 劉金欣，潘敏，李耿，等.3S技術(shù)在藥用植物資源調(diào)查研究中的應(yīng)用[J].中草藥，2016，47（4）：695-700.

[6] 崔蒙.中醫(yī)藥行業(yè)數(shù)據(jù)庫建設(shè)現(xiàn)狀分析[J].中國中醫(yī)藥信息雜志， 2004，11（3）：189-191.

[7] 崔蒙，謝琪.中醫(yī)藥信息數(shù)字化研究進(jìn)展[J].醫(yī)藥信息學(xué)雜志，2008， 29（10）：13-15.

（收稿日期：2016-11-14）

（修回日期：2016-12-08；編輯：魏民）