多源全球遙感數(shù)據(jù)采集處理和綜合信息服務(wù)平臺(tái)簡(jiǎn)介

● 文 |中國(guó)長(zhǎng)城工業(yè)集團(tuán)有限公司 郭夏銳 寧蔚 虎剛

多源全球遙感數(shù)據(jù)采集處理和綜合信息服務(wù)平臺(tái)簡(jiǎn)介

● 文 |中國(guó)長(zhǎng)城工業(yè)集團(tuán)有限公司 郭夏銳 寧蔚 虎剛

面向全球商業(yè)遙感數(shù)據(jù)綜合應(yīng)用的需求，建設(shè)了一個(gè)能夠提供多源遙感數(shù)據(jù)接收處理的綜合信息服務(wù)平臺(tái)。平臺(tái)由1個(gè)部署在委內(nèi)瑞拉的南美環(huán)境及災(zāi)害服務(wù)節(jié)點(diǎn)、1個(gè)部署在雪龍?zhí)枠O地科考船上的海洋監(jiān)測(cè)及航線保障服務(wù)節(jié)點(diǎn)和1個(gè)運(yùn)管中心組成。平臺(tái)具備規(guī)?；畔⑻幚砟芰?，能夠生產(chǎn)輻射和系統(tǒng)幾何校正產(chǎn)品550景/天，幾何精校正和正射校正產(chǎn)品50景/天。在應(yīng)用服務(wù)方面，能夠生產(chǎn)農(nóng)業(yè)、資源、環(huán)境保護(hù)、防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急救援等領(lǐng)域的40種專題產(chǎn)品。具備海量數(shù)據(jù)高效存儲(chǔ)管理能力，能夠支持4顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)產(chǎn)品的管理和存取。平臺(tái)為國(guó)內(nèi)外用戶提供了遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收處理及應(yīng)用的綜合服務(wù)。

商業(yè)航天；衛(wèi)星遙感；遙感應(yīng)用

一、引言

近年來，全球衛(wèi)星遙感產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，市場(chǎng)規(guī)模迅速增大。在國(guó)際商業(yè)遙感領(lǐng)域，我國(guó)已于2011年首次實(shí)現(xiàn)遙感衛(wèi)星出口，在軌交付了委內(nèi)瑞拉遙感衛(wèi)星一號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)[1]。目前正在開展委內(nèi)瑞拉遙感衛(wèi)星二號(hào)、巴基斯坦遙感衛(wèi)星等出口商業(yè)衛(wèi)星及地面數(shù)據(jù)接收和應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)的研制。然而在取得這些成績(jī)的同時(shí)，產(chǎn)業(yè)鏈下游的遙感數(shù)據(jù)接收、應(yīng)用及運(yùn)營(yíng)與歐美國(guó)家相比仍存在差距。長(zhǎng)期以來國(guó)內(nèi)衛(wèi)星及地面站分屬于不同的行業(yè)用戶單位，沒有形成統(tǒng)一的遙感數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，無法滿足用戶對(duì)遙感信息綜合應(yīng)用的需求[2-4]。急需建設(shè)和整合我國(guó)現(xiàn)有的遙感衛(wèi)星接收站和衛(wèi)星資源，建立符合市場(chǎng)需求的數(shù)據(jù)接收和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)[5-6]。

在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)衛(wèi)星及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)的支持下，長(zhǎng)城公司作為用戶總體單位于2013年開始建設(shè)了面向國(guó)際客戶的多源全球遙感數(shù)據(jù)采集處理和綜合信息服務(wù)平臺(tái)，建設(shè)周期三年，目前已通過竣工驗(yàn)收。本文對(duì)平臺(tái)的組成、功能和應(yīng)用成果進(jìn)行介紹，對(duì)性能指標(biāo)和應(yīng)用前景進(jìn)行了分析。平臺(tái)的建設(shè)提升了商業(yè)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的全球應(yīng)用和服務(wù)能力。

二、平臺(tái)組成

平臺(tái)由1個(gè)南美環(huán)境及災(zāi)害服務(wù)節(jié)點(diǎn)、1個(gè)雪龍?zhí)柡Ｑ蟊O(jiān)測(cè)及航線保障服務(wù)節(jié)點(diǎn)、1個(gè)運(yùn)管中心構(gòu)成國(guó)際化服務(wù)網(wǎng)組成。南美環(huán)境及災(zāi)害服務(wù)節(jié)點(diǎn)作為海外接收處理站部署在委內(nèi)瑞拉，雪龍?zhí)柡Ｑ蟊O(jiān)測(cè)及航線保障服務(wù)節(jié)點(diǎn)作為船載移動(dòng)接收處理站部署在中國(guó)雪龍?zhí)枠O地科考船上。平臺(tái)全球布局如圖1所示，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)面對(duì)運(yùn)管中心分配的任務(wù)，基于自身特色能力，提供各類增值產(chǎn)品和服務(wù)響應(yīng)。

1.服務(wù)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)提供數(shù)據(jù)和產(chǎn)品服務(wù)

雪龍?zhí)柡Ｑ蟊O(jiān)測(cè)及航線保障服務(wù)節(jié)點(diǎn)為船載移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，具備遙感數(shù)據(jù)接收、解調(diào)、記錄、處理能力，重點(diǎn)針對(duì)海洋監(jiān)測(cè)開展專題應(yīng)用，同時(shí)對(duì)雪龍?zhí)柲媳睒O考察的航線開展保障支持（如圖2所示）。該節(jié)點(diǎn)包括了7.3m口徑天線碼速率450Mbit/s的船載遙感接收分系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理與海洋信息服務(wù)分系統(tǒng)。

南美環(huán)境及災(zāi)害監(jiān)測(cè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)作為固定服務(wù)節(jié)點(diǎn)，主要針對(duì)南美地區(qū)開展數(shù)據(jù)接收、處理、增值產(chǎn)品加工，并重點(diǎn)在環(huán)境及災(zāi)害領(lǐng)域開展應(yīng)用服務(wù)(如圖3所示)。包括一個(gè)12m口徑的遙感數(shù)據(jù)接收分系統(tǒng)，以及圖像處理系統(tǒng)、運(yùn)行管理系統(tǒng)、典型應(yīng)用系統(tǒng)等。同時(shí)，作為國(guó)際化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之一，為服務(wù)網(wǎng)提供數(shù)據(jù)、產(chǎn)品和服務(wù)。

2.運(yùn)管中心負(fù)責(zé)提供遙感應(yīng)用服務(wù)

運(yùn)管中心由全球運(yùn)營(yíng)服務(wù)網(wǎng)站、數(shù)據(jù)交換分系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理融合分系統(tǒng)組成。用戶可通過互聯(lián)網(wǎng)訪問建在運(yùn)管中心的運(yùn)營(yíng)服務(wù)網(wǎng)站，直接瀏覽、查詢衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品或定制數(shù)據(jù)產(chǎn)品服務(wù)，定制產(chǎn)品由運(yùn)管中心通知全球各服務(wù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取和生產(chǎn)服務(wù)。

三、平臺(tái)功能及技術(shù)指標(biāo)

1. 遙感產(chǎn)品國(guó)際化提供能力

平臺(tái)提供國(guó)內(nèi)外遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)和綜合服務(wù)。常規(guī)數(shù)據(jù)服務(wù)響應(yīng)時(shí)間≤30天，應(yīng)急數(shù)據(jù)服務(wù)響應(yīng)時(shí)間≤3天；提供海洋風(fēng)海面風(fēng)場(chǎng)、海面高度場(chǎng)、海洋污染、水汽含量、海冰監(jiān)測(cè)、地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估、洪水面積監(jiān)測(cè)、火點(diǎn)提取、作物長(zhǎng)勢(shì)分析、土地生態(tài)利用分類、氣溶膠光學(xué)厚度監(jiān)測(cè)等40種應(yīng)用產(chǎn)品，可服務(wù)于農(nóng)業(yè)、資源、環(huán)境保護(hù)、防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急救援等領(lǐng)域。

2. 海量數(shù)據(jù)高效存儲(chǔ)管理能力

建立了高效的海量遙感數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)，提供數(shù)據(jù)查詢和獲取服務(wù)。在產(chǎn)品索引結(jié)構(gòu)固定的前提下，具備擴(kuò)展新的產(chǎn)品級(jí)別或后續(xù)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的管理功能?？纱鎯?chǔ)管理原始數(shù)據(jù)以及不少于40種的專題產(chǎn)品；可支持至少4顆星數(shù)據(jù)產(chǎn)品的管理和存取服務(wù)。

3. 規(guī)?；男畔⑻幚砟芰?/p>

可對(duì)多載荷生成的多源數(shù)據(jù)在同一平臺(tái)下進(jìn)行輻射、系統(tǒng)和幾何精校正等通用處理并進(jìn)行對(duì)比分析和綜合顯示等。針對(duì)不同載荷存在幅寬大、數(shù)據(jù)量大等特點(diǎn)，充分考慮軟硬件環(huán)境，設(shè)計(jì)合理高效的規(guī)模化生產(chǎn)流程。兼容接收、處理可見光、紅外、多光譜等多類載荷數(shù)據(jù)；能夠生產(chǎn)輻射和系統(tǒng)幾何校正產(chǎn)品550景/天，幾何精校正和正射校正產(chǎn)品50景/天。

四、成果及應(yīng)用前景

平臺(tái)通過整合我國(guó)現(xiàn)有主要在軌遙感衛(wèi)星資源和服務(wù)能力，通過建立統(tǒng)一的基于互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)管中心服務(wù)平臺(tái)，將多源遙感衛(wèi)星的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、處理、分發(fā)，以及遙感衛(wèi)星產(chǎn)品解決方案的提供能力向全球客戶進(jìn)行推介。圖4為南美環(huán)境及災(zāi)害服務(wù)節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)的植被指數(shù)、植被覆蓋度、水體懸浮物、沙塵暴等應(yīng)用產(chǎn)品。圖5為雪龍?zhí)柡Ｑ蟊O(jiān)測(cè)和航線保障服務(wù)節(jié)點(diǎn)生產(chǎn)的海面溫度專題圖產(chǎn)品。

運(yùn)管中心網(wǎng)站以圖6所示的可視化、結(jié)構(gòu)化的方式面向全球提供多源遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品的發(fā)布、檢索、瀏覽、購(gòu)買、下載等服務(wù)，為遙感用戶和服務(wù)商建成溝通渠道。

五、結(jié)論

多源全球遙感數(shù)據(jù)采集處理和綜合信息服務(wù)平臺(tái)通過在海外建設(shè)固定和移動(dòng)服務(wù)節(jié)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)建設(shè)運(yùn)管中心，來接收、存儲(chǔ)、處理和分發(fā)多源遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)及產(chǎn)品。目前平臺(tái)已經(jīng)建成并試運(yùn)行，在老撾湄公河沿岸開展了洪水災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測(cè)應(yīng)用示范。雪龍?zhí)柡Ｑ蟊O(jiān)測(cè)和航線保障服務(wù)節(jié)點(diǎn)為中國(guó)第32次極地科學(xué)考察提供了航線保障服務(wù)。平臺(tái)初步構(gòu)建了面向全球用戶提供遙感綜合服務(wù)的商業(yè)化平臺(tái)，提升了我國(guó)衛(wèi)星遙感在全球的服務(wù)能力。

[1]趙鍵,崔玉福,趙鴻志.委內(nèi)瑞拉遙感衛(wèi)星-1項(xiàng)目及典型應(yīng)用介紹[J].國(guó)際太空, 2014(12):28-33.

[2]孫承志,李國(guó)元.我國(guó)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)全球接收服務(wù)體系的建設(shè)[J].衛(wèi)星應(yīng)用, 2015(10): 49-52.

[3]陳元偉,張婷,丁婭萍.新型衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)服務(wù)商業(yè)模式研究[J].衛(wèi)星應(yīng)用, 2015(10): 42-48.

[4]GUO Xiarui, Hu Gang, Ning Wei, Commercial and Export Remote Sensing Satellite Policy and Market of Leading Space Countries, Geoscience and Remote Sensing Symposium IEEE. 2014:4516-4519.

[5]徐麗萍.商業(yè)遙感市揚(yáng)發(fā)展現(xiàn)狀與思考[J].衛(wèi)星應(yīng)用,2016(1): 64-69.

[6]劉建強(qiáng)，吳奎橋，孫從容等.雪龍?zhí)柎d海洋衛(wèi)星接收處理系統(tǒng)及應(yīng)用[J].衛(wèi)星應(yīng)用，2016(4): 48-54.