我國陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)展

文 ∣ 陳衛(wèi)榮 張文慧 原征 蘇文博 中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心

一、引言

中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心（以下簡稱資源衛(wèi)星中心）作為我國陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)中心，承擔(dān)著建設(shè)全國陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)地面處理系統(tǒng)的任務(wù)，負(fù)責(zé)我國陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)的集中處理、統(tǒng)一存檔、分發(fā)和服務(wù)。中心的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)建設(shè)、衛(wèi)星綜合運行管理和衛(wèi)星數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)能力已達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際一流的水平。20年來，我國陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)服務(wù)不斷發(fā)展，在用戶數(shù)量及數(shù)據(jù)分發(fā)量不斷增長的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)服務(wù)模式也不斷發(fā)展完善，服務(wù)國家建設(shè)和用戶需求；同時，當(dāng)前的服務(wù)模式也存在一定的問題，需要不斷探索和改進(jìn)。

二、我國陸地觀測衛(wèi)星服務(wù)發(fā)展歷程

自1999年10月我國第一顆民用陸地觀測衛(wèi)星中巴地球資源衛(wèi)星01星（CBERS-01）發(fā)射以來，我國開始擁有了自己的陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)，并向全國用戶提供標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)服務(wù)。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和國家數(shù)據(jù)政策的開放，2006年4月開始，我國陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)開始面向國內(nèi)用戶進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)免費分發(fā)，數(shù)據(jù)分發(fā)量大幅增加，用戶量迅速攀升，大大促進(jìn)了國產(chǎn)陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應(yīng)用。同時，國家提出了衛(wèi)星應(yīng)用主用戶機制，指定當(dāng)時的國土資源部作為CBERS-02B衛(wèi)星的主用戶，使衛(wèi)星數(shù)據(jù)在國土行業(yè)得到了深入應(yīng)用。

2008年9月，環(huán)境減災(zāi)小衛(wèi)星A、B衛(wèi)星發(fā)射后，資源衛(wèi)星中心建成了我國第一套多星集中的地面處理系統(tǒng)，面向衛(wèi)星主用戶減災(zāi)委和環(huán)保部提供標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品主動推送服務(wù)模式，同時面向全國用戶免費分發(fā)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

2011年以來，隨著高分辨率衛(wèi)星的密集發(fā)射，資源衛(wèi)星中心不斷完善數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)平臺功能，加強網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力，增加光纖主動推送服務(wù)終端，已經(jīng)建成了基于光纖專線、電子政務(wù)網(wǎng)和國際互聯(lián)網(wǎng)“三網(wǎng)合一”的準(zhǔn)實時數(shù)據(jù)分發(fā)網(wǎng)絡(luò)體系。同時，基于移動互聯(lián)網(wǎng)的手機客戶端數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)也于2016年正式上線運行。用戶獲取數(shù)據(jù)更加快速方便。高分專項衛(wèi)星投入使用后，為了進(jìn)一步促進(jìn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)在地方的推廣使用，建立了地方分中心服務(wù)機制，目前投入運行的地方分中心已達(dá)30家。

近年來，陸地觀測衛(wèi)星服務(wù)開始由純數(shù)據(jù)服務(wù)逐漸向增值產(chǎn)品、定制化服務(wù)發(fā)展。

三、我國陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)分發(fā)情況

截至2019年8月初，我國陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)存檔量約21PB，分發(fā)服務(wù)平臺注冊用戶數(shù)量約1.6萬，用戶單位數(shù)量約4500家，專線推送用戶40余家，累計數(shù)據(jù)分發(fā)量超4000萬景。

我國陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)分發(fā)量突破100萬景是在2009年，用了十年時間；突破1000萬景是在2015年，用了六年時間；突破2000萬景是在2017年，用了兩年時間；2018年突破3000萬景，2019年突破4000萬景。2019年僅7個多月時間，年度分發(fā)量就突破1000萬景，相當(dāng)于從2000年到2015年這16年的分發(fā)量總和。我國陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)分發(fā)量的急劇攀升，充分體現(xiàn)了我國遙感衛(wèi)星的飛速發(fā)展、遙感應(yīng)用的不斷擴展以及遙感產(chǎn)業(yè)的日趨完善。陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)分發(fā)量年度統(tǒng)計見圖1。

圖1 我國陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)分發(fā)量年度統(tǒng)計圖

四、數(shù)據(jù)服務(wù)模式現(xiàn)狀

目前，我國陸地觀測衛(wèi)星主要由政府投資并負(fù)責(zé)運營，商業(yè)遙感衛(wèi)星運營尚處于起步階段，服務(wù)主要是基于用戶自主式數(shù)據(jù)服務(wù)，同時兼顧用戶的個性化需求。根據(jù)目前的服務(wù)現(xiàn)狀，服務(wù)模式主要有以下幾類：

（1）主用戶服務(wù)模式

自2006年以來，為了促進(jìn)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)資源共享和行業(yè)深入應(yīng)用，我國民用陸地觀測衛(wèi)星建立了主用戶應(yīng)用機制。目前，已有13個部委或機構(gòu)被指定為衛(wèi)星主用戶，均與資源衛(wèi)星中心建立了光纖專線直連，衛(wèi)星每天獲取的衛(wèi)星數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品通過光纖專線準(zhǔn)實時推送給相關(guān)主用戶單位，全面支撐主用戶的行業(yè)業(yè)務(wù)應(yīng)用。在衛(wèi)星任務(wù)編排和數(shù)據(jù)提供時，衛(wèi)星主用戶的需求優(yōu)先滿足。

主用戶服務(wù)機制的建立，對我國陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)的推廣和深入應(yīng)用起到了重要作用。

（2）基于光纖專線的推送服務(wù)模式

面向衛(wèi)星主用戶、國家重點行業(yè)用戶、國防用戶以及其他有光纖專線推送需求的用戶，根據(jù)用戶類型和用戶需求，將標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品或其他類型產(chǎn)品通過光纖專線直接推送給用戶。光纖專線推送是通過接口直接與地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接，避免了與普通訂單用戶的資源沖突，數(shù)據(jù)獲取效率更高。

（3）應(yīng)急服務(wù)模式

針對自然災(zāi)害或應(yīng)急事件等應(yīng)急需求，建立了應(yīng)急響應(yīng)及服務(wù)機制，主要服務(wù)流程如下：

·根據(jù)上級要求、相關(guān)部門請求以及自主獲取災(zāi)害信息等，結(jié)合災(zāi)害具體情況，啟動相應(yīng)級別的應(yīng)急響應(yīng)機制，確定目標(biāo)區(qū)域；

·緊急調(diào)度衛(wèi)星資源，安排成像任務(wù)；

·準(zhǔn)備歷史數(shù)據(jù)，建立應(yīng)急數(shù)據(jù)共享通道并告知用戶，必要時發(fā)布數(shù)據(jù)共享公告；

·隨時公布衛(wèi)星任務(wù)安排情況和數(shù)據(jù)共享情況；

·第一時間處理和共享獲取的新數(shù)據(jù)，并告知用戶；

·定期向上級主管部門發(fā)送快報。

應(yīng)急數(shù)據(jù)面向公眾開放共享，數(shù)據(jù)共享方式包括：光纖專線推送，F(xiàn)TP共享，移動介質(zhì)拷貝以及其他網(wǎng)絡(luò)傳輸方式等。

（4）基于互聯(lián)網(wǎng)的自助服務(wù)模式

針對全國廣大遙感數(shù)據(jù)用戶，建設(shè)了陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)服務(wù)平臺，用戶注冊登錄后，即可進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、訂購和下載。

（5）基于電子商務(wù)網(wǎng)站平臺的數(shù)據(jù)服務(wù)模式

通過第三方電子商務(wù)網(wǎng)站平臺進(jìn)行的商務(wù)活動，例如遙感集市、影像超市、圖享受等電子商務(wù)平臺網(wǎng)站。

（6）定制服務(wù)模式

根據(jù)用戶的個性化需求，提供衛(wèi)星編程、數(shù)據(jù)整理與深加工、專業(yè)信息提取等增值服務(wù)。

五、當(dāng)前服務(wù)模式存在的問題

我國以數(shù)據(jù)服務(wù)為主體的遙感數(shù)據(jù)服務(wù)模式，主要存在以下問題：

（1）數(shù)據(jù)重復(fù)存儲重復(fù)加工，資源浪費嚴(yán)重

資源衛(wèi)星中心作為我國陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)中心，負(fù)責(zé)永久存儲所有的衛(wèi)星數(shù)據(jù)。各衛(wèi)星主用戶、重點行業(yè)用戶以及地方用戶，從資源衛(wèi)星中心源源不斷地獲取衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)。首先，用戶單位需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，就必須購置存儲設(shè)備，建立存儲系統(tǒng)并長期運行，增加了設(shè)備購置費用和運行成本，造成資源的極大浪費。其次用戶需要對標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行深加工處理后才能使用，而這些深加工基本上都是正射糾正、融合、鑲嵌等共性處理和共性信息提取，各家重復(fù)加工、重復(fù)提取，造成人力和財力的重復(fù)投入，時間成本也大大增加。

（2）數(shù)據(jù)應(yīng)用效率低

目前，我國陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)價格低廉甚至免費，用戶獲取數(shù)據(jù)成本大大降低，很多用戶大量獲取數(shù)據(jù)，但是實際業(yè)務(wù)化應(yīng)用的數(shù)據(jù)非常少。調(diào)查結(jié)果顯示，目前很多用戶的數(shù)據(jù)使用效率不足30%。

（3）專業(yè)技術(shù)門檻高，大眾化普及困難

遙感是一項專業(yè)性比較強的技術(shù)，門檻比較高，對于普通大眾用戶來說，直接使用標(biāo)準(zhǔn)遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品比較困難。

（4）用戶需求吻合度低，可選服務(wù)少

由于沒有參與到原始數(shù)據(jù)的前端定制工作中，大眾用戶拿到的遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品與自己實際需求存在著產(chǎn)品上的差異，且缺乏可供大眾用戶選擇的個性化應(yīng)用服務(wù)。

六、未來服務(wù)模式建議與設(shè)想

陸地觀測遙感技術(shù)是一項快速發(fā)展、覆蓋國民經(jīng)濟和社會發(fā)展各個領(lǐng)域的重大技術(shù)，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α＿b感數(shù)據(jù)具備數(shù)據(jù)量大、傳輸速度快和數(shù)據(jù)復(fù)雜性高的特征，符合大數(shù)據(jù)的3V定義甚至5V定義，因此，遙感數(shù)據(jù)是一種典型的大數(shù)據(jù)，可成為遙感大數(shù)據(jù)。當(dāng)前，我國陸地觀測衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用與服務(wù)面向公眾服務(wù)才剛剛起步，及時更新、量身定制等服務(wù)產(chǎn)品還未完全形成。未來，針對我國陸地觀測衛(wèi)星的服務(wù)模式，提出以下幾點建議與設(shè)想。

一是從國家層面，制定明確的遙感數(shù)據(jù)政策法規(guī)，將遙感應(yīng)用由政府主導(dǎo)的模式逐漸調(diào)整為由政府引導(dǎo)、購買服務(wù)和市場主導(dǎo)的模式，解決當(dāng)前重復(fù)、低效、成果轉(zhuǎn)化動力不足等問題。

二是陸地觀測衛(wèi)星數(shù)據(jù)供應(yīng)商轉(zhuǎn)變服務(wù)模式，由數(shù)據(jù)服務(wù)全面向信息服務(wù)轉(zhuǎn)化，為用戶提供從衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集到信息服務(wù)的全鏈路服務(wù)，成為陸地觀測衛(wèi)星服務(wù)運營商。

三是打造專業(yè)的衛(wèi)星應(yīng)用綜合信息集成服務(wù)平臺，遙感影像全分辨率發(fā)布，提供通用應(yīng)用服務(wù)功能模塊和專業(yè)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)接口，用戶無需下載遙感影像，即可基于服務(wù)平臺提供的全分辨率影像獲取所需要的信息。

四是探索遙感與大數(shù)據(jù)分析、互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能等的跨界融合，催生新服務(wù)模式。具體可在以下方面進(jìn)行嘗試：

1）基于海量遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，開發(fā)新的服務(wù)產(chǎn)品，如基于地理空間覆蓋的覆蓋頻次統(tǒng)計衍生服務(wù)產(chǎn)品，為用戶提供更深層次的服務(wù)；

2）對用戶的區(qū)域分布、檢索習(xí)慣、訂購數(shù)據(jù)區(qū)域時間分布等進(jìn)行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，分析和掌握用戶的需求規(guī)律，為用戶主動推送產(chǎn)品和服務(wù)信息；

3）利用遙感的大數(shù)據(jù)特點，發(fā)展人工智能解譯技術(shù)，提高遙感數(shù)據(jù)的解譯效率，使海量遙感數(shù)據(jù)得到充分利用；

4）進(jìn)一步發(fā)展基于移動互聯(lián)的遙感信息服務(wù)手段，使遙感技術(shù)真正走進(jìn)千家萬戶。

五是加強基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集產(chǎn)品的開發(fā)，為用戶提供長序列和多分辨率等級的數(shù)據(jù)集及相關(guān)信息產(chǎn)品，由“訂單式服務(wù)”向“訂單式服務(wù)與非訂單式服務(wù)相結(jié)合”的服務(wù)模式轉(zhuǎn)變，開展主動服務(wù)。

六是加大全球市場開拓力度，參與國際市場競爭。結(jié)合國家的“一帶一路”倡議，加強對沿線國家的遙感數(shù)據(jù)獲取，通過區(qū)域服務(wù)中心、合作經(jīng)營等模式逐步推廣我國遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用，進(jìn)而實現(xiàn)我國陸地觀測衛(wèi)星的全球化服務(wù)。