資源三號衛(wèi)星國際合作與應用推廣

文 | 王鴻燕 唐新明 葉芳宏 呂姍姍 郭曉敏 自然資源部國土衛(wèi)星遙感應用中心

一、前言

2015年底，資源三號衛(wèi)星應用系統(tǒng)正式通過了工程竣工驗收，標志著我國首顆高分辨率民用立體測圖衛(wèi)星運控管理、在軌檢校、產(chǎn)品生產(chǎn)和應用服務等體系業(yè)務化運行設計目標的全面實現(xiàn)，也標志著我國已成為世界上少數(shù)幾個掌握高精度衛(wèi)星立體測繪成套技術(shù)的國家之一，改寫了高分辨率衛(wèi)星遙感測繪領域長期嚴重依賴國外的歷史。經(jīng)過8年的技術(shù)攻關，資源三號工程全面突破了國產(chǎn)衛(wèi)星1:5萬立體測圖技術(shù)，建立了自主衛(wèi)星的1:5萬立體測圖技術(shù)體系。在軌測試表明，資源三號衛(wèi)星影像的總體精度指標優(yōu)于法國SPOT-5、日本ALOS等國外同類產(chǎn)品，總體影像質(zhì)量優(yōu)于國外同類衛(wèi)星，而應用服務能力具有明顯優(yōu)勢，在國內(nèi)和國際市場上具有較強的綜合競爭力，在滿足國內(nèi)各領域需求的同時，開拓國際市場，服務全球，逐步打造成為具有高精度、高質(zhì)量、服務一流的遙感應用民族品牌，形成“中國智造”的精品工程，為“一帶一路”倡議、“走出去”戰(zhàn)略提供有力支撐。

二、國際合作與應用推廣

資源三號衛(wèi)星充分發(fā)揮其全球?qū)Φ赜^測數(shù)據(jù)持續(xù)獲取的能力，推進與境外政府部門、科研院所、應用機構(gòu)之間多層次的合作共享。全球60多個國家和地區(qū)利用資源三號衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)和服務開展了政府公益事業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、土地資源監(jiān)測、海洋資源開發(fā)、生態(tài)環(huán)境保護、重大自然災害監(jiān)測等諸多地球系統(tǒng)監(jiān)測和科學規(guī)律認知研究等方面的工作。

1.推進政府間合作

利用資源三號衛(wèi)星的全球獲取能力，促進了一系列雙邊及多邊國際合作的開展和項目落地。以衛(wèi)星遙感視角貢獻了中國智慧與中國方案，履行了我國作為聯(lián)合國成員國的責任與義務，彰顯了我國作為負責任大國的形象使命擔當。

（1）“走出去”

根據(jù)“走出去”戰(zhàn)略部署，先后向以色列、埃及、肯尼亞、尼泊爾、斯里蘭卡、墨西哥、秘魯、挪威、津巴布韋、納米比亞、博茨瓦納等國的測繪地理信息部門提供資源三號衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)用于應急減災和智慧城市建設等領域，并與多個國家建立了進一步的合作共享關系，提升我國在全球?qū)Φ赜^測系統(tǒng)中的話語權(quán)。

（2）開展政府間雙邊和多邊合作

圍繞國家“一帶一路”等倡議、政府間科技國際合作舉措，開展一系列雙邊及多邊國際合作。目前已與澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織及昆士蘭州政府、奧地利維也納大學、德國航空航天中心、英國諾丁漢大學、美國地質(zhì)調(diào)查局地球資源監(jiān)測科學中心、斯里蘭卡國家測繪局、老撾內(nèi)政部國家測繪局、烏干達國家公路局和加納蘇尼亞尼自然資源與能源大學等近十個國家的政府或科研機構(gòu)簽署合作諒解備忘錄，為雙邊構(gòu)建互利共贏、長期穩(wěn)定的合作關系搭建了框架平臺，并在其框架下開展了一系列科研、業(yè)務及項目人才交流，在空間技術(shù)、衛(wèi)星檢校、航空航天攝影測量、地球觀測、數(shù)據(jù)共享及推廣、數(shù)據(jù)處理、多尺度多時相遙感數(shù)據(jù)的應用開發(fā)、綜合應急管理及環(huán)境監(jiān)測等方面進行合作。

（3）創(chuàng)新合作模式

為進一步深入貫徹“一帶一路”倡議和“走出去”戰(zhàn)略，積極推進利用自然資源衛(wèi)星遙感云服務平臺國際化節(jié)點服務網(wǎng)絡作為渠道，深化資源三號等國產(chǎn)衛(wèi)星在境外的應用和國際合作，已通過深化落實合作諒解備忘錄及有關數(shù)據(jù)協(xié)議，在英國、奧地利、挪威、泰國、老撾、蒙古、斯里蘭卡、孟加拉、肯尼亞、加納、烏干達、尼泊爾、柬埔寨、委內(nèi)瑞拉、約旦、贊比亞、印度尼西亞等17個國家開通了云服務平臺國際節(jié)點，并持續(xù)推送本國數(shù)據(jù)，支撐當?shù)卣头菭I利性組織對于高分辨率衛(wèi)星影像的應用需求。截至2020年3月31日，云平臺境外節(jié)點數(shù)據(jù)推送總量達33094景、23833GB。2020年首季度數(shù)據(jù)推送量達6480景、11687GB。已實現(xiàn)10個節(jié)點國家國土范圍的90%以上覆蓋，其中尼泊爾和奧地利已實現(xiàn)有效數(shù)據(jù)100%覆蓋。資源三號衛(wèi)星影像以點帶面、多點開花、持續(xù)輻射的國際合作應用服務穩(wěn)步推進，取得了突破性進展。

2.加強科學交流

組織技術(shù)專家在金磚國家地理空間技術(shù)工作組專家組、地球觀測組織、聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展司、國際攝影測量和遙感學會擔任國際職務，開展與歐洲航天局等空間技術(shù)機構(gòu)的廣泛合作，參與組建了地球觀測組織中國秘書處，共同建設全球、亞洲大洋洲區(qū)及我國綜合地球觀測系統(tǒng)，代表我國參加地球觀測服務于可持續(xù)發(fā)展等多個區(qū)域及全球性項目。

（1）打造國際聯(lián)合研究中心

以打造一流國際合作基地和平臺為核心競爭力，不斷提升國際合作的質(zhì)量和水平，發(fā)展“項目-人才-基地”相結(jié)合的國際科技合作模式，建立了“衛(wèi)星測繪技術(shù)與應用國際聯(lián)合研究中心”。

該研究中心是衛(wèi)星測繪技術(shù)“請進來、走出去”的重要基地，也是我國衛(wèi)星測繪技術(shù)實施“一帶一路”全球發(fā)展的平臺。該研究中心主要開展衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)處理與應用技術(shù)聯(lián)合研究、國際合作項目申請、基地平臺建設、人才交流與培養(yǎng)和國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)應用推廣服務等多種形式的國際交流與合作，不斷提高我國衛(wèi)星測繪技術(shù)的創(chuàng)新能力。在初步形成的中-澳衛(wèi)星檢校、中-美濕地遙感、中-德遙感快速處理、中-英雷達遙感等多個國際合作創(chuàng)新團隊基礎上，構(gòu)建開放、合作、流動的聯(lián)合科學研究平臺，發(fā)揮國產(chǎn)衛(wèi)星遙感技術(shù)對外信息服務和合作交流的窗口作用，進一步推動國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收海外建站與國際綜合應用服務。

（2）積極參與國際事務

積極參與地球觀測組織（GEO）、國際制圖協(xié)會（ICA）、國際大地測量協(xié)會（IAG）等國際學術(shù)組織活動，提高國產(chǎn)衛(wèi)星遙感技術(shù)的國際競爭力。

2012-2019年期間，根據(jù)GEO中國秘書處的工作安排，面向40多個國家和地區(qū)提供了資源三號衛(wèi)星試驗性數(shù)據(jù)。持續(xù)加大對GEO的貢獻力度，提升了我國在GEO中的影響力和話語權(quán)；參與制定《中國面向全球的綜合地球觀測系統(tǒng)十年執(zhí)行計劃（2016-2025年）》，為世界各國在社會、經(jīng)濟、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展搭建合作平臺；參與組織GEO部際協(xié)調(diào)小組成員單位參加GEO工作,積極推進在GEO多邊合作框架下的我國地球觀測成果共享服務及多邊合作，推動我國衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)及產(chǎn)品走出去，并共同建設國家、區(qū)域及全球的綜合地球觀測系統(tǒng)（GEOSS），尤其是我國牽頭的亞大區(qū)綜合地球觀測系統(tǒng)（AOGEOSS）；積極參加GEO框架下GEO服務于可持續(xù)發(fā)展項目（GEO4SDG）及GEO的計劃管理委員會加強不同GEOSS間聯(lián)系工作組（Reach out of GEOSS）等工作。特別是2019年，面向南太平洋22個國家/地區(qū)及屬地國進行了全面的在軌衛(wèi)星計劃拍攝，生產(chǎn)了17個國家352景數(shù)字正射影像，部分精選影像在GEO全會上進行了展示，與巴布亞新幾內(nèi)亞、斐濟、湯加等國家建立了聯(lián)系，創(chuàng)新了合作模式，正式啟動國土衛(wèi)星中心的衛(wèi)星影像區(qū)域共享工作，為我國在GEO框架下開展南太平洋島國外交和幫助小島國可持續(xù)發(fā)展奠定了良好的基礎。

積極參與聯(lián)合國地理信息專家委員會（UNGGIM）工作。先后向聯(lián)合國全球地理信息管理專家委員會提供了日本、韓國、蒙古等20余個國家，以及加勒比地區(qū)12個國家的資源三號衛(wèi)星影像，并向地球觀測組織數(shù)據(jù)共享平臺提供了用于全球共享的資源三號衛(wèi)星國內(nèi)外影像產(chǎn)品數(shù)據(jù)集。

（3）持續(xù)推進國際合作項目落地實施

通過國際合作項目實施帶動全面應用的輻射效應，引進能夠解決瓶頸問題的境外軟件和技術(shù)，支持全球地理信息資源建設和全球測圖的任務執(zhí)行，幫助發(fā)展中國家能力建設，實現(xiàn)了項目參與國家的共贏。催生了數(shù)十篇有國際影響力的學術(shù)論文、數(shù)十項國際國內(nèi)專利及軟件著作權(quán)，持續(xù)提升自主可控的技術(shù)能力。

亞洲合作專項資金項目“數(shù)字湄公河地理空間框架建設示范”項目實現(xiàn)資源三號衛(wèi)星數(shù)據(jù)對大湄公河次區(qū)域的全境覆蓋和測圖，幫助項目合作單位——老撾內(nèi)政部國家測繪局建立了地理空間信息公眾服務平臺（“天地圖·老撾”服務平臺）和遙感影像數(shù)據(jù)庫，進行了國產(chǎn)影像境外1:5萬立體測圖實驗，這是我國測繪地理信息成熟技術(shù)與衛(wèi)星測繪數(shù)據(jù)在國外的成功推廣應用，有力推進了大湄公河次區(qū)域的數(shù)字化進程。項目在測繪地理信息領域創(chuàng)造了依托邊境省份與邊境口岸城市，深化我國與大湄公河區(qū)域國家合作交流的國際合作機制，為我國測繪“走出去”提供了成功的實踐經(jīng)驗。

“內(nèi)陸濕地動態(tài)監(jiān)測與綜合評價技術(shù)合作研究”科技部國家國際合作專項，通過引進美方濕地動態(tài)監(jiān)測與綜合評價的先進經(jīng)驗方法，結(jié)合同時期的資源三號衛(wèi)星和其他高分辨率衛(wèi)星影像對漂浮植物提取結(jié)果的空間分布，對研究區(qū)漂浮植物多年6月和9月的生物量進行反演。以北京市門城湖濕地公園為研究區(qū)，項目團隊開展了基于高光譜信息的蘆葦和香蒲地上干生物量反演方法研究，以及不同水氮梯度下典型挺水植物葉綠素熒光的響應特性研究。通過開展華北平原內(nèi)陸濕地動態(tài)變化監(jiān)測，制成華北平原內(nèi)陸濕地動態(tài)監(jiān)測圖冊，統(tǒng)計結(jié)果發(fā)現(xiàn)華北平原濕地面積整體呈現(xiàn)下降趨勢。以近30年來白洋淀濕地、華北地區(qū)植被覆蓋度時空變化特征的動態(tài)監(jiān)測為例，開展?jié)竦鼐坝^變化特征、植被覆蓋度時空變化特征驅(qū)動力分析，發(fā)現(xiàn)引起白洋淀濕地面積變化的主導驅(qū)動因子是社會經(jīng)濟發(fā)展、農(nóng)業(yè)發(fā)展和降水量，并分析其中社會經(jīng)濟發(fā)展是最主要的因素。該項目是利用中美合作框架下衛(wèi)星影像資源開展自然資源監(jiān)測分析的典型示范。

3.探索市場推廣

國土衛(wèi)星遙感應用中心與泰國地理信息和空間技術(shù)發(fā)展局（GISTDA）、巴西IMAGEM和伊朗PAHBAD公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議書，探索衛(wèi)星數(shù)據(jù)商業(yè)合作新模式，以資源三號測繪衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)加工服務能力為支撐，以發(fā)展中國家商業(yè)機構(gòu)的成果轉(zhuǎn)化推廣與生產(chǎn)實踐應用能力為基礎，圍繞衛(wèi)星數(shù)據(jù)加工、數(shù)字圖像處理軟件與地理信息系統(tǒng)應用等方面聯(lián)合開展技術(shù)與商務合作，優(yōu)化資源共享，共同構(gòu)建測繪衛(wèi)星地理信息資源服務于發(fā)展中國家國民經(jīng)濟與社會發(fā)展應用的新格局，大幅提升了我國衛(wèi)星測繪和遙感應用特色品牌的國際影響力。

三、取得的成效

資源三號衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)日益獲得合作國家政府認可。老撾、尼泊爾、蒙古、泰國、斯里蘭卡等國家級測繪地理信息專業(yè)部門目前已將資源三號衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)應用在其國家級工程和項目。老撾內(nèi)政部國家測繪局對資源三號衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量高度認可?；谠破脚_服務，中老雙方聯(lián)合開展“基于國產(chǎn)航空航天遙感影像的高精度復合測繪技術(shù)及應用示范”項目，利用資源三號三線陣立體影像，生成了2012-2015年及2015-2018年老撾全境數(shù)字正射影像，并將總量約6.18T的數(shù)據(jù)成果贈送老撾國家測繪局。向老撾理工學院提供了老撾萬象城區(qū)資源三號2012-2018年變化監(jiān)測成果，以進一步開展試驗驗證。尼泊爾土地管理、合作及減貧部國家測繪局已成功將資源三號衛(wèi)星影像應用于尼泊爾1：2.5萬基本地形圖更新（已完成208幅）和163個地方政府的土地利用制圖，同時向尼泊爾高校及科研院所分發(fā)了資源三號衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，用于開展非營利性教育及研究工作。尼泊爾測繪局實施了相關外業(yè)工作，已完成更新250幅全國范圍底圖的年度計劃。

資源三號衛(wèi)星品牌逐漸形成。奧地利等國的科研機構(gòu)基于云平臺開展科研合作，并協(xié)助推廣資源三號衛(wèi)星在本國的技術(shù)應用。奧地利維也納大學已啟動資源三號衛(wèi)星影像獲取的動態(tài)可視化研究，同時在歐洲舉辦中國自然資源衛(wèi)星應用研討會，助力中國自然資源衛(wèi)星品牌打造，促進了中國衛(wèi)星數(shù)據(jù)在歐洲地區(qū)的推廣。目前，奧方積極推進試驗區(qū)資源三號影像快視圖在超地球儀的可視化動態(tài)展示，取得了階段成果。

資源三號衛(wèi)星影像區(qū)域數(shù)據(jù)服務在國際上的需求和吸引力不斷提升。在應對全球化帶來的國際社會公共問題方面，國際組織和多邊區(qū)域活動的作用日益凸顯。根據(jù)合作諒解備忘錄，由我國向位于肯尼亞的非洲資源測繪區(qū)域發(fā)展中心提供20個成員國的資源三號等衛(wèi)星影像。

四、結(jié)語

隨著我國各類衛(wèi)星的發(fā)射和工程系統(tǒng)和建設的飛速發(fā)展，越來越多多載荷、多尺度、長序列、高質(zhì)量的國產(chǎn)衛(wèi)星影像資源和數(shù)據(jù)產(chǎn)品進入國際舞臺，將極大地推動全球衛(wèi)星遙感應用和共享，提升我國航天大國形象。

資源三號衛(wèi)星獲取的影像數(shù)據(jù)是支持地球系統(tǒng)科學發(fā)展和地球資源、能源、環(huán)境和災害研究的重要信息源，可支持開展全球地表覆蓋、資源保護和利用開發(fā)、生態(tài)環(huán)境修復等地球系統(tǒng)要素與變化規(guī)律的監(jiān)測和研究，為人類社會與地球環(huán)境和諧發(fā)展提供基礎信息支撐。資源三號衛(wèi)星將與其他國產(chǎn)高分辨率衛(wèi)星一起，共同促進人類對地球的認識及人與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展，為全球地球觀測計劃和地球系統(tǒng)科學的發(fā)展作出積極貢獻，為構(gòu)建人類命運共同體貢獻力量！