災(zāi)害監(jiān)測(cè)應(yīng)急虛擬衛(wèi)星星座及應(yīng)用服務(wù)研究

劉三超 高懋芳

(1 交通運(yùn)輸部規(guī)劃研究院，北京 100028) (2 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081)

我國(guó)是世界上自然災(zāi)害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一[1]，在全球氣候變化背景下，隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人口資源環(huán)境壓力加劇，自然災(zāi)害損失呈現(xiàn)日益加重趨勢(shì)。近年來(lái)，一些歷史罕見的重特大自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，1998年長(zhǎng)江和嫩江松花江流域性大洪水、2008年汶川特大地震[2]、2010年青海玉樹地震[3]、2010年舟曲特大山洪泥石流災(zāi)害、2013年四川蘆山地震[4]、2014年云南魯?shù)榈卣鹁斐删薮笕藛T傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。當(dāng)前，自然災(zāi)害時(shí)空分布規(guī)律更復(fù)雜，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防范、災(zāi)害監(jiān)測(cè)和災(zāi)情評(píng)估迫切需要新技術(shù)、新手段、新方法支撐[5]。

衛(wèi)星遙感以其全球性、全天時(shí)、全天候、高動(dòng)態(tài)、連續(xù)性的數(shù)據(jù)獲取、傳輸與服務(wù)能力，已成為自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)評(píng)估業(yè)務(wù)體系不可或缺的手段[6-7]。國(guó)際上，來(lái)自歐洲、亞洲、非洲的不同國(guó)家的8個(gè)組織，協(xié)調(diào)運(yùn)行災(zāi)害監(jiān)測(cè)星座(DMC)[8]，該星座是國(guó)際合作的虛擬衛(wèi)星星座，目前由光學(xué)小衛(wèi)星組成，由于不同災(zāi)害監(jiān)測(cè)需求差別巨大，特別是地震、洪澇、滑坡泥石流等破壞性災(zāi)害往往伴隨著云霧雨雪天氣，DMC光學(xué)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的分辨率、時(shí)效性往往很難滿足災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與應(yīng)急需要。20世紀(jì)90年代以來(lái)，中國(guó)開始論證環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)小衛(wèi)星星座。目前，第一階段“2+1”星座已建成，有關(guān)部門建設(shè)了環(huán)境減災(zāi)小衛(wèi)星星座運(yùn)行管理與應(yīng)用系統(tǒng)[1]，在國(guó)內(nèi)外重大災(zāi)害事件應(yīng)對(duì)中發(fā)揮了很好的作用[5]。汶川地震發(fā)生后，國(guó)家國(guó)防科技工業(yè)局和國(guó)家減災(zāi)委員會(huì)等提出建設(shè)自然災(zāi)害空間信息基礎(chǔ)設(shè)施[9]，此后，國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)、國(guó)家國(guó)防科技工業(yè)局聯(lián)合中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司和有關(guān)部委進(jìn)一步開展國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施論證。2015年，我國(guó)正式發(fā)布《國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2015年-2025年)》(以下簡(jiǎn)稱“規(guī)劃”)[10]，為我國(guó)衛(wèi)星遙感發(fā)展提供了重大機(jī)遇。

本文分析了我國(guó)當(dāng)前衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)存在的問(wèn)題，根據(jù)災(zāi)害系統(tǒng)特點(diǎn)和災(zāi)害遙感指標(biāo)需求構(gòu)建了災(zāi)害監(jiān)測(cè)應(yīng)急虛擬衛(wèi)星星座，提出了衛(wèi)星應(yīng)用服務(wù)功能及模式，可為相關(guān)領(lǐng)域的衛(wèi)星及應(yīng)用服務(wù)提供參考。

1 問(wèn)題與需求

衛(wèi)星系統(tǒng)是一項(xiàng)綜合、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，由于項(xiàng)目批復(fù)過(guò)程、建設(shè)進(jìn)度等原因，我國(guó)衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)往往比較滯后，在一定程度上限制了衛(wèi)星整體效益發(fā)揮。當(dāng)前，我國(guó)防災(zāi)減災(zāi)、自然資源、環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)水利等與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)的行業(yè)部門，都對(duì)衛(wèi)星遙感提出了更加急迫、更為深入的需求，作為空間基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用的主要領(lǐng)域，相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)迫切需要提前部署建設(shè)。同時(shí)，隨著我國(guó)進(jìn)一步深化黨和國(guó)家機(jī)構(gòu)改革，行業(yè)管理涉及部門更多、領(lǐng)域更廣，其應(yīng)用系統(tǒng)的綜合性、協(xié)同性離實(shí)際業(yè)務(wù)還有很大差距，迫切需要利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)，提高應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、實(shí)用性，以更好滿足跨部門、跨層級(jí)、跨地域的衛(wèi)星數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)協(xié)同和產(chǎn)品服務(wù)需要。

地球是由大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈等圈層組成的復(fù)雜開放巨系統(tǒng)，根據(jù)災(zāi)害系統(tǒng)理論[11]，災(zāi)害系統(tǒng)是由孕災(zāi)環(huán)境、致災(zāi)因子和承災(zāi)體共同組成的異變系統(tǒng)，孕災(zāi)環(huán)境-致災(zāi)因子-承災(zāi)體之間不斷循環(huán)、反饋及作用形成災(zāi)害，災(zāi)情是孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性、致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、承災(zāi)體脆弱性相互作用的結(jié)果和表現(xiàn)(見圖1)。

災(zāi)害具有連續(xù)性、穩(wěn)定性、鏈?zhǔn)叫?yīng)特點(diǎn)，因此，災(zāi)害管理是一項(xiàng)連續(xù)不斷的且相互關(guān)聯(lián)的活動(dòng)和系統(tǒng)性工作。災(zāi)害管理又具有周期性，可分為備災(zāi)、救災(zāi)、恢復(fù)重建、減災(zāi)4個(gè)階段[11]。由于災(zāi)害成因機(jī)理復(fù)雜，各階段工作側(cè)重點(diǎn)又有所區(qū)別，對(duì)衛(wèi)星的功能需求也不相同，要完成災(zāi)害管理各環(huán)節(jié)的工作任務(wù)，需要多觀測(cè)平臺(tái)和多類型傳感器對(duì)災(zāi)害系統(tǒng)進(jìn)行全方位、全天時(shí)、全天候、多要素、高密度的立體監(jiān)測(cè)(見圖2)。

圖1 災(zāi)害系統(tǒng)各要素之間的關(guān)系Fig.1 Relationship among the every factors of disaster system

圖2 災(zāi)害管理四階段監(jiān)測(cè)要素需求Fig.2 Monitoring factors needs of disaster management four steps

不同災(zāi)害要素對(duì)遙感數(shù)據(jù)的空間分辨率、時(shí)間分辨率、光譜分辨率和輻射分辨率需求不同。一般而言，災(zāi)害觀測(cè)要素主要有人口、房屋、基礎(chǔ)設(shè)施/生命線、農(nóng)作物等，各種災(zāi)害觀測(cè)要素對(duì)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)的技術(shù)指標(biāo)需求差異很大(見圖3)。房屋需要較高空間分辨率數(shù)據(jù)，正常房屋監(jiān)測(cè)遙感數(shù)據(jù)空間分辨率一般要優(yōu)于10 m，而災(zāi)害發(fā)生后房屋倒損評(píng)估的遙感數(shù)據(jù)需要達(dá)到亞米級(jí)甚至厘米級(jí)分辨率。基礎(chǔ)設(shè)施/生命線監(jiān)測(cè)一般呈規(guī)則分布，遙感數(shù)據(jù)空間分辨率一般需優(yōu)于10 m。農(nóng)作物分布范圍廣，對(duì)遙感數(shù)據(jù)覆蓋能力要求相對(duì)較高，百米量級(jí)分辨率數(shù)據(jù)一般可滿足大尺度農(nóng)作物監(jiān)測(cè)要求，而中小尺度農(nóng)業(yè)遙感數(shù)據(jù)要優(yōu)于30 m。人口一般通過(guò)提取居民地、道路、土地利用等要素間接獲取其空間分布信息，因此，人口評(píng)估的遙感數(shù)據(jù)一般要優(yōu)于20 m。

圖3 災(zāi)害要素對(duì)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)指標(biāo)需求Fig.3 Index needs of disaster monitoring factors

不同災(zāi)害類型、災(zāi)害不同階段對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)載荷的需求也不同。我國(guó)主要自然災(zāi)害有臺(tái)風(fēng)、洪澇、干旱、地震、滑坡/泥石流、森林/草原火災(zāi)、雪災(zāi)等，對(duì)遙感數(shù)據(jù)需求體現(xiàn)在應(yīng)急觀測(cè)能力、高分辨率觀測(cè)能力和綜合觀測(cè)能力三方面：應(yīng)急觀測(cè)能力方面，時(shí)間分辨率即所需要的重訪時(shí)間從數(shù)小時(shí)到數(shù)月不等，在應(yīng)急和救災(zāi)階段大多數(shù)災(zāi)害監(jiān)測(cè)指標(biāo)需要多次重復(fù)觀測(cè)，如洪澇、地震、滑坡、泥石流等，要滿足災(zāi)害快速響應(yīng)、動(dòng)態(tài)持續(xù)監(jiān)測(cè)需要；高分辨率觀測(cè)能力方面，除了少數(shù)災(zāi)種大范圍監(jiān)測(cè)需要中低分辨率的信息外，大多數(shù)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警都需要中高空間分辨率遙感數(shù)據(jù)，特別是災(zāi)害損失房屋倒損等實(shí)物量評(píng)估，空間分辨率需要優(yōu)于1 m甚至更高空間分辨率的遙感數(shù)據(jù)才能進(jìn)行精細(xì)評(píng)估；綜合觀測(cè)能力方面，光學(xué)遙感數(shù)據(jù)需要覆蓋可見光、短波紅外至熱紅外，要求多個(gè)譜段并具有較窄的帶寬，同時(shí)需要有高信噪比的全色波段；此外，為滿足云、霧、雨、雪天氣下災(zāi)害全天時(shí)、全天候觀測(cè)需要，需要大量利用不同頻段、主被動(dòng)結(jié)合的微波遙感數(shù)據(jù)。文獻(xiàn)[9]對(duì)主要自然災(zāi)害的衛(wèi)星數(shù)據(jù)性能需求進(jìn)行了分析，主要指標(biāo)見表1。

表1 主要自然災(zāi)害對(duì)遙感衛(wèi)星指標(biāo)需求

2 衛(wèi)星星座構(gòu)想

2.1 衛(wèi)星組成

當(dāng)前，我國(guó)空間基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)進(jìn)入到從實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證到業(yè)務(wù)應(yīng)用發(fā)展轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵階段，并成為國(guó)家重要戰(zhàn)略資源和重大基礎(chǔ)設(shè)施?！耙?guī)劃”按照“服務(wù)應(yīng)用、統(tǒng)籌發(fā)展，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、自主發(fā)展，天地協(xié)調(diào)、同步發(fā)展，政府引導(dǎo)、開放發(fā)展”的原則，構(gòu)建了由七個(gè)星座及三類專題衛(wèi)星組成的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)[10]，提出“對(duì)以國(guó)家投資為主的遙感衛(wèi)星，由國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)、國(guó)家國(guó)防科技工業(yè)局會(huì)同有關(guān)部門研究建立以主用戶為代表的用戶管理委員會(huì)負(fù)責(zé)制”。

自然災(zāi)害涉及自然系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)各方面，是對(duì)地觀測(cè)技術(shù)綜合性和先進(jìn)性的集中體現(xiàn)，單靠一類或少數(shù)幾顆衛(wèi)星很難滿足防災(zāi)減災(zāi)對(duì)分辨率、時(shí)效性和精度等的需求?！?011年中國(guó)的航天》、《國(guó)家綜合防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃(2011—2015)》先后提出建設(shè)和完善環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)小衛(wèi)星星座[5]，國(guó)家自然災(zāi)害空間信息基礎(chǔ)設(shè)施專項(xiàng)考慮各類災(zāi)害，建設(shè)災(zāi)害監(jiān)測(cè)衛(wèi)星系統(tǒng)[9]。防災(zāi)減災(zāi)作為國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施的重大應(yīng)用領(lǐng)域，按照一星多用、多星組網(wǎng)、多網(wǎng)協(xié)同的發(fā)展思路，根據(jù)國(guó)家綜合防災(zāi)減災(zāi)業(yè)務(wù)需求和技術(shù)特征，結(jié)合交通運(yùn)輸、資源環(huán)境、農(nóng)業(yè)水利、氣象海洋等領(lǐng)域和公眾服務(wù)等需求，提出建設(shè)災(zāi)害監(jiān)測(cè)應(yīng)急虛擬衛(wèi)星星座構(gòu)想(見圖4)。

星座由主體業(yè)務(wù)衛(wèi)星和其它衛(wèi)星資源組成。主體業(yè)務(wù)衛(wèi)星屬于國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃的陸地觀測(cè)衛(wèi)星系列，由“4+4+6”衛(wèi)星組成：4顆災(zāi)害光學(xué)衛(wèi)星由2顆寬幅光學(xué)衛(wèi)星、1顆高光譜衛(wèi)星和1顆紅外多光譜衛(wèi)星組成；4顆災(zāi)害雷達(dá)衛(wèi)星由2顆S頻段SAR衛(wèi)星、2顆L頻段SAR衛(wèi)星組成；6顆災(zāi)害綜合觀測(cè)衛(wèi)星由1顆敏捷光學(xué)衛(wèi)星、1顆X頻段敏捷SAR衛(wèi)星、1顆高軌光學(xué)衛(wèi)星、1顆高軌SAR衛(wèi)星、1顆大氣污染衛(wèi)星和1顆水資源衛(wèi)星組成。在綜合防災(zāi)減災(zāi)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上，結(jié)合交通、農(nóng)業(yè)、水利、國(guó)土、環(huán)保、測(cè)繪、氣象、海洋等行業(yè)業(yè)務(wù)，以及公眾服務(wù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等需求，通過(guò)數(shù)據(jù)資源共享，實(shí)現(xiàn)與氣象衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星和其它陸地衛(wèi)星等綜合利用，形成“4+4+6+X”災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測(cè)虛擬衛(wèi)星星座。

2.2 系統(tǒng)能力

“4+4+6+X”災(zāi)害監(jiān)測(cè)應(yīng)急虛擬衛(wèi)星星座采用用戶管理委員會(huì)機(jī)制，最終實(shí)現(xiàn)國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃的衛(wèi)星資源管理、調(diào)度和共享。整個(gè)系統(tǒng)具有以下4方面的能力。

1)高低軌與敏捷組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)多星統(tǒng)籌協(xié)同應(yīng)用

低軌衛(wèi)星可獲取較高空間分辨率、全球覆蓋遙感數(shù)據(jù)，高軌衛(wèi)星可獲取高時(shí)間分辨率、區(qū)域凝視遙感數(shù)據(jù)，結(jié)合通過(guò)敏捷衛(wèi)星靈活機(jī)動(dòng)、變化(工作模式、觀測(cè)方向等)成像，實(shí)現(xiàn)甚高空間分辨率、高時(shí)效兼顧。災(zāi)害監(jiān)測(cè)衛(wèi)星星座通過(guò)不同軌道、不同平臺(tái)衛(wèi)星組網(wǎng)，可大大提高星座應(yīng)急響應(yīng)和協(xié)同應(yīng)用能力。

2)光學(xué)與雷達(dá)衛(wèi)星協(xié)同，實(shí)現(xiàn)全天時(shí)全天候應(yīng)用

多光譜衛(wèi)星可大范圍、高重訪獲取災(zāi)害系統(tǒng)遙感數(shù)據(jù)，高光譜衛(wèi)星獲取災(zāi)害環(huán)境、目標(biāo)的精細(xì)光譜數(shù)據(jù)，S/L頻段SAR衛(wèi)星組合，可顯著提高多云、多雨、多霧地區(qū)全天時(shí)、全天候數(shù)據(jù)獲取能力。同時(shí)，每顆衛(wèi)星還對(duì)大氣、海洋、陸地要素進(jìn)行觀測(cè)，同一平臺(tái)搭載多種有效載荷，進(jìn)一步提升星座中“一星多用”的功能。

3)高、中、低分辨率互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化全方位應(yīng)用

自然災(zāi)害系統(tǒng)成因復(fù)雜、過(guò)程多變、要素多樣，在衛(wèi)星和載荷成像能力一定的條件下，衛(wèi)星數(shù)據(jù)空間分辨率、時(shí)間分辨率、光譜分辨率和輻射分辨率指標(biāo)參數(shù)間往往不能兼顧。災(zāi)害監(jiān)測(cè)衛(wèi)星星座綜合考慮了災(zāi)害目標(biāo)多層次觀測(cè)需求，實(shí)現(xiàn)了高中低分辨率數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提升了星座系統(tǒng)化全方位觀測(cè)和多星共用能力。

4)不同衛(wèi)星系列融合，實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域綜合化應(yīng)用

綜合國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施所有衛(wèi)星資源，通過(guò)氣象、海洋和陸地跨系列衛(wèi)星的融合應(yīng)用，組成災(zāi)害監(jiān)測(cè)應(yīng)急觀測(cè)虛擬衛(wèi)星星座，既能提高自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)評(píng)估業(yè)務(wù)應(yīng)用水平，又能滿足交通、農(nóng)業(yè)、水利、國(guó)土、環(huán)保、測(cè)繪、氣象、海洋等行業(yè)領(lǐng)域綜合應(yīng)用需求。

3 應(yīng)用服務(wù)模式

應(yīng)用服務(wù)是國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，是發(fā)揮空間基礎(chǔ)設(shè)施效益的關(guān)鍵。應(yīng)用服務(wù)作為衛(wèi)星系統(tǒng)的重要組成部分，按照“規(guī)劃”提出的適度超前部署應(yīng)用系統(tǒng)要求，圍繞國(guó)家自然災(zāi)害管理各階段的任務(wù)，開展綜合防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)，充分發(fā)揮空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警和應(yīng)急能力，為國(guó)家自然災(zāi)害管理能力建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)的應(yīng)用服務(wù)支撐。

3.1 應(yīng)用功能組成

“規(guī)劃”將防災(zāi)減災(zāi)與應(yīng)急反應(yīng)綜合應(yīng)用列為重大工程。在“規(guī)劃”框架下，防災(zāi)減災(zāi)綜合應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)主要面向綜合防災(zāi)減災(zāi)實(shí)際業(yè)務(wù)，基于云服務(wù)理念建設(shè)，包括基礎(chǔ)平臺(tái)、業(yè)務(wù)平臺(tái)和擴(kuò)展平臺(tái)三部分(見圖5)。

圖5 防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)用功能組成Fig.5 Functional component of disaster prevention and disaster reduction application

(1)基礎(chǔ)平臺(tái)重點(diǎn)解決衛(wèi)星運(yùn)行管理、業(yè)務(wù)應(yīng)用流程任務(wù)管理、云存儲(chǔ)與云計(jì)算、數(shù)據(jù)智能管理、災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)信息采集等功能，包括運(yùn)行管理系統(tǒng)、云服務(wù)系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、移動(dòng)信息采集系統(tǒng)等，可實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星資源、業(yè)務(wù)應(yīng)用與災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)綜合協(xié)調(diào)管理。

(2)業(yè)務(wù)平臺(tái)是防災(zāi)減災(zāi)綜合應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)核心，重點(diǎn)解決多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理、災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警評(píng)估、產(chǎn)品制作與質(zhì)量驗(yàn)證等功能需求，包括數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)、災(zāi)情評(píng)估系統(tǒng)、災(zāi)害恢復(fù)重建監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)、數(shù)據(jù)質(zhì)量分析與真實(shí)性驗(yàn)證系統(tǒng)、產(chǎn)品制作系統(tǒng)等，可形成天地一體化自然災(zāi)害立體數(shù)據(jù)獲取、處理、分析與應(yīng)用能力。

(3)擴(kuò)展平臺(tái)包括區(qū)域中心、備災(zāi)中心，負(fù)責(zé)將衛(wèi)星資源、應(yīng)用服務(wù)鏈條向區(qū)域、地方和基層延伸，進(jìn)一步提升國(guó)家-地方-現(xiàn)場(chǎng)多級(jí)協(xié)同的衛(wèi)星減災(zāi)應(yīng)用能力。

3.2 系統(tǒng)服務(wù)模式

近年來(lái)，隨著應(yīng)用領(lǐng)域需求日益廣泛和應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大，以衛(wèi)星遙感為主的空間信息服務(wù)范圍越來(lái)越大、服務(wù)模式更加契合業(yè)務(wù)需求。因此，災(zāi)害監(jiān)測(cè)應(yīng)急虛擬衛(wèi)星系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)應(yīng)該是開放的、共享的，包括支撐層、業(yè)務(wù)層、服務(wù)層、用戶層(見圖6)。

支撐層包括以空間基礎(chǔ)設(shè)施為主體，主要提供衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，同時(shí)還涉及不同部門站網(wǎng)數(shù)據(jù)、災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)核查數(shù)據(jù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，此外，相關(guān)法規(guī)政策、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、知識(shí)產(chǎn)權(quán)也是必不可少的軟環(huán)境支撐。

業(yè)務(wù)層主要源于圖5的防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)用系統(tǒng)，通過(guò)利用數(shù)據(jù)處理、信息提取、智能分析等技術(shù)，進(jìn)一步集成轉(zhuǎn)化空間數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用成果，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星遙感在災(zāi)害管理不同階段的業(yè)務(wù)應(yīng)用。

服務(wù)層包括信息發(fā)布與產(chǎn)品服務(wù)、研判會(huì)商與指揮調(diào)度兩部分，通過(guò)利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智能決策等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)綜合防災(zāi)減災(zāi)相關(guān)的數(shù)據(jù)和產(chǎn)品的發(fā)布共享、不同部門的業(yè)務(wù)協(xié)同與會(huì)商調(diào)度。

用戶層主要利用互聯(lián)網(wǎng)、國(guó)家電子政務(wù)外網(wǎng)、國(guó)家電子政務(wù)內(nèi)網(wǎng)等，為國(guó)家減災(zāi)委員會(huì)成員單位、地方災(zāi)害管理部門、企業(yè)和公眾個(gè)人提供多樣化、定制化的信息資源的訪問(wèn)、搜索和管理等服務(wù)。

圖6 防災(zāi)減災(zāi)信息服務(wù)模式Fig.6 Service pattern of disaster prevention and disaster reduction

不同用戶的服務(wù)模式如下：

(1)國(guó)家減災(zāi)委員會(huì)成員單位?；趪?guó)家電子政務(wù)內(nèi)外網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)國(guó)家減災(zāi)委員會(huì)成員單位間衛(wèi)星遙感等空間數(shù)據(jù)、站網(wǎng)數(shù)據(jù)、災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)等數(shù)據(jù)共享，為成員單位專題應(yīng)用產(chǎn)品提供上傳、定制和服務(wù)渠道。

(2)地方政府?；趪?guó)家電子政務(wù)外網(wǎng)，為地方災(zāi)害管理部門提供空間數(shù)據(jù)、減災(zāi)應(yīng)用專題產(chǎn)品和技術(shù)支持服務(wù)，利用災(zāi)害信息采集與發(fā)布終端，提升基層災(zāi)害信息員災(zāi)情信息報(bào)送能力，同時(shí)按需求定向推送專題產(chǎn)品。

(3)企業(yè)。企業(yè)是衛(wèi)星數(shù)據(jù)和專題產(chǎn)品服務(wù)對(duì)象，同時(shí)是遙感標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)、增值產(chǎn)品的重要提供者?；诨ヂ?lián)網(wǎng)，利用市場(chǎng)機(jī)制，通過(guò)政府購(gòu)買服務(wù)方式，提升數(shù)據(jù)生產(chǎn)、加工和增值服務(wù)的水平。

(4)高校、科研院所?；诨ヂ?lián)網(wǎng)，系統(tǒng)向高校、科研院所提供科學(xué)研究的數(shù)據(jù)服務(wù)，同時(shí)，高校、科研院所可重點(diǎn)開展國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星理論和模型開發(fā)，解決災(zāi)害遙感的理論研究和技術(shù)突破等問(wèn)題。

(5)公眾個(gè)人。公眾是信息消費(fèi)的主體，可按需定制數(shù)據(jù)和專題產(chǎn)品，同時(shí)也可作為信息匯集、災(zāi)情評(píng)估的重要資源。基于互聯(lián)網(wǎng)，建立“產(chǎn)-學(xué)-研-用”的商業(yè)化運(yùn)行模式，推動(dòng)災(zāi)害監(jiān)測(cè)衛(wèi)星系統(tǒng)規(guī)?；瘧?yīng)用，帶動(dòng)衛(wèi)星及其應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

衛(wèi)星遙感是我國(guó)綜合防災(zāi)減災(zāi)能力建設(shè)的重要支撐，是災(zāi)害立體監(jiān)測(cè)體系的重要組成。本文剖析了我國(guó)衛(wèi)星遙感存在問(wèn)題，分析了災(zāi)害遙感業(yè)務(wù)需求，在此基礎(chǔ)上，研究提出了采用用戶管理委員會(huì)模式，通過(guò)高低軌與敏捷組網(wǎng)、光學(xué)與雷達(dá)星協(xié)同、高中低分辨率互補(bǔ)、不同衛(wèi)星系列融合，構(gòu)建我國(guó)“4+4+6+X”的災(zāi)害監(jiān)測(cè)應(yīng)急虛擬衛(wèi)星星座構(gòu)想，最后指出了應(yīng)用系統(tǒng)功能組成，并從支撐層、業(yè)務(wù)層、服務(wù)層和用戶層提出了相關(guān)服務(wù)模式。

在“規(guī)劃”實(shí)施過(guò)程中，可以充分發(fā)揮國(guó)家減災(zāi)委員會(huì)的綜合協(xié)調(diào)作用，按照國(guó)家規(guī)劃總體框架和有關(guān)要求，及時(shí)開展衛(wèi)星及應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)的立項(xiàng)、建設(shè)，適度超前部署防災(zāi)減災(zāi)綜合應(yīng)用系統(tǒng)，重點(diǎn)建設(shè)好防災(zāi)減災(zāi)與應(yīng)急反應(yīng)綜合應(yīng)用重大工程。此外，要加強(qiáng)衛(wèi)星遙感應(yīng)用基礎(chǔ)研究，通過(guò)突破災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警、評(píng)估、救助處置關(guān)鍵技術(shù)，揭示巨災(zāi)發(fā)生機(jī)理、規(guī)律，構(gòu)建跨部門遙感數(shù)據(jù)、專題產(chǎn)品共享和協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)機(jī)制，提高各級(jí)政府特別是基層災(zāi)害管理人員業(yè)務(wù)應(yīng)用能力；要注重衛(wèi)星遙感市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，鼓勵(lì)企業(yè)、高校、科研院所、公眾個(gè)人參與衛(wèi)星及應(yīng)用，加快標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定，推動(dòng)數(shù)據(jù)信息資源共享、部門業(yè)務(wù)協(xié)同，通過(guò)規(guī)?；瘧?yīng)用引領(lǐng)帶動(dòng)技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和服務(wù)推廣。

當(dāng)前，中國(guó)特色社會(huì)主義建設(shè)進(jìn)入到了新時(shí)代，行業(yè)管理也出現(xiàn)了綜合化、標(biāo)準(zhǔn)化的新要求，隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)及應(yīng)用服務(wù)不斷深入，交通運(yùn)輸、自然資源、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村等遙感主要應(yīng)用領(lǐng)域的業(yè)務(wù)出現(xiàn)了跨部門、跨層級(jí)協(xié)同的趨勢(shì)，衛(wèi)星資源的統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)、共享不斷加強(qiáng)，遙感應(yīng)用服務(wù)的范圍、深度、廣度不斷提高，本文的研究可為上述管理部門高效利用衛(wèi)星資源、加強(qiáng)遙感應(yīng)用服務(wù)等提供一定研究借鑒。