國土資源業(yè)務(wù)衛(wèi)星應(yīng)用及需求

● 文 | 中國國土資源航空物探遙感中心 甘甫平 牟興林（通訊作者）

國土資源業(yè)務(wù)衛(wèi)星應(yīng)用及需求

● 文 | 中國國土資源航空物探遙感中心 甘甫平 牟興林（通訊作者）

一、國土資源業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)展

1.國土資源業(yè)務(wù)應(yīng)用相關(guān)衛(wèi)星

中巴地球資源衛(wèi)星是我國第一代傳輸型地球資源衛(wèi)星，包含中巴地球資源衛(wèi)星01星、02星、02B星（均已退役）、02C星和04星五顆衛(wèi)星組成，分別搭載三種傳感器，滿足用戶對不同分辨率及光譜波段遙感數(shù)據(jù)的要求。

資源一號02C衛(wèi)星是一顆填補(bǔ)中國國內(nèi)高分辨率遙感數(shù)據(jù)空白的衛(wèi)星。衛(wèi)星裝有全色多光譜相機(jī)和全色高分辨率相機(jī)，主要任務(wù)是獲取全色和多光譜圖像數(shù)據(jù)，衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)可用于1∶2.5萬和1∶5萬比例尺土地資源、礦產(chǎn)資源、地質(zhì)環(huán)境調(diào)查，以及國土資源、地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測等主體業(yè)務(wù)，可廣泛應(yīng)用于國土資源調(diào)查與監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)林水利、生態(tài)環(huán)境、國家重大工程、農(nóng)業(yè)估產(chǎn)、水利監(jiān)測、林業(yè)調(diào)查、海岸帶及災(zāi)害監(jiān)測、地震災(zāi)情監(jiān)測等應(yīng)用領(lǐng)域。該衛(wèi)星用戶為中國國土資源部。

高分一號衛(wèi)星是國家高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項(xiàng)天基系統(tǒng)中的首發(fā)星，能夠?yàn)閲临Y源部等部門提供高精度、寬范圍的空間觀測服務(wù)，在地理測繪、海洋和氣候氣象觀測、水利和林業(yè)資源監(jiān)測、城市和交通精細(xì)化管理，疫情評估與公共衛(wèi)生應(yīng)急、地球系統(tǒng)科學(xué)研究等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

高分二號衛(wèi)星是我國自主研制的首顆空間分辨率優(yōu)于1m的民用光學(xué)遙感衛(wèi)星。主要用戶為國土資源部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運(yùn)輸部以及國家林業(yè)局等部門，同時(shí)還將為其他用戶部門和有關(guān)區(qū)域提供示范應(yīng)用服務(wù)。

高景一號 01/02 衛(wèi)星單景最大可拍攝60km×70km影像。系統(tǒng)建設(shè)的第一階段是發(fā)射4顆分辨率為0.5m的光學(xué)小衛(wèi)星，日采集能力達(dá)到300萬平方千米，實(shí)現(xiàn)國內(nèi)十大城市3天覆蓋一次的能力。

未來，國土資源部將加強(qiáng)多顆小衛(wèi)星的建造，構(gòu)建小衛(wèi)星星座，同時(shí)協(xié)助做好高分五號衛(wèi)星、高分多模衛(wèi)星等科研星的研制，形成中-高空光學(xué)衛(wèi)星、高光譜衛(wèi)星、雷達(dá)衛(wèi)星構(gòu)成的多類型、多頻譜的地質(zhì)應(yīng)用衛(wèi)星數(shù)據(jù)保障體系。通過雷達(dá)/高光譜衛(wèi)星國土資源調(diào)查與監(jiān)測業(yè)務(wù)化應(yīng)用、新型傳感器與先進(jìn)遙感技術(shù)國土資源應(yīng)用、星空地一體化遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用與產(chǎn)品生產(chǎn)及相關(guān)遙感應(yīng)用模型、技術(shù)方法的攻關(guān)研究，構(gòu)建自主創(chuàng)新的國土資源業(yè)務(wù)衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)，形成創(chuàng)新專題產(chǎn)品體系，建立應(yīng)用創(chuàng)新平臺(tái)，推進(jìn)國土資源遙感業(yè)務(wù)的拓展，提升遙感應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)展能力。

2.發(fā)展業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)

國土資源業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)結(jié)合小衛(wèi)星與傳統(tǒng)大衛(wèi)星質(zhì)量特點(diǎn)，針對光學(xué)、高光譜、微波等不同載荷，建設(shè)陸海衛(wèi)星業(yè)務(wù)管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)任務(wù)部署與衛(wèi)星資源的高效銜接和綜合管控，形成在軌業(yè)務(wù)衛(wèi)星、其他國產(chǎn)衛(wèi)星狀態(tài)實(shí)時(shí)可視更新以及業(yè)務(wù)探測任務(wù)組織實(shí)施、科學(xué)調(diào)度與持續(xù)跟蹤的能力。包括陸海衛(wèi)星任務(wù)運(yùn)控系統(tǒng)和陸海衛(wèi)星業(yè)務(wù)任務(wù)統(tǒng)籌系統(tǒng)。

健全陸海主體業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，統(tǒng)籌陸海衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)體系，建設(shè)業(yè)務(wù)流程清晰、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范配套的土地、地質(zhì)礦產(chǎn)、海洋、測繪衛(wèi)星遙感業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，滿足國家對全國及全球陸域和海洋資源遙感調(diào)查監(jiān)測任務(wù)的要求。包括土地資源主體業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、地質(zhì)礦產(chǎn)主體業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、海洋主體業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、測繪主體業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)及其他行業(yè)主體業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)等。

二、國土資源衛(wèi)星業(yè)務(wù)需求

1.業(yè)務(wù)需求

陸地、海洋衛(wèi)星遙感是觀測要素極其豐富、用戶群最廣、應(yīng)用需求增長最快、市場發(fā)展最大的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。國土資源領(lǐng)域是我國較早引用衛(wèi)星遙感技術(shù)，并率先在土地資源、礦產(chǎn)資源、海洋資源、地質(zhì)環(huán)境和基礎(chǔ)測繪的調(diào)查、監(jiān)測、評價(jià)業(yè)務(wù)中大規(guī)模應(yīng)用的行業(yè)，也是國內(nèi)陸地、海洋衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用的最大用戶。

在國土資源衛(wèi)星業(yè)務(wù)應(yīng)用方面，具有不同比例尺國土資源調(diào)查、監(jiān)測、評價(jià)與應(yīng)急調(diào)查等主體業(yè)務(wù)觀測需求，及國土資源業(yè)務(wù)要素信息提取、業(yè)務(wù)及綜合產(chǎn)品批量化生產(chǎn)、服務(wù)和共享等需求。實(shí)現(xiàn)同等比例尺國土資源遙感應(yīng)用主體業(yè)務(wù)光學(xué)衛(wèi)星同類數(shù)據(jù)替代，保障土地利用變更調(diào)查監(jiān)測與核查、基本農(nóng)田及城市開發(fā)邊界全天候遙感監(jiān)測、礦山開發(fā)現(xiàn)狀遙感監(jiān)測等重大工程實(shí)施，支撐土地執(zhí)法監(jiān)察、土地督察、基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)資源調(diào)查評價(jià)、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與監(jiān)測、突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測、生態(tài)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查、礦山環(huán)境恢復(fù)治理監(jiān)管、境外礦產(chǎn)資源調(diào)查等遙感主體應(yīng)用業(yè)務(wù)，并及時(shí)提供數(shù)據(jù)產(chǎn)品的公益性及社會(huì)化共享服務(wù)。

實(shí)現(xiàn)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)與損失評估及應(yīng)急監(jiān)測、水污染防治與生態(tài)保護(hù)遙感監(jiān)測、城鄉(xiāng)規(guī)劃實(shí)施監(jiān)督檢查、森林等各類資源調(diào)查、地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)更新、全國荒漠化和沙化監(jiān)測、海域海島及極地監(jiān)測和海洋突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)、全球地理空間信息更新等遙感應(yīng)用業(yè)務(wù)，推動(dòng)土地質(zhì)量與土地生態(tài)監(jiān)測、核安全監(jiān)管、保障房建設(shè)過程和棚戶區(qū)改造過程動(dòng)態(tài)監(jiān)測、公路修建和升級改造審批、農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)調(diào)整監(jiān)測、近海水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)劃監(jiān)測、林業(yè)生態(tài)工程效益監(jiān)測和評估、農(nóng)林水土綜合評估等遙感應(yīng)用業(yè)務(wù)拓展。

2.業(yè)務(wù)特點(diǎn)

支撐國家戰(zhàn)略實(shí)施需求迫切。服務(wù)“一帶一路”、“京津冀協(xié)同發(fā)展”、“長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展”、“生態(tài)文明建設(shè)”等國家重大戰(zhàn)略實(shí)施，衛(wèi)星遙感具有無可比擬的優(yōu)勢，更應(yīng)該主動(dòng)作為，充分發(fā)揮豐富的本底數(shù)據(jù)和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢，解決支撐國家戰(zhàn)略實(shí)施對地質(zhì)礦產(chǎn)衛(wèi)星遙感應(yīng)用提出的多樣化、精細(xì)化、高精度、高時(shí)效性的創(chuàng)新服務(wù)需求。

統(tǒng)籌地質(zhì)礦產(chǎn)資源領(lǐng)域任務(wù)需求勢在必行。隨著國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，國家戰(zhàn)略實(shí)施支撐的需求迫切，地質(zhì)礦產(chǎn)資源監(jiān)管面臨新形勢，衛(wèi)星地質(zhì)礦產(chǎn)應(yīng)用需求持續(xù)增加，國產(chǎn)衛(wèi)星種類、數(shù)量逐年增長，衛(wèi)星應(yīng)用模式從試驗(yàn)應(yīng)用型向業(yè)務(wù)服務(wù)型轉(zhuǎn)變，業(yè)務(wù)應(yīng)用從單星、單任務(wù)應(yīng)用向多星、多任務(wù)協(xié)同應(yīng)用轉(zhuǎn)變。當(dāng)前分散的、以項(xiàng)目為單位的作業(yè)模式已無法適應(yīng)當(dāng)前業(yè)務(wù)化應(yīng)用發(fā)展。發(fā)揮國產(chǎn)衛(wèi)星的效益，最大限度地滿足需求，必須統(tǒng)籌、優(yōu)化地質(zhì)礦產(chǎn)領(lǐng)域數(shù)據(jù)需求，剔除重復(fù)需求，確定需求優(yōu)先級；統(tǒng)籌基礎(chǔ)數(shù)據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)，形成規(guī)?；?、工程化生產(chǎn)能力，提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，減少資源浪費(fèi)；發(fā)展應(yīng)用技術(shù)，提高應(yīng)用質(zhì)量和有效性；開拓應(yīng)用領(lǐng)域，服務(wù)國土資源工作；統(tǒng)籌衛(wèi)星遙感應(yīng)用成果服務(wù)，形成統(tǒng)一的成果服務(wù)窗口，提高成果的集成性。

加快地質(zhì)礦產(chǎn)衛(wèi)星應(yīng)用能力建設(shè)刻不容緩。要滿足地質(zhì)礦產(chǎn)衛(wèi)星應(yīng)用迫切需求，依賴于豐富的衛(wèi)星數(shù)據(jù)；依賴于高效、穩(wěn)定、持續(xù)運(yùn)行的國土資源衛(wèi)星業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)；依賴于地質(zhì)礦產(chǎn)衛(wèi)星應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新；依賴于地質(zhì)礦產(chǎn)衛(wèi)星應(yīng)用人才隊(duì)伍培養(yǎng)。目前，國土資源衛(wèi)星業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)尚不能完全滿足應(yīng)用需要，應(yīng)用系統(tǒng)能力建設(shè)分散，應(yīng)用大多還停留在人工解譯階段，自動(dòng)化/半自動(dòng)化程度不高，海量數(shù)據(jù)大規(guī)模并行處理能力還需提高，數(shù)據(jù)共享不充分，關(guān)鍵技術(shù)軟件模塊固化程度較低，國產(chǎn)衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)品體系建設(shè)有待進(jìn)一步加強(qiáng)。加快地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查應(yīng)用能力建設(shè)，將提升衛(wèi)星的業(yè)務(wù)應(yīng)用能力和水平，滿足日益增長的地質(zhì)礦產(chǎn)遙感信息需求，促進(jìn)地質(zhì)礦產(chǎn)資源決策的科學(xué)化。

地質(zhì)礦產(chǎn)資源衛(wèi)星應(yīng)用正處于快速發(fā)展機(jī)遇期。近年來，衛(wèi)星遙感地質(zhì)應(yīng)用發(fā)展迅速，成為地質(zhì)調(diào)查、評價(jià)、規(guī)劃與管理的不可或缺的手段。同時(shí)，地質(zhì)礦產(chǎn)資源衛(wèi)星應(yīng)用正處于快速發(fā)展機(jī)遇期，《陸海觀測衛(wèi)星業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)劃（2011年～2020年）》（簡稱《陸海規(guī)劃》）的批復(fù)實(shí)施，鞏固了地質(zhì)礦產(chǎn)應(yīng)用在國家衛(wèi)星事業(yè)中的戰(zhàn)略地位；資源一號02C衛(wèi)星工程的實(shí)施，為地質(zhì)礦產(chǎn)資源衛(wèi)星應(yīng)用探索了業(yè)務(wù)化運(yùn)行機(jī)制；航天“十三五”發(fā)展規(guī)劃編制、高分專項(xiàng)建設(shè)、民用航天工程預(yù)研、衛(wèi)星應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)實(shí)施、北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)研制建設(shè)、雙邊和多邊衛(wèi)星應(yīng)用合作交流等的積極參與，為地質(zhì)礦產(chǎn)資源衛(wèi)星應(yīng)用樹立了良好的用戶形象；國土資源衛(wèi)星業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)建設(shè)為地質(zhì)礦產(chǎn)資源衛(wèi)星應(yīng)用的規(guī)?；I(yè)務(wù)化發(fā)展夯實(shí)了基礎(chǔ)。把握發(fā)展機(jī)遇，加快地質(zhì)礦產(chǎn)資源遙感應(yīng)用能力建設(shè)，提升遙感應(yīng)用水平與服務(wù)水平，是適應(yīng)發(fā)展需要、促進(jìn)轉(zhuǎn)型升級，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星遙感地質(zhì)應(yīng)用跨越式發(fā)展的重大舉措。

三、發(fā)展建議

1.加強(qiáng)大小衛(wèi)星協(xié)同發(fā)展

國土資源領(lǐng)域應(yīng)用需求廣泛，隨著境外資源調(diào)查和數(shù)據(jù)全球覆蓋的應(yīng)用發(fā)展趨勢，小衛(wèi)星具有的成本低、周期短、載荷輕型化的優(yōu)勢，以及在短時(shí)間內(nèi)快速形成數(shù)據(jù)的能力，可以為國土資源領(lǐng)域應(yīng)用提供有力的技術(shù)支撐。在觀測頻率方面，國土資源業(yè)務(wù)應(yīng)用呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)。如自然資源調(diào)查等部分業(yè)務(wù)需要一年一次甚至需要一月一次的觀測數(shù)據(jù)，而突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測等應(yīng)急業(yè)務(wù)甚至需要實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。小衛(wèi)星多星組網(wǎng)、縮短重訪周期可以很好地滿足國土資源業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求。同時(shí)，盡管現(xiàn)代小衛(wèi)星具有傳統(tǒng)大衛(wèi)星無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，但是國土資源業(yè)務(wù)應(yīng)用對數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)類型的需求豐富，也離不開傳統(tǒng)大衛(wèi)星的技術(shù)支撐。加強(qiáng)大小衛(wèi)星協(xié)同發(fā)展，二者互為補(bǔ)充，并行發(fā)展，既可以降低成本，提高效率，又可以充分滿足不同業(yè)務(wù)應(yīng)用的實(shí)際需求。

2.大力發(fā)展不同載荷

衛(wèi)星不同載荷所提供的不同數(shù)據(jù)可以滿足業(yè)務(wù)應(yīng)用的不同需求。多光譜影像、高光譜影像、微波影像在國土資源領(lǐng)域不同業(yè)務(wù)應(yīng)用中都具有非常重要的作用。綜合發(fā)展不同載荷，豐富數(shù)據(jù)源，可以滿足更多業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求。按照《陸海規(guī)劃》的部署，組織開展衛(wèi)星研建，打造衛(wèi)星數(shù)據(jù)保障體系，實(shí)現(xiàn)高空間光學(xué)衛(wèi)星、高光譜衛(wèi)星、成像雷達(dá)衛(wèi)星的業(yè)務(wù)化數(shù)據(jù)應(yīng)用，形成中-高空光學(xué)衛(wèi)星、高光譜衛(wèi)星、雷達(dá)衛(wèi)星構(gòu)成的多類型、多頻譜的地質(zhì)應(yīng)用衛(wèi)星數(shù)據(jù)保障體系，使工程和衛(wèi)星應(yīng)用成為效益最大化發(fā)揮的核心。

3.星地一體化業(yè)務(wù)平臺(tái)

隨著智能化的發(fā)展，建設(shè)星地一體化業(yè)務(wù)平臺(tái)，提高星上智能處理等將滿足衛(wèi)星數(shù)據(jù)日常處理、實(shí)時(shí)獲取等多層次業(yè)務(wù)需求?；谙冗M(jìn)的混合云平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)，建設(shè)集采集、處理、服務(wù)全鏈路業(yè)務(wù)流程，軟硬件及網(wǎng)絡(luò)設(shè)施相配套的應(yīng)用平臺(tái)，平臺(tái)涵蓋光學(xué)、微波、高光譜等高空間、光譜及時(shí)間分辨率的多源數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理及專題產(chǎn)品生產(chǎn)，具備大規(guī)模計(jì)算集群和EB級存儲(chǔ)能力，系統(tǒng)穩(wěn)定性不低于99.9%，可有效服務(wù)國家重大戰(zhàn)略和布局重大需求。

同時(shí)，逐步完善以高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)、運(yùn)控管理網(wǎng)、專題產(chǎn)品生產(chǎn)網(wǎng)以及共享服務(wù)網(wǎng)架構(gòu)的衛(wèi)星業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)，為衛(wèi)星業(yè)務(wù)化、工程化、規(guī)?；瘧?yīng)用搭建可持續(xù)擴(kuò)充的良好運(yùn)行和服務(wù)平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施，并構(gòu)建由多星多任務(wù)業(yè)務(wù)管控系統(tǒng)、多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)、業(yè)務(wù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、業(yè)務(wù)應(yīng)用與專題產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)、業(yè)務(wù)產(chǎn)品驗(yàn)證系統(tǒng)、數(shù)據(jù)共享與服務(wù)系統(tǒng)、國土資源遙感云服務(wù)平臺(tái)以及相應(yīng)軟硬件有機(jī)組成的業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)。

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