面向瀾湄流域國家的遙感應用服務平臺建設

文 | 趙玉婷 簡鳳姣 王蕾 石磊 梁亞均 韓旭

航天恒星科技有限公司

一、引言

從1991 年中國與東盟開啟對話進程開始，雙方關系日趨緊密，政治互信不斷加強，經(jīng)濟合作成效顯著，在政治、經(jīng)貿(mào)、安全、信息、交通、旅游、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、文化、教育、衛(wèi)生科技、知識產(chǎn)權等領域合作持續(xù)拓展。中國的政治、外交影響力不斷加強，已建立起國家領導人、部長和實施層面等系列對話合作機制，中國—東盟合作已成為中國周邊外交的一大亮點。2013 年起，中國—東盟戰(zhàn)略合作伙伴關系十周年，我國政府通過牽頭開展各類項目建設，增加與東盟各國在科技領域的互動與合作，進一步推動中國與東盟各國的深入務實合作，促進中國—東盟更加深入融合，持續(xù)扶持對東盟各國各領域的技術能力，提升了中國在東盟地區(qū)的國家影響力，且有利于中國與東盟各國的和平共處與繁榮發(fā)展。

瀾滄江—湄公河區(qū)域（以下簡稱瀾湄流域）是指以瀾滄江—湄公河為紐帶，由柬埔寨、老撾、緬甸、泰國、越南等五個國家和中國云南省共同組成的地域范圍，總面積233.19 萬平方千米，總?cè)丝诩s2.46 億。瀾湄流域肩挑兩洋，地處“一帶一路”的交匯之地，位置極具戰(zhàn)略意義，是中國與東南亞貿(mào)易黃金走廊，并有潛力成為東南亞、南亞和東亞間重要的大陸橋；該區(qū)域有比較完善的區(qū)域合作機制，總體上沒有重大的政治、安全威脅，是“一帶一路”倡議示范點。瀾湄流域發(fā)展快速，但糧食安全、河流和海洋環(huán)境問題日益凸顯，由于重大工程建設、資源開采、污水排放、旅游資源開發(fā)過度等帶來了嚴峻的環(huán)境和氣候問題，造成糧食產(chǎn)量不穩(wěn)定、流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境日趨惡化、生物多樣性遭到破壞、森林資源退化、重點城市污染嚴重等一系列問題。

由于歷史等各方面的原因，除中國以外的瀾湄流域各國雖然自然資源十分豐富，但整體社會經(jīng)濟、科學技術處于滯后狀態(tài)，因此開展中國與瀾湄流域其余國家的空間應用技術的信息化系統(tǒng)合作建設非常必要。航天恒星科技有限公司向瀾湄流域提供遙感應用服務平臺（以下簡稱平臺），可實現(xiàn)農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測、水資源遙感監(jiān)測、林業(yè)遙感監(jiān)測服務應用以支撐其區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。通過該平臺的建設，可助力瀾湄流域生態(tài)保護和資源綜合利用，推廣我國衛(wèi)星遙感技術應用，促進瀾湄流域各國在空間技術應用領域的深入合作與持久發(fā)展，增強中國與瀾湄流域各國之間的合作與互信。

二、遙感應用服務平臺建設目標及架構

1. 平臺建設目標

遙感應用服務平臺的建設，為瀾湄流域國家提供包括遙感數(shù)據(jù)存儲、高級處理、專題產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品分發(fā)等服務，提升其空間技術應用能力。

1）提供標準化產(chǎn)品和典型應用專題產(chǎn)品生產(chǎn)能力，可覆蓋農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水資源、海岸帶、海上溢油、流域干旱及洪澇七大領域。為監(jiān)測農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、自然災害、生態(tài)和環(huán)境污染的現(xiàn)狀、發(fā)展與演變過程，為糧食安全、環(huán)境生態(tài)保護、防災減災提供科學的決策依據(jù)。

2）提供各國衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品查詢和服務交易的平臺，可支持多源遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品和服務資源信息的發(fā)布、檢索、瀏覽、獲取等服務。平臺既能獨立使用以滿足各方用戶衛(wèi)星遙感應用需求，又可通過互聯(lián)互通實現(xiàn)國家間的遙感信息共享交換。各國用戶通過遙感信息和產(chǎn)品共享機制可迅速、準確地獲取本地衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，開展農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測、水生態(tài)遙感監(jiān)測、防災減災遙感監(jiān)測評估。

2. 平臺總體架構

遙感應用服務平臺依據(jù)應用類別分為存儲層、服務器層、網(wǎng)絡層、平臺層、服務層、應用層六層，如圖1 所示。

圖1 平臺總體架構圖

三、遙感應用服務平臺建設內(nèi)容

遙感應用服務平臺可分為產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、運管及網(wǎng)絡安全系統(tǒng)和共享協(xié)調(diào)系統(tǒng)，其中產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、運管及網(wǎng)絡安全系統(tǒng)可分別部署到各個國家，共享協(xié)調(diào)系統(tǒng)部署在中國運營。

1.產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)

產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)訂單完成標準產(chǎn)品、典型應用產(chǎn)品的生產(chǎn)。

1）標準產(chǎn)品：采用國內(nèi)外多光譜影像數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)幾何校正、幾何精校正、正射校正的標準產(chǎn)品生產(chǎn)，并在生產(chǎn)完成后對產(chǎn)品進行質(zhì)量評估，并推送至數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)歸檔存儲。

2）典型應用產(chǎn)品：對標準產(chǎn)品進行處理、分析和高級加工處理后，對農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測、水資源遙感監(jiān)測與評價、林業(yè)遙感監(jiān)測、海上溢油監(jiān)測、海岸帶監(jiān)測、流域洪澇災害監(jiān)測、流域旱情監(jiān)測等領域，提供典型應用產(chǎn)品生產(chǎn)和專題圖制作。

3）業(yè)務化應用：指對行業(yè)專題產(chǎn)品進行信息的深度挖掘，支持基于行業(yè)數(shù)據(jù)庫專題產(chǎn)品的檢索、統(tǒng)計分析、圖表分析、時序動態(tài)分析、對比分析以及報告的查看、編輯、入庫等功能，為行業(yè)業(yè)務人員提供直觀的定量數(shù)據(jù)分析結果。

2.數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是遙感應用服務平臺內(nèi)網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心。該系統(tǒng)負責完成中國及國際多源衛(wèi)星數(shù) 據(jù)（ 包 括CBERS-4、FY-3B 、GF-1、GF-2、TERRA/AQUA、Landsat-8、NOAA-18、SPOT-6、Radarsat-2、THEOS 衛(wèi)星）及其產(chǎn)品的存儲和管理，為產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)、共享協(xié)調(diào)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。同時提供多種形式的數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)歸檔、數(shù)據(jù)共享、統(tǒng)計分析功能。

3.共享協(xié)調(diào)系統(tǒng)

共享協(xié)調(diào)系統(tǒng)為遙感應用服務平臺的遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品服務中心，為瀾湄流域遙感產(chǎn)品提供商與數(shù)據(jù)產(chǎn)品需求方建立在線服務途徑，為服務商提供多源遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)或產(chǎn)品的發(fā)布、管理維護、推送展示等功能。為數(shù)據(jù)產(chǎn)品需求方提供所需數(shù)據(jù)產(chǎn)品的檢索、瀏覽、訂購、下載等服務。同時提供用戶信息管理、用戶訂單管理、產(chǎn)品數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、日志管理等網(wǎng)站信息管理功能。

4.運管與網(wǎng)絡安全系統(tǒng)

運營與網(wǎng)絡安全系統(tǒng)為整個遙感應用服務平臺提供可靠的平臺支撐和網(wǎng)絡安全保障。滿足各個系統(tǒng)業(yè)務在網(wǎng)絡上的互連互通，以及瀾湄流域國家的互聯(lián)互通與安全，并提供訂單處理流程監(jiān)控、統(tǒng)一故障報警上報管理、用戶訪問控制、系統(tǒng)參數(shù)配置功能，輔助整個平臺的運行管理。

四、遙感應用服務平臺建設成果

1.提升應用能力

平臺建設幫助各國用戶單位形成包括數(shù)據(jù)存儲、高級處理、專題產(chǎn)品生產(chǎn)在內(nèi)的遙感應用產(chǎn)品生產(chǎn)和數(shù)據(jù)分發(fā)能力。

1）具備標準影像產(chǎn)品生產(chǎn)能力：提供系統(tǒng)幾何校正產(chǎn)品、幾何精校正產(chǎn)品、正射校正產(chǎn)品生產(chǎn)能力。

2）具備專題產(chǎn)品生產(chǎn)能力：①提供對主要農(nóng)業(yè)區(qū)域大宗糧食作物的生長狀況、種植結構、種植面積、單位面積產(chǎn)量、總產(chǎn)量專題產(chǎn)品，為糧食作物的產(chǎn)量預期分析提供參考依據(jù)。②提供多源遙感森林分類、森林變化監(jiān)測、濕地信息監(jiān)測、火情監(jiān)測專題產(chǎn)品。為森林資源有效利用與綜合治理提供決策依據(jù)。③提供陸表水體面積遙感監(jiān)測、降水時空分布遙感監(jiān)測、湖泊與河口水質(zhì)程度遙感監(jiān)測專題產(chǎn)品，為流域內(nèi)水質(zhì)污染管理提供決策支持信息。④提供島嶼掩膜處理、溢油監(jiān)測專題產(chǎn)品，并實現(xiàn)油膜特征管理、油膜歷史軌跡、油膜擴散預測和溢油災害評估業(yè)務應用能力。⑤提供海洋水體提取、填海區(qū)域監(jiān)測、沿海土地利用監(jiān)測、近海水體水色異常監(jiān)測、赤潮監(jiān)測以及紅樹林監(jiān)測專題產(chǎn)品。提升對海岸帶資源信息和污染情況的掌控，有助于進行合理資源利用以及污染整治工作。⑥提供流域洪水面積監(jiān)測、洪澇災害損毀評估、旱情監(jiān)測變化分析、地表蒸散發(fā)估算、遙感干旱指數(shù)監(jiān)測、土壤水分遙感監(jiān)測專題產(chǎn)品。有效提升用戶在區(qū)域受災程度的評估與救助等領域的信息處理與分析能力。

3）為用戶提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分發(fā)服務平臺，支持對多衛(wèi)星、多級別、多類型的遙感數(shù)據(jù)和產(chǎn)品進行統(tǒng)一存儲、管理、調(diào)度、檢索和分發(fā)。

2.多源數(shù)據(jù)共享

通過建立瀾湄流域數(shù)據(jù)共享渠道，實現(xiàn)瀾湄流域用戶的信息共享。同時，持續(xù)為瀾湄流域各國提供包括高分系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)在內(nèi)的中國遙感數(shù)據(jù)資源服務，提升中國衛(wèi)星數(shù)據(jù)在東盟地區(qū)的影響力。

五、遙感應用服務平臺成效與展望

通過平臺的建設，提升用戶針對多級別、多行業(yè)、多星源的遙感產(chǎn)品生產(chǎn)能力。平臺可輔助用戶進行大范圍、多時相的區(qū)域資源管理與應用，生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)、林業(yè)、生態(tài)監(jiān)測、災害等產(chǎn)品能夠為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、林業(yè)資源開發(fā)與監(jiān)管、溢油災害應急響應、生態(tài)環(huán)境污染監(jiān)測、區(qū)域受災程度的評估與救助等領域提供有效決策支撐，實現(xiàn)各行業(yè)用戶掌握資源動態(tài)、監(jiān)測生態(tài)環(huán)境的功能。平臺可在以下方面發(fā)揮重大作用：

（1）持續(xù)推動瀾湄流域空間技術應用與合作

遙感應用服務平臺通過處理遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)，將空間技術落實于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水資源、災害監(jiān)測等領域，形成專題應用產(chǎn)品，并支持擴展更多領域的應用，支持瀾湄流域各國之間數(shù)據(jù)、應用產(chǎn)品的交流與協(xié)作。

（2）對接國內(nèi)外優(yōu)勢資源，提升整體效能

平臺可作為數(shù)據(jù)產(chǎn)品溝通橋梁，支持與國產(chǎn)高分衛(wèi)星、泰國THEOS 系列衛(wèi)星等國內(nèi)外遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)提供商協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)資源，提供數(shù)據(jù)共享服務，實現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)資源的最大化利用。

（3）牽引中國航天技術產(chǎn)業(yè)加快進入東盟區(qū)域

平臺建設可促進我國衛(wèi)星數(shù)據(jù)及應用體系在該區(qū)域的推廣和應用，能夠促進我國航天技術在東盟地區(qū)的發(fā)展，帶動我國空間信息產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

另外，本文所設計的遙感應用服務平臺將為瀾湄流域遙感資源優(yōu)勢單位搭建起一個連接供需多方遙感數(shù)據(jù)分發(fā)與共享的平臺，一方面提升中國衛(wèi)星數(shù)據(jù)在東盟區(qū)域的影響力，另一方面能夠有效促進瀾湄流域國家衛(wèi)星數(shù)據(jù)遙感應用的交流與合作。采用“以地帶星”的模式，為我國與瀾湄流域各國在空間信息技術應用領域的深入合作與持久發(fā)展添磚加瓦。